2024-2025学年上海市南汇第一中学高考压轴卷物理试卷含解析

2024-2025学年上海市南汇第一中学高考压轴卷物理试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、根据玻尔原子理论，氢原子中的电子绕原子核做圆周运动与人造卫星绕地球做圆周运动比较，下列说法中正确的是（）A．电子可以在大于基态轨道半径的任意轨道上运动，人造卫星只能在大于地球半径的某些特定轨道上运动B．轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比C．轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径成正比D．轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径的平方成反比2、一物块以某一初速度从倾角的固定斜面底端上滑，到达最大高度处后又返回斜面底端。已知物块上滑时间是下滑时间的，，，则物块与斜面间的动摩擦因数为（）A．0.2 B．0.4 C．0.6 D．0.83、已知地球半径约为6400km，地球表面处的重力加速度g取。则对绕地球运动的卫星来说，下列说法正确的是（）A．卫星可以绕地球任意一纬线做圆周运动B．卫星可以绕地球任意一经线做圆周运动C．卫星在地球表面的运动速度一定不会大于第一宇宙速度D．卫星在距地球高度400km的轨道上做圆周运动的周期约为90分钟4、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R点在等势面b上，据此可知（）A．带电质点在P点的加速度比在Q点的加速度小B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小C．带电质点在P点的动能大于在Q点的动能D．三个等势面中，c的电势最高5、如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态．则下列判断中正确的是()A．球B对墙的压力增大B．球B对柱状物体A的压力增大C．地面对柱状物体A的支持力不变D．地面对柱状物体A的摩擦力不变6、一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，细线的张力为FT，则FT随ω2变化的图象是（）A． B．C． 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、科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为Ia、Ib、Ic，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（）A．a、b通有同向的恒定电流B．导线a受的合磁场力竖直向上C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为Ia＝2Ib＝2Ic8、如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动 B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移 D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移9、如图甲所示，门式起重机又叫龙门吊，门式起重机的场地利用率高、作业范围大，在港口得到广泛使用。其简易图如图乙所示，假设长为L的钢绳能承受的最大拉力为T，钢绳的上端栓接在滑轮上，另一端连接质量为m的集装箱，开始整个装置在横臂上以共同的速度做匀速直线运动，当其运动到图中O＇位置时，绳子上端的滑轮突然被锁定，集装箱开始以O＇为圆心摆动，假设滑轮与集装箱的大小可忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．如果，则上述过程中钢绳一定不会断裂B．如果装置匀速运动的速度大小为v，则集装箱允许的最大质量为C．如果集装箱的质量为2m，则装置匀速运动时的最大速度为D．如果保持上端滑轮静止，加速向上提升集装箱（不摆动），集装箱加速上升允许的最大加速度为10、长为的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于小球在最高点时的速度、运动的向心力及相应杆的弹力，下列说法中正确的是（）A．速度的最小值为B．速度由0逐渐增大，向心力也逐渐增大C．当速度由逐渐增大时，杆对小球的作用力逐渐增大D．当速度由逐渐减小时，杆对小球的作用力逐渐增大三、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）为制作电子吊秤，物理小组找到一根拉力敏感电阻丝，拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变)，它的电阻也随之发生变化，其阻值R随拉力F变化的图象如图(a)所示，小组按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E=3V，内阻r=1Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻Rg=50Ω；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，具体步骤如下：步骤a：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R1，使毫安表指针满偏；步骤b：滑环下吊已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；步骤c：保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；步骤d：换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。(1)写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F=__________；(2)若图(a)中R0=100Ω，图象斜率k=0.5Ω/N，测得θ=60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G=_________N；(3)改装后的重力刻度盘，其零刻度线在电流表________________(填“零刻度”或“满刻度”)处，刻度线_________填“均匀”或“不均匀”）。(4)若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“吊秤”称重前，进行了步骤a操作，则测量结果______________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。12．（12分）某同学利用电磁打点计时器、光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、光电门等组成，气垫导轨大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平，向气垫导轨通入压缩空气：②把电磁打点计时器固定在紧靠气垫导轨右端，将纸带客穿过打点计时器，并固定在滑块的右端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向且在同一直线上；③在小滑块上固定一个宽度为的窄遮光片，把滑块放在气垫导轨中间附近，使滑块开始时处于静止状态；④先______，然后滑块一个向左的初速度，让滑块带动纸带一起向左运动，滑块和发生碰撞，纸带记录滑块碰撞前后的运动情况，纸带左端是滑块碰前运动的记录情况，纸带右端是滑块碰后运动的记录情况。⑤记录滑块通过光电门时遮光片的遮光时间；⑥取下纸带，重复步③④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示，测出遮光片宽度，并计算遮光片遮光时间的平均值；⑦测得滑块的质量为，滑块的质量为。完善实验步骤④的内容。(2)已知打点计时器每隔打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量大小为______；两滑块相互作用以后系统的总动量大小为______（保留三位有效数字）。(3)分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是：______。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（a），一水平面内固定有两根平行的长直金属导轨，导轨间距为L；两根相同的导体棒M、N置于导轨上并与导轨垂直，长度均为L；棒与导轨间的动摩擦因数为µ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）；整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。从t＝0时开始，对导体棒M施加一平行于导轨的外力F，F随时间变化的规律如图（b）所示。已知在t0时刻导体棒M的加速度大小为µg时，导体棒N开始运动。运动过程中两棒均与导轨接触良好，重力加速度大小为g，两棒的质量均为m，电阻均为R，导轨的电阻不计。求：(1)t0时刻导体棒M的速度vM；(2)0~t0时间内外力F的冲量大小；(3)0~t0时间内导体棒M与导轨因摩擦产生的内能。14．（16分）如图所示的空间中有一直角坐标系Oxy，第一象限内存在竖直向下的匀强电场，第四象限x轴下方存在沿x轴方向足够长，宽度m的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小B=0.4T，一带正电粒子质量m＝3.2×10－4kg、带电量q＝0.16C，从y轴上的P点以v0=1.0×103m/s的速度水平射入电场，再从x轴上的Q点进入磁场，已知OP=9m，粒子进入磁场时其速度方向与x轴正方向夹角θ=，不计粒子重力，求：(1)OQ的距离；(2)粒子的磁场中运动的半径；(3)粒子在磁场中运动的时间；（π值近似取3）15．（12分）如图所示，半径R＝3.6m的光滑绝缘圆弧轨道，位于竖直平面内，与长L＝5m的绝缘水平传送带平滑连接，传送带以v＝5m/s的速度顺时针转动，传送带右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E＝20N/C，磁感应强度B＝2.0T，方向垂直纸面向外．a为m1＝1.0×10－3kg的不带电的绝缘物块，b为m2＝2.0×10－3kg、q＝1.0×10－3C带正电的物块．b静止于圆弧轨道最低点，将a物块从圆弧轨道顶端由静止释放，运动到最低点与b发生弹性碰撞（碰后b的电量不发生变化）．碰后b先在传送带上运动，后离开传送带飞入复合场中，最后以与水平面成60°角落在地面上的P点(如图)，已知b物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.1．（g取10m/s2，a、b均可看做质点）求：（1）物块a运动到圆弧轨道最低点时的速度及对轨道的压力；（2）传送带上表面距离水平地面的高度；（3）从b开始运动到落地前瞬间，b运动的时间及其机械能的变化量．

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】

A.人造卫星的轨道可以是连续的，电子的轨道是不连续的；故A错误.B.人造地球卫星绕地球做圆周运动需要的向心力由万有引力提供，＝＝①可得：玻尔氢原子模型中电子绕原子核做圆周运动需要的向心力由库仑力提供，F＝＝＝②可得：，可知都是轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比；故B正确.C.由①可得：；由②可得：，可知，都是轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径的次方成正比；故C错误.D.由①可得：卫星的动能：Ek＝；由②可得电子的动能：，可知都是轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径成反比；故D错误.2、C【解析】

设物块从斜面底端向上滑时的初速度为，返回斜面底端时的速度大小为，则根据平均速度公式有再由牛顿运动定律和运动学公式有上滑过程下滑过程时间关系有联立各式解得故C正确，ABD错误。故选C。3、D【解析】

A．卫星绕地球做圆周运动，是由万有引力提供向心力，卫星绕赤道做圆周运动的圆心一定在地心，绕不在赤道面上的纬线做圆周运动的圆心显然不在地心，选项A错误；B．因为经线在随地球自转，而卫星绕地球做圆周运动，没有使其随地球自转的作用力，选项B错误；C．对于正在地球表面做离心运动的卫星，其运动速度大于第一宇宙速度，选项C错误；D．对于近地卫星，有对于卫星有联立解得T=90分钟选项D正确。故选D。4、D【解析】

A.等差等势面P处比Q处密，则P处电场强度大，质点受到的电场力大，加速度大，故A错误；D.根据轨迹弯曲的方向和电场线与等势线垂直可知带电质点所受的电场力方向应向下，所以电场线方向向上，故c的电势最高，故D正确.B.带负电质点在电势高处电势能小，可知质点在P点的电势能大，故B错误.C.带电质点的总能量守恒，即带电质点在P点的动能与电势能之和不变，在P点的电势能大，则动能小，故C错误.5、C【解析】对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向右平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A对B球的弹力及墙壁对球的弹力均减小，根据牛顿第三定律可知，球B对墙的压力减小，球B对柱状物体A的压力减小，故AB错误；以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故D错误；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故C正确。所以C正确，ABD错误。6、C【解析】

由题知小球未离开圆锥表面时细线与竖直方向的夹角为θ，用L表示细线长度，小球离开圆锥表面前，细线的张力为FT，圆锥对小球的支持力为FN，根据牛顿第二定律有FTsinθ－FNcosθ＝mω2LsinθFTcosθ＋FNsinθ＝mg联立解得FT＝mgcosθ＋ω2mLsin2θ小球离开圆锥表面后，设细线与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律有FTsinα＝mω2Lsinα解得FT＝mLω2故C正确。故选C。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】

AB．对长直导线分析，长直导线受到重力、长直导线对长直导线的磁场力和长直导线对长直导线的磁场力，根据平衡条件可知长直导线与长直导线作用力是相互排斥，长直导线对长直导线作用力是相互排斥，所以长直导线与长直导线有反向的恒定电流，长直导线受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线的重力，故A错误，B正确；C．视长直导线、、整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线支持力等于长直导线重力的倍；对长直导线受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线对其吸引力和长直导线对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线所受的合磁场力大小等于长直导线重力的倍，方向竖直向下，故C错误；D．对长直导线受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得即可得对长直导线受力分析，同理可得故D正确；故选BD。8、AD【解析】

A．根据左手定则可判断出正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A正确；B．因为左右两边磁场强度不一样，导致左右的半径不同，所以发生偏移；CD．根据得发现B越大，R越小，所以右边部分的R大于左边部分的R，结合左手定则判断出正离子就会向下侧漂移，电子向上侧漂移，故C错误，D正确。故选AD。9、BC【解析】

A．装置被锁定后集装箱做圆周运动，那么在装置锁定瞬间，由牛顿第二定律得:即显然集装箱的重量等于T时，钢绳断裂，故A错误；B．如果装置匀速运动的速度大小为v，由：可知：故B正确；C．如果集装箱的质量为2m，由：可知该装置匀速运动时的最大速度为：故C正确；D．加速向上提升集装箱，由牛顿第二定律有：T－mg=ma可得允许的最大加速度为：故D错误。故选BC。10、BCD【解析】

A．如图甲所示“杆连小球”在最高点速度有最小值0（临界点），此时杆向上的支持力为故A错误；B．解析式法分析动态变化。由0逐渐增大，则即逐渐增大，故B正确；C．如图乙所示当最高点速度为（临界点）时，有杆对小球的作用力。当由增大时，杆对小球有拉力，有则随逐渐增大而逐渐增大；故C正确；D．当由减小时，杆对小球有支持力，有则随逐渐减小而逐渐增大，故D正确。故选BCD。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、G2【解析】

(1)由受力情况及平行四边形定则可知，G=2Fcosθ，解得：(2)实验步骤中可知，当没有挂重物时，电流为满偏电流，即：E=Igr+R1(3)由实验步骤可知，当拉力为F时，电流为I，因此根据闭合电路的欧姆定律得：E=Ir+Rg+R(4)根据操作过程a可知，当内阻增大，仍会使得电流表满偏，则电阻R1会变小，即r+R1之和仍旧会不变，也就是说测量结果也不变。12、先接通打点计时器电源在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒【解析】

（1）[1]为了打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。（2）[2]作用前系统的总动量为滑块1的动量，而所以[3]作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时滑块1速度v1为滑块2速度v2为以两滑块相互作用以后系统的总动量大小（3）[4]分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒。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)。【解析】

(1)设t0时刻棒中的感应电流为i0，由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势根据闭合电路欧姆定律导体棒受到的安培力大小为F安=BLi0对导体棒N，由平衡条件得F安=mg整理得t0时刻导体棒M的速度；(2)设t0时刻导体棒M受到的拉力大小为F0，根据牛顿第二定律得解得F0=3mg0t0时间内外力F