2024年上海市徐汇区高考物理一模【试卷+答案】

这是一份2024年上海市徐汇区高考物理一模【试卷+答案】，共9页。试卷主要包含了8m/s2，61—3等内容，欢迎下载使用。


考生注意：
1．试卷满分100 分，考试时间 60 分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写姓名、考号。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。
4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小 g 均取9.8m/s2。
一、原子与原子核
随着电子、原子、原子核的发现，人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识。
1．若在如图所示的阴极射线管中部加上平行于纸面向上的电场，阴极射线将向 偏转；电子的衍射现象证明了电子具有_________性。
2．质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，表示为 p＝uud，则反质子可表示为_________；中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，由此可推算出d 夸克的电量为______e。（已知质子带电量为e ）
3．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）
A．B．(m3－m2－ m1) c
C．D．(m3－m2－ m1) c2
4．（多选）在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从 P 点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中 1、2、3 所示，三个粒子的初速度分别为v1、v2、v3。根据轨迹可以推断出
A．正电子的轨迹是1B．正电子的轨迹是2
C．v1＞v2＞v3D．v3＞v2＞v1
5．铀235受到中子轰击后，会发生核裂变。
（1）完成核裂变方程： EQ \S(1,0) n＋ EQ \S(235, 92)U⟶ EQ \S(141, 56)Ba＋ EQ \S(92,36)Kr ＋______。
（2）（计算）如果按一个铀235原子核裂变时放出200MeV 能量计算，1g 铀235全部裂变后释放的能量是多少J ？（阿伏加德罗常数6.02×1023 ml-1，铀235的摩尔质量235g/ml，e =1.60×10-19C）（结果保留 2 位有效数字）
二、机械波与电磁波
机械波与电磁波在本质上虽然不同，但具有波动的共同特征。
1．在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.2 s第一次到达最大位移处，在这段时间内波传播了1.2m，则这列波的周期是_____s，波速是_____m/s。
2．设想一声传感器以0.5倍声速远离一频率为 440 Hz 的静止声源，则测得的声音频率f应有
A． f < 440 HzB．f = 440 HzC．f > 440 Hz
3．（多选）可见光的光子能量在1.61—3.11eV之间，氢原子的部分能级如图所示，在下述哪些能级之间跃迁所发出的光是可见光？ A．从n＝4到n＝3 B．从n＝4到n＝2
C．从n＝3到n＝1 D．从n＝3到n＝2
4．下列光的现象中能说明光是横波的是
A．折射B．衍射C．干涉 D．偏振
5．某些特殊的人工材料，入射角i与折射角r依然满足，但是折射线与入射线位于法线的同一侧，因此其折射率为负值（n < 0），称为负折射率材料。空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率n = −1.2，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是
三、电容与电感线圈
电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相同。
1．用如图所示电路给电容器充、放电。开关 S 接通 1，稳定后改接 2，稳定后又改接1，如此往复。
（1）一小段时间内观察到通过电流表的电流方向始终向左，则可推得该段时间内：（在表格内各空格处填上合理答案）
（2）（作图）从t＝0开始，开关接1，得到电流表示数随时间变化的I-t 图像和电压表示数随时间变化的U-t图像。t1时刻，把开关改接2，请在I-t图像和U-t 图像中画出改接2后图像的大致形状。
2．如图所示电路中，A1 和 A2 是两个规格均为“3V 6W”的灯泡。
（1）闭合开关 S后，要使灯泡 A1 和 A2 亮度相同，可先调节变阻器____；再调节变阻器____，使两个灯泡都正常发光。
（2）某时刻断开开关S，以由点M流向点N为电流正方向，则流过A1的电流 i1 、流过A2的电流 i2随时间t变化的图像是
四、电磁撬
2022年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录。一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示，两间距为 L的平行长直光滑金属导轨固定在同一水平面内，导轨间垂直安放金属棒，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回（图中未画出电源）。两导轨电流在金属棒所在处产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度 B 与电流I 的关系为B  kI ( k 为常量)。
1．金属棒经过第一级区域时，回路中的电流为I，则金属棒在大小为F ＝______的安培力作用下被推动。
2．当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由 I 变为 2I。则
（1）金属棒在第一、第二级区域的加速度大小之比a1:a2＝______。
（2）（计算）每一级区域中金属棒被推进的距离若均为 s ，金属棒的质量为 m，求金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小v。
五、霍尔元件与磁传感器
根据霍尔效应用半导体材料制成的元件叫霍尔元件，它可将许多非电、非磁的物理量转变成电学量来进行检测和控制，在自动化生产等技术领域具有广泛应用。
1．某型号霍尔元件的主要部分由一块边长为L、厚度为d的正方形半导体薄片构成，电子的移动方向从SR边进入薄片朝PQ边运动。当突然垂直PQRS面施加一磁感强度为B方向如图所示的匀强磁场时，电子将
A．在安培力作用下向PS侧积聚B．在洛伦兹力作用下向PS侧积聚
C．在安培力作用下向QR侧积聚D．在洛伦兹力作用下向QR侧积聚
2．已知在电子积聚一侧的对侧会同时积累等量的正电荷，稳定后在薄片中形成场强为E的匀强电场，该电场中PS与QR边之间的电势差大小为
A．ELB．E/LC．EdD．E/d
3．利用该元件构成的磁传感器可将_______变化转化为 PS与QR边之间的电势差变化，并加以测量。如图所示，将这种磁传感器固定在自行车的车架上，并在车轮辐条上固定强磁铁，当车轮转动时，磁铁每次经过传感器都会在元件两侧产生一次电势差变化，只要测出哪些物理量，即可测得自行车的平均速率大小？请写出需要测量的物理量：_______、_______，自行车的平均速率测量公式为：_________。
4．若车轮半径为R的自行车在绕半径为L的圆周匀速骑行，测得车速大小为v。某时刻车轮上P点恰与地面接触且不打滑，不考虑转弯时的车轮倾斜，则以地面为参照物，P点的加速度大小为___________。
六、碰撞
某同学使用数码小车研究碰撞过程，实验装置如图。两材质完全相同的数码小车1、2置于水平长直轨道上，小车质量m1=0.30kg、m2=0.20kg。小车1前方固定有轻质弹簧，以一定的速度撞击原本静止在轨道上的小车2，测得一段时间内里两车速度v随时间t变化的v-t图像，各时刻小车的速度值标示如图。该同学由图判断两车发生碰撞的时间段约为0.01s至0.05s，不计空气阻力。
1． 碰撞过程中，两车间的相互作用力
A．保持不变B．持续增大
C．先增大后减小D．先减小后增大
2．碰撞过程中弹簧弹性势能的最大值最接近
A．0.007JB．0.018JC．0.021J D．0.025J E．0.050J F．0.056J
3．（计算）该同学对实验结果进行误差分析，发现碰撞过程中两车动量之和实际在不断减少，他认为是轨道对车的摩擦力引起的。求碰撞过程中小车1受到的平均摩擦力大小。
4．若质量为m1和m2的两个小车在一水平轨道上发生碰撞，其位移x与时间t的关系图像如右图所示，碰撞时间很短，可忽略不计。
（1）（计算）m1与m2的比值；
（2）（论证）两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞？
高三物理 答案（2024年1月）
一、原子与原子核（共 20 分）
1．下（2分），波动（2分）
2． EQ \(¯,u) EQ \(¯,u) EQ \(¯,d) （2分），－1/3（2分）
3．C（3分）
4．（多选）BD（4分，选B或D得2分，其余不得分）
5．（1）3 EQ \S(1,0) n（2分）
（2）（计算）（ 3 分）
一个铀 235 原子核裂变放出能量 E0＝ 200MeV ＝200×106×1.6×10-19J＝ 3.2×10-11J
1g 铀全部裂变放出能量 E＝nNAE0＝ EQ EQ \F(1,235) ×6.02×1023×3.2×1011J＝ 8.2×1010J
二、机械波与电磁波（共 17 分）
1．0.8（2分）， 6（2分）
2．A（3分）
3．（多选）BD（4分，选B或D得2分，其余不得分）
4．D（3分）
5．C（3分）
三、电容与电感线圈（共 15分）
1．（1）
（2）（作图）（4分）
2．
（1）R2，R1（2分）
（2）A（3分）
四、电磁撬（共8 分）
1． kI2L（ 2 分）
2．（1） 1：4（ 2 分）
（2）（计算）（ 4 分）
根据动能定理，kI2Ls+ k（2I）2Ls＝12 mv2－0
解得：v＝I10kLsm
五、霍尔元件与磁传感器（ 共16 分）
1．D（ 3分）
2．A（ 3 分）
3．垂直PQRS方向的磁感强度；（ 2 分）
相邻两次电势差最大值之间的时间间隔T（ 2 分）、车轮半径R（ 2 分）， v = 2πRT （ 2 分）
4． v2L2+v2R2 。（ 2 分）
六、碰撞（ 共 24 分）
1． C（ 3 分）
2． C（ 3 分，选B或D得2分，其余不得分）
3．（计算）（8分）
碰撞过程中两车总动量变化 ∆p总=m1v1'+m2v2'-m1v1+m2v2=-0.02kg∙m/s
其中碰撞时间 ∆t=0.04s
碰撞过程中摩擦力对两车总冲量 I总=If1+If2=f1∆t+f2∆t=∆p总
f=μN=μmg，所以f1∶f2=m1∶m2=3∶2
代入可得f1=-0.3N ，故碰撞过程中小车1受到的平均摩擦力大小为0.3N
4．（1）（计算）（5分）
对两小车所构成的系统，碰撞后均做匀速直线运动，沿碰撞方向外力为零，系统动量守恒。m1v10 + m2v20 = m1v1 + m2v2
其中v = EQ \f(Δx,Δt) ，由图 v10 =4m/s，v20 =0， v1 =–2m/s， v2 =2m/s
可得 EQ \f( m1, m2 ) = EQ \f( v2–v20, v10–v1 ) = EQ \f(1, 3 )
（2）（论证）（5分）
碰撞前后动量和动能都不变的碰撞称为弹性碰撞
对两小车所构成的系统：
碰撞后均做匀速直线运动，沿碰撞方向外力为零，碰撞前后系统动量变化 Δp = 0
碰撞前后系统动能变化 ΔEk =( EQ \f(1, 2 ) m1 EQ v\(2,1) + EQ \f(1, 2 ) m2 EQ v\(2,2)) － ( EQ \f(1, 2 )m1 EQ v\(2,10) + EQ \f(1, 2 ) m2 EQ v\(2,20)) = 0
因此，两小车的碰撞是弹性碰撞。
该时间段通过电流表的电流方向
电流表中的电流的变化情况
开关S当前正接通1还是2
整个电路中的能量
正在怎样转化
向左
减小（2分）
2（2分）
电容器存储的电能转化为其他形式的能（2分）