上海市宝山区2024届高三下学期二模试题 物理 Word版含答案
展开考生注意
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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