上海市长宁青浦宝山嘉定四区2024年高考物理一模试卷含解析

上海市长宁青浦宝山嘉定四区2024年高考物理一模试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，在同一平面内有①、②、③三根长直导线等间距的水平平行放置，通入的电流强度分别为1A，2A、1A，已知②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下，以下判断中正确的是（）A．①的电流方向为a→bB．③的电流方向为f→eC．①受到安培力的合力方向竖直向上D．③受到安培力的合力方向竖直向下2、自然界的电、磁现象和热现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是（）A．安培发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，揭示了热现象和电现象之间的联系C．法拉第发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”D．库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律”3、北斗三号导航卫星系统由三种不同轨道的卫星组成，其中24颗是地球中圆轨道卫星，其轨道形状为圆形，轨道半径在1000公里与3万公里之间。地球中圆轨道卫星（）A．比地球同步卫星的周期小B．比地球同步卫星的线速度小C．比地球同步卫星的角速度小D．线速度大于第一宇宙速度4、如图所示为某种电流表的原理示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的轻弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab的长度。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。已知k＝2.0N/m，ab的长度为0.20m，bc的长度为0.05m，B＝0.20T，重力加速度为g。下列说法不正确的是（）A．当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为B．若要电流表正常工作，应将MN的M端与电源正极相接C．该电流表的量程是2.5AD．若将量程扩大到2倍，磁感应强度应变为0.20T5、如图甲所示的理想变压器，原线圈接一定值电阻R0，副线圈与一额定电流较大的滑动变阻器R相连接，现在M、N间加如图乙所示的交变电压。已知变压器原、副线圈的匝数比为，定值电阻的额定电流为2.0A，阻值为R=10Ω。为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的电阻值至少为（）A．1Ω B．ΩC．10Ω D．102Ω6、如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下，质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S=2×10-3m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h=24cm，活塞距汽缸口10cm。汽缸所处环境的温度为300K，大气压强p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2；现将质量为m=4kg的物块挂在活塞中央位置上，活塞挂上重物后，活塞下移，则稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为（）A．25cm B．26cm C．28cm D．30cm二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，航天器和卫星分别在同一平面内的1、2轨道上绕地球做匀速圆周运动，其半径分别为r、2r，速率分别为v1和v2。航天器运动到A点时突然加速到v3后沿曲线运动，其轨迹与轨道2交于B点，经过B点时速率和加速度分别为v4和a1，卫星通过B点时加速度为a2。已知地球的质量为M，质量为m的物体离地球中心距离为r时，系统的引力势能为（取物体离地球无穷远处引力势能为零），物体沿AB曲线运动时机械能为零。则下列说法正确的是（）A．B．C．D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为8、如图甲所示，、为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置。线圈中通有如图乙所示的交变电流，则以下说法正确的是（）A．时刻，两线圈间作用力为零B．时刻，两线圈间吸力最大C．在到时间内，、两线圈相吸D．在到时间内，、两线圈相斥9、A、B两粒子以相同的初速度沿与电场线垂直的方向由左边界的同一点先后进入同一匀强电场，最后它们都从电场的右边界离开电场。不计粒子的重力。已知A、B两粒子的质量之比为1：4，电荷量之比为1：2，则此过程中（）A．A、B的运动时间之比为1：1B．A、B沿电场线的位移之比是1：1C．A、B的速度改变量之比是2：1D．A、B的电势能改变量之比是1：110、如图所示，理想变压器原、副线图的应数些为n1:n2=2:1，输人端接在(V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是()A．当R1=0时，电压表的读数为30VB．当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V5W”的灯泡，灯泡能够正常发光C．当R1=10Ω时，电流表的读数为1.2AD．当R1=10Ω时，电压表的读数为6V三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：①用天平测出两球质量分别为m1、m2；②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．回答下列问题：（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______．（已知重力加速度g）A．弹簧的压缩量ΔxB．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2C．小球直径dD．两球从管口弹出到落地的时间t1、t2（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP=_______________．（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒．12．（12分）如图所示装置可以用来测量滑块和水平面间动摩擦因数。在水平面上将弹簧一端固定，另一端与滑块接触（两者不固连）。压缩弹簧，静止释放，滑块被弹出，离开弹簧后经过光电门O，最终停在P点。已知挡光片的宽度d，记录滑块上挡光片通过光电门的时间t，重力加速度大小为g。(1)滑块经过O点的速度为____________。(2)除了记录滑块挡光片通过D点光电门的挡光时间之外，还需要测量的一个物理量是____________（填选项前的字母）。A．滑块释放点到P点距离xB．光电门与P点间的水平距离sC．滑块（带挡光片）质量mD．弹簧的长度l(3)动摩擦因数的表达式为____________（用上述测量量和重力加速度g表示）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，一个半圆柱形透明介质，其横截面是半径为的半圆，AB为半圆的直径，为圆心，该介质的折射率；①一束平行光垂直射向该介质的左表面，若光线到达右表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？②一细束光线在点上侧且与点相距处垂直于从左方入射，求此光线从该介质射出点的位置？14．（16分）如图所示，带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置（M板带正电，N板带负电），板间距为d=80cm，板长为L，板间电压为U=100V。两极板上边缘连线的中点处有一用水平轻质绝缘细线拴接的完全相同的小球A和B组成的装置Q，在外力作用下Q处于静止状态，该装置中两球之间有一处于压缩状态的绝缘轻质小弹簧（球与弹簧不拴接），左边A球带正电，电荷量为q=4×10-5C，右边B球不带电，两球质量均为m=1.0×10-3kg，某时刻装置Q中细线突然断裂，A、B两球立即同时获得大小相等、方向相反的速度（弹簧恢复原长）。若A、B之间弹簧被压缩时所具有的弹性能为1.0×10-3J，小球A、B均可视为质点，Q装置中弹簧的长度不计，小球带电不影响板间匀强电场，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：(1)为使小球不与金属板相碰，金属板长度L应满足什么条件？(2)当小球B飞离电场恰好不与金属板相碰时，小球A飞离电场时的动能是多大？(3)从两小球弹开进入电场开始，到两小球间水平距离为30cm时，小球A的电势能增加了多少？15．（12分）如图所示，横截面是半径为R的扇形ACO的玻璃砖放存水平面上，AO与OB垂直，∠BOC=15°，D为AB弧的中点，一束单色光从D点以60°的入射角射入玻璃砖，折射光线刚好垂直CO射出。（i）求玻璃砖对光的折射率；（ii）若让该光束垂直AO面射人玻璃砖，刚好照射到D点，试分析光线能否在D点发生全反射；若能发生全反射，求反射光线从D点到达OC面所需的时间（已知，光在真空中的传播速度为c）。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

AB．因为②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下，根据左手定则可知导线②处的合磁场方向垂直纸面向外，而三根长直导线等间距，故导线①和③在导线②处产生的磁场大小相等，方向均垂直纸面向外，再由安培定则可知①的电流方向为b→a，③的电流方向为e→f，故A错误，B错误；C．根据安培定则可知②和③在①处产生的磁场方向垂直纸面向外，而①的电流方向为b→a，根据左手定则可知①受到安培力的合力方向竖直向上，故C正确；D．根据安培定则可知②在③处产生的磁场方向垂直纸面向里，①在③处产生的磁场方向垂直纸面向外，根据电流产生磁场特点可知③处的合磁场方向垂直纸面向里，又因为③的电流方向为e→f，故根据左手定则可知③受到安培力的合力方向竖直向上，故D错误。故选C。2、D【解析】

A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系。不是安培，所以A错误；B．欧姆发现了欧姆定律，说明了电路中的电流与电压及电阻的关系。所以B错误；C．安培发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”。不是法拉第，所以C错误；D．库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律”，符合物理学史。所以D正确。故选D。3、A【解析】

ABC．根据万有引力提供向心力可知解得地球中圆轨道卫星的轨道半径比同步卫星卫星的轨道半径小，故地球中圆轨道卫星的线速度大，角速度大，周期小，故A正确，BC错误；D．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，是卫星最大的运行速度，故地球中圆轨道卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。

故选A。4、D【解析】

A．设弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx得故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为，故A正确，不符合题意；B．为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，由左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端，因此M端应接正极，故B正确，不符合题意；C．设满量程时通过MN的电流为Im，则有BImlab＋mg＝k（lbc＋Δx）解得Im＝2.5A故该电流表的量程是2.5A，故C正确，不符合题意；D．设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有2B′Imlab＋mg＝k（lbc＋Δx）解得B′＝0.10T故D错误，符合题意。故选D。5、A【解析】

由题意可知，定值电阻R0在额定电流情况下分得的电压为：则原线圈输入电压：U1=220V－20V=200V由变压器的工作原理：可知：允许电流最大时原线圈的输入功率为：P1=U1I=200×2W=400W由变压器输出功率等于输入功率可得：P2=P1=400W又由公式可知可得：故A正确，BCD错误。6、D【解析】

该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有代入数据解得h1=30cm故D正确，ABC错误。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

AB．在轨道1运动时的速度在轨道2运动时的速度即从A到B由能量守恒关系可知解得则选项A正确，B错误；C．在B点时由可得则选项C错误；D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为选项D正确。故选AD。8、ACD【解析】

A．时刻，A线圈中电流变化率为零，B线圈中感应电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故A正确；B．时刻A线圈中电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故B错误；C．在到时间内，A线圈中电流在减小，B线圈中磁通量在减小，根据楞次定律，AB两线圈相吸，故C正确；D．在到时间内，A线圈中电流在增大，B线圈中磁通量在增大，根据楞次定律，AB两线圈排斥，故D正确。故选ACD。9、ACD【解析】

A．假设粒子在垂直电场方向运动的位移为，粒子在垂直电场线方向做匀速直线运动结合题意可知A、B在电场中的运动时间相同，A正确；BC．根据加速度的定义式可知速度的改变量之比等于加速度之比，粒子只受电场力作用。根据牛顿第二定律变形可得根据运动学公式可得A、B沿电场线的位移之比B错误，C正确；D．电场力做功改变电势能，所以A、B的电势能改变量之比等于电场力做功之比，电场力做功所以D正确。故选ACD。10、BC【解析】

输入端电压的有效值为30V，当R1=0时，电压表的读数为，选项A错误；当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V，5W”的灯泡，灯泡电阻为，此时次级电流，因灯泡的额定电流为，则此时灯泡能够正常发光，选项B正确；当R1=10Ω时，设电流表的示数为I，则此时初级电流为0.5I，初级电压：，则次级电压为，则，解得I=1.2A，此时电压表读数为IR=12V，选项C正确，D错误；三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（1）B（2）（3）m1x1=m2x2【解析】

（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由EP=mv2即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，在做平抛动的水平位移，压缩量以及时间和小球的直径均不需要测量；故B正确，ACD错误．故选B；（2）由（1）可知，EP=m1v12+m2v22由h=gt2可得：平抛运动的时间t=；根据水平方向上的匀速直线运动规律可知：v1=；v2=即EP=m1v12+m2v22=（3）根据动量守恒定律可知，两球碰前动量为零，碰后方向向反，设向左为正，则有：0=m1v1-m2v2再根据水平方向x=vt可得：m1x1=m2x2；12、B【解析】

(1)[1]遮光条的宽度较小，通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，根据平均速度公式可知滑块的速度(2)[2]到的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得动摩擦因数的表达式为还