2024年上海市静安区高三下学期高考&等级考二模物理试卷含答案

这是一份2024年上海市静安区高三下学期高考&等级考二模物理试卷含答案，共9页。试卷主要包含了04，9km/s B．11，4Ω 的电阻，质量为m＝0等内容，欢迎下载使用。

2024.04
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学校、姓名、准考证号等，并将核对后的条码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上与试卷题号对应的位置，在试卷上作答一律不得分。
3．标注“多选”的试卷，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卷，每小题只能选一个选项。
4. 标注“计算”“简答”“论证”的试卷，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9.8 m/s2 。
一、原子与原子核
随着人们对物质结构不断探索，人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识和应用。
打破原子不可分的物质观的基础是
A． 粒子散射实验B．质子的发现
C． 射线的发现D．对阴极射线的研究
氢原子的核外电子，由外层轨道向内层轨道跃迁放出光子的过程中
A．原子电势能的增加量等于电子动能的减少量
B．原子电势能的增加量小于电子动能的减少量
C．原子电势能的减少量等于电子动能的增加量
D．原子电势能的减少量大于电子动能的增加量
如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉
图样，其中_______光的波长更长。若用a、b两光照射某金属，
仅其中一种光能使该金属表面逸出光电子，则该光为_______光。
电子通过双缝也能产生干涉图样，这说明电子具有___________
性。
科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是 EQ \S(2,1)H＋ EQ \S(2,1)H→ EQ \S(3,2)He＋ EQ \S(1,0)n，若 EQ \S(2,1)H的质量为m1， EQ \S(3,2)He的质量为m2， EQ \S(1,0)n的质量为m3，真空中的光速为c。氘核聚变反应中释放的能量为
A．(2m1 + m2 – m3) cB．(2m1 − m2 – m3) c
C．(2m1 + m2 – m3) c2D．(2m1 − m2 – m3) c2
二、航空航天
牛顿指出地上物体的运动和天上物体的运动遵守相同的力学规律，实现了科学史上的一次伟大统一，为航空航天的发展奠定了基础。
地球卫星的发射速度至少大于
A．7.9km/s B．11.2km/sC．16.7km/s
火箭竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示航天员对座舱的压力等于他体重的3倍，此时飞船的加速度大小为重力加速度的_____________倍。
Q
地球
轨道2
P
轨道1
地球
轨道3
（多选）某卫星先在圆轨道1运动，在P点变轨后进入椭圆轨道2运动，在Q点变轨后进入圆轨道3运动，若忽略卫星质量变化，则
A．变轨后经过P点的速度大于变轨前的速度
B．变轨后经过Q点的速度大于变轨前的速度
C．变轨前后在Q点的加速度相等
D．变轨前后在Q点的机械能相等
E．卫星在轨道3的速度大于在轨道1的速度
若航天员出舱前航天服内密封了一定质量的理想气体，其温度为27℃。打开舱门前，航天员需将航天服内气体的温度降为—9℃。气体在27℃和—9℃温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，则与—9℃对应的曲线是图中的_____________（选填“实线”或“虚线”）。
宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t小球落回抛出点，已知该星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球的自转，则该星球的质量为____________，类比地球的第一宇宙速度，该星球的第一宇宙速度为____________。
三、水波
水波的运动形式比较复杂，我们可以近似看成横波。
某同学利用弹簧振子在竖直平面内上下振动激起水波。当弹簧振子振动加快时，水波传播的速度将
A．增大 B．减小 C．不变
湖面有黑、白两只天鹅相距25米，一列水波从白天鹅向黑天鹅传播，黑天鹅每分钟振动30次。t＝0时，白天鹅在最低点，黑天鹅在最高点，两只天鹅之间还有2个最低点。
水波的频率为____________Hz，水波的波长为____________m。
t＝3s 时，黑天鹅处于
A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态
四、飞镖运动
飞镖运动是广受欢迎的运动之一。 某同学将飞镖对准镖盘中心水平投掷出去，飞镖投掷到竖直镖盘后，静止在镖盘中心正下方 h 处，镖针与镖盘平面的夹角为 θ 。
静止时镖盘对镖针的作用力方向
A．沿镖针斜向上 B．竖直向上 C．垂直镖盘向外
2. 若空气阻力不计，重力加速度大小为g 。
（1）（计算）该同学投出的飞镖在空中的飞行时间t ；
（2）（计算）该同学投出飞镖的水平初速度大小v0 ；
（3）（论证）分析说明：若仅增大该同学投出飞镖的水平初速度v0 ，可以使飞镖落点更靠近镖盘中心从而提高成绩。
3．如图所示，某同学从O点抛出的飞镖沿轨迹OPQ运动，其中P是最高点，若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则飞镖竖直方向分运动的加速度大小
A．整个运动过程保持不变B．O点最大
C．P 点最大D．Q点最大
五、发电及电能输送
根据电磁感应现象发明的发电机，变压器、远距离输电、电能储存等使得人类大规模用电成为可能。
如图所示，位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各
自的轴转动，两根导线将两个线框按如图方式连接，现用
外力使甲线框顺时针方向匀速转动。
（1）某时刻甲、乙线框恰处于如图所示位置，若此时乙线 框的ab边受到的安培力为F，则
A．乙相当于电动机，F向下B．乙相当于发电机，F向下
C．乙相当于电动机，F向上D．乙相当于发电机，F向上
（2）如图所示，虚线是甲线框转动产生的正弦交流电图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足
A．U＝ EQ \F(\R(2)Um,2) B．U＜ EQ \F(\R(2)Um,2) C．U＞ EQ \F(\R(2)Um,2)
（3）如图所示，若甲线框的匝数为100匝，所处的磁场可视为匀强磁场，甲线框以50转/秒的转速在磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1:n2＝10:1的理想变压器给电阻R供电，若电压表的示数为10V，则变压器原线圈两端电压的有效值为___________V，穿过甲线框平面的最大磁通量为__________ QUOTE Wb 。
发生冰冻灾害时，可利用电流的热效应清除高压输电线上的冰层。在正常供电时，
高压线上输电电压为U，输电电流为I，热损耗功率为P；除冰时，输电线上的热损耗
功率需变为16P，若认为除冰时输电功率和输电线电阻不变，则此时输电电流为
___________，输电电压为___________。
电容储能已在多方面得到广泛应用。某同学利用图甲所示的电路观察电容器的充、放
图 甲
图 乙
图 丙
电过程，得到某一过程的I – t和U – t图线如图乙所示。
（1）该过程对应的是
A．置于位置1一段时间的开关被拨到位置2后
B．置于位置2一段时间的开关被拨到位置1后
C．以上两种情况均可能
（2）将该过程的I – t图线及相应的坐标值清晰呈现如图丙所示，由图丙可估算出0～8s 内电路中通过的电荷量为___________C（结果保留 2 位有效数字）。
R
a
b
B
M
N
P
Q
如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，导轨
的上端M与P间连接阻值为R＝0.4Ω 的电阻，质量为m＝0.01kg、
电阻为r＝0.3Ω 的金属棒ab紧贴在导轨上，其余电阻不计。一匀
强磁场垂直穿过导轨平面，现使金属棒ab由静止释放，其下滑距
离与时间的关系如下表所示。
（1）结合表格数据可知，金属棒的运动情况（定性描述）为：
_____________________________________________________________。
（2）当t＝1.8s时，金属棒ab的速度大小v=____________m/s。
（3）(计算)金属棒ab开始运动的1.8s内，电阻R上产生的热量QR（保留2位有效数字）。
（4）(计算)金属棒ab开始运动的1.8s内，通过金属棒ab的电量q（保留2位有效数字）。
六、离子发动机
宇宙飞船进行长距离运行时，可采用离子发动机提供推力。在离子发动机中，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U ，离子经电场加速后，从飞船尾部高速连续喷出，飞船利用反冲获得恒定推力。已知某离子发动机中氙离子质量为m，电荷量为q 。
飞船向后喷出的氙离子的速度大小v=_________。
（计算）若飞船获得的推力为F1，求单位时间内飘入A、B间的正离子数目N为多少。
（简答）加速正离子束所消耗的功率P不同时，飞船获得的推力F也不同，为提高能量的转换效率需要使“F/P”尽量大，请分析提出增大“F/P”的两条建议。
参考答案
一、原子与原子核（15分）
1. D （3分）
2. D （3分）
3. b ; a ; 波动（或波粒二象） （2分，2分，2分）
4. D （3分）
二、航空航天（15分）
1. A （3分）
2. 2 （2分）
3. ABC （4分）
4. 虚线 （2分）
5. 2v0R2 / Gt（2分）； （2分，2分）
三、水波（10分）
1. C （3分）
2.（1）0.5 ； 10 （2分，2分）
（2）A （3分）
四、飞镖（17分）
1. B （3分）
2.（3+3+4分）
（1）飞镖在竖直方向作自由落体运动，h = gt2 ①
可得t =
（2）飞镖的竖直方向速度 vy = gt ②
飞镖在水平方向作匀速直线运动，v0 / vy = ct θ ③
由①②③得v0 =ct θ
（3）飞镖在水平方向作匀速直线运动，x = v0 t
x不变，增大v0，则t减小；
根据飞镖在竖直方向作自由落体运动h = gt2
可得，t减小则h减小，即飞镖落点更靠近镖盘中心。
3. B （4分）
五、发电及电能输送（32分）
1. （1） A （3分）
(2) B （3分）
(3) 100 ； EQ \F( EQ \R(2),100) （2分，2分）
2. 4I ； U/4 （2分，2分）
3. （1）B （3分）
（2）3.8×10−3（3.5×10−3～3.9×10−3均可，有效位数要正确） （3分）
4.（1）先做加速度减小的加速运动再做匀速直线运动 （2分）
（2）7 （2分）
（3）（4分）金属棒ab开始运动1.8s的过程中，
由动能定理得：WG + (－W克安)＝ EQ \F(1,2) mv2－0 ①
电路中产生的热量：Q＝W克安 ②
电阻R中产生的热量：QR＝ EQ \F(R,R＋r)Q ③
由①②③得QR＝0.37 J
（4）（4分）当金属棒匀速下落时，处于平衡状态，mg－F安＝0 ④
金属棒ab所受安培力：F安＝BIL＝ EQ \F(B2L2v,R＋r) ⑤
通过金属棒ab的电量：q＝It＝ EQ \F(△Φ,R＋r)＝ EQ \F(BLs,R＋r) ⑥
由①②③得q＝1.3C
六、离子发动机（总计11分）
1. （3分）
2. （4分） 设正离子束所受的电场力为F1′，
根据牛顿第三定律，有F1′= F1 ①
设在Δt时间内飘入电极间的正离子个数为ΔN，
根据动量定理，有 ②
且 ③
由①②③得

3.（4分）正离子束在电场中做匀加速直线运动，有
④
由①④得
因此，若要增大“F/P”，可用质量大的离子；减小加速电压（或用带电量少的离子，合理即可）。
时 间t（s）
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
下滑距离s（m）
0
0.4
1.5
3.1
4.9
7.0
9.1
11.2