上海市十三校2024-2025学年高三下学期5月模拟考试物理试题试卷含解析

上海市十三校2024-2025学年高三下学期5月模拟考试物理试题试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，四个小球质量分别为、、、，用细线连着，在和之间细线上还串接有一段轻弹簧，悬挂在光滑定滑轮的两边并处于静止状态。弹簧的形变在弹性限度内重力加速度大小为，则下列说法正确的是（）A．剪断间细线的一瞬间，小球的加速度大小为B．剪断间细线的一瞬间，小球和的加速度大小均为C．剪断间细线的一瞬间，小球的加速度大小为零D．剪断球上方细线的一瞬间，小球和的加速度大小均为零2、如图所示，在O点处放正点电荷，以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆与电场线分别相交于a、b、c、d、e．则下列说法正确的是()A．b、e两点的电场强度相同B．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差C．a点电势高于c点电势D．负电子在d点的电势能大于在b点的电势能3、2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m/s。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m、宽20m，空气密度=1.2kg/m3，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为A．3.9×103N B．1.2×105N C．1.0×104N D．9.0×l04N4、如图甲所示，倾角θ＝30°的足够长固定光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉着质量m＝1kg的物体沿斜面向上运动。已知物体在t＝1s到t＝3s这段时间的v－t图象如图乙所示，弹簧的劲度系数k＝200N/m，重力加速度g取10m/s2。则在该段时间内()A．物体的加速度大小为2m/s2 B．弹簧的伸长量为3cmC．弹簧的弹力做功为30J D．物体的重力势能增加36J5、大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施。如图所示，一次最多可坐四人的浮圈从高为的平台由静止开始沿滑梯滑行，到达底部时水平冲入半径为、开口向上的碗状盆体中，做半径逐渐减小的圆周运动。重力加速度为，下列说法正确的是（）A．人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态B．人和浮圈刚进入盆体时的速度大小为C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧D．人和浮圈进入盆体后，所受支持力与重力的合力大于所需的向心力6、如图所示，AB是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆，A、B两点恰好位于圆周上，杆上套有质量为m、电荷量为+q的小球(可看成点电荷)，第一次在圆心O处放一点电荷+Q，让小球从A点沿杆由静止开始下落，通过B点时的速度为，加速度为a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从A点沿杆由静止开始下落，经过B点时速度为，加速度为a2，则（）A．＜ B．＞ C．a1＜a2 D．a1＞a2二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、质谱仪用来分析带电粒子的质量与电荷量，其构造原理如图所示。将第-种粒子源放于处，经加速电场（电压为）加速后垂直于磁场方向、垂直于磁场边界进入匀强磁场。在磁场中运动后到达磁场边界上的点。换第二种粒子源也放在处，其粒子同样到达点。粒子从粒子源射出的初速度均为零，不计粒子重力。则下列说法正确的是（）A．若第二种粒子的电性与第一种不同，需同时改变电场方向与磁场方向B．若第二种粒子的电性与第一种不同，只需改变电场方向或磁场方向即可C．若第二种粒子与第--种粒子是同位素，其质量比为，保持电场电压不变，则磁场磁感应强度需调整为原来的D．若第二种粒子与第--种粒子的质量比为、电荷量比为，保持磁场磁感应强度不变，则电场电压需调整为原来的8、如图所示，一个斜面固定在水平面上，不计空气阻力。第一次将小物体从斜面顶端处以水平初速度v沿水平方向抛出，落在斜面上的位置与斜面顶端的距离为斜面长度的。第二次将小物体从斜面顶端以速度同方向水平抛出。若小物体碰撞斜面后不弹起，则小物体第一次与第二次在空中的运动过程（）A．时间之比为 B．时间之比为C．竖直位移之比为 D．竖直位移之比为9、如图所示，质量为m的小球与轻质弹簧相连，穿在竖直光滑的等腰直角三角形的杆AC上，杆BC水平弹簧下端固定于B点，小球位于杆AC的中点D时，弹簧处于原长状态。现把小球拉至D点上方的E点由静止释放，小球运动的最低点为E，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球运动D点时速度最大B．ED间的距离等于DF间的距离C．小球运动到D点时，杆对小球的支持力为D．小球在F点时弹簧的弹性势能大于在E点时弹簧的弹性势能10、如图所示，半爱心型金属环abc（由直线ac及曲线abc构成，不计重力）水平放置在绝缘的水平面上，某时刻通有顺时针方向恒定电流，长直导线MN固定在水平面上与ac平行，当其中通有M到N的恒定电流时，则下列说法正确的是A．金属环中无感应电流产生B．ac边与长直线相互吸引C．金属环受到的安培力向右D．金属环对水平面有向左的摩擦力三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）一同学测量某干电池的电动势和内阻．（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________；____________．（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表:根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图像___________．由图像可计算出该干电池的电动势为_________V；内阻为__________Ω．R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26/A–16.76.05.34.53.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_______V；内阻应为_____Ω．12．（12分）某同学为验证机械能守恒定律设计了如图所示的实验，一钢球通过轻绳系在O点，由水平位置静止释放，用光电门测出小球经过某位置的时间，用刻度尺测出该位置与O点的高度差h。（已知重力加速度为g）（1）为了完成实验还需测量的物理量有________（填正确答案标号）。A．绳长lB．小球的质量mC．小球的直径dD．小球下落至光电门处的时间t（2）正确测完需要的物理量后，验证机械能守恒定律的关系式是________________（用已知量和测量量的字母表示）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，足够长的粗糙绝缘轨道AB与处于竖直平面内的光滑圆弧形绝缘轨道BC平滑连接，圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场E，现有一带电体（可视为质点）放在水平轨道上的A位置，带电体与粗糙轨道的动摩擦因数均为，从A点由静止释放，通过C点时恰好与圆轨道无挤压，且合力刚好指向圆心，已知，不计空气阻力，重力加速度。求：（1）粗糙绝缘轨道AB长度；（2）小球从C点射出后，第一次运动到水平地面AB所需要的时间。14．（16分）如图，绝热气缸被一导热薄活塞分隔成A、B两部分，活塞左侧用一轻绳固定在气缸左壁。已知A部分气体的压强为2×105Pa，B部分气体的压强为1×105Pa，A、B'体积之比为1：3，气缸内气体温度为27℃，活1塞横截面积为50cm²，气缸内表面光滑，A、B中气体均为理想气体。（i）求轻绳的拉力大小F；（ii）若轻绳突然断掉，求再次平衡时A、B两部分气体的体积之比。15．（12分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验．当他用粒子轰击铍原子核时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程．（2）为了测定中子的质量，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是．已知氮核质量与氢核质量的关系是，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量与氢核质量的比值．（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

AB．开始时，弹簧的弹力为，剪断CD间细线的一瞬间，弹簧的弹力不变，则小球C的加速度大小为AB的加速度为零，故AB错误；C．同理可以分析，剪断AB间细线的一瞬间，小球C的加速度大小为0，故C正确；D．剪断C球上方细线的一瞬间，弹簧的弹力迅速减为零，因此小球A和B的加速度大小为，故D错误。故选C。2、B【解析】

b、e两点到点电荷O的距离相等，根据E=kQr2可知两点处的电场强度大小相等，但是方向不同，故电场强度不同，A错误；b、e两点到点电荷O的距离相等，即两点在同一等势面上，电势相等，c、d两点到点电荷O的距离相等，即两点在同一等势面上，电势相等，故b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差，B正确；在正电荷产生的电场中，距离点电荷越近，电势越高，故a点的电势低于c点的电势，b点电势低于d点电势，而负电荷在低电势处电势能大，故负电子在d本题的关键是掌握点电荷电场规律：①距离正点电荷越近，电势越高，电场强度越大，②在与点电荷等距的点处的电势相等，③负点电荷在低电势处电势能大．3、B【解析】

广告牌的面积S=5×20m2=100m2设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有：m=ρSvt根据动量定理有：－Ft=0－mv=0－ρSv2t得：F=ρSv2代入数据解得F≈1.2×105N故B正确，ACD错误。故选B。4、B【解析】

A.根据速度图象的斜率表示加速度可知，物体的加速度大小为a＝ΔvΔt＝1m/s选项A错误；B.对斜面上的物体受力分析，受到竖直向下的重力mg、斜面的支持力和轻弹簧的弹力F，由牛顿第二定律，F－mgsin30°＝ma解得F＝6N。由胡克定律F＝kx可得弹簧的伸长量x＝3cm，选项B正确；CD.在t＝1s到t＝3s这段时间内，物体动能增大ΔEk＝12m根据速度—时间图象面积等于位移，可知物体向上运动位移x＝6m，物体重力势能增加ΔEp＝mgxsin30°＝30J根据功能关系可知，弹簧弹力做功W＝ΔEk＋ΔEp＝36J选项C、D错误。5、D【解析】

A．由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中有向下的分加速度，所以人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于失重状态，故A错误。B．若不考虑摩擦阻力，根据机械能守恒有可得。由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中受到了阻力作用，所以人和浮圈刚进入盆体时的速度一定小于，故B错误。C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力为滑动摩擦力，与运动方向相反，故C错误。D．人和浮圈进入盆体后做半径逐渐减小的圆周运动，为向心运动，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力，故D正确。故选D。6、D【解析】

AB．A点和B点在同一个等势面上，第一次小球从A点由静止运动到B点的过程中，库仑力对小球做功的代数和为零，根据动能定理，得第二次小球从A点由静止运动到B点的过程中，洛伦兹力不做功，根据动能定理，得所以，故AB错误；CD．小球第一次经过B点时，库仑力有竖直向下的分量，小球受的竖直方向的合力F1>mg，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a1>g，小球第二次经过B点时，由左手定则可知，洛伦兹力始终与杆垂直向右，同时杆对小球产生水平向左的弹力，水平方向受力平衡。竖直方向只受重力作用，由牛顿第二定律可知，小球经过B点时的加速度a2=g，所以a1>a2，故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解析】

AB．如图所示带电粒子运动有3个子过程。两种粒子要在电场中加速，则电场力方向相同。因电性不同，则电场方向相反。粒子进入磁场时速度方向相同，在磁场中均向下偏转，所受洛伦兹力方向相同，由左手定则知粒子电性不同，则磁场方向不同，故A正确，B错误；CD．加速电场加速有磁场中圆周运动有解得第二种粒子与第-种粒子是同位素，其电荷量相同，若质量比为，则解得故CD正确。故选ACD。8、AD【解析】

AB．设斜面倾角为，长度为L。小物块以速度v平抛落在斜面上时位移关系有解得则落点距斜面顶端距离若第二次落在斜面上，同理落点距斜面顶端则有该距离大于斜面的长度L，则第二次抛出时落在水平面上。以速度v平抛时以速度平抛落在水平面上时有则有所以A正确，B错误；CD．第一次与第二次平抛的竖直位移之比为所以D正确，C错误。故选AD。9、CD【解析】

分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，只有重力和弹簧的拉力做功，所以圆环机械能不守恒，但是系统的机械能守恒；沿杆方向合力为零的时刻，圆环的速度最大。【详解】A．圆环沿杆滑下，ED段受到重力和弹簧弹力（杆对小球的支持力垂直于杆，不做功），且与杆的夹角均为锐角，则小球加速，D点受重力和杆对小球的支持力，则加速度为，仍加速，DF段受重力和弹簧弹力，弹力与杆的夹角为钝角，但一开始弹力较小，则加速度先沿杆向下，而F点速度为0，则DF段，先加速后减速，D点时速度不是最大，故A错误；B．若ED间的距离等于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则系统机械能不守恒，故B错误；C．D点受重力和杆对小球的支持力，垂直于杆方向受力分析得杆对小球的支持力为，故C正确；D．若ED间的距离等于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则ED间的距离应小于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能增大，则系统机械能守恒，故D正确；故选CD。本题考查弹簧存在的过程分析，涉及功能关系。10、AD【解析】

A．由题意，直导线电流恒定，金属环无感应电流，故A正确；B．ac边电流由c指向a，由反向电流相互排斥可知ac边和长直线相互排斥，故B错误；C．弯曲部分所在处的磁感应强度大于直线部分，而电流是相同的，故弯曲部分受到的安培力大于直线部分，弯曲部分受到的是引力，直线部分受到的是斥力，故整体受到的安培力的合力向左，故C错误；D．由于金属环受到的安培力合力向左，故地面对金属环的摩擦力向右，故金属环对地面的摩擦力向左，D正确；故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（1）①开关未断开②电阻箱阻值为零（2）图像如图所示：1.4（1.30~1.44都算对）1.2（1.0~1.4都算对）（3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致）1.0（结果比（2）问第二个空格小0.2）【解析】本题考查测量电源电动势和内电阻实验，意在考查考生的实验数据处理能力和误差分析能力．（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源．（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线．根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r)得，所以图线的斜率表示电源电动势V=1.37V，截距绝对值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω；用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻，考虑电表内阻对实验的影响，则E=I(R+RA+r)，得，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37V，图线的截距表示（RA+r），所以内阻精确值为r=（1.20-0.20）Ω=1.00Ω．点睛：本题考查应用电流表和电阻箱测量电源电动势和内电阻实验，本题创新之处在于用一个电压