2024届上海市宝山区高三下学期二模物理试卷（含答案解析）

2024年上海高考宝山区高三年级物理学科等级考第二次质量监测试卷考生注意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___________。名称链轮齿数483828名称飞轮齿数1416182224284.如图甲所示，质量为60kg的人骑着一辆质量为20kg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___________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，则如图乙所示的图像中正确的是（）【答案】1.①.D②.A2.B3.①.17②.24∶74.①.100②.A【解析】【1题详解】（1）[1]A．车胎内的气体温度逐渐升高，车胎容积保持不变，车胎内的气体质量不变，则车胎内的气体密度不变，故A错误；BC．车胎内的气体温度逐渐升高，只能说明车胎内的气体分子的平均动能增大，故BC错误；D．车胎内的气体温度逐渐升高，车胎容积保持不变，则车胎内气体的压强增大，则每秒钟撞击单位面积车胎壁的分子数增多，故D正确。故选D。（2）[2]根据查理定律有整理可得由于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大于前胎气压的变化量。故选A。【2题详解】自行车被骑行时，地面对后轮的摩擦力为自行车前进的动力，所以Ff1方向向右。自行车被推行时，地面对后轮的摩擦力为阻力，所以Ff2方向向左。故选B【3题详解】[1]设踏板的角速度为，链轮的半径为，飞轮的半径为，车轮的半径为R，则飞轮的角速度为可知自行车行驶的速度为由于半径与齿数成正比，则结合表中数据可知，当链轮和飞轮的齿数分别为48、24时与链轮和飞轮的齿数分别为28、14时的自行车速度相同，所以这辆变速自行车共有17种变速模式。[2]自行车行驶的最小速度为则自行车行驶的最大速度为故该自行车可实现的最大行驶速度与最小行驶速度之比为【4题详解】（1）[1]开始刹车经10m后刚好停止的过程，可得自行车的加速度大小为对于自行车匀减速运动的状态，得刹车过程中自行车受到的阻力至少为（2）[2]自行车由初速度5m/s减速至v的过程中，根据动能定理有整理可得故选A。二、游泳游泳是人凭借浮力，通过肢体有规律的运动使身体在水中运动的技能。5.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1B.图2）所示。6.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7.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8.一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12s末时游客浮动的速度方向为___________。9.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。10.（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）。【答案】5.①.牛顿第三定律②.A6.D7.B8.①.0.6②.竖直向下（向下）9.①.向右②.0.610.1.8m【解析】【5题详解】[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牛顿第三定律。[2]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图1，因为图1中在人体前进方向上横截面的投影面积小，受到的阻力小。故选A。【6题详解】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，根据受力平衡可知，浮板对双手的作用力斜向上偏后，则双手对浮板施加的力向前偏斜向下。故选D。【7题详解】设人渡江时垂直河岸的速度为，河岸宽度为，则渡江时间为可知渡江时间与江水的流速大小无关；渡江过程沿河岸方向的位移为可知江水的流速越大，渡江过程沿河岸方向的位移越大，则渡江路程越大。故选B。8题详解】[1]由题意可知，水波的周期为则水波的频率为[2]由于可知第12s末时游客处于从波峰向平衡位置运动的过程中，则游客浮动的速度方向竖直向下。【9题详解】[1][2]以甲、乙小船为系统，可知系统满足动量守恒，以向左为正方向，则有代入数据解得可知小船的运动方向向右，运动速率为。【10题详解】点光源射到“圆形区域”边缘的光刚好发生全反射，如图所示设临界角为C，则有可得又联立解得三、太阳能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。11.太阳因核聚变释放出巨大能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为，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. B. C. D.12.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13.2022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___________和

___________能级之间的跃迁。（已知普朗克常量）14.“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。15.（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，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率，对电动机的供电效率，提供的电压，电动机的内阻，实验车内部机件摩擦的能耗率在水平路面行驶时车受到的阻力。求这辆实验车在该路面上行驶的最大速率。【答案】11.C12.C13.①.②.2③.114.①.②.15.【解析】【11题详解】由爱因斯坦质能方程可知代入数据可得C正确。故选C。【12题详解】根据题意写出核反应方程根据质量数守恒、电荷数守恒可知，则新的原子核为，C正确。故选C。【13题详解】[1]该谱线对应的光子能量为[2][3]该光子的能量为由图中可知和的能级差之前的能量差为。【14题详解】[1]根据光子的动量可知[2]太阳每秒辐射个硬X射线光子，镜头每秒可接收到的光子数为，则有太阳辐射的总功率为，即太阳每秒辐射的能量为联立解得【15题详解】有题意可知，太阳能电池对电动机提供的电功率为流过电动机的电流为电动机产生的牵引力的功率为实验车达最大速率时做匀速直线运动，此时，则四、示波管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。16.电子枪的加速电压为___________。17.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___________。18.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19.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___________。20.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___________。【答案】16.17.①.②.③.18.ABE19.①.垂直于纸面向外②.20.①.②.【解析】【16题详解】根据解得电子枪的加速电压为【17题详解】[1]根据可得[2]电势能的变化量[3]YYʹ极板间的电压为【18题详解】P点与荧光屏中心O点的竖直距离为h与偏转距离y成正比，则由则对h的大小能产生影响的物理量是：YYʹ极板间的长度l，YYʹ极板间的距离d以及电子枪的加速电压U0，故选ABE。【19题详解】[1][2]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，因电子受电场力向下，则洛伦兹力应该向上，则该匀强磁场的方向为垂直于纸面向外；根据可得匀强磁场的磁感应强度大小为【20题详解】[1]若电子枪每秒射出n个电子，两电子间的时间间隔为则在前进过程中相邻两电子之间的距离为[2]由动量定理解得五、跑步机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。21.在t=4.0s时通过电阻R的电流方向为___________，电流大小为___________A