2025年上海市徐汇区高三下学期第五次模拟(期末)物理试题含解析

2025年上海市徐汇区高三下学期第五次模拟（期末）物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，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、如图所示为三颗卫星a 、b 、c 绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b 、c 是地球同步卫星，a 在半径为r 的轨道上，此时a 、b 恰好相距最近，已知地球质量为M ，半径为R ，地球自转的角速度为ω，引力常量为G ，则（ ）
A ．卫星b 加速一段时间后就可能追上卫星c
B ．卫星b 和c 的机械能相等
C ．到卫星a 和b 下一次相距最近，还需经过时间t =3
2GM r π
ω- D ．卫星a 减速一段时间后就可能追上卫星c
2、如图所示，固定在同一平面内有三条彼此绝缘的通电直导线，导线中的电流123I I I ==，方向为图中箭头方向，在三根导线所在平面内有a 、b 、c 、d 四个点，四个点距相邻导线的距离都相等，则四个点中合磁感应强度最大的点是（ ）
A ．a 点
B ．b 点
C ．c 点
D ．d 点
3、如图所示，一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，一端挂一水平托盘，另一端被托盘上的人拉住，滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。

已知人的质量为60kg ，托盘的质量为20kg ，取g =10m/s 2。

若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动，则当人的拉力与自身所受重力大小相等时，人与托盘的加速度大小为（ ）
A．5m/s2B．6m/s2C．7.5m/s2D．8m/s2
4、P、Q两种不同波长的光，以相同的入射角从玻璃射向空气，P光发生全反射，Q光射入空气，则（）
A．玻璃对P光的折射率小于对Q光的折射率
B．玻璃中P光的波长大于Q光的波长
C．玻璃中P光的速度大于Q光的速度
D．P光的光子能量大于Q光的光子能量
5、如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长l a＝3l b，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则()
A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1
C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4
D．a、b线圈中电功率之比为3∶1
6、如图所示，物体A、B 用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上，B悬挂着．已知质量m A＝2m B，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到60°，但物体仍保持静止，下列说法正确的是
A．绳子的张力增大
B．物体A对斜面的压力将增大
C．物体A受到的静摩擦力增大
D．滑轮受到绳子的作用力保持不变
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，两个光滑挡板之间夹了一个质量一定的小球，右侧挡板竖直，左侧挡板与竖直方向夹角为θ。

若θ减小，小球始终保持静止，下列说法正确的是（）
A．左侧挡板对小球的作用力将增大
B．右侧挡板对小球的作用力不变
C．小球受到的合力不变，两挡板对小球的作用力的合力不变
D．若将左侧挡板撤走，小球在右侧挡板作用下做平拋运动
8、下列说法中不符合实际的是_______
A．单晶体并不是在各种物理性质上都表现出各向异性
B．液体的表面张力使液体表面具有扩张的趋势
C．气体的压强是由于气体分子间相互排斥而产生的
D．分子间同时存在引力和斥力，且这两种力同时增大，同时减小
E.热量能自发地从内能大的物体向内能小的物体进行传递
9、如图甲所示，通过一理想自耦变压器给灯泡L1和L2供电，R为定值电阻，电表均为理想电表，原线圈所接电压如图乙所示，下列说法正确的是（）
A．u随t的变化规律为u2sin100rtV
B．将电键S闭合，电压表示数不变，电流表示数变大
C．将电键S闭合，小灯泡L1变亮
D．将电键S闭合，为保证小灯泡L1亮度不变，可将滑片P适当下移
10、如图是氢原子的能级示意图。

当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。

以下判断正确的是（）
A．光子b可能使处于基态的氢原子电离
B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线
D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应
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）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示.
（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a=___________m/s2.（结果保留两位有效数字）
（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（m·s-2）0.69 1.18 1.66 2.18 2.70
请根据实验数据作出a-F的关系图像_____.
（3）根据提供的试验数据作出的a-F图线不通过原点，请说明主要原因_____．
12．（12分）某同学在“探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，把按控制变量法做的两个实验的数据都记录在下表中。

数据是按加速度的大小排列的。

123456789
F/N0.290.140.290.190.240.290.290.290.34
m/kg0.860.360.610.360.360.410.360.310.36
a/（m·s-2）0.340.390.480.530.670.710.810.930.94
若利用表中数据探究物体运动的加速度与物体受力的关系，则选用物体的质量为m=___________，请在本题给出的坐标纸中作出a－F图像________。

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，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L，磁感应强度为B。

一个质量为m、匝数为N、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行，导线框总电阻为R。

t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v0。

经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零。

（1）求导线框在位置I时的加速度大小；
（2）求从位置I到位置II的过程中，导线框中的焦耳热；
（3）定性画出导线框从位置I到再次回到位置I时速度随时间变化图象；
（4）上升阶段和下降阶段导线框克服安培力做功分别为W1和W2，试判断W1与W2的大小关系，并简述判断依据。

14．（16分）如图所示，U型玻璃细管竖直放置，水平细管与U型玻璃细管底部相连通，各部分细管内径相同．U型管左管上端封有长20cm的理想气体B，右管上端开口并与大气相通，此时U型玻璃管左、右两侧水银面恰好相平，水银面距U型玻璃管底部为25cm．水平细管内用小活塞封有长度10cm的理想气体A．已知外界大气压强为75cmHg，忽略环境温度的变化．现将活塞缓慢向左拉，使气体B的气柱长度为25cm，求：
①左右管中水银面的高度差是多大？
②理想气体A的气柱长度为多少？
15．（12分）如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。

A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。

先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。

接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

求：
(1)A被敲击后获得的初速度大小v A；
(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小a B、a B'；
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】
A.卫星b 加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c ，选项A 错误；
B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B 错误；
C.对卫星a ，根据万有引力提供向心力有：
2
2
a Mm G
mr r
ω= 所以卫星a 的角速度
a ω=可知半径越大角速度越小，卫星a 和
b 由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：
t =
选项C 正确；
D.卫星a 减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c ，选项D 错误； 故选C 。

2、C 【解析】
由安培定则可知1I 在a 点产生的磁场方向垂直纸面向里，2I 在a 点产生的磁场方向垂直纸面向外，1I 和2I 在a 点产生的磁场合磁感应强度为零，所以a 点的合磁感应强度等于3I 在a 点产生的磁感应强度，同理可得b 点和d 点的合磁感应强度等于1I 在这两点产生的磁感应强度，c 点的合磁感应强度等于1I 、2I 和3I 在c 点产生的磁感应强度同向叠加的矢量和，所以c 点的合磁感应强度最大，故C 正确，ABD 错误。

故选C 。

3、A 【解析】
设人的质量为M ，则轻绳的拉力大小
T =Mg
设托盘的质量为m ，对人和托盘，根据牛顿第二定律有 2T 一(M +m )g =(M +m )a 解得 a =5m/s 2 故选A 。

4、D 【解析】
A ．根据临界角公式1
sin C n
=
，Q 光束的折射率小，P 光束的折射率大，故A 错误； B ．在玻璃球体中，光的波长
v c f nf n
λλ=
== 0λ是光在真空中的波长，P 光的折射率大，频率大，在真空中的波长短，由0
n
λλ=
知在玻璃球体中，P 光的波长小于Q 光的波长，故B 错误； C ．根据c
v n
=
可知玻璃中P 光的速度小于Q 光的速度，故C 错误； D ．P 光的折射率大，频率大，根据E h ν=可知P 光的光子能量大，所以P 光的光子能量大于Q 光的光子能量，故D 正确。

故D 正确。

5、B 【解析】
试题分析：根据楞次定律可知，两线圈内均产生逆时针方向的感应电流，选项A 错误；因磁感应强度随时间均匀增大，
则
B k t ∆=∆，根据法拉第电磁感应定律可知2
ΔΔΔΔB E n n l t t Φ==，则239()11a b
E E ==，选项B 正确；根据2
444B n
l S E E
klS t I l nl
R nl S ρρ
ρ∆∆'
='=
='
=∝，故a 、b 线圈中感应电流之比为3:1，选项C 错误；电功率
232344klS B nk l S P IE n l l t ρρ
'⋅'
∆===∝∆，故a 、b 线圈中电功率之比为27:1，选项D 错误；故选B ．
法拉第电磁感应定律；楞次定律；闭合电路欧姆定律；电功率．
【名师点睛】此题是一道常规题，考查法拉第电磁感应定律、以及闭合电路的欧姆定律；要推导某个物理量与其他物理量之间的关系，可以先找到这个物理量的表达式，然后看这个物理量和什么因素有关；这里线圈的匝数是容易被忽略的量．
6、C
【解析】
物体B受竖直向下的重力mg和竖直向上的绳子拉力T，由二力平衡得到：
T=mg；
以物体A为研究对象，物体A受力如下图所示：
A静止，处于平衡状态，由平衡条件得：
f+T-2mg sin45°=0
N-2mg cos45°=0
解得：
f=2mg sin45°-T=2mg sin45°-mg
N=2mg cos45°
当由45°增大到60°时，f不断变大，N不断变小；
A．绳子张力T=mg保持不变，故A错误；
B．物体A对斜面的压力N′=N=2mg cosθ将变小，故B错误；
C．摩擦力变大，故C正确；
D．绳子的拉力不变，但是滑轮两边绳子的夹角减小，则滑轮受到绳子的作用力变大，选项D错误．
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、AC
【解析】
AB．对小球受力分析，如图
共点力平衡
N 1=N 2cos θ，mg =N 2sin θ
随着θ减小，根据公式可知N 1、N 2都在增大，A 正确，B 错误；
C ．根据共点力平衡可知，两挡板对小球的作用力的合力始终不变，大小等于小球的重力，所以作用力的合力不变，C 正确；
D ．若将左侧挡板撤走，右侧挡板对小球的作用力也为零，小球做自由落体运动，D 错误。

故选AC 。

8、BC
E 【解析】
A ．由于单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，即为各向异性，则为单晶体具有各向异性，但并不是所有物理性质都是各向异性的，选项A 正确，不符合题意；
B ．液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势，选项B 错误，符合题意；
C ．气体的压强是由于大量的气体分子频繁的对器壁碰撞产生的，并不是由于气体分子间相互排斥而产生的，选项C 错误，符合题意；
D ．分子间同时存在引力和斥力，且这两种力同时增大，同时减小，选项D 正确，不符合题意；
E ．热量能自发地从温度高的物体向温度低的物体进行传递，选项E 错误，符合题意； 故选BCE. 9、BD 【解析】
A ．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压22V ，周期0.02S ，故角速度是
100rad/s ωπ= 所以有
22sin100(V)u t π=
故A 错误；
B ．电压表V 的示数是输出电压的有效值，输入电压和匝数不变，输出电压不变，将电键S 闭合，消耗功率增大，输入功率增大，根据P UI =知电流表示数增大，故B 正确；
C ．将电键S 闭合，总电阻减小，流过R 的电流增大，R 分压增大，则并联电路的电压减小，小灯泡1L 变暗，故C 错误；
D ．将电键S 闭合，为保证小灯泡1L 亮度不变，根据2211
n U U n =
可将滑片P 适当下移使原线圈匝数减小从而增大2U ，故D 正确；
故选BD 。

10、BD
【解析】
A ．由能级跃迁的频率条件：
h ν=E m -E n
可知，光子a 的能量为2.55eV ，光子b 的能量为10.2eV ，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV ，故光子b 不能使处于基态的氢原子电离，A 不符合题意；
B ．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得： 22
2ke mv r r
= 又因电子的动能2
1
2k E mv =，解得电子的动能 2
2=k ke E r
故轨道半径越大，电子动能越小，B 符合题意；
C ．一个处于n =5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C 不符合题意；
D ．由于光子b 的能量比a 的高，故光子b 的频率也比a 的高，若与a 同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b 同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D 符合题意。

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、0.16(0.15也算对) 未计入砝码盘的重力
【解析】
（1）处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式，关键弄清公式中各个量的物理意义，为连续相等时间内的位移差，t为连需相等的时间间隔，如果每5个点取一个点，则连续两点的时间间隔为t=0.1s，（3.68-3.51）m，带入可得加速度=0.16m/s1．也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s1. （1）根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角45°左右为宜．由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s1较合适．设好刻度，根据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点．如图所示．
（3）处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解．与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码盘的重力，而在（1）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力．
12、0.36kg
【解析】
[1]根据按控制变量法可知，探究物体运动的加速度与物体受力的关系，需要保证质量不变，故由表中数据可知选用物
体的质量为0.36kg ；
[2]根据表中质量为0.36kg 的数据描点作图如图所示
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、（1）a 1=g +222N B L Rm
v 0；（2）Q =12mv 02-2mgL ；（3）；（4）W 1>W 2
【解析】
（1）线圈在位置Ⅰ时：由牛顿第二定律：1=mg F ma +安 1F NBI L =安 ；11E I R
= ；10E NBLv = 联立解得：222
10N B L a g v Rm
=+ （2）导线框从位置I 到位置II 的过程中由能量关系：
201=22mv mg L Q ⋅+ 解得201=-22
Q mv mgL （3）由222
1N B L a g v Rm
=+可知，线圈向上运动过程中做加速度减小的变减速运动；同理下落过程中做加速度减小的变加速运动，则运动图像如图；
（4）根据能量守恒定律可知，线框经过同一位置时：上升的速率大于下降的速率，上升过程的安培力大小较大，而位移大小相等，所以上升过程中比下降过程中克服安培力做的功多，即W 1>W 2.
14、①15cm ；②12.5cm ．
【解析】
①利用平衡求出初状态封闭气体的压强，B中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律即可求出末态B中气体的压强，再根据平衡，即可求出末状态左右管中水银面的高度差△h；
②选择A中气体作为研究对象，根据平衡求出初末状态封闭气体的压强，对A中封闭气体运用玻意耳定律即可求出理想气体A的气柱长度．
【详解】
①设玻璃管横截面为S，活塞缓慢左拉的过程中，气体B做等温变化
初态：压强p B1=75cmHg，体积V B1=20S，
末态：压强p B2，体积V B2=25S，
根据玻意耳定律可得：p B1V B1=p B2V B2
解得：p B2=60cmHg
可得左右管中水银面的高度差△h=（75-60）cm=15cm
②活塞被缓慢的左拉的过程中，气体A做等温变化
初态：压强p A1=（75+25）cmHg=100cmHg，体积V A1=10S，
末态：压强p A2=（75+5）cmHg=80cmHg，体积V A2=L A2S
根据玻意耳定律可得：p A1V A1=p A2V A2
解得理想气体A的气柱长度：L A2=12.5cm
15、(1)A v=(2)3μg，μg
【解析】
(1)由牛顿运动定律知，A加速度的大小
a A=
mg
m
μ
=μg
匀变速直线运动2a A L=v A2，解得
A
v
(2)设A、B的质量均为m，对齐前，B所受合外力大小F=3μmg
由牛顿运动定律F=ma B，得
a B=3mg
m
μ
=3μg
对齐后，A、B所受合外力大小F′=2μmg
由牛顿运动定律F′=2ma B′
得
'
a=μg
B。