上海市黄浦区2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)

这是一份上海市黄浦区2024届高三下学期二模物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了填空题，单选题，作图题，实验题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、填空题
1．纯电新能源汽车采用的是电力驱动，而不是燃油驱动。电力属于_______能源，石油属于_______能源。（均选择：A.“一次”B.“二次”）
2．新能源汽车品牌“特斯拉”是为了纪念物理学家尼古拉·特斯拉而命名的，物理量的单位特斯拉用国际单位制中的基本单位可表示为_______。
3．新能源汽车安装了防撞预警安全系统，车载雷达会发射毫米波（毫米级电磁波），并对前车反射的毫米波进行处理。
（1）毫米波______。
A.遇前车时会发生明显衍射现象B.由空气进入水时传播速度会变大
C.是原子核受到激发而产生D.是横波能发生偏振现象
（2）雷达发现前方28m处有一固定的障碍物后，防撞预警安全系统立即进行急刹车，汽车运动的图像如图示。刹车过程中车的加速度的大小为________。该车静止后距离障碍物的距离为________m。
4．某型号新能源汽车的车厢空间容积约为，阿伏加德罗常数为，标准状态下气体的摩尔体积为22.4L/ml，标准状态下空载车厢内的空气分子数约为________个。（保留3位有效数字）
5．在夏天高温37℃时，新能源汽车的胎压监测系统显示左前轮胎的胎压为（为大气压强），轮胎的容积是25.0L。当冬季气温降低为0℃（车胎不漏气且容积可视为不变，车胎内外无温度差），该轮胎的胎压为_______，0℃时要将此轮胎的胎压提升到，需要充入压强为的空气_______L。（均保留3位有效数字）
6．部分新能源汽车的“智能玻璃”配备了抬头显示系统如图（a），可将车辆的行驶速度、导航信息等重要行车信息投射到前挡风玻璃上。其原理图如图（b）所示，投影系统完成成像过程后，传导至光波导片中，通过“全反射”原理将光传输到人眼。光波导片的玻璃基底的折射率为，玻璃基底周围介质的折射率为。
（1）________。（选择：A.“大于”B.“小于”）
（2）发生全反射的临界角为_______。
（3）“智能玻璃”还能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图（c）所示。当透明度为100%时，车内光照度为_______ Lx。
7．锂电池内部一般包括正极、负极、隔膜、电解质等组成部分，可用来反复充、放电，如图为锂电池的内部结构。锂电池主要依靠锂离子（）在正极和负极之间移动来工作。充电过程中正极材料上的锂元素脱离出来变成锂离子，从正极经电解质通过隔膜嵌入负极材料，在此过程中，图中开关S连接的电路元件是_______（选择：A.“直流电源”B.“用电器”）。
8．用正弦交流充电桩为动力电池充电的供电电路如图所示。配电设施的输出电压为，变压器均视为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩“慢充”时的额定功率为7kW，额定电压为，频率为50Hz。
（1）时刻，充电桩的电压，则交流电压随时间t变化的方程为_________V。
（2）“慢充”时，充电桩电流的有效值为_________A。（保留3位有效数字）
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻r为_________Ω。（保留3位有效数字）
（4）配电设施的输出功率为_________kW。（保留3位有效数字）
9．有一类防火常用的烟雾探测器，原理是其放射源处的镅放出的α粒子，使壳内气室中的空气电离而导电，当烟雾粒子进入壳内气室时，就会阻挡部分α粒子使电流减小从而触发警报。
（1）半衰期为433年的镅0.3微克，经过866年后剩余镅的质量为______微克。
（2）发生一次α衰变所产生的新核的中子数比质子数多______个。
10．另一类光电烟雾探测器的原理如图（a），当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。传感器检测到光电流大于预设范围便会触发警报。金属钠的遏止电压随入射光频率ν的变化规律如图（b）所示。
（1）光源S发出的光波波长应小于_________m。
（2）图（b）中图像的斜率为k，普朗克常量_________。（电子电荷量e）
11．如图（a）为救灾工作中消防员从顶楼直降到某一楼层的瞬间，如图（b）所示O点为轻绳悬挂点且保持固定，脚与竖直墙接触点为A，人的重心在B，A与B中间部分可简化为轻杆。初始时，消防员在缓慢下降过程中AB长度以及AB与竖直方向的夹角均保持不变。墙对轻杆的弹力大小的变化规律是_________，轻绳上拉力大小的变化规律是_________。（均选择：A.“逐渐减小”、B.“逐渐增大”、C.“先减小后增大”）
12．两消防员在水平地面上的两处同时使用喷水枪对高楼着火点进行灭火。如图中虚线所示为简化后的出水轨迹，若均能垂直击中竖直楼面上的同一位置点P，不计空气阻力。两处喷出的水在空中运动的时间分别为和，则_______。两处喷出水的初速度的大小分别为和，则_______。（均选择：A.“大于”B.“等于”C.“小于”）
13．身高1.8m，质量70kg的小悟高中生涯即将结束，回首三年校园生活确实是精彩纷呈。
（1）医生用心电图仪为小悟做毕业体检，将测量电极置于体表的一定部位，记录出心脏兴奋过程中所发生的有规律的电变化曲线，称为心电图。检查仪卷动纸带的速度为1.5m/min，检查的结果如图所示。小悟的心率约为______。
A.65次/minB.70次/minC.75次/minD.80次/min
（2）对于人体来说，整个心脏可等效为两个等量异号点电荷组成的系统泡在电解质溶液中。体内电荷分布如图（a）所示，等效电场如图（b）所示。B与为两点电荷连线的中垂线上关于O点的对称点，B点电场强度________点电场强度。A与为两点电荷连线上关于O点的对称点，A点电势________点电势。
14．老师将一个发出固定频率声音的蜂鸣器绑在长竹竿的一端，闭合开关后听到它发出声音。现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶上方O点所在的水平面内快速做圆周运动，蜂鸣器从A转动到B的过程中，某时刻小悟、老师及小理三人听到蜂鸣器发出声音的频率分别为。则三者间的关系为_______。
二、单选题
15．某型号新能源汽车的后备箱内安装有气压支撑杆，它主要由汽缸和活塞组成，开箱时密闭汽缸内的压缩气体膨胀将箱盖顶起，忽略气体分子间相互作用，若缸内气体( )
A.与外界无热交换，则气体温度升高
B.与外界无热交换，则气体分子的平均动能增大
C.温度保持不变，则气体压强变大
D.温度保持不变，则气体从外界吸收热量
16．新能源汽车以恒定的加速度由静止开始沿平直的公路行驶，时刻达到发动机额定功率后保持功率不变，时刻起匀速行驶。汽车所受的阻力大小不变，则此过程中汽车的加速度a、速度v、牵引力F、功率P随时间t的变化规律正确的是( )
A.B.
C.D.
17．消防员从绳上跳下，双脚触地后顺势弯曲双腿，在他的重心下降的过程中，消防员受到地面支持力F随时间t的变化如图示。下列说法正确的是( )
A.时间内消防队员的重心在加速下降
B.时间内消防队员的重心在减速下降
C.时刻加速度为零
D.时刻速度最大
三、作图题
18．新能源汽车的能量回收系统，其工作原理为司机踩下驱动踏板时电池带动电机旋转，踩下刹车时电机反转回收能量。某小组模仿该能量回收系统设计了如图所示的模型：右侧装置为直流电机，导线框abcd的延长段可在两金属半圆内侧自由转动，且接触良好。请将下列相邻的方框根据物理知识用直线连接起来。
四、实验题
19．为了测量某动力电池的电动势和内阻，某小组设计了如图（a）所示的测量电路图。电路中的定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。
（1）在图（b）上完成实物电路的连接。
（2）正确进行实验操作，根据图（c）中的数据点画出图像。
（3）动力电池的电动势________V，内阻________Ω。（均保留2位有效数字）
（4）定值电阻所起的作用是________。
五、多选题
20．原子物理中同样有“链式反应”，铀235发生此反应需要的条件有( )
A.受到慢中子轰击B.受到快中子轰击
C.铀块的体积大于临界体积D.将天然铀制成浓缩铀
六、计算题
21．消防员用横截面积为S的喷水枪，喷出恒定流速为v的水流，水流垂直射向着火的墙体后，速度可视为0。水的密度为ρ，水流的重力忽略不计。求：
（1）水枪在时间内喷出水的质量。
（2）墙体受到水流平均冲击力的大小。
22．乘坐地铁上学所使用的交通卡如图（a），内部含有一个7匝的感应线圈。刷卡的原理可简化为如图（b）所示，线圈内的磁场可视作匀强磁场，磁感应强度为B（垂直纸面向内为正）。地铁站闸机发出磁场信号的变化规律如图（c）所示，线圈中会产生相应的电信号。每匝线圈面积均为，线圈的总电阻，线圈所连接的芯片的电阻，其余部分电阻不计。求：
（1）0.2s时刻，电阻R上电流的方向；
（2）0.05s时刻，线圈产生的感应电动势的大小；
（3）0~0.4s内，电阻R产生的焦耳热；
（4）0.4~0.5s内，通过电阻R的电荷量。
参考答案
1．答案：B；A
解析：纯电新能源汽车采用的是电力驱动，而不是燃油驱动。电力属于二次能源，石油属于一次能源。
2．答案：
解析：磁感应强度的定义式为，则
3．答案：（1）D（2）5；5.5
解析：（1）A.毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故A错误；
B.毫米波由空气进入水时传播速度会变小，故B错误；
C.毫米波是由LC振荡电路产生的电磁波，故C错误；
D.偏振是横波特有的现象，毫米波是横波，能发生偏振现象，故D正确。
故选D。
（2）根据图像的斜率可知加速度为
车行驶的位移为
距离障碍物的距离为
4．答案：
解析：标准状态下空载车厢内的空气分子数约为
个
5．答案：1.85；13.8
解析：气体做等容变化，则
其中
解得该轮胎的胎压为
0℃时要将此轮胎的胎压提升到，气体做等温变化，则
其中
，
解得充入压强为的空气的体积为
6．答案：（1）A（2）（3）60
解析：（1）全反射的条件：1.光从光密介质射向它与光疏介质的界面上，2.入射角大于或等于临界角。则大于。
故选A。
（2）设发生全反射的临界角C
则
（3）图（c）的图像是一个反比例函数图像，可知
得
7．答案：A
解析：因为充电过程中正极材料上的锂元素脱离出来变成锂离子，从正极经电解质通过隔膜嵌入负极材料，由图可知在此过程中正是充电的过程，图中开关S连接的电路元件是直流电源。
故选A。
8．答案：（1）（2）31.8（3）5.67（4）7.06
解析：（1）交流电压频率为50Hz，则
交流电压的峰值
交流电压随时间t变化的方程
（2）“慢充”时，充电桩电流的有效值
（3）配电设施的输出电压为
又
得
由
得
又
得
输电线的总电阻
（4）通过输电线的电流
又
得
配电设施的输出功率为
9．答案：（1）0.075（2）51
解析：（1）半衰期为433年的镅0.3微克，经过866年后，即经过两个半衰期后剩余镅的质量为
（2）发生一次α衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒可知所产生的新核的质量数和电荷数分别为
可知新核的中子数比质子数多
10．答案：（1）（2）
解析：（1）由图可知极限频率为，光源S发出的光波波长应小于
（2）根据光电效应方程
根据动能定理
整理得
图像的斜率为
解得普朗克常量为
11．答案：A；B
解析：由分析可知，AB杆提供支持力，否则无法平衡。两种情况相比较，重力大小方向不变，杆的支持力方向不变，作出受力图如图所示
消防员下降一定高度后，再次保持静止时，此过程中消防员所受的合力为零，不变，相对于初始位置AB杆的支持力变小（选A），OB绳拉力逐渐增大（选B）。
12．答案：B；A
解析：利用逆向思维，则两小球从P点做平抛运动，根据
所以落地时间只与高度有关，则从抛出到击中墙壁的时间相等，故。
故选B。
根据
可知，两球的水平方向位移不同，则在P点的速度为
则击中墙面的速率之比为，所以A处水枪喷出的水击中墙面的速度较大，即。
故选A。
13．答案：（1）C（2）等于；高于
解析：（1）设小悟心跳动的周期为T，由心电图可知，相邻峰值之间的距离为20mm，检查仪卷动纸带的速度为，则可得
则小悟的心率为
（次/min）
故选C。
（2）根据题意，由图（b）和等量异种点电荷空间电场的对称关系可知，B点电场强度等于点电场强度。根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，A点电势高于点电势。
14．答案：
解析：多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化，当蜂鸣器靠近观察者时，听到的蜂鸣器的音调变高，当蜂鸣器远离观察者时，听到的蜂鸣器的音调变低。所以
15．答案：D
解析：AB.缸内气体与外界无热交换
由于气体膨胀对外做功
根据热力学第一定律得
所以气体内能减小，温度降低，分子平均动能减小，故AB错误；
C.根据玻意耳定律得，温度不变，气体体积变大时，压强减小，故C错误；
D.若缸内气体的温度保持不变，则气体内能不变，即
则有
则气体从外界吸收热量，故D正确。
故选D。
16．答案：C
解析：A.由题意可知汽车以恒定的加速度启动，则汽车先做匀加速直线运动，后做加速度减小的加速运动，再做匀速直线运动，加速度为零，故A错误；
B.阶段图线为过原点的倾斜直线，故B错误；
C.汽车的牵引力恒定不变，后汽车的功率等于额定功率，速度增大，牵引力减小，根据
可知，P不变，v增大的越来越慢，则F减小的越来越慢，即图线的斜率减小，后加速度减为零，汽车的速度达到最大，汽车开始匀速直线运动，即牵引力等于阻力，故C正确；
D.汽车做匀加速直线运动时，根据
由于v随时间均匀增大，F不变，则该阶段P随t均匀增大，即图线为一条过原点的倾斜直线，汽车的功率达到额定功率时，汽车的功率恒定不变，故D错误。
故选C。
17．答案：B
解析：A.由图知，时刻消防队员双脚触地，在至时间内消防员受到的地面的支持力先小于重力后大于重力，其合力先向下后向上，其加速度先向下后向上，所以消防员的重心不是一直加速下降，故A错误；
B.在至时间内他所受的合力向上，则加速度向上，故消防员的重心在减速下降，故B正确；
CD.时刻支持力大于重力，合力不等于零，则加速度不为零，速度不是最大，故CD错误。
故选B。
18．答案：见解析
解析：如图所示，当踩下驱动踏板，则开关S接通1，电路接通，导线框相当于电动机；当踩下刹车，则开关S接通2，电路与电源断开，与电容器相连，导线框相当于发电机，对电容器充电。如图
19．答案：（1）
（2）
（3）3.9/4.0；0.19（）
（4）保护电路
解析：（1）实物电路连接如图所示。
（2）图像如图所示。
（3）根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的纵截距等于动力电池的电动势，为
图像斜率的绝对值为
解得内阻为
（4）定值电阻所起的作用是保护电路，防止滑动变阻器不慎短路时，回路中电流过大而损坏电源及其他设备；使电压表变化明显等合理答案均可。
20．答案：ACD
解析：铀235发生“链式反应”需要的条件有受到慢中子轰击、铀块的体积大于临界体积、将天然铀制成浓缩铀。
故选ACD。
21．答案：（1）（2）
解析：（1）水枪在时间内喷出水的质量为
（2）以水喷出的方向为正方向，与墙体碰撞过程中时间内的水，根据动量定理得
解得
根据牛顿第三定律可得，墙体受到水流平均冲击力的大小
22．答案：（1）N流向M（2）（3）（4）
解析：（1）由可知，到磁感应强度垂直纸面向内在减小，由楞次定律可知，0.2s时刻线圈内产生的感应方向为顺时针方向，电阻R上电流的方向从N流向M。
（2）在时间内，感应电动势大小相同，0.05s时刻，由电磁感应定律
（3）根据闭合电路欧姆定律，在时间内
由焦耳定律得
在时间内
内，电阻R产生的焦耳热Q为
（4）根据
结合
及
联立可得内，通过电阻R的电荷量q为