2024届上海市虹口区高三下学期学生学习能力诊断测试(二模)物理试题

2024届上海市虹口区高三下学期学生学习能力诊断测试（二模）物理试题
一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分 (共7题)
第(1)题
两个质量相等的小球A和B，从同一位置以相同的速率抛出，A的初速度方向竖直向上，B的初速度方向水平，当A球落回出发点时，两球重力的瞬时功率分别为和，此过程中两球动量变化量大小分别为和。

不计空气阻力，小球可视为质点
且小球B未落地。

下列说法正确的是（）
A．
B．
C．
D．
第(2)题
如图（俯视图），用自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和O点恰好组成一个边长为的正三角形。

已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为
，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（）
A．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力最小
B．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小
C．当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的合力大小均为
D
．当物体P、Q两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为
第(3)题
某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运动半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运行周期为（ ）
A
．天B．天C．1天D．9天
第(4)题
铀核是核反应主要原料之一，其中一种核反应方程为。

下列说法正确的是（ ）
A．该核反应是重核裂变反应，其中是中子
B．该核反应产物的放射性可以通过人工手段去消除
C．该核反应产物的结合能之和等于核反应前反应物的结合能之和
D．核反应时释放能量，根据，核反应后的总质量数减少
第(5)题
如图甲为一列简谐横波在t=0.2s时的波形图，如图乙为该波上A质点的振动图像。

则（ ）
A．这列波的波速为5m/s
B．这列波沿x轴正向传播
C．若此波遇到另一列简谐波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为25Hz
D．若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸可能为20cm
第(6)题
我国计划在2030年之前实现载人登月，假设未来宇航员乘飞船来到月球，绕月球做匀速圆周运动时，月球相对飞船的张角为
，如图所示，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．越大，飞船的速度越小
B．越大，飞船做圆周运动的周期越大
C．若测得周期和张角，可求出月球的质量
D．若测得周期和张角，可求出月球的密度
第(7)题
如图，abcd四边形闭合线框，a、c、d三点分别在三个正交轴上，坐标值均等于L，ab边与x轴平行，整个空间处于平行于+y方向竖直向上的匀强磁场中，通入电流I方向如图所示。

则关于四边形的四条边所受到的安培力的大小（ ）
A．ab边与bc边受到的安培力大小相等
B．cd边受到的安培力最大
C．cd边与ad边受到的安培力大小相等
D．ad边受到的安培力最大
二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)
第(1)题
如图所示，两个电荷量均为＋Q的点电荷分别固定于x轴上的M、N两点，P点位于yOz平面内，OP与y轴正方向的夹角为30°，M、N、P到坐标原点O的距离均为R。

将质量为m、电荷量为-q的检验电荷从P点由静止释放，不计检验电荷的重力，下列说法正确的是（ ）
A．检验电荷在P点的电势能等于在O点的电势能
B．检验电荷在P点的电势能大于在O点的电势能
C．检验电荷释放瞬间的加速度大小为
D．检验电荷释放瞬间的加速度大小为
第(2)题
某同学利用如图甲所示的装置，探究滑块a上升的最大高度，忽略一切阻力及滑轮和细绳的质量。

起初物块a放在地面上，物块b距地面的高度为h，细绳恰好绷直，现静止释放物块b，物块b碰地后不再反弹，测出物块a上升的最大高度H，每次释放物块b时，确保物块a在地面上，改变细绳长度及物块b距地面的高度h，寻找多组（H，h），然后做出的图像（如图乙所示），测得图像的斜率为k，已知物块a、b的质量分别为、。

则（ ）
A
．物块a、b的质量之比
B
．物块a、b的质量之比
C．图像的斜率k的取值范围是
D．图像的斜率k的取值范围是
第(3)题
如图所示，固定的半圆形玻璃砖，O点为圆心，直径AB和垂直纸面足够大的屏PQ相互平行。

由a、b两种单色光组成的一束光垂直于直径AB方向射向玻璃砖，入射点由A点逐渐移动到B点，发现PQ上先出现a光的光斑，再出现b光的光斑，随着时间推移，b光光斑先消失，a光光斑后消失，由此可判断（ ）
A．玻璃砖对a光的折射率比对b光的大
B．玻璃砖对a光的折射率比对b光的小
C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能
D．分别通过真空中同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距大
三、解答题：本题共4小题，每小题8分，共32分 (共4题)
第(1)题
如图所示，已知电源电动势，内阻，保护电阻。

（1）当电阻箱R读数为多少时，保护电阻消耗的电功率最大，并求这个最大值；
（2）当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率最大，并求这个最大值；
（3）求电源的最大输出功率。

第(2)题
如图所示为一竖直平面坐标系，轴水平，在区域中有竖直向上的匀强电场，在区域中有竖直向上的匀强电场
和水平垂直纸面向外的匀强磁场。

在轴上有一质量为、电量为的金属球以速度沿轴向右匀速运动，并与静止在坐
标原点处用绝缘细支柱支撑的质量为、不带电金属球发生弹性正碰，碰后金属球恰能做匀速圆周运动，碰撞过程电荷总
量均分，重力加速为，支柱与球不粘连、无摩擦，两球间的静电力、电荷对匀强电场和匀强磁场的影响以及电磁感应均可忽略不计。

求：
（1）电场强度、的大小；
（2）碰后瞬间，、两球的速度大小；
（3）两球可否再次碰撞，若可以，请求出磁感应强度的大小；若不可以，请简述理由。

第(3)题
如图所示，在平面直角坐标系xOy中，y轴左侧存在沿x轴负方向的匀强电场，y轴右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，匀强磁场
的右边界放一竖直的屏，屏与y轴平行，且与y轴间距为2L。

质量为m、电量为的粒子从电场中的A点沿y轴正方向、以初速度射出，粒子从坐标原点O进入匀强磁场并恰好打在屏与x轴的交点P。

已知A点坐标为，粒子重力不计，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小及粒子从A运动到P的时间；
（3）保持其它条件不变，仅改变匀强磁场的磁感应强度大小，让磁感应强度大小在到之间变化，则粒子打到屏上的范围。

第(4)题
如图所示，间距L= 2.0m的平行金属导轨放置在绝缘水平面上，导轨左端连接输出电流I= 0.5A的恒流源。

空间分布两个宽度分别为和、间距D= 2.0m的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，两磁场磁感应强度大小均为B= 0.5T，方向均竖直向下。

质量m = 0.5kg、电阻为R1的导体棒静止于区域Ⅰ左边界，质量m= 0.5kg、边长为0.5D、电阻R2= 2.0Ω的正方形单重线框的右边紧靠区域Ⅱ左边界；一竖直固定挡板与区域Ⅱ的右边界距离为0.5D。

某时刻闭合开关S，导体棒开始向右运动。

已知导体棒与线框、线框与竖直挡板之间均发生弹性碰撞，导体棒始终与导轨接触并且相互垂直，不计一切摩擦和空气阻力。

求：
（1）导体棒第一次离开区域Ⅰ时的速度大小v1；
（2）线框与导体棒从第1次碰撞至它们第2次碰撞过程中，线框产生的焦耳热Q；
（3）线框与导体棒碰撞的次数n，以及导体棒在磁场区域Ⅰ中运动的总时间t总。

四、实验题：本题共2小题，每小题11分，共22分 (共2题)
第(1)题
现有一待测电池组（电动势约为6V，内阻约2Ω），用电流表和电压表来测量该电池组的电动势和内阻，实验器材除待测电池组外有：
A.电流表A（量程为0～0.3A，内阻R A=2Ω）
B.电压表V1（量程为0～3.0V，内阻R V1=3kΩ）
C.电压表V2（量程为0～15V，内阻R V2=10kΩ）
D.定值电阻R（阻值R=3kΩ）
E.滑动变阻器R1（0～2kΩ）
F.滑动变阻器R2（0～200Ω）
G.开关S，导线若干
（1）为了能安全、准确的测出该电池组的电动势和内阻，实验中电压表应选择___________，滑动变阻器应选
择___________；（填器材前的字母序号）
（2）请从上述提供的实验器材中选择必要的器材，在图甲方框中画出实验电路图，标明所选器材的符号______；
（3）按照第（2）问中设计的电路进行正确的实验操作，得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，数据如下表。

根据表中数据，在图乙中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U-I图线_____；
I/mA1931531116930
U/V 2.51 2.59 2.68 2.76 2.84
（4）根据第（3）问绘制的U-I图线求出电池组的电动势E=____________V，内阻r=___________Ω。

（均保留三位有效数字）第(2)题
如图甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I0，R为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表．某同学利用该电路研究滑动变阻器R L消耗的电功率．改变R L的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图乙所示的U﹣I关系图线．
回答下列问题：
（1）滑动触头向下移动时，电压表示数_____（填增大或减小）．
（2）I0=_____A．
（3）R L消耗的最大功率为_____W（保留一位有效数字）．。