2024屆上海市寶山區(qū)高三下學(xué)期二模物理試卷（含答案解析）

2024年上海高考寶山區(qū)高三年級(jí)物理學(xué)科等級(jí)考第二次質(zhì)量監(jiān)測(cè)試卷考生注意1.試卷滿分100分，考試時(shí)間60分鐘。2.本考試分設(shè)試卷和答題紙，答題前，務(wù)必在答題紙上填寫姓名、報(bào)名號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)，并將核對(duì)后的條形碼貼在指定位置上。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。3.本試卷標(biāo)注“多選”的試題，每小題應(yīng)選兩個(gè)及以上的選項(xiàng)，但不可全選；未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只能選一個(gè)選項(xiàng)。4.本試卷標(biāo)注“計(jì)算”“簡(jiǎn)答”“論證”的試題，在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題的過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。5.除特殊說明外，本試卷所用的重力加速度大小g均取9.8m/s2.一、自行車行車是一種通常的代步交通工具，給我們的日常生活帶來了方便。1.在夏天，一輛自行車停在烈日下，在陽光照射下車胎內(nèi)氣體溫度逐漸升高，設(shè)車胎容積保持不變。（1）關(guān)于車胎內(nèi)的氣體下列說法中正確的是（）A．氣體的密度增大B．每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都增加C．每個(gè)氣體分子的溫度都升高D．每秒鐘撞擊單位面積車胎壁的分子數(shù)增多（2）若在同一時(shí)刻自行車的后胎氣壓始終大于前胎氣壓，則經(jīng)過相同時(shí)間，后胎氣壓的變化量一定___________（選擇：A．大于B．小于C．等于）前胎氣壓的變化量。2.如圖所示，一輛自行車在水平路面上，設(shè)自行車被騎行時(shí)地面對(duì)后輪的摩擦力為Ff1，自行車被推行時(shí)地面對(duì)后輪的摩擦力為Ff2，則（）A.Ff1向左，F(xiàn)f2向右B.Ff1向右，F(xiàn)f2向左C.Ff1和Ff2都向右D.Ff1和Ff2都向左3.如圖，變速自行車有3個(gè)鏈輪和6個(gè)飛輪，鏈輪和飛輪的齒數(shù)如表所示。騎行時(shí)通過選擇不同的鏈輪和飛輪，可以采用合理的變速模式，這輛變速自行車共有___________種變速模式。假設(shè)踏板的轉(zhuǎn)速不變，該自行車可實(shí)現(xiàn)的最大行駛速度與最小行駛速度之比為___________。名稱鏈輪齒數(shù)483828名稱飛輪齒數(shù)1416182224284.如圖甲所示，質(zhì)量為60kg的人騎著一輛質(zhì)量為20kg的自行車，以5m/s的速度在筆直的水平馬路上勻速行駛，遇紅燈后在距停車線10m處開始剎車，假設(shè)剎車后自行車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。（1）（計(jì)算）試問在剎車過程中自行車受到的阻力至少應(yīng)為___________N；（2）設(shè)剎車過程中某時(shí)刻自行車的速率為v，在由初速度5m/s減速至v的過程中自行車克服阻力做的功為W，則如圖乙所示的圖像中正確的是（）【答案】1.①.D②.A2.B3.①.17②.24∶74.①.100②.A【解析】【1題詳解】（1）[1]A．車胎內(nèi)的氣體溫度逐漸升高，車胎容積保持不變，車胎內(nèi)的氣體質(zhì)量不變，則車胎內(nèi)的氣體密度不變，故A錯(cuò)誤；BC．車胎內(nèi)的氣體溫度逐漸升高，只能說明車胎內(nèi)的氣體分子的平均動(dòng)能增大，故BC錯(cuò)誤；D．車胎內(nèi)的氣體溫度逐漸升高，車胎容積保持不變，則車胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，則每秒鐘撞擊單位面積車胎壁的分子數(shù)增多，故D正確。故選D。（2）[2]根據(jù)查理定律有整理可得由于在同一時(shí)刻自行車的后胎氣壓始終大于前胎氣壓，則經(jīng)過相同時(shí)間，后胎氣壓的變化量一定大于前胎氣壓的變化量。故選A。【2題詳解】自行車被騎行時(shí)，地面對(duì)后輪的摩擦力為自行車前進(jìn)的動(dòng)力，所以Ff1方向向右。自行車被推行時(shí)，地面對(duì)后輪的摩擦力為阻力，所以Ff2方向向左。故選B【3題詳解】[1]設(shè)踏板的角速度為，鏈輪的半徑為，飛輪的半徑為，車輪的半徑為R，則飛輪的角速度為可知自行車行駛的速度為由于半徑與齒數(shù)成正比，則結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)鏈輪和飛輪的齒數(shù)分別為48、24時(shí)與鏈輪和飛輪的齒數(shù)分別為28、14時(shí)的自行車速度相同，所以這輛變速自行車共有17種變速模式。[2]自行車行駛的最小速度為則自行車行駛的最大速度為故該自行車可實(shí)現(xiàn)的最大行駛速度與最小行駛速度之比為【4題詳解】（1）[1]開始剎車經(jīng)10m后剛好停止的過程，可得自行車的加速度大小為對(duì)于自行車勻減速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，得剎車過程中自行車受到的阻力至少為（2）[2]自行車由初速度5m/s減速至v的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有整理可得故選A。二、游泳游泳是人憑借浮力，通過肢體有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)使身體在水中運(yùn)動(dòng)的技能。5.游泳時(shí)我們向后作劃臂、蹬腿動(dòng)作，就會(huì)獲得向前的推動(dòng)力，解釋這一現(xiàn)象用到的物理規(guī)律是___________。在水中前進(jìn)時(shí)會(huì)受到水對(duì)人體的阻力，該阻力與在人體前進(jìn)方向上橫截面的投影面積成正比，則下面二圖中合理的游泳姿勢(shì)為___________（選擇：A.圖1B.圖2）所示。6.如圖所示，游泳池中有一初學(xué)者雙手借助一塊浮板，在水面上正以勻速直線運(yùn)動(dòng)的方式向前游動(dòng)，他的雙手對(duì)浮板施加的力A.水平向前 B.豎直向下C.向前偏斜向上 D.向前偏斜向下7.某人使圖游過黃浦江，他以一定速度，且視線始終垂直河岸向?qū)Π队稳?，設(shè)江水勻速流動(dòng)，則（）A.江水的流速越大，渡江時(shí)間越短B.渡江時(shí)間與江水流速大小無關(guān)C.江水的流速越大，渡江路程越短D.渡江路程與江水的流速大小無關(guān)8.一游客靜止地漂浮在海濱浴場(chǎng)的水面上，發(fā)現(xiàn)一列水波平穩(wěn)地向他傳來，從第1個(gè)波峰通過他身體開始計(jì)時(shí)，到第10個(gè)波峰通過時(shí)恰好為15s。若該水波為簡(jiǎn)諧橫波，則水波的頻率為___________Hz，第12s末時(shí)游客浮動(dòng)的速度方向?yàn)開__________。9.質(zhì)量m=100kg的小船靜止在水面上，船上左、右兩端各站著質(zhì)量m甲=60kg、m乙=40kg的游泳者。當(dāng)甲朝左，乙朝右，同時(shí)以相對(duì)河岸3m/s的速率躍入水中時(shí)，不計(jì)水的阻力，則小船的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)開__________；運(yùn)動(dòng)速率為___________m/s。10.（計(jì)算）有一游泳池，在沲底水深h=1.5m處有一個(gè)點(diǎn)光源，已知水的折射率n=1.3，試求：游泳池邊上的人看到水面被該光源照亮的圓形區(qū)域的半徑R（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?.①.牛頓第三定律②.A6.D7.B8.①.0.6②.豎直向下（向下）9.①.向右②.0.610.1.8m【解析】【5題詳解】[1]游泳時(shí)我們向后作劃臂、蹬腿動(dòng)作，就會(huì)獲得向前的推動(dòng)力，解釋這一現(xiàn)象用到的物理規(guī)律是牛頓第三定律。[2]在水中前進(jìn)時(shí)會(huì)受到水對(duì)人體的阻力，該阻力與在人體前進(jìn)方向上橫截面的投影面積成正比，則下面二圖中合理的游泳姿勢(shì)為圖1，因?yàn)閳D1中在人體前進(jìn)方向上橫截面的投影面積小，受到的阻力小。故選A。【6題詳解】游泳池中有一初學(xué)者雙手借助一塊浮板，在水面上正以勻速直線運(yùn)動(dòng)的方式向前游動(dòng)，根據(jù)受力平衡可知，浮板對(duì)雙手的作用力斜向上偏后，則雙手對(duì)浮板施加的力向前偏斜向下。故選D?！?題詳解】設(shè)人渡江時(shí)垂直河岸的速度為，河岸寬度為，則渡江時(shí)間為可知渡江時(shí)間與江水的流速大小無關(guān)；渡江過程沿河岸方向的位移為可知江水的流速越大，渡江過程沿河岸方向的位移越大，則渡江路程越大。故選B。8題詳解】[1]由題意可知，水波的周期為則水波的頻率為[2]由于可知第12s末時(shí)游客處于從波峰向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，則游客浮動(dòng)的速度方向豎直向下?！?題詳解】[1][2]以甲、乙小船為系統(tǒng)，可知系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，以向左為正方向，則有代入數(shù)據(jù)解得可知小船的運(yùn)動(dòng)方向向右，運(yùn)動(dòng)速率為?！?0題詳解】點(diǎn)光源射到“圓形區(qū)域”邊緣的光剛好發(fā)生全反射，如圖所示設(shè)臨界角為C，則有可得又聯(lián)立解得三、太陽能太陽是一顆自己能發(fā)光發(fā)熱的氣體星球，太陽能來源于太陽內(nèi)部氫的核聚變，太陽能既便捷又環(huán)保。11.太陽因核聚變釋放出巨大能量，同時(shí)其質(zhì)量不斷減少。若太陽每秒鐘減少的質(zhì)量為，由愛因斯坦質(zhì)能方程可算得，太陽每秒鐘輻射出的能量最接近于（）A. B. C. D.12.在中國(guó)“人造太陽”全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置中，氘核（）和氚核（）聚變結(jié)合成一個(gè)新的原子核，并放出一個(gè)中子，該新的原子核為（）A.氕核 B.氧核 C.氦核 D.氮核13.2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)頻率為的氫原子譜線，該譜線對(duì)應(yīng)的光子能量為___________J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子___________和

___________能級(jí)之間的躍遷。（已知普朗克常量）14.“夸父一號(hào)”太陽探測(cè)衛(wèi)星可以觀測(cè)太陽輻射的硬X射線，這種射線光子的波長(zhǎng)很短，設(shè)其波長(zhǎng)為

λ。若太陽均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線，輻射的總功率為

P，衛(wèi)星探測(cè)儀鏡頭正對(duì)著太陽。已知探測(cè)儀鏡頭面積為

S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為

L，普朗克常量為

h，光速為

c、則硬X射線光子的動(dòng)量為___________，探測(cè)儀鏡頭每秒可接收到

___________個(gè)該種光子。15.（計(jì)算）太陽能汽車是利用太陽能電池，將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的一種新型汽車，目前正處在實(shí)驗(yàn)階段。某輛實(shí)驗(yàn)車，太陽能電池板的總面積，太陽光照射到電池板單位面積上的輻射功率，對(duì)電動(dòng)機(jī)的供電效率，提供的電壓，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)車內(nèi)部機(jī)件摩擦的能耗率在水平路面行駛時(shí)車受到的阻力。求這輛實(shí)驗(yàn)車在該路面上行駛的最大速率?！敬鸢浮?1.C12.C13.①.②.2③.114.①.②.15.【解析】【11題詳解】由愛因斯坦質(zhì)能方程可知代入數(shù)據(jù)可得C正確。故選C。【12題詳解】根據(jù)題意寫出核反應(yīng)方程根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知，則新的原子核為，C正確。故選C?！?3題詳解】[1]該譜線對(duì)應(yīng)的光子能量為[2][3]該光子的能量為由圖中可知和的能級(jí)差之前的能量差為?！?4題詳解】[1]根據(jù)光子的動(dòng)量可知[2]太陽每秒輻射個(gè)硬X射線光子，鏡頭每秒可接收到的光子數(shù)為，則有太陽輻射的總功率為，即太陽每秒輻射的能量為聯(lián)立解得【15題詳解】有題意可知，太陽能電池對(duì)電動(dòng)機(jī)提供的電功率為流過電動(dòng)機(jī)的電流為電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力的功率為實(shí)驗(yàn)車達(dá)最大速率時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，則四、示波管示波管是電子示波器的心臟。如圖甲所示，它由電子槍、豎直方向偏轉(zhuǎn)極板YY′、水平方向偏轉(zhuǎn)極板XX′和熒光屏組成。極板YY?的長(zhǎng)度為

l，間距為

d，極板兩端加一定電壓，其間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，忽略極板的邊緣效應(yīng)；XX′極板間電壓為零。電子剛離開金屬絲時(shí)速度為零，從電子槍射出后以速度

v0

沿極板中心線進(jìn)入偏轉(zhuǎn)極板YY?，已知電子電荷量為

e，質(zhì)量為

m，不計(jì)電子受到的重力。16.電子槍的加速電壓為___________。17.圖乙是電子在偏轉(zhuǎn)極板YY?間運(yùn)動(dòng)的示意圖，電子豎直方向的偏移距離為y

，則電子在偏轉(zhuǎn)極板YY?間運(yùn)動(dòng)的加速度為___________，電子通過YY?極板電勢(shì)能的變化量為___________，YY?極板間的電壓為___________。18.若電子最后射到熒光屏上的P點(diǎn)，設(shè)P點(diǎn)與熒光屏中心O點(diǎn)的豎直距離為h，則對(duì)h的大小能產(chǎn)生影響的物理量是（）A.YY?極板間的長(zhǎng)度B.YY?極板間的距離C.XX′極板間的長(zhǎng)度D.XX′極板間的距離E.電子槍的加速電壓19.為使電子流在YY?極板間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)想在YY?極板區(qū)域內(nèi)加一個(gè)與電場(chǎng)垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向?yàn)開__________，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為___________。20.若電子槍每秒射出n個(gè)電子，在上題條件下電子沿極板中心線射到熒光屏上O點(diǎn)，被熒光屏全部吸收，則在前進(jìn)過程中相鄰兩電子之間的距離為___________；熒光屏由于吸收電子受到的力的大小為___________?！敬鸢浮?6.17.①.②.③.18.ABE19.①.垂直于紙面向外②.20.①.②.【解析】【16題詳解】根據(jù)解得電子槍的加速電壓為【17題詳解】[1]根據(jù)可得[2]電勢(shì)能的變化量[3]YY?極板間的電壓為【18題詳解】P點(diǎn)與熒光屏中心O點(diǎn)的豎直距離為h與偏轉(zhuǎn)距離y成正比，則由則對(duì)h的大小能產(chǎn)生影響的物理量是：YY?極板間的長(zhǎng)度l，YY?極板間的距離d以及電子槍的加速電壓U0，故選ABE?！?9題詳解】[1][2]為使電子流在YY?極板間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)想在YY?極板區(qū)域內(nèi)加一個(gè)與電場(chǎng)垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，因電子受電場(chǎng)力向下，則洛倫茲力應(yīng)該向上，則該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蛲猓桓鶕?jù)可得勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為【20題詳解】[1]若電子槍每秒射出n個(gè)電子，兩電子間的時(shí)間間隔為則在前進(jìn)過程中相鄰兩電子之間的距離為[2]由動(dòng)量定理解得五、跑步機(jī)跑步機(jī)是一種健身器材，圖甲為一種可測(cè)速跑步機(jī)的簡(jiǎn)單原理圖。跑步機(jī)的底座固定一對(duì)間距L=0.7m、寬度d=0.3m的平行金屬電極，其間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左側(cè)與電壓傳感器（看成理想電壓表）和阻值為0.5Ω的電阻R連接，絕緣橡膠帶上每隔距離d就嵌入一個(gè)電阻r=0.2Ω的平行金屬條。跑步機(jī)工作時(shí)絕緣橡膠帶跟隨腳步一起運(yùn)動(dòng)，金屬條與電極接觸良好，且任意時(shí)刻僅有一根金屬條處于磁場(chǎng)中。健身者在一次跑步過程中，電壓傳感器將其兩端的電壓U即時(shí)采集并輸入電腦，獲得的電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。21.在t=4.0s時(shí)通過電阻R的電流方向?yàn)開__________，電流大小為___________A