上海市复旦附中2024年高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

上海市复旦附中2024年高三第二次诊断性检测物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（）A．电压表的示数增大，电流表的示数减小B．电容器C所带电荷量减小。C．R1的电功率增大D．电源的输出功率一定增大2、下列说法正确的是（）A．做匀速圆周运动的物体，转动一周，由于初末位置速度相同，故其合力冲量为零B．做曲线运动的物体，任意两段相等时间内速度变化一定不相同C．一对作用力和反作用力做的功一定大小相等，并且一个力做正功另一个力做负功D．在磁场中，运动电荷所受洛伦兹力为零的点，磁感应强度B也一定为零3、法拉第电磁感应定律是现代发电机、电动机、变压器技术的基础。如图所示，通有恒定电流的导线AB均竖直且足够长，图甲.丙中正方形闭合铜线圈均关于AB左右对称，图乙、丁中AB//ad且与正方形闭合铜线圈共面。下列四种情况中.线圈中能产生感应电流的是（）A．甲图中线圈自由下落 B．乙图中线圈自由下落C．丙图中线圈绕AB匀速转动 D．丁图中线圈匀速向右移动4、下列说法正确的是（）A．中X为中子，核反应类型为衰变B．中Y为中子，核反应类型为人工核转变C．，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变D．，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变5、如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（）A．最大阻值为5的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器B．最大阻值为50的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器C．最大阻值为500的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器D．最大阻值为500的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器6、帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力．下列图中能使帆船获得前进动力的是A． B．C． 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、如图所示直角坐标xOy平面，在0≤x≤a区域Ⅰ内有沿x轴正向的匀强电场，电场强度大小为E；在x>a的区域Ⅱ中有垂直于xOy平面的匀强磁场(图中未画出)，一质量为m、电荷量为q的正粒子，从坐标原点由静止开始自由释放，不计粒子重力，能过坐标为(a，b)的P点，则下列说法正确的是()A．磁场方向垂直于xOy平面向里B．粒子通过P点时动能为qEaC．磁感应强度B的大小可能为D．磁感应强度B的大小可能为68、下列说法正确的是（）A．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力和斥力都减小B．根据恒量，可知液体的饱和汽压与温度和体积有关C．液晶具有液体的流动性，同时其光学性质具有晶体的各向异性特征D．在不考虑分子势能的情况下，1mol温度相同的氢气和氧气内能相同E.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部9、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1，O2和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法正确的是A．小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于mgB．小球下降最大距离为C．小物块在D处的速度与小球速度大小之比为D．小物块在D处的速度大小为10、如图，从倾角为45°的足够长斜面顶端垂直于斜面向上抛出一质量为m的物体（可视为质点），物体初速度大小为v，受到水平向右、大小与物体重力相等的水平风力作用，重力加速度为g，不计空气阻力，从抛出开始计时，下列说法正确的是A．物体距斜面的最远距离为B．以抛出点所在水平面为零势能面，物体重力势能的最大值为C．经过时间，物体回到斜面D．物体重力势能最大时，水平风力的瞬时功率为三、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）利用阿特伍德机可以验证力学定律。图为一理想阿特伍德机示意图，A、B为两质量分别为m1、m2的两物块，用轻质无弹性的细绳连接后跨在轻质光滑定滑轮两端，两物块离地足够高。设法固定物块A、B后，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，并打开电源。松开固定装置，读出遮光片通过光电门所用的时间△t。若想要利用上述实验装置验证牛顿第二定律实验，则(1)实验当中，需要使m1、m2满足关系：____。(2)实验当中还需要测量的物理量有_____利用文字描述并标明对应的物理量符号）。(3)验证牛顿第二定律实验时需要验证的等式为____（写出等式的完整形式无需简化）。(4)若要利用上述所有数据验证机械能守恒定律，则所需要验证的等式为____（写出等式的完整形式无需简化）。12．（12分）某同学欲用伏安法测定一阻值约为5Ω的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．直流电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；B．直流电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω)；C．直流电流表A2(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)；D．直流电压表V1(量程0～3V，内阻约为3kΩ)；E．直流电压表V2(量程0～15V，内阻约为6kΩ)；F．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)；G．开关、导线若干。（1）在备选器材中，实验中电流表应选_____，电压表应选_____；(均填写器材前字母序号)（2）该同学连接了部分电路，如图甲所示，还有三根导线没有连接，请帮助该同学完成连线；（______）（3）按要求完成了电路连接后，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_____(选填“左”或“右”)端；（4）该同学正确操作，电流表和电压表的表盘示数如图乙所示，则电阻的测量值为________Ω；该测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。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，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。14．（16分）如图所示，一个初速为零、带电量为e、质量为m的正离子，被电压为U的电场加速后，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的水平宽度为d（忽略粒子所受重力），求：(1)离子在磁场中做圆周运动的半径R；(2)离子在磁中运动的时间15．（12分）如图所示，轴、y轴和直线将x=L平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场，II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点（－L，y）以垂直于电场方向、大小为v0的速度出发，先后经O点（0，0）、M点（L，0）到达N点（L，－L），N点位于磁场分界线处。已知粒子到达O点时速度方向偏转了，不计粒子的重力，回答下面问题。(1)求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量；(2)若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点，则粒子运动的时间为多少？(3)粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少？

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、A【解析】

A．滑动变阻器的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，R2阻值变大，电阻总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知，总电流减小，电流表示数减小，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压总电流减小，电压表示数增大，故A正确；B．容器两端电压即电压表两端电压，电压增大，电容器所带电荷量增多，故B错误；C．流过电阻R1的电流减小，由公式可知，消耗的功率变小，故C错误；D．当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，题干中没有明确外电阻与内阻的关系，故滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，电源的输出功率不一定增大，故D错误。故选A。2、A【解析】

A．根据动量定理，合力的冲量等于动量的变化，物体在运动一周的过程中，动量变化为零，故合力的冲量为零，故A正确；B．在匀变速曲线运动中，加速度不变，根据可知在任意两段相等时间内速度变化相同，故B错误；C．一对作用力和反作用力做的功没有定量关系，一对作用力和反作用力可以同时做正功，也可以同时做负功，或不做功，故C错误；D．在磁场中，若带电粒子的运动方向与磁场方向平行，不会受到洛伦兹力的作用，但磁感应强度不为零，故D错误。故选A。3、D【解析】

AC．图甲、丙中，穿过铜线圈的磁通量始终为零，铜线圈中不会产生感应电流，故A、C均错误；B．图乙中，线圈自由下落，由于线圈离导线AB距离不变，所以穿过铜线圈的磁通量始终不变，铜线圈中不会产生感应电流，故B错误；D．图丁中，线圈匀速向右移动，穿过铜线圈的磁通量不断减小，铜线圈中会产生感应电流，故D正确。故选D。4、D【解析】

A．，核反应类型为衰变，选项A错误；B．，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C．，核反应类型为人工转变，选项C错误；D．，核反应类型为重核裂变，选项D正确。故选D。5、C【解析】

从图乙中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应500Ω滑动变阻器，c图线电流几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器，故ABD错误，C正确。故选C。6、D【解析】

船所受风力与帆面垂直，将风力分解成沿船前进方向和垂直于船身方向．船在垂直船身方向受到的阻力能抵消风力垂直于船身方向的分量【详解】A、A图中船所受风力垂直于船前进方向，沿船前进方向的分力是零．故A项错误．B、将B图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故B项错误．C、将C图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故C项错误．D、将D图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相同，能使使帆船获得前进动力．故D项正确．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、ABD【解析】

根据题意可得，粒子能够通过（a，b）的P点，轨迹可能的情况如图所示，A．根据左手定则可得，磁场方向垂直于xOy平面向里，A正确；B．洛伦兹力不做功，整个过程中只有电场力做功，根据动能定理可得，粒子通过P点时动能为故B正确；CD．粒子在磁场中运动的速度大小为v，则解得粒子在磁场中运动的半径为其中n=1、2、3…，根据可得磁感应强度不可能为，当n=3时，，故C错误，D正确。8、ACD【解析】

A.分子间的引力和斥力都随距离增大而减小，故A正确；B.液体的饱和气压和温度、外界压强有关，故B错误；C.液晶是一种特殊晶体，其具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性特征，故C正确；D.在不考虑分子势能的情况下，1mol温度相同的氢气和氧气分子数相同，分子的平均动能也相同，故内能相同，故D正确；E.液体的表面张力与液面相切，故E错误；故选ACD。9、BD【解析】A、刚释放的瞬间，小球的瞬间加速度为零，拉力等于重力，故A错误；

B、当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何关系知，，故B正确；

C、将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据平行四边形定则知，小物块在D处的速度与小球的速度之比为，故C错误；

D、设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为，则,对滑块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有：

,解得，故D正确．点睛：解决本题的关键知道两物体组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，以及知道物块与之间的距离最小时，小球下降的高度最大，知道物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度．10、BD【解析】

AC．根据题意可知，物体受竖直向下的重力和与重力等大的水平向右的风力，则物体受到的合外力沿着斜面向下，与初速度方向相互垂直，物体做类平抛运动，无法落在斜面上，并且离斜面的距离越来越远，故AC错误；

B．物体在竖直方向上上升的最大高度为则重力势能的最大值为故B正确；

D．物体重力势能最大时，竖直方向的速度为0，所用时间为水平方向的速度为所以水平风力的瞬时功率为故D正确。

故选BD。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、物块A初始释放时距离光电门的高度h【解析】

(1)[1]由题意可知，在物块A上安装一个宽度为d的遮光片，并在其下方空中固定一个光电门，连接好光电门与毫秒计时器，所以应让物块A向下运动，则有；(2)[2]由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度为则实验当中还需要测量的物理量有物块A初始释放时距离光电门的高度h；(3)[3]对两物块整体研究，根据牛顿第二定律，则有物块A经过光电门的速度为联立得(4)[4]机械能守恒定律得12、BD右4.79小于【解析】

（1）[1][2]因所以电流表应选B，因为电源电动势只有4.5V，所以电压表应选D。（2）[3]因为电流表内阻较大，所以电流表外接，电路连接如图所示（3）[4]当滑动变阻器的滑片在左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，所以开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最右端。（4）[5][6]题图乙中电压表示数为2.30V，电流表示数为0.48A，所以电阻的测量值由于电压表有分流，故电阻的测量值偏小。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、(1)(2)ε0，证明见解析【解析】

本题为“单棒＋电容器＋导轨模型”，可以根据牛顿第二定律，使用“微元法”对棒列方程求解。（1）在电容器两端电压达到击穿电压前，设任意时刻t，流过金属棒的电流为i，由牛顿第二定律知，此时金属棒的加速度a满足mg－BiL＝ma设在t到t＋Δt的时间内，金属棒的速度由v变为v＋Δv，电容器两端的电压由U变为U＋ΔU，电容器的带电荷量由Q变为Q＋ΔQ，由电流的定义、电荷量与电压和电容间的关系、电磁感应定律以及加速度的定义得联立得可知金属棒做初速度为0的匀加速直线运动，当电容器两端电压达到击穿电压时，金属棒的速度为v0＝所以电容器两端电压达到击穿电压所用的时间为。（2）当电容器两极板间的电荷量增加无穷小量ΔQi时，电容器两端的电压可认为始终为Ui，增加的电场能可用图甲中左起第1个阴影部分的面