2024年上海市黄浦区高三4月二模物理试题

2024年上海市黄浦区高三4月二模物理试题
一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32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）(共8题)
第(1)题
2024年4月25日20时59分，神舟十八号成功发射，三名宇航员叶光富、李聪、李广苏进入空间站工作。

神舟十八号搭载4条斑马鱼，将首次实现我国在太空中培养繁殖脊椎动物。

已知空间站绕地为圆周运动，环绕周期为T，环绕半径为r，引力常量为G，下列说法正确的是（）
A．神舟十八号在轨运行速度大于
B．4条斑马鱼在空间站处于完全失重状态，不受重力作用
C．可以估测地球质量为
D．可以估测地球表面重力加速度
第(2)题
下表为几个卫星的轨道半长轴和周期的数据，根据这些数据可估算木星与地球的质量之比为（）
卫星木卫一地球同步卫星土卫一
半长轴/km42170042240185520
周期/d 1.7710.94
A．31B．110C．310D．1100
第(3)题
如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内封闭着一段长为l、压强为2p0（p0为大气压强）的气柱，两管水银面高度差为h，现保持右管不动，为了使两管内水银面一样高，把左管竖直（ ）
A．向上移动h+l B．向下移动2h+l
C．向上移动h+2l D．向下移动2h+2l
第(4)题
地震监测技术的主要原理是利用了地震发生后横波与纵波的时间差，如图为监测站监测仪记录的部分地震横波波形图和振动图像，已知地震纵波的平均波速为6km/s，两种地震波都向x轴正方向传播，地震时两者同时从震源发出。

下列说法正确的是（ ）
A．地震横波的波速为40km/s
B．用于地震预警监测的是横波
C．若震源位于地表以下192km，则纵波、横波到达震源正上方的地表时间差为16s
D
．若将监测站显示的地震横波看成简谐横波，以时刻作为计时起点，则该振动图像的振动方程为
第(5)题
如图为一风力发电机的模型图，风带动叶片转动，升速齿轮箱通过的转速比带动发电机线圈高速转动，线圈产生的交变电
流经过理想变压器后向用户端的m盏灯泡供电，其中电路中的A灯为指示灯，A与用户端的灯泡规格完全相同．若某段时间内叶片的转速为n转/秒，电路中的所有灯泡均正常发光，已知发电机线圈所在处磁场为匀强磁场，线圈电阻不计，则下列说法正确的是（）．
A．经理想变压器后输出交流电的频率为
B．发电机输出的电压和变压器副线圈的电压比为
C．理想变压器原、副线圈的电流比为
D．若此时用户突然增多，则A灯变亮，其余灯泡的亮度变暗
第(6)题
随着科技的发展，载人飞船绕太阳运行终会实现。

如图所示，Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，II轨道假设是载人飞船的椭圆轨道，其中点A、C分别是近日点和远日点，B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则（ ）
A．载人飞船的运动周期小于1年
B．载人飞船在C的速率小于火星绕日的速率
C．载人飞船在Ⅰ轨道上A点的速率大于在Ⅱ轨道上A点的速率
D．只要绕行时间相同，载人飞船在Ⅱ轨道扫过的面积就等于火星在Ⅲ轨道扫过的面积
第(7)题
下列说法正确的是（）
A．质点是理想化模型，力学中为了研究方便，任何物体任何时候都可以看成质点
B
．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，这里运用了微元的思想
C．在真空中，所有电磁波的波长与频率的乘积都等于真空中光速
D．若在闭合导体回路中产生了感应电流，则一定有导体切割磁感线
第(8)题
如图所示，杂技运动员在表演节目时处于静止状态，他的手对椅子的作用力的方向（ ）
A．垂直于靠背斜向下B．平行于靠背斜向下
C．竖直向下D．竖直向上
二、多项选择题（本题包含4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） (共4题)
第(1)题
如图所示，质量为M=2kg的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点处固定一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态时左端
在C点，C点到木板左端的距离L=1.0m，可视为质点的小木块质量为m，静止放置在木板的左端；现对木板AB施加水平向左的恒力F=24N，0.5s时撤去恒力F，此时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后的运动中没有超过弹簧的弹性限度。

已知木板C点左侧部分与木块间的动摩擦因数为=0.2，C点右侧部分光滑；取g=10m/s2。

下列说法正确的是（ ）
A．撤去恒力F后，木板先做减速后做匀速运动
B．恒力F对木板AB做功为26J
C．整个运动过程中，弹簧的最大弹性势能E P=8.0J
D．整个运动过程中，系统产生的热量Q=8.0J
第(2)题
一根足够长的圆管倾斜固定在地面上，与水平面倾角，管内有一劲度系数为轻质弹簧，弹簧上下端分别连有质量可以忽略的活塞和质量为的光滑小球（小球直径略小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力，弹簧从自然长度开始伸长的过程中平均弹力为，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，。

当弹簧处于自然长度时由
静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中，下列说法不正确的是（）
A．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为
B．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止
C．弹簧的最大伸长量为
D．活塞克服摩擦力做功大小为
第(3)题
如图所示，在光滑的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场区域，磁场宽度均为L。

一个边长
为L、电阻为R的单匝正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向运动，从如图实线位置Ⅰ进入磁场开始到线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度始终为v，则下列说法正确的是( )
A．在位置Ⅱ时外力F为
B．在位置Ⅱ时线框中的电功率为
C．此过程中回路产生的电能为
D．此过程中通过导线横截面的电荷量为
第(4)题
如图所示，在竖直平面内固定一个半径为R的绝缘圆环，有两个可视为点电荷的相同的带负电的小球A和B套在圆环上，其中小球A可沿圆环无摩擦地滑动，小球B固定在圆环上和圆心O的连线与水平方向的夹角为45°。

现将小球A从水平位置的左端由静止释放，则下列说法中正确的是( )
A．小球A从释放到运动到圆环最低点Q的过程中，电势能始终保持不变
B．小球A可以恰好运动到圆环的水平直径右端P点
C．小球A运动到圆环最低点Q的过程中，速率先增大后减小
D．小球到达圆环最低点Q时的速度大小为
三、填空、实验探究题（本题包含2个小题，共16分。

请按题目要求作答，并将答案填写在答题纸上对应位置） (共2题)第(1)题
某同学用如图甲所示的电路测量一未知电阻R x的阻值。

电源电动势为12.0V，供选用的滑动变阻器有：
A.最大阻值10，额定电流2.0A；
B.最大阻值50，额定电流0.2A。

回答以下问题：
(1)滑动变阻器应选用___________（选填“A”或“B”）。

(2)正确连接电路，闭合开关，电压表的示数为8.0V，电流表的示数为0.16A，则测得电阻阻值R x测甲=___________。

(3)相同器材，用如图乙电路测量，操作和读数正确，测得电阻阻值R x测乙___________R x测甲（选填“=”或“>”或“<”）。

第(2)题
在孤立的负点电荷的电场中有一矩形区域ABCD，其中∠BCD=30°，而DC边恰好位于电场线MN上，如图所示，则在A、B、C、D四个点中，场强大小最大的点为________，电势最高的点为______，电势差最大的两点为__________．
四、计算题（本题包含3小题，共36分。

解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。

只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

请将解答过程书写在答题纸相应位置） (共3题)
第(1)题
如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器 R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连．整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B．一质量为m，电阻不计的金属棒 ab 横跨在导轨上．已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻．
（1）当K接1时，金属棒 ab 在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值 R 为多大？
（2）当 K 接 2 后，金属棒 ab 从静止开始下落，下落距离 s 时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落 s 的过程中所需的时间为多少？
（3） ab 达到稳定速度后，将开关 K 突然接到3，试通过推导，说明 ab 作何种性质的运动？求 ab 再下落距离 s 时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器没有被击穿）
第(2)题
2022年北京冬季奥运会于2022年2月4日开幕，跳台滑雪自1924年第一届冬奥会就被列为正式比赛项目，因其惊险刺激，也被称作“勇敢者的游戏”。

如图所示，一运动员从助滑坡的A点由静止滑下，从圆弧坡道最低点B以速度水平飞出，落到着陆坡
的C点，着陆坡的倾角为，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）B、C之间的距离；
（2）落到C点时的速度大小。

第(3)题
在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。

如图所示是离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。

速度选择器、磁分析器和偏转系统中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小
均为E，方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。

磁分析器截面是内外半径分别为R1和R2的四分之一圆环，其两端中心位
置M和N处各有一个小孔；偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为L的正方体，其偏转系统的底面与晶圆所在水平面平行，间距也为L。

当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点（即图中坐标原点，x轴垂直纸面向外）。

整个系统置于真空中，不计离子重力，打在晶圆上的离子，经过电场和磁场偏转的角度都很小。

当α很小时，有
，。

求：
(1)离子通过速度选择器后的速度大小v和磁分析器选择出来离子的比荷；
(2)偏转系统仅加电场时离子注入晶圆的位置，用坐标(x，y)表示；
(3)偏转系统仅加磁场时离子注入晶圆的位置，用坐标(x，y)表示；
(4)偏转系统同时加上电场和磁场时离子注入晶圆的位置，用坐标(x，y)表示，并说明理由。