上海市五校联考2024年高三第四次模拟考试物理试卷含解析

上海市五校联考2024年高三第四次模拟考试物理试卷注意事项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、木星和土星都拥有众多的卫星，其中“木卫三”作为太阳系唯一一颗拥有磁场的卫星，在其厚厚的冰层下面可能存在生命，而“土卫二”具有生命诞生所需的全部要素，是最适宜人类居住的星球，经探测它们分别绕木星和土星做圆周运动的轨道半径之比为，若木星和土星的质量之比为，则下列关于“木卫三”和“土卫二”的相关说法正确的是（）A．运行周期之比为 B．向心加速度之比为C．环绕速度之比为 D．表面重力加速度之比2、如图所示，内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平．A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接，当系统保持静止时，B球对碗壁刚好无压力，图中θ=30º，则A球、C球的质量之比为（）A．1:2 B．2:1 C．1: D．:13、下列说法中正确的是()A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C．已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核外的电子发生电离产生的4、太阳释放的巨大能量来源于核聚变。一个氘核与一个氚核聚变成一个氦核的同时释放出一个中子，若氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为真空中的光速为，那么一个氘核和一个氚核发生核聚变时，释放的能量是（）A． B．C． D．5、运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看成做自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落.和分别表示速度、合外力、重力势能和机械能.其中分别表示下落的时间和高度，在整个过程中，下列图象可能符合事实的是()A． B．C． D．6、如图所示，在横截面为正三角形的容器内放有一小球，容器内各面与小球恰好接触，图中a、b、c为容器的三个侧面、将它们以初速度v0竖直向上抛出，运动过程中容器所受空气阻力与速率成正比，下列说法正确的是A．上升过程中，小球对c有压力且逐渐变大B．上升过程中，小球受到的合力逐渐变大C．下落过程中，小球对a有压力且逐渐变大D．下落过程中，小球对容器的作用力逐渐变大二、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，abcd为边长为L的正方形线框，线框在纸面内，电阻为R．图中虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．现用外力作用于线框，使线框从图示位置开始沿x轴正方向做初速度为零的匀加速运动，线框运动过程中，ad边始终水平，线框平面始终与磁场垂直，磁场宽度大于L，x轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线及线框ab边的电压U随时间t的变化图象正确的是A． B．C． D．8、如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验，若砝码和纸板的质量分别为M和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g（）A．纸板相对砝码运动，纸板所受摩擦力的大小为B．要使纸板相对砝码运动F一定大于C．若砝码与纸板分离时的速度大于，则砝码不会从桌面上掉下D．当时，砝码恰好到达桌面边缘9、下列关于振动和波的说法，正确的是。A．声波在空气中传播时，空气中各点有相同的振动频率B．水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大E.为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光10、如图所示，光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置，管道中央轨道半径为R，管道内有一质量为m、带电荷量为+q直径略小于管道内径的小球，空间内存在方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向水平向里，电场的电场强度大小（g为重力加速度），方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为v0的初速度水平射出，下列说法正确的是（）A．无论初速度的方向向右还是向左，小球在运动中对轨道的作用力都不可能为0B．小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，受到的洛伦兹力大小可能为，方向竖直向下D．若初速度方向向左，小球在最低点和轨道水平直径右端时，对轨道外侧有压力，且压力差大于mg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）某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U－1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.(1)由图线a可知电池a的电动势Ea＝________V，内阻ra＝________Ω.(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa________Pb(填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率ηa________ηb(填“大于”、“等于”或“小于”)．12．（12分）同学们利用西红柿自制了水果电池，现在通过实验测量水果电池的电动势和内阻，(1)甲同学采用图a测量电路测量水果电池的电动势，用电压表测量结果如图b所示，读数为___，测量结果比水果电池电动势___（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。(2)实验室可提供以下器材，乙同学设计了电路图测量水果电池电动势和内阻。微安表（，内阻为）；电阻箱；开关（一个）；导线若干。①请在虚线框中画出乙同学设计的电路图_______（如图c所示）；②同学们完成了实验数据记录，通过图像法来分析数据，做出与的图像如图d所示，则电源电动势为___，水果电池的内阻为____。（结果保留三位有效数字）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）“∟”形轻杆两边互相垂直、长度均为l，可绕过O点的水平轴在竖直平面内自由转动，两端各固定一个金属小球A、B，其中A球质量为m，带负电，电量为q，B球的质量为m，B球开始不带电，整个装置处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。现将“∟”形杆从OB位于水平位置由静止释放：(1)当“∟”形杆转动的角速度达到最大时，OB杆转过的角度为多少？(2)若使小球B也带上负电，仍将“∟”形杆从OB位于水平位置由静止释放，OB杆顺时针转过的最大角度为90°，则小球B带的电量为多少？转动过程系统电势能的最大增加值为多少？14．（16分）在光滑绝缘的水平面上，存在平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E，水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A和B，两小球质量均为m，A球带电荷量为，B球不带电，A、B连线与电场线平行，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球与B球发生对心弹性碰撞．设碰撞过程中，A、B两球间无电量转移．(1)第一次碰撞结束瞬间A、B两球的速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中，若要求A在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外)，可以在水平面内加一与电场正交的磁场．请写出磁场B与时间t的函数关系．15．（12分）在xOy平面的x轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场（如图甲所示）。在空间坐标（x=0，y=a）处有一粒子源，在某一时刻向平面内各个方向均匀发射N个（N足够大）质量为m、电荷量为-q，速度为v0的带电粒子：（不计粒子重力及粒子间的相互作用，题中N、a、m、-q、v0均为已知量）(1)若放射源所发出的粒子恰好有不能到达x轴，求磁感应强度为多大；(2)求解第(1)问中，x轴上能接收到粒子的区域长度L；(3)若磁场仅限制在一个半径为a的圆形区域内，圆心在坐标处。保持磁感应强度不变，在x轴的正半轴区间上铺设挡板，粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收，求：这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力。

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、A【解析】

ABC．根据解得则运行周期之比为，向心加速度之比为，线速度之比为，故A正确，BC错误；

D．根据星球表面万有引力等于重力可知由于不知道“木卫三”和“土卫二”的半径之比，所以无法求出表面重力加速度之比，故D错误。

故选A。2、C【解析】

B球对碗壁刚好无压力，则根据几何知识分析可得B球所在位置两线的夹角为90°，以B球为研究对象，进行受力分析，水平方向所受合力为零，由此可知A．1:2，与结论不相符，选项A错误；B．2:1，与结论不相符，选项B错误；C．1:，与结论相符，选项C正确；D．:1，与结论不相符，选项D错误；故选C.考点：考查受力平衡的分析点评：本题难度较小，明确B球所在位置夹角为90°是本题求解的关键3、C【解析】A、β射线是电子流，不是电磁波，穿透本领比γ射线弱，故A错误；B、半衰期具有统计意义，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；C、根据爱因斯坦质能方程可得释放的能量是，故C正确；D、β衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故D错误；故选C．4、B【解析】

核反应方程为，故反应前后质量损失为根据质能方程可得放出的能量为故B正确ACD错误。故选B。5、B【解析】

运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动．【详解】A．运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落；图象中加速度有突变，而速度不可能突变，故A错误；B．运动员从高山悬崖上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，故只受重力；开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动；即合力先等于重力，然后突然反向变大，且逐渐减小到零，故B正确；C．重力势能逐渐减小，Ep=mgH=mg（H0-h），即重力势能与高度是线性关系，故C错误；D．机械能的变化等于除重力外其余力做的功，故自由落体运动过程机械能守恒，故D错误；故选B．6、D【解析】

AB．小球和正三角形容器为共加速系统，上升过程中，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：系统加速度竖直向下且大于重力加速度，小球加速度向下，所以容器底面c对小球无作用力，a、b侧面对小球的作用力竖直向下，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律：系统速度减小，加速度减小，小球受到的合外力减小，AB错误；CD．下落过程中，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：系统加速度竖直向下且小于重力加速度，小球加速度向下，所以a、b侧面对小球无作用力，底面c对小球的作用力竖直向上，根据牛顿第二定律：系统的速度增大，加速度减小，小球的加速度减小，底面c对小球的作用力增大，根据牛顿第三定律可知小球对容器的作用力逐渐变大，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、AD【解析】

线圈做初速度为零的匀加速直线运动，速度v=at，进磁场和出磁场受到的安培力，则A正确，B错误；进磁场时，ab两端的电压；在磁场中运动时，；出磁场时，ab两端的电压，则选项C错误，D正确；故选AD.【点睛】对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断．8、BC【解析】

A．砝码和桌面对纸板的摩擦力分别为纸板所受摩擦力的大小为故A错误；B．纸板相对砝码运动时，有二者发生相对运动需要满足代入已知条件解得故B正确；C．若砝码与纸析分离时的速度小于，砝码匀加速运动的位移小于匀减速运动的位移小于则位移小于d，砝码不会从桌面上掉下来，故C正确；D．当时，纸带的加速度根据解得砝码从开始运动到脱离纸板时匀加速运动的位移可知砝码脱离纸板时恰好到达桌面边缘，因此时砝码具有速度，则砝码会从桌面上掉下来，故D错误。故选BC。9、ACE【解析】

A．声波在空气中传播时，根据波的形成原理可知，空气中各点有相同的振动频率，故A正确；B．水波在水面上传播时，水面上各点不会随着波传播方向而移动，故B错误；C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生明显的衍射现象，故C正确；D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某点相遇时，则该质点位移此时最大，然后会变小，当平衡位置相遇时，则位移为零，故D错误；E．根据干涉条纹间距公式，可知，为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光，即波长变长，故E正确。故选ACE。10、BD【解析】

A．小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，当小球向右射出且得此时小球对轨道的作用力为0，故A错误；B．若小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下时，小球受重力和电场力的合力为，方向竖直向上，小球在竖直方向上的合力为0，由洛伦兹力提供向心力，故B正确；C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向右射出时，在最高点则有得由动能定理有即两式不相符，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向左射出时，在最高点则有得不可能，故C错误；D．若初速度方向向左，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力竖直向下，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，则在最低点小球对轨道外侧有压力，当小球运动到轨道水平直径右端时，小球受到的洛伦兹力水平向右，由于小球做圆周运动，由洛伦兹力与轨道对小球的弹力的合力提供向心力，则小球对对轨道外侧有压力，在最低点有在轨道水平直径右端时有由动能定理得得由于，则则故D正确。故选BD。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、20.5小于大【解析】

(1)图线与纵轴的交点表示外电路断路时的，即，所以，由得，所以图线的斜率为，即，所以；(2)当两外电阻相同时，由图象可知，，即，所以由得，由公式可知，图线的横截距的绝对值表示内阻的倒数，故由图可知，电池内电阻，又电池效率，在两外电阻相等的情况下，有【点睛】本题考查了闭合电路欧姆定律的数据处理的方法，应用了图象法及电源的输入功率的表达式，难度较大．12、偏小（均可）【解析】

(1)[1]电压表的最小分度为0.1V，由图可知，电压表的读数为0.71V，由于误差0.71V－0.75V均可[2]由于电池有内阻，则电压表测的为电源路端电压，则测量值小于电动势(2)[3]由题所给器材可知，可用微安表和电阻箱进行测量，电路图如图[4]根据闭合电路欧姆定律有变形得电动势等图像斜率为由于误差均可[5]截距的绝对值为则四、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)53°；(2)，。【解析】

(1)转速最大时，系统力矩平衡：解得：(2)设B带的电量为q'，转过最大角度时，动能为零，由动能定理得：解得：当转角为α时电，势能的增加值等于两球克服电场力的功：