2024届上海市第四中学高三第二次调研物理试卷含解析

2024届上海市第四中学高三第二次调研物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、一列简谐横波沿x轴传播，图（甲）是t=0时刻的波形图，图（乙）是x=1.0m处质点的振动图像，下列说法正确的是（）A．该波的波长为2.0m B．该波的周期为1sC．该波向x轴正方向传播 D．该波的波速为2.0m/s2、如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端固定一质量不为零的托盘，在托盘上放置一小物块，系统静止时弹簧顶端位于B点（未标出）。现对小物块施加以竖直向上的力F，小物块由静止开始做匀加速直线运动。以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向，建立坐标轴。在物块与托盘脱离前，下列能正确反映力F的大小随小物块位置坐标x变化的图像是（）A． B． C． D．3、2013年12月2日，“嫦娥三号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥三号”采取了近乎垂直的着陆方式。已知：月球半径为R，表面重力加速度大小为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）A．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中处于超重状态B．为了减小与地面的撞击力，“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内处于失重状态C．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的周期约为T=D．月球的密度为ρ=4、位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离．当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍．若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（）A．年 B．年C．年 D．年5、在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为220，副线圈的匝数可调，L1、L2、L3和L4是四个相同的灯泡。当在a、b两端加上瞬时值表达式为(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）A．变压器副线圈的匝数为440B．灯泡的额定电压为55VC．变压器原线圈两端电压为220VD．穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1V6、如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止．移动过程中（）A．细线对小球的拉力变小B．斜面对小球的支持力变大C．斜面对地面的压力变大D．地面对斜面的摩擦力变小二、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，在竖直平面内的xOy坐标系中分布着与水平方向成30°角的匀强电场，将一质量为0.1kg、带电荷量为+0.01C的小球以某一初速度从原点O竖直向上抛出，它的轨迹方程为y1=x，已知P点为轨迹与直线方程y=x的交点，重力加速度g=10m/s1．则（）A．电场强度的大小为100N/CB．小球初速度的大小为C．小球通过P点时的动能为D．小球从O点运动到P点的过程中，电势能减少8、如图所示，一列简谐横波正沿x轴传播，实线是t=0时的波形图，虚线为t=0.1s时的波形图，则以下说法正确的是（）A．若波速为50m/s，则该波沿x轴正方向传播B．若波速为50m/s，则x=4m处的质点在t=0.1s时振动速度方向沿y轴负方向C．若波速为30m/s，则x=5m处的质点在0时刻起0.8s内通过的路程为1.2mD．若波速为110m/s，则能与该波发生干涉的波的频率为13.75Hz9、如图所示，在竖直纸面内有四条间距均为L的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间与L3，L4之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。现有一矩形线圈abcd，长边ad=3L，宽边cd=L，质量为m，电阻为R，将其从图示位置（cd边与L1重合）由静止释放，cd边经过磁场边界线L3时恰好开始做匀速直线运动，整个运动过程中线圈始终处于同一竖直面内，cd边始终水平，已知重力加速度g=10m/s2，则（）A．ab边经过磁场边界线L1后线圈要做一段减速运动B．ab边经过磁场边界线L3后线圈要做一段减速运动C．cd边经过磁场边界线L2和L4的时间间隔大于D．从线圈开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程中，线圈产生的热量为2mgL－10、如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈（线圈电阻不计）绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动，线圈通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接一滑动变阻器R，原、副线圈匝数分别为n1、n2。要使电流表的示数变为原来的2倍，下列措施可行的是A．n2增大为原来的2倍，ω、R不变B．ω增大为原来的2倍，n2、R不变C．ω和R都增大为原来的2倍，n2不变D．n2和R都增大为原来的2倍，ω不变三、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）如图甲所示，一根伸长可忽略的轻绳跨过轻质定滑轮，两个质量相等的砝码盘分别系于绳的两端。甲、乙两位同学利用该装置探究系统加速度与其所受合力的关系。共有9个质量均为m的砝码供实验时使用。请回答下列问题：(1)实验中，甲将左盘拉至恰好与地面接触，乙把5个硅码放在右盘中，4个底码放在左盘中。系统稳定后，甲由静止释放左盘；(2)若要从(1)的操作中获取计算系统加速度大小的数据，下列器材中必须使用的是____（填正确答案标号）；A．米尺B．秒表C．天平D．弹簧秤(3)请说明用(2)中选择的器材要测量本实验中的必要物理量是：_________________；(4)由(3)中测量得到的物理量的数据，根据公式________________（用所测量物理量的符号表示），可以计算岀系统加速度的大小：(5)依次把左盘中的砝码逐个移到右盘中，重复(1)(3)(4)操作；获得系统在受不同合力作用下加速度的大小，记录的数据如下表，请利用表中数据在图乙上描点并作出a-F图象___________；(6)从作出的a－F图像能得到的实验结论是：___________________。12．（12分）某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连，可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间（1）实验前用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d=_____mm（2）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1、t2，测出两光电门间的高度差h，则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)。（3）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间，保持光电门B的位置不变，多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t，作出图象如图丙所示，若图象斜率的绝对值为k，则图象与纵轴的截距意义为____，当地的重力加速度为____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）如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该单色光的折射率为4/3，玻璃对该单色光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度为2d．求：（1）该单色光在玻璃和水中传播的速度（2）水面形成的圆形光斑的半径（不考虑两个界面处的反射光线）14．（16分）如图甲所示，质量均为m＝0.5kg的相同物块P和Q(可视为质点)分别静止在水平地面上A、C两点．P在按图乙所示随时间变化的水平力F作用下由静止开始向右运动，3s末撤去力F，此时P运动到B点，之后继续滑行并与Q发生弹性碰撞．已知B、C两点间的距离L＝3.75m，P、Q与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，取g＝10m/s2，求：(1)P到达B点时的速度大小v及其与Q碰撞前瞬间的速度大小v1；(2)Q运动的时间t．15．（12分）如图所示，平行单色光垂直射到玻璃制成的半径为R的半球平面上，玻璃对该单色光的折射率为，玻璃半球的下方平行于玻璃半球平面放置一光屏，单色光经半球折射后在光屏上形成一个圆形光斑。不考虑光的干涉和衍射，真空中光速为r。求：（i）当光屏上的光斑最小时，圆心O到光屏的距离；（ii）圆心O到光屏的距离为d=3R时，光屏被照亮的面积。

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、D【解析】

ABD．根据甲、乙图可知，波长4m，周期2s，波速选项AB错误，D正确；C．根据图乙t=0s时，质点向下振动，所以甲图x=1m坐标向下振动，由同侧法可得波向x轴负方向传播，选项C错误。故选D。2、B【解析】

根据有可知F随着x增大而减小；由于以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，当F=m(a+g)时，物块与弹簧脱离，初始时刻F=ma>0故B正确。故选B。3、D【解析】

A．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中万有引力全部提供向心力，处于完全失重状态，故A错误；B．为了减小与地面的撞击力，在“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内“嫦娥四号”需要做减速运动，处于超重状态。故B错误；C．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的时万有引力提供向心力，即：解得：故C错误；D．月球表面的重力近似等于万有引力，则：，月球的密度：故D正确。故选：D。4、B【解析】

该题中，太阳、地球、木星的位置关系如图：设地球的公转半径为R1，木星的公转半径为R2，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍，则有：，由开普勒第三定律有：，可得：，由于地球公转周期为1年，则有：T2年，故B正确，ACD错误．5、B【解析】

A．四个灯泡均正常发光，说明变压器原、副线圈中的电流相同，根据可得变压器副线圈的匝数故A错误；BC．a、b两端电压的有效值V=220V设每个灯泡的额定电压为U0，原线圈两端电压为U1，则有U=2U0+U1结合可得U0=55V，U1=110V故B正确，C错误；D．原线圈两端电压的最大值V根据法拉第电磁感应定律有，解得穿过原线圈的磁通量变化率的最大值为V故D错误。故选B。6、D【解析】

此题是力学分析中的动态变化题型，其中球的重力以及支持力方向都没变，故可画动态三角形，如图，可知T慢慢增大，N减小，故AB错；可由隔离法分析斜面与地面之间力的作用，已知球给斜面的压力减小，故斜面对地面压力减小，对地面摩擦力f=Nsin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、AC【解析】小球，以某一初速度从O点竖直向上抛出，它的轨迹恰好满足抛物线方程y=x1，说明小球做类平抛运动，则电场力与重力的合力沿x轴正方向，竖直方向：qE•sin30°=mg，所以：，选项A正确；小球受到的合力：F合=qEcos30°=ma，所以a=g；P点的坐标为（1m，1m）；由平抛运动规律有：；，解得，选项B错误；小球通过P点时的速度，则动能为，选项C正确；小球从O到P电势能减少，且减少的电势能等于电场力做的功，即：，选项D错误；故选AC.点睛：本题考查类平抛运动规律以及匀强电场的性质，结合抛物线方程y=x1，得出小球在受到的电场力与重力大小关系是解答的关键．8、BCD【解析】

A．由图可得，该波的波长为8m；若波向右传播，则满足3+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=30+80k若波向左传播，则满足5+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=50+80k当k=0时v=50m/s，则则该波沿x轴负方向传播，故A错误；B．若波向左传播，x=4m处的质点在t=0.1s时振动速度方向沿y轴负方向，故B正确；C．若v=30m/s，则则0.8s=3T，即经过3个周期，所以x=5m处的质点在0时刻起0.8s内通过的路程为1.2m，故C正确；D．若波速为110m/s，则发生干涉，频率相等，故D正确。故选BCD。【点睛】根据两个时刻的波形，分析时间与周期的关系或波传播距离与波长的关系是关键，要抓住波的周期性得到周期或波传播速度的通项，从而得到周期或波速的特殊值．9、BC【解析】

A．cd边经过磁场边界线L3时恰好开始做匀速直线运动，cd边从L3到L4的过程中做匀速直线运动，cd边到L4时ab边开始到达L1，则ab边经过磁场边界线L1后做匀速直线运动，故A错误；B．ab边从L2到L3的过程中，穿过线圈的磁通量没有改变，没有感应电流产生，不受安培力，线圈做匀加速直线运动，则ab边进入下方磁场的速度比cd边进入下方磁场的速度大，所受的安培力增大，所以ab边经过磁场边界线L3后线圈要做一段减速运动，故B正确；C．cd边经过磁场边界线L3时恰好做匀速直线运动，根据平衡条件有而联立解得cd边从L3到L4的过程做匀速运动，所用时间为cd边从L2到L3的过程中线圈做匀加速直线运动，加速度为g，设此过程的时间为t1，由运动学公式得得故cd边经过磁场边界线L2和L4的时间间隔为故C正确；D．线圈从开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程，根据能量守恒得故D错误。故选BC。10、BD【解析】

线圈转动产生的电压有效值为：根据理想变压器的规律：根据欧姆定律：联立方程解得：，ω增大为原来的2倍，n2、R不变、n2和R都增大为原来的2倍，ω不变均可电流表的示数变为原来的2倍，BD正确，AC错误。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、AB释放前，用米尺测量右盘离地面的高度h，用秒表记录右盘下落至地面的时间t系统质量一定时，其加速度与所受合外力成正比【解析】

(2)[1]根据实验原理可知，砝码盘做匀加速直线运动，由公式可知，要得到加速度应测量释放前，用米尺测量右盘离地面的高度h，用秒表记录右盘下落至地面的时间t，故AB正确。故选AB；(3)[2]由(2)可知，要测量本实验中的必要物理量，释放前，用米尺测量右盘离地面的高度h，用秒表记录右盘下落至地面的时间t(4)[3]根据实验原理可知，砝码盘做匀加速直线运动，满足(5)[4]根据表格数据描点如图(6)[5]由图像可知，a－F图像为经过原点的一条直线，说明系统质量不变时加速度和合外力成正比。12、11.4小球经过光电门B时的速度2k【解析】

（1）[1]由图