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上海市宝山区2024届高三下学期二模试题 物理 Word版含答案
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这是一份上海市宝山区2024届高三下学期二模试题 物理 Word版含答案，共8页。
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、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。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的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5．除特殊说明外，本试卷所用的重力加速度大小g均取9.8m/s2。
一、自行车（20分）
自行车是一种通常的代步交通工具，给我们的日常生活带来了方便。
1．在夏天，一辆自行车停在烈日下，在阳光照射下车胎内的气体温度逐渐升高，设车胎容积保持不变。
（1）关于车胎内的气体下列说法中正确的是
A．气体的密度增大 B．每个气体分子的动能都增加
C．每个气体分子的温度都升高 D．每秒钟撞击单位面积车胎壁的分子数增多
（2）若在同一时刻自行车的后胎气压始终大于前胎气压，则经过相同时间，后胎气压的变化量一定_________（选择：A．大于 B．小于 C．等于）前胎气压的变化量。
2．如图所示，一辆自行车在水平路面上，设自行车被骑行时地面对后轮的摩擦力为Ff1，自行车被推行时地面对后轮的摩擦力为Ff2，则
A．Ff1向左，Ff2向右
B．Ff1向右，Ff2向左
C．Ff1和Ff2都向右
D．Ff1和Ff2都向左
3．如图，变速自行车有3个链轮和6个飞轮，链轮和飞轮的齿数如表所示。骑行时通过选择不同的链轮和飞轮，可以采用合理的变速模式，这辆变速自行车共有______种变速模式。假设踏板的转速不变，该自行车可实现的最大行驶速度与最小行驶速度之比为______。
v
甲
4．如图甲所示，质量为60kg的人骑着一辆质量为20 kg的自行车，以5m/s的速度在笔直的水平马路上匀速行驶，遇红灯后在距停车线10m处开始刹车，假设刹车后自行车做匀减速直线运动。
（1）（计算）试问在刹车过程中自行车受到的阻力至少应为多少N？
（2）设刹车过程中某时刻自行车的速率为v，在由初速度5m/s减速至v的过程中自行车克服阻力做的功为W，则如图乙所示的W-v图像中正确的是
乙
A
W
v
O
C
W
v
O
D
W
v
O
B
W
v
O
二、游泳（22分）
游泳是人凭借浮力，通过肢体有规律的运动使身体在水中运动的技能。
1．游泳时我们向后作划臂、蹬腿动作，就会获得向前的推动力，解释这一现象用到的物理规律是__________。在水中前进时会受到水对人体的阻力，该阻力与在人体前进方向上横截面的投影面积成正比，则下面二图中合理的游泳姿势为_____________（选择：A．图1 B．图2）所示。
图1
图2
2．如图所示，游泳池中有一初学者双手借助一块浮板，在水面上正以匀速直线运动的方式向前游动，他的双手对浮板施加的力
A．水平向前 B．竖直向下
C．向前偏斜向上 D．向前偏斜向下
3．某人使图游过黄浦江，他以一定速度，且视线始终垂直河岸向对岸游去，设江水匀速流动，则
A．江水的流速越大，渡江时间越短
B．渡江时间与江水的流速大小无关
C．江水的流速越大，渡江路程越短
D．渡江路程与江水的流速大小无关
4．一游客静止地漂浮在海滨浴场的水面上，发现一列水波平稳地向他传来，从第1个波峰通过他身体开始计时，到第10个波峰通过时恰好为15s。若该水波为简谐横波，则水波的频率为________Hz，第12 s末时游客浮动的速度方向为________。
5．质量m＝100kg的小船静止在水面上，船上左、右两端各站着质量m甲＝60kg、m乙＝40kg的游泳者。当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，不计水的阻力，则小船的运动方向为___________；运动速率为___________m/s。
6．（计算）有一游泳池，在沲底水深h=1.5m处有一个点光源，已知水的折射率n=1.3，试求：游泳池边上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的半径R（结果保留两位有效数字）。
三、太阳能（20分）
太阳是一颗自己能发光发热的气体星球，太阳能来源于太阳内部氢的核聚变，太阳能既便捷又环保。
1．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为4×109 kg，由爱因斯坦质能方程可算得，太阳每秒钟辐射出的能量最接近于
A．109 J B．1018 J C． 1026 J D．1035 J
2．在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（）和氚核（）聚变结合成一个新的原子核，并放出一个中子，该新的原子核为
A．氕核 B．氧核 C．氦核 D．氮核
3．2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测频率为2.47×1015Hz的氢原子谱线，该谱线对应的光子能量为________J（结果保留三位有效数字）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子n =_____和 _____能级之间的跃迁。（已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s）
4．“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线，这种射线光子的波长很短，设其波长为 λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，辐射的总功率为 P，卫星探测仪镜头正对着太阳。已知探测仪镜头面积为 S，卫星离太阳中心的距离为 L，普朗克常量为 h，光速为 c。则硬X射线光子的动量为_________，探测仪镜头每秒可接收到 ________个该种光子。
5．（计算）太阳能汽车是利用太阳能电池，将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，目前正处在实验阶段。某辆实验车，太阳能电池板的总面积S=8m2，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P0=1kW/m2，对电动机的供电效率η1=15% ，提供的电压U=120V，电动机的内阻r=2Ω，实验车内部机件摩擦的能耗率η2=10%，在水平路面行驶时车受到的阻力Ff=150 N。求这辆实验车在该路面上行驶的最大速率。
四、示波管（21分）
示波管是电子示波器的心脏。如图甲所示，它由电子枪、竖直方向偏转极板YY′、水平方向偏转极板XX′ 和荧光屏组成。极板YYʹ 的长度为 l，间距为 d，极板两端加一定电压，其间的电场可视为匀强电场，忽略极板的边缘效应；XX′极板间电压为零。电子刚离开金属丝时速度为零，从电子枪射出后以速度 v0 沿极板中心线进入偏转极板YYʹ，已知电子电荷量为 e，质量为 m，不计电子受到的重力。
加速电压
偏转极板
P
O
·
·
1．电子枪的加速电压为________。
2．图乙是电子在偏转极板YYʹ 间运动的示意图，电子竖直方向的偏移距离为y ，则电子在偏转极板YYʹ 间运动的加速度为________，电子通过YYʹ极板电势能的变化量为__________，YYʹ极板间的电压为________。
3．（多选）若电子最后射到荧光屏上的P点，设P点与荧光屏中心O点的竖直距离为h，则对h的大小能产生影响的物理量是
A．YYʹ极板间的长度
B．YYʹ极板间的距离
C．XX′极板间的长度
D．XX′极板间的距离
E．电子枪的加速电压
4．为使电子流在YYʹ极板间不发生偏转，设想在YYʹ极板区域内加一个与电场垂直的匀强磁场，则该匀强磁场的方向为________________，匀强磁场的磁感应强度大小为________________。
5．若电子枪每秒射出n个电子，在上题条件下电子沿极板中心线射到荧光屏上O点，被荧光屏全部吸收，则在前进过程中相邻两电子之间的距离为________；荧光屏由于吸收电子受到的力的大小为________。
五、跑步机（17分）
跑步机是一种健身器材，图甲为一种可测速跑步机的简单原理图。跑步机的底座固定一对间距L=0.7m、宽度d=0.3m的平行金属电极，其间充满磁感应强度B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧与电压传感器（看成理想电压表）和阻值为0.5Ω的电阻R连接，绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻r=0.2Ω的平行金属条。跑步机工作时绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条与电极接触良好，且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。健身者在一次跑步过程中，电压传感器将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系图像如图乙所示。
0
0.6
U/V
t/s
4.0
乙
1．在t=4.0s时通过电阻R的电流方向为_________________________，电流大小为__________A。
2．以跑步机上运动的绝缘橡胶带为参照物
（1）在0-4.0s内健身者
A．向右做匀速直线运动 B．向左做匀速直线运动
C．向右做匀加速直线运动 D．向左做匀加速直线运动
（2）（计算）写出健身者的运动速率v随时间t变化的函数式
3．（简答）试问是否可以将图甲中的电压传感器，方便地改制成可以测量跑步速率的速率仪呢？如果可以，请介绍一下方法。
参考答案（24.4）
一、自行车（20分）
1．
（1）D（3分）
（2）A（2分）
2．B（3分）
3．17（2分），24∶7（2分）
4．
（1）（4分）
解：
对于从开始刹车经10m后刚好停止的过程，有
（2分）
对于自行车匀减速运动的状态，有
（2分）
（2）A（4分）
二、游泳（22分）
1．牛顿第三定律（2分）；A（2分）
2．D（3分）
3．B（3分）
4．0.6（2分），竖直向下（向下）（2分）
5．向右（2分）；0.6（2分）
6．（4分）
解：
如图，点光源射到“圆形区域”边缘的光刚好发生全反射。
h
R
点光源
水面
C
）
设临界角为C，则有（2分）；
又（1分）；
（1分）
三、太阳能（20分）
1．C（3分）
2．C（3分）
3．1.64×10-18（2分），2，1（二格共2分）
4．（2分），（2分）
5．（6分）
解：
太阳能电池对电动机提供的电功率为
（2分）；
流过电动机的电流为
；
电动机产生的牵引力的功率为
（2分）；
实验车达最大速率时做匀速直线运动，此时有；
而；
所以（2分）
四、示波管（21分）
1．（3分）
2．（2分），（2分），（2分）
3．ABE（4分）
4．垂直于纸面向外（2分）；（2分）
5．（2分），（2分）
五、跑步机（17分）
1．由a指向b（2分），1.2（2分）
2．
（1）D（3分）
（2）（6分）
解：
当时：
由图乙可知（1分），
分析电路部分，可得（1分），
金属条切割磁感线产生的电动势（1分），
由上面三式，并将已知量代入，可推得（1分）
当时：
由图乙可知，保持不变，可以推知电路中的感应电动势保持不变，因而健身者做匀速直线运动，（2分）
3．答：可以（2分）。在技术上只要将电压传感器的电压读数（V）增至4倍，获得的数值作为相应的跑步速率（m/s）就可以了（2分）。
名称
链轮
齿数
48
38
28
名称
飞轮
齿数
14
16
18
22
24
28
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、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。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的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5．除特殊说明外，本试卷所用的重力加速度大小g均取9.8m/s2。
一、自行车（20分）
自行车是一种通常的代步交通工具，给我们的日常生活带来了方便。
1．在夏天，一辆自行车停在烈日下，在阳光照射下车胎内的气体温度逐渐升高，设车胎容积保持不变。
（1）关于车胎内的气体下列说法中正确的是
A．气体的密度增大 B．每个气体分子的动能都增加
C．每个气体分子的温度都升高 D．每秒钟撞击单位面积车胎壁的分子数增多
（2）若在同一时刻自行车的后胎气压始终大于前胎气压，则经过相同时间，后胎气压的变化量一定_________（选择：A．大于 B．小于 C．等于）前胎气压的变化量。
2．如图所示，一辆自行车在水平路面上，设自行车被骑行时地面对后轮的摩擦力为Ff1，自行车被推行时地面对后轮的摩擦力为Ff2，则
A．Ff1向左，Ff2向右
B．Ff1向右，Ff2向左
C．Ff1和Ff2都向右
D．Ff1和Ff2都向左
3．如图，变速自行车有3个链轮和6个飞轮，链轮和飞轮的齿数如表所示。骑行时通过选择不同的链轮和飞轮，可以采用合理的变速模式，这辆变速自行车共有______种变速模式。假设踏板的转速不变，该自行车可实现的最大行驶速度与最小行驶速度之比为______。
v
甲
4．如图甲所示，质量为60kg的人骑着一辆质量为20 kg的自行车，以5m/s的速度在笔直的水平马路上匀速行驶，遇红灯后在距停车线10m处开始刹车，假设刹车后自行车做匀减速直线运动。
（1）（计算）试问在刹车过程中自行车受到的阻力至少应为多少N？
（2）设刹车过程中某时刻自行车的速率为v，在由初速度5m/s减速至v的过程中自行车克服阻力做的功为W，则如图乙所示的W-v图像中正确的是
乙
A
W
v
O
C
W
v
O
D
W
v
O
B
W
v
O
二、游泳（22分）
游泳是人凭借浮力，通过肢体有规律的运动使身体在水中运动的技能。
1．游泳时我们向后作划臂、蹬腿动作，就会获得向前的推动力，解释这一现象用到的物理规律是__________。在水中前进时会受到水对人体的阻力，该阻力与在人体前进方向上横截面的投影面积成正比，则下面二图中合理的游泳姿势为_____________（选择：A．图1 B．图2）所示。
图1
图2
2．如图所示，游泳池中有一初学者双手借助一块浮板，在水面上正以匀速直线运动的方式向前游动，他的双手对浮板施加的力
A．水平向前 B．竖直向下
C．向前偏斜向上 D．向前偏斜向下
3．某人使图游过黄浦江，他以一定速度，且视线始终垂直河岸向对岸游去，设江水匀速流动，则
A．江水的流速越大，渡江时间越短
B．渡江时间与江水的流速大小无关
C．江水的流速越大，渡江路程越短
D．渡江路程与江水的流速大小无关
4．一游客静止地漂浮在海滨浴场的水面上，发现一列水波平稳地向他传来，从第1个波峰通过他身体开始计时，到第10个波峰通过时恰好为15s。若该水波为简谐横波，则水波的频率为________Hz，第12 s末时游客浮动的速度方向为________。
5．质量m＝100kg的小船静止在水面上，船上左、右两端各站着质量m甲＝60kg、m乙＝40kg的游泳者。当甲朝左，乙朝右，同时以相对河岸3m/s的速率跃入水中时，不计水的阻力，则小船的运动方向为___________；运动速率为___________m/s。
6．（计算）有一游泳池，在沲底水深h=1.5m处有一个点光源，已知水的折射率n=1.3，试求：游泳池边上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的半径R（结果保留两位有效数字）。
三、太阳能（20分）
太阳是一颗自己能发光发热的气体星球，太阳能来源于太阳内部氢的核聚变，太阳能既便捷又环保。
1．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为4×109 kg，由爱因斯坦质能方程可算得，太阳每秒钟辐射出的能量最接近于
A．109 J B．1018 J C． 1026 J D．1035 J
2．在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（）和氚核（）聚变结合成一个新的原子核，并放出一个中子，该新的原子核为
A．氕核 B．氧核 C．氦核 D．氮核
3．2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测频率为2.47×1015Hz的氢原子谱线，该谱线对应的光子能量为________J（结果保留三位有效数字）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子n =_____和 _____能级之间的跃迁。（已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s）
4．“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线，这种射线光子的波长很短，设其波长为 λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，辐射的总功率为 P，卫星探测仪镜头正对着太阳。已知探测仪镜头面积为 S，卫星离太阳中心的距离为 L，普朗克常量为 h，光速为 c。则硬X射线光子的动量为_________，探测仪镜头每秒可接收到 ________个该种光子。
5．（计算）太阳能汽车是利用太阳能电池，将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，目前正处在实验阶段。某辆实验车，太阳能电池板的总面积S=8m2，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P0=1kW/m2，对电动机的供电效率η1=15% ，提供的电压U=120V，电动机的内阻r=2Ω，实验车内部机件摩擦的能耗率η2=10%，在水平路面行驶时车受到的阻力Ff=150 N。求这辆实验车在该路面上行驶的最大速率。
四、示波管（21分）
示波管是电子示波器的心脏。如图甲所示，它由电子枪、竖直方向偏转极板YY′、水平方向偏转极板XX′ 和荧光屏组成。极板YYʹ 的长度为 l，间距为 d，极板两端加一定电压，其间的电场可视为匀强电场，忽略极板的边缘效应；XX′极板间电压为零。电子刚离开金属丝时速度为零，从电子枪射出后以速度 v0 沿极板中心线进入偏转极板YYʹ，已知电子电荷量为 e，质量为 m，不计电子受到的重力。
加速电压
偏转极板
P
O
·
·
1．电子枪的加速电压为________。
2．图乙是电子在偏转极板YYʹ 间运动的示意图，电子竖直方向的偏移距离为y ，则电子在偏转极板YYʹ 间运动的加速度为________，电子通过YYʹ极板电势能的变化量为__________，YYʹ极板间的电压为________。
3．（多选）若电子最后射到荧光屏上的P点，设P点与荧光屏中心O点的竖直距离为h，则对h的大小能产生影响的物理量是
A．YYʹ极板间的长度
B．YYʹ极板间的距离
C．XX′极板间的长度
D．XX′极板间的距离
E．电子枪的加速电压
4．为使电子流在YYʹ极板间不发生偏转，设想在YYʹ极板区域内加一个与电场垂直的匀强磁场，则该匀强磁场的方向为________________，匀强磁场的磁感应强度大小为________________。
5．若电子枪每秒射出n个电子，在上题条件下电子沿极板中心线射到荧光屏上O点，被荧光屏全部吸收，则在前进过程中相邻两电子之间的距离为________；荧光屏由于吸收电子受到的力的大小为________。
五、跑步机（17分）
跑步机是一种健身器材，图甲为一种可测速跑步机的简单原理图。跑步机的底座固定一对间距L=0.7m、宽度d=0.3m的平行金属电极，其间充满磁感应强度B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧与电压传感器（看成理想电压表）和阻值为0.5Ω的电阻R连接，绝缘橡胶带上每隔距离d就嵌入一个电阻r=0.2Ω的平行金属条。跑步机工作时绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条与电极接触良好，且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。健身者在一次跑步过程中，电压传感器将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系图像如图乙所示。
0
0.6
U/V
t/s
4.0
乙
1．在t=4.0s时通过电阻R的电流方向为_________________________，电流大小为__________A。
2．以跑步机上运动的绝缘橡胶带为参照物
（1）在0-4.0s内健身者
A．向右做匀速直线运动 B．向左做匀速直线运动
C．向右做匀加速直线运动 D．向左做匀加速直线运动
（2）（计算）写出健身者的运动速率v随时间t变化的函数式
3．（简答）试问是否可以将图甲中的电压传感器，方便地改制成可以测量跑步速率的速率仪呢？如果可以，请介绍一下方法。
参考答案（24.4）
一、自行车（20分）
1．
（1）D（3分）
（2）A（2分）
2．B（3分）
3．17（2分），24∶7（2分）
4．
（1）（4分）
解：
对于从开始刹车经10m后刚好停止的过程，有
（2分）
对于自行车匀减速运动的状态，有
（2分）
（2）A（4分）
二、游泳（22分）
1．牛顿第三定律（2分）；A（2分）
2．D（3分）
3．B（3分）
4．0.6（2分），竖直向下（向下）（2分）
5．向右（2分）；0.6（2分）
6．（4分）
解：
如图，点光源射到“圆形区域”边缘的光刚好发生全反射。
h
R
点光源
水面
C
）
设临界角为C，则有（2分）；
又（1分）；
（1分）
三、太阳能（20分）
1．C（3分）
2．C（3分）
3．1.64×10-18（2分），2，1（二格共2分）
4．（2分），（2分）
5．（6分）
解：
太阳能电池对电动机提供的电功率为
（2分）；
流过电动机的电流为
；
电动机产生的牵引力的功率为
（2分）；
实验车达最大速率时做匀速直线运动，此时有；
而；
所以（2分）
四、示波管（21分）
1．（3分）
2．（2分），（2分），（2分）
3．ABE（4分）
4．垂直于纸面向外（2分）；（2分）
5．（2分），（2分）
五、跑步机（17分）
1．由a指向b（2分），1.2（2分）
2．
（1）D（3分）
（2）（6分）
解：
当时：
由图乙可知（1分），
分析电路部分，可得（1分），
金属条切割磁感线产生的电动势（1分），
由上面三式，并将已知量代入，可推得（1分）
当时：
由图乙可知，保持不变，可以推知电路中的感应电动势保持不变，因而健身者做匀速直线运动，（2分）
3．答：可以（2分）。在技术上只要将电压传感器的电压读数（V）增至4倍，获得的数值作为相应的跑步速率（m/s）就可以了（2分）。
名称
链轮
齿数
48
38
28
名称
飞轮
齿数
14
16
18
22
24
28
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