2024年上海市松江区高三下学期高考&等级考二模物理试卷含答案

这是一份2024年上海市松江区高三下学期高考&等级考二模物理试卷含答案，共8页。试卷主要包含了6×107米的一座太空站，62eV~3，66eV的光子等内容，欢迎下载使用。

（满分100分，完卷时间60分钟） 2024.4
考生注意：
1．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、班级、姓名、考号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。
2．在试卷中标注“多选”的题每题有两个或两个以上的答案，但不全选；标注“简答”、“计算”的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
3．如无特殊说明，本卷中的重力加速度为g。
一、冰雪运动
滑雪、滑冰、雪地摩托等，让您在欣赏美景的同时，也能尽情体验冰雪带来的刺激与乐趣。
O
如图，拖拉机通过缆绳拉着一群坐在雪圈上的游客在冰面上绕O点做匀速圆周运动：
（1）游客所受合力的方向为______；
（2）距离O点越远的游客，刺激感会（ ）
A．强 B．弱 C．与其他人相同 D．不确定
2、如图，雪圈滑道为高h的斜坡。质量为m的游客坐雪圈从滑道上由静止滑下，最终停在水平冰面上，整个下滑过程中只与冰面接触，则阻力对游客做的功为_____。
3、速度为v的甲游客遇到另一个静止在雪圈上的乙游客，两雪圈发生了对心碰撞。每位游客与雪圈的总质量均为M。
（1）若两雪圈发生了速度交换，则碰撞过程中，动量_____；机械能_____（均选涂：A．守恒 B．不守恒）；若碰撞时间为t，则两雪圈之间平均作用力的大小为________；
（2）若碰撞时，游客抓住对方一起运动，则碰撞过程中损失的机械能为_________。
4、雪圈空载时体积为V，压强为p，载人后体积减少了20%，则压强为_______。
5、游客在某平整冰面观察水下的鱼，则鱼的实际位置应在目测位置的（ ）
A．上方 B．同一位置 C．下方
二、太空电梯
太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，如图是太空电梯升降舱与地球同步轨道上的太空站相连。将乘客送入距地球高度h约3.6×107米的一座太空站。地球的质量M地约为6×1024 Kg，地球的半径R约为6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/Kg2。
1、太空站中漂浮的水珠呈完美的球形，原因是_________________________________。
2、太空站的速度____第一宇宙速度（选涂：A．大于 B．等于 C．小于）；周期约为______小时。
3、地面上观察者测出高速上升的太空电梯从地面到太空站的时间为t1，而乘客测得的时间为t2，则下列选项正确的是（ ）
A．t1 > t2 B．t1 = t2 C．t1 < t2
r0
a
r
O
R
A
B
4、（简答）如图为加速度a与太空电梯距地心的距离r的关系图像，图线A为地球对太空电梯的引力产生的加速度大小，图线B表示太空电梯静止时的向心加速度大小，R表示地球半径。求：
（1）太空电梯从地表以5g的加速度启动，质量为m的乘客承受的压力F；为了安全，乘客应保持什么姿势；
（2）太空电梯匀速上升阶段乘客受到升降舱作用力大小的变化情况；
（3）分析说明并估算图中r0的数值大小。
三、电荷
电荷可以产生电场，18世纪初奥斯特发现的电流的磁效应。同时，磁场对运动电荷也具有作用。
1、用国际单位制的基本单位表示电荷量的单位是（ ）
A．A·s B．A/s C．s/A
2、如图，长为L的绝缘轻绳悬挂一带正电的绝缘小球，处在垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉起一小角度（小于5°）释放。若逐渐减小磁感应强度（忽略空气阻力且细线始终拉直），下列关于小球说法正确的是（ ）
A．摆动过程最高点逐渐降低
B．每次经过A点的速度大小不相等
C．每次经过A点时线上的拉力大小始终相等
D．摆动的周期不变
3、如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为h2；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为h3。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（ ）
A． h3＞h2＞h1B． h3=h1＞h2
C． h2＞h3=h1D． h3=h2＞h1
4、如图，从粒子源P发出的正离子经S1和S2之间高电压U加速后，以一定速率从S3缝射入磁场B。
（1）（多选）正离子在磁场B中的转动快慢与（ ）有关；
A.粒子电荷量 B.粒子质量 C.粒子速度 D. 轨道半径 E. 磁感应强度
（2）轨迹相同的粒子_____同种粒子；（选涂：A．是 B．不一定是 C．不是）
（3）（计算）若B=2T，加速电压U=4×108V，该粒子的电荷量q与质量m之比为5×107C/kg，求：该粒子在磁场中的轨道半径R。
四、电磁感应现象与应用
1831年法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了电磁场理论。
1、如图为最早的发电机装置，由_____（选涂：A．法拉第 B．奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是_____（选涂：A．交流电 B．直流电）。
2、如图，新能源汽车由地面供电装置（发射线圈，连接家用电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（接收线圈，连接充电电池），对车载电池进行充电。则（ ）
A．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变
B．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等
C．为了保护接收线圈不受损坏，可在接收线圈下再加装一个金属护板
D．增大发射线圈与接收线圈的间距，发射线圈与接收线圈两端电压之比不变
3、某储能装置是一个电容为60μF的电容器。现用5000V高压对电容器进行充电，电容器充电后储存的电量为_____C；储存的能量为_____J。
4、如图发电机模型，一边长为L的单匝正方形线圈，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕OO' 轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为R相连，不计其它电阻，变压器左右线圈匝数之比为k，则：
（1）当线圈平面与磁场_____（选涂：A．垂直 B．平行）时，线圈中的电动势最大，最大值为_____；
（2）从图示位置开始计时，线圈中的电动势e随时间变化的关系式为______；
（3）（计算）线圈转动过程中电阻R的功率。
5、如图，水平面内的两根平行金属导轨处在竖直向上的匀强磁场中。两根相同的金属棒ab和cd垂直横跨在导轨两端，其中cd棒通过绝缘细线跨过定滑轮与重物M连接。由静止同时释放两根金属棒，忽略各处摩擦，导轨足够长，不考虑可能发生的碰撞。请定性画出重物M下落过程的速度时间v-t图像。
五、从经典走向量子
物理学自伽利略开端，至今已有三百多年的历史，其中20世纪之前的物理学被称为经典力学。此后，量子力学飞速发展，成为了当前的物理学前沿领域。
1、下列物理学家按物理学发展进程进行排序，正确的是（ ）
A．伽利略、麦克斯韦、爱因斯坦、牛顿
B．牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、伽利略
C．伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦
D．爱因斯坦、伽利略、牛顿、麦克斯韦
2、80g某放射性元素发生α衰变，经过9天还剩下10g，则该元素的半衰期为_____天；该衰变产生的射线照射带正电验电器，电荷很快消失，是利用了射线的______（选涂：A．穿透本领 B．电离本领）。
3、玻尔在卢瑟福的基础上引入了轨道量子化的概念。如图为氢原子的能级图，可见光光子的能量范围约为1.62eV~3.11eV。则这些原子（ ）
A．最多可产生2种不同频率的光
B．从n=2的激发态跃迁到基态发出的光是可见光
C．从n=3跃迁到n=4的激发态，需吸收能量为0.66eV的光子
D．从n=3的激发态电离，所需照射光的光子能量至少为13.60eV
4、人类对光的本性的认识经历了曲折的、螺旋式上升的过程，推动了量子力学的发展。
（1）托马斯·杨通过双缝干涉实验证明光具有波动性，实验装置如图。双缝间距d=0.938mm，光屏到双缝的距离L=65.6cm，相邻明条纹中心间距Δx=0.263mm，则光的波长λ为_________nm（保留3位有效数字）。
（2）实验中，调弱光源的强度，若每次只有一个光子通过双缝装置，随着相机拍摄帧数的增加，分别得到如下5幅图像，这说明光具有_________性。

5、法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，既所有实物粒子都具有波动性。若质量为me=9.1×10-31 kg的电子经电场加速后的速度v=7.28×107m/s，则其物质波的波长为_____nm（普朗克常量h = 6.63×10-34J•s）。
参考答案和评分标准
一、冰雪运动（共20分）
1、（1） 指向O点 或 沿半径指向圆心（2分）
（2）A（3分）
2、-mgh （2分）
3、（1）A （2分） A （2分） Mv/t（2分）
（2）Mv2/4（2分）
4、1.25p（2分）
5、C（3分）
二、太空电梯（共20分）
1、水膜表面张力的作用、水珠处于完全失重状态（每答对一点得2分，共4分）
2、C（2分） 24或其他处于合理范围（2分）
3、A（3分）
4、（1）（3分）由牛顿第二定律：F-mg=5mg F=6mg
乘客应保持躺卧姿势。
（2）一直变小（2分）
（3）r0处万有引力完全提供向心力，处于完全失重状态，为同步轨道高度，
所以r0 = R + h = 4.24×107 m （4分）
三、电荷（共19分）
1、A（2分）
2、D（3分）
3、B（3分）
4、（1）（多选）ABE（4分） （2）B（2分）
（3）（5分）粒子在电场中的加速过程，应用动能定理Uq=mv2/2，得v=2Uqm=2×108m/s，
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，Bqv=mv2/R，得R=mv/Bq=2m/s
四、电磁感应现象与应用（共25分）
1、A（2分） B（2分）
2、A（3分）
3、0.3（2分） 750（2分）
4、（1）B（2分） BL2ω（2分）
（2）e=BL2ωcsωt（2分）
（3）（4分）电动势的有效值为E=BL2ω2
电阻R的电压为U=BL2ω2k
电阻R的功率为P=U2R=B2L4ω22Rk2
5、（4分）
五、从经典走向量子（共16分）
1、C（3分）
2、3（2分） B（2分）
3、（1）C（3分）
4、（1）376（2分）
（2）波粒二象（2分）
（3）0.01（2分）