2024-2025学年上海市上外附中高三第二次联考物理试卷含解析

2024-2025学年上海市上外附中高三第二次联考物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，一角形杆ABC在竖直面内，BC段水平，AB段竖直，质量为m的小球用不可伸长的细线连接在两段杆上，OE段水平，DO段与竖直方向的夹角为.只剪断EO段细线的瞬间，小球的加速度为a1；而只剪断DO段细线的瞬间，小球的加速度为a2，则为A．1 B． C．2 D．2、如图所示，薄纸带放在光滑水平桌面上，滑块放在薄纸带上，用水平恒外力拉动纸带，滑块落在地面上A点；将滑块和纸带都放回原位置，再用大小不同的水平恒外力拉动纸带，滑块落在地面上B点。已知两次滑块离开桌边时均没有离开纸带，滑块与薄纸带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两次相比，第2次（）A．滑块在空中飞行时间较短B．滑块相对纸带滑动的距离较短C．滑块受到纸带的摩擦力较大D．滑块离开桌边前运动时间较长3、通过实验研究通电长直导线间的相互作用规律。如图所示，为两根平行的长直导线，通过外接直流电源分别给两导线通以相应的恒定电流。为导线所在平面内的两点。下列说法中正确的是（）A．两导线中的电流大小相等、方向相反时，点的磁感应强度为零B．导线电流向上、导线电流向下时，导线所受安培力向右C．点的磁感应强度一定不为零D．两导线所受安培力的大小一定相等4、已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长 B．频率 C．能量 D．动量5、关于原子物理的知识下列说法中错误的为（）A．电子的发现证实了原子是可分的B．卢瑟福的粒子散射实验建立了原子的核式结构模型C．天然放射现象的发现揭示了原子核是由质子和中子组成的D．射线是高速运动的电子流，有较弱的电离本领6、如图是质谱仪的工作原理示意图，它是分析同位素的一种仪器，其工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，挡板D上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。若（）A．只增大粒子的质量，则粒子经过狭缝P的速度变大B．只增大加速电压U，则粒子经过狭缝P的速度变大C．只增大粒子的比荷，则粒子在磁场中的轨道半径变大D．只增大磁感应强度，则粒子在磁场中的轨道半径变大二、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、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是A．给气缸缓慢加热B．取走烧杯中的沙子C．大气压变小D．让整个装置自由下落8、在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法中正确的是（）A．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为B．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为C．处的位置电场强度不为0D．在与之间的连线上电场强度为0的点有2个9、下列说法正确的是（）A．外界对气体做功，气体的内能可能减少B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度就越小D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同E.一定质量的理想气体的内能随温度的升高而增大10、如图所示，一根上端固定的轻绳，其下端拴一个质量为的小球。开始时轻绳处于竖直位置。用一个方向与水平面成的外力拉动小球，使之缓慢升起至水平位置。取，关于这一过程中轻绳的拉力，下列说法中正确的是（）A．最小值为 B．最小值为 C．最大值为 D．最大值为三、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）测定某种特殊电池的电动势和内阻。其电动势E约为8V，内阻r约为。实验室提供的器材：A、量程为200mA．内阻未知的电流表G；B、电阻箱；C、滑动变阻器；D、滑动变阻器；E、开关3只，导线若干。(1)先用如图所示的电路来测定电流表G内阻。补充完成实验：①为确保实验仪器安全，滑动变阻器应该选取__________（选填“”或“”）；②连接好电路，断开、，将的滑片滑到__________（选填“a”或“b”）端；③闭合，调节，使电流表G满偏；④保持不变，再闭合，调节电阻箱电阻时，电流表G的读数为100mA；⑤调节电阻箱时，干路上电流几乎不变，则测定的电流表G内阻__________；(2)再用如图甲所示的电路，测定该特殊电池的电动势和内阻。由于电流表G内阻较小，在电路中串联了合适的定值电阻作为保护电阻。按电路图连接好电路，然后闭合开关S，调整电阻箱的阻值为R，读取电流表的示数，记录多组数据（R，I），建立坐标系，描点作图得到了如图乙所示的图线，则电池的电动势__________V，内阻__________。12．（12分）某同学要测定一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。(1)该同学设计实验的原理表达式是E=________（用r、I、R表示）。(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到________（选填“最大值”“最小值”或“任意值”），实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω。(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的－R图象，则由图象可求得，该电源的电动势E=______V，内阻r=________Ω。（结果均保留两位有效数字）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，在直角坐标系xoy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，C点坐标为（4L，3L），M点为OC的中点．质量为m带电量为-q的粒子从C点以平行于y轴方向射入磁场Ⅱ中，速度大小为，不计粒子所受重力，粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场．（1）若粒子无法进入区域Ⅰ中，求区域Ⅱ磁感应强度大小范围；（2）若粒子恰好不能从AC边射出，求区域Ⅱ磁感应强度大小；（3）若粒子能到达M点，求区域Ⅱ磁场的磁感应强度大小的所有可能值．14．（16分）某空间存在一竖直向下的匀强电场和圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，如图所示．一质量为m，带电量为+q的粒子，从P点以水平速度v0射入电场中，然后从M点沿半径射入磁场，从N点射出磁场．已知，带电粒子从M点射入磁场时，速度与竖直方向成30°角，弧MN是圆周长的1/3，粒子重力不计．求：（1）电场强度E的大小．（2）圆形磁场区域的半径R．（3）带电粒子从P点到N点，所经历的时间t．15．（12分）在如图甲所示的平面坐标系xOy内，正方形区域（0<x<d、0<y<d）内存在垂直xOy平面周期性变化的匀强磁场，规定图示磁场方向为正方向，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，变化的周期T可以调节，图中B0为己知。在x=d处放置一垂直于x轴的荧光屏，质量为m、电荷量为q的带负电粒子在t=0时刻从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，不计粒子重力。（1）调节磁场的周期，满足T>，若粒子恰好打在屏上P（d，0）处，求粒子的速度大小v；（2）调节磁场的周期，满足T=，若粒子恰好打在屏上Q（d，d）处，求粒子的加速度大小a；（3）粒子速度大小为v0=时，欲使粒子垂直打到屏上，周期T应调为多大？

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、B【解析】

只剪断EO段细线的瞬间，根据牛顿第二定律小球的加速度为只剪断DO段细线的瞬间，小球的加速度为a2=g，则A．1，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．2，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选B.2、C【解析】

A．滑块离开桌面后均做平抛运动，竖直方向位移相等，根据可知滑块在空中飞行时间相等，选项A错误；B．根据题意可知，第一次滑块与薄纸无相对滑动，第二次滑块与薄纸之间可能产生了相对滑动，也可能无相对滑动，即两次滑块与薄纸之间的相对滑动距离都可能是零，也可能第二次滑块相对纸带滑动的距离比第一次较长，选项B错误；CD．第二次落在B点时滑块的水平位移较大，则离开桌面的水平速度较大，若物块离桌边的距离为x，根据v2=2ax可知滑块的加速度较大，根据f=ma可知，所受的纸带的摩擦力较大，根据可知，第二次滑块离开桌边前运动时间较短；选项C正确，D错误；故选C。3、D【解析】

A．两导线的电流方向相反，由安培定则知两电流在点产生的磁场方向相同，则合磁感应强度不为零，故A错误；B．N导线电流向下，由安培定则知该电流在M导线处产生垂直纸面向里的磁场。M导线电流向上，由左手定则知M导线所受安培力向左，故B错误；C．若两导线通以反向电流，由安培定则知在点产生相反方向的磁场。若M导线电流较强、N导线电流较弱，它们在点产生的磁感应强度的大小可能相等，则合磁感应强度可能为零，故C错误；D．不管两导线中电流的大小、方向如何，两导线间相互作用的安培力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D正确。故选D。4、A【解析】解：根据爱因斯坦光电效应方程得：Ek=hγ﹣W0，又W0=hγc联立得：Ek=hγ﹣hγc，据题：钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钙表面逸出的光电子最大初动能较小，由P=，可知该光电子的动量较小，根据λ=可知，波长较大，则频率较小．故A正确，BCD错误．故选A．【点评】解决本题的关键要掌握光电效应方程，明确光电子的动量与动能的关系、物质波的波长与动量的关系λ=．5、C【解析】

A.英国科学家汤姆生通过阴极射线的研究，发现电子，电子的发现证实了原子是可分的，所以A不符合题意；B.卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆生的原子结构模型，故B不符合题意；C.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故C符合题意；D.射线是高速运动的电子流，它贯穿本领比粒子强，比射线弱，则有较弱的电离本质，故D不符合题意。6、B【解析】

AB．粒子在电场中加速时，根据动能定理可得①即所以粒子质量增大，则粒子经过狭缝P的速度变小，只增大加速电压U，则粒子经过狭缝P的速度变大，A错误B正确；CD．粒子在磁场中运动时有②联立①②解得所以只增大粒子的比荷（增大）或只增大磁感应强度，半径都减小，CD错误。故选B。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、BD【解析】

以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．【详解】A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0-P)(S-s)=G…①给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．故选BD．【点睛】本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．8、AC【解析】

AB．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率为零即电场强度为0，则有则根据沿电场线方向电势降低可知，内电场强度沿x轴正方向，内电场强度沿x轴负方向，则两个电荷是同种电荷，故A正确，B错误；C．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率不为零，则电场强度不为0，故C正确；D．由于两个电荷是同种电荷，根据电场的叠加可知，在的左边和的右边合场强不可能为0，所以只有在处合场为0即只有一处，故D错误。故选AC。9、ADE【解析】

A．如果气体吸热的同时对外做功，吸收的热量小于对外所做的功，则内能可能减小，故A正确；B．晶体都有固定的熔点，故B错误；C．空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气的压强与相同温度时水的饱和蒸汽压之比，故C错误；D．内能是所有分子动能和分子势能之和。内能不同的物体，当它们的温度相同时，则它们分子热运动的平均动能可能相同，故D正确；E．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，故E正确。故选ADE。10、AC【解析】

应用极限法。静止小球受重力、外力、绳拉力，如图。AB．当力三角形为直角时故A正确，B错误；CD．当力三角形为直角时故C正确，D错误。故选AC。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、R2a21048【解析】

(1)①[1]．由题意可知，电源电动势约为8V，而电流表量程为200mA，则电流表达满偏时需要的电流为故为了安全和准确，滑动变阻器应选择R2；

②[2]．为了让电路中电流由最小开始调节，滑动变阻器开始时接入电阻应最大，故滑片应滑至a端；

⑤[3]．由实验步骤可知，本实验采用了半偏法，由于电流表示数减为原来的一半，则说明电流表内阻与电阻箱电阻相等，即Rg=2Ω；

(2)[4]．根据实验电路以及闭合电路欧姆定律可知：变形可得则由图象可知图象的斜率解得E=10V[5]．图象与纵轴的交点为5，则可知解得r=48Ω12、I（R＋r）最大值216.3（6.1~6.4）2.5（2.4~2.6）【解析】

(1)[1]根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E=I(R＋r)(2)[2]根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值[3]根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω＋1×1Ω=21Ω(3)[4][5]由E=I（R＋r）可得图像斜率等于得由于误差(6.1~6.4)V均正确，图像的截距得由于误差(2.4~2.6)均正确四、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、（1）；（2）；（3）若粒子由区域Ⅰ达到M点，n=1时，；n=2时，；n=3时，；②若粒子由区域Ⅱ达到M点，n=0时，，n=1时，【解析】

（1）粒子速度越大，半径越大，当运动轨迹恰好与x轴相切时，恰好不能进入Ⅰ区域故粒子运动半径粒子运动半径满足：代入解得（2）粒子在区域Ⅰ中的运动半径若粒子在区域Ⅱ中的运动半径R较小，则粒子会从AC边射出磁场．恰好不从AC边射出时满足∠O2O1Q=2θ又解得代入可得：（3）①若粒子由区域Ⅰ达到M点每次前进由周期性：即，解得n=1时，n=2时，n=3时，②若粒子由区域Ⅱ达到M点由周期性：即，解得，解得n=0时，n=1时，点睛：本题考查了带电粒子在磁场中的运动情况，做诸如此类问题时要注意正确画出运动轨迹图，并结合几何关系求出运动的半径，并分析运动的可能性，由于运动的