2024年上海市青浦区高三下学期二模全真演练物理试题

2024年上海市青浦区高三下学期二模全真演练物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
建筑工人用如图所示的方式将重物从平台缓慢下放到地面上，固定重物的光滑圆环套在轻绳上，轻绳的一端固定在竖直墙上，工人手握的部分有足够长的绳子，工人站在平台上的位置保持不变，缓慢拉起手中的绳子，重物缓慢上升，则在重物上升的过程中（ ）
A．平台对工人的支持力保持不变
B．工人对绳的拉力不变
C．绳对圆环的作用力逐渐减小
D．平台对工人的摩擦力逐渐减小
第(2)题
2023年12月9日，由湖南科技大学与天仪研究院联合研制的天仪33卫星发射成功，该卫星绕地球公转周期约1.5h，则它与地球同步卫星的轨道半径之比约为（ ）
A．B．C．D．
第(3)题
实验表明：球体在海水中下落受到的阻力大小满足，其中C为阻力系数，为海水的密度，S为球体的横截面
积，v为球体下落的速度，若取，重力加速度g取。

把一个质量、半径的铁球
扔入深为的马里亚纳海沟，球体受到的海水浮力不可忽略不计，不考虑重力加速度和海水密度随海水深度的变化，忽略铁球速度从零加速到匀速下落的时间，则铁球在马里亚纳海沟下落的时间最接近（）
A．30s B．300s C．3000s D．30000s
第(4)题
如图所示，四个电荷量分别为、、、的点电荷位于半径为的圆周上，其中、的连线与、的连线垂
直，且，则圆心点的场强大小为（静电力常量为）（）
A．0B．C．D．
第(5)题
图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果，自动分拣开。

该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器上。

当大苹果通过托盘秤时，所受的压力较大因而电阻较小，两端获得较大电压，该电压激励放大
电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道；当小苹果通过托盘秤时，两
端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道。

托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量大于，其他条件不变的情况下，下面操作可行的是（）
A．只适当减小的阻值
B．只增大电源E1的电动势
C．只增加缠绕电磁铁线圈的匝数
D．只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些
第(6)题
有一种简单测量声速的办法：如图所示，电子石英钟放在扩音机前，扩音机喇叭正对墙壁放出电子石英钟秒针走动时有节奏的“咔、咔”声（每相邻两个“咔”声相隔时间为T），让某同学站在墙壁和扩音机中间某位置，这位同学既能直接听到喇叭发出的声音，也能听到墙壁反射来的声音，只不过反射来的声音的音量更小一些，听到的声音节奏为“咔（强）——咔（弱）——咔（强）——咔（弱）……”当这位同学与墙的距离为L时（该同学与扩音机喇叭的距离大于2L），听到“咔（弱）”的时刻正好是两个“咔（强）”的中间时刻，则声速v的测量值为（ ）
A
．B．C．D．
第(7)题
太阳帆飞船是依靠太阳的光压来加速飞船的。

太阳帆一般由反射率极高的韧性薄膜制成的，面积大，质量小。

某太空探测飞船运行在地球公转轨道上，绕太阳做匀速圆周运动，某时刻飞船的太阳帆打开，展开的面积为S，飞船能控制帆面始终垂直太阳光线。

已知太阳的总辐射功率为，日地距离为，光速为c，引力常量为G，太阳帆反射率100%。

下列说法正确的是
（）
A
．太阳帆受到的太阳光压力为
B．太阳帆受到的太阳光压力为
C．打开太阳帆后，飞船将沿径向远离太阳
D．打开太阳帆后，飞船在以后运动中受到的光压力与太阳的引力之比恒定
第(8)题
如图所示，水平放置的电子秤上有一磁性玩具，玩具由哑铃状物件P和左端有玻璃挡板的凹形底座Q构成，其重量分别为和。

用手使P的左端与玻璃挡板靠近时，感受到P对手有靠向玻璃挡板的力，P与挡板接触后放开手，P处于“磁悬浮”状态（即P和Q的其余部分均不接触），P与Q间的磁力大小为F。

下列说法正确的是（ ）
A．Q对P的磁力大小等于
B．P对Q的磁力方向竖直向下
C．Q对电子秤的压力大小等于＋F
D．电子秤对Q的支持力大小等于＋
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
如图所示，质量为m、电阻为R、边长为L正方形金属线框的cd边恰好与有界匀强磁场的上边界重合，现将线框在竖直平面内由静止释放，当下落高度为h（h＜L）时线框开始做匀速运动。

已知线框平面始终与磁场方向垂直，且cd边始终水平，磁场的磁
感应强度大小为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．cd边进入磁场时，线框中感应电流的方向为顺时针方向
B．线框匀速运动时的速度大小为
C
．线框从静止到刚好匀速运动的过程中，通过线框某截面的电量为
D．线框从静止到刚好匀速运动的过程中，线框中产生的焦耳热为
第(2)题
如图所示，在水平转台上放一个质量M=2kg的木块，它与转台间最大静摩擦力f max=6.0N，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O（孔光滑，忽略小滑轮的影响），另一端悬挂一个质量m=1.0kg的物体，当转台以角速度ω=5rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可能是（g取10m/s2，M、m均视为质点）（ ）
A．0.04m B．0.08m C．0.16m D．0.32m
第(3)题
在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E（图中未画出），一质量为m，带电量为+q的粒子仅在电场力的作用下，由A点以某一速度进入电场，图中曲线为粒子的运动轨迹，B和C是轨迹上的两点。

如图所示，其中l0为常数，下列说法正确的是（ ）
A．粒子从A点运动到C点的过程中，电场力对它做的功为3qEl0
B．粒子从A点运动到C点的过程所经历的时间为
C．粒子经过C点时的速率
D．粒子在A点的电势能小于在C点的电势能
第(4)题
2024年1月5日，我国“快舟一号”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，以“一箭四星”方式，将“天目一号”掩星探测星座15~18星送入预定轨道（轨道近似为圆轨道，高度在400至600公里之间），发射任务取得圆满成功，实现了2024年中国航天发射开门红。

对于这四颗入轨后的卫星，下列说法正确的是（）
A．轨道高度为400公里的卫星周期比轨道高度为600公里的小
B．轨道高度为400公里的卫星加速度比轨道高度为600公里的小
C．某一颗卫星可能相对地面静止
D．卫星圆周运动的速度一定小于7.9km/s
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
2022年冬奥会中跳台滑雪项目的比赛场地别出心裁，在满足跳台比赛要求的基础上结合我国传统文化特点，设计出了外观形如“如意的赛道，所以又被称为“雪如意”，如图所示。

为了更好的感受跳台滑雪这项运动的魅力，现将其简化为如下的物理模型：滑道由光滑曲面AB、阻力不可忽略的水平台面BC和一个倾角为的斜面CD平滑连接而成。

可视为质点的运动员质量
为m，从离BC高为h处由静止出发，经BC段从C点水平飞出，最后落回到斜面CD上，落点为E，沿斜面CE间距离为L。

忽略空气阻力，取重力加速度为g。

（1）求离开C点时的速度；
（2）求运动员在BC段损失的机械能E；
（3）从离开C点到落在斜坡上E点，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。

第(2)题
如图甲所示，间距为L= 0.1m的两平行金属导轨由光滑的水平部分和粗的倾斜部分平滑连接而成，轨道上端通过单刀双掷开关K还连接有一个定值电阻R和电容器C；倾斜部分倾角为θ= 37°，I区内存在大小为B1= 1T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场；水平导轨Ⅱ区内存在大小为B2= 3T、方向平行导轨平面向左的匀强磁场；水平导轨Ⅲ区内存在大小为B3= 6T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。

质量为m= 30g、长度为L的金属杆ab由磁敏材料做成，其电阻与所处环境磁场强弱有关，磁感应强度B < 2T时，其电阻为零；磁感应强度B ≥ 2T，其电阻等于定值电阻R。

金属杆ab与倾斜轨道之间的动摩擦因数为μ= 0.5。

现将单刀双掷开关接1，金属杆ab从静止释放后开始做加速度为a= 1.5m/s2的匀加速直线运动，与此同时开始计时；4s末，单刀双掷开关接2，同时在水平轨道Ⅱ区内放入一质量为2m的“联动双杆”（由两根长度均为L的金属杆cd和ef，中间用长度为l= 0.6m的刚性绝缘杆连接而成，杆cd和ef电阻也都等于定值电阻R），结果杆ab恰好可以匀速下滑，如图乙所示；5s末杆ab无能量损失地进入水平导轨，在Ⅱ区与“联动双杆”发生碰撞，碰后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨迹入匀强磁场区间Ⅲ（区间Ⅲ的长度等于l）并从中滑出，运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。

已知
sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，重力加速度g取10m/s2，不计导轨电阻，忽略磁场边界效应。

求：
（1）4s末金属ab的速度大小和刚释放时杆中的电流大小；
（2）定值电阻R的大小；
（3）整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热Q。

第(3)题
1897年，汤姆逊利用电磁偏转的方法，测量了电子的荷质比。

20世纪初，考夫曼用磁聚焦法也测量出粒子的荷质比，并且该实验还是狭义相对论基础实验之一。

如图为磁聚焦法简化原理图。

电子从电子枪K出发，初速度为零。

虽然由于各种原因在Q处会出现散开一个角度，但可以认为经过加速电场MN的做功，所有电子均获得相同的轴向速度。

如图方向的磁场作用下，电子将做螺旋运动，重新会聚在另一点。

这种发散粒子束会聚到一点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似，因此叫磁聚焦。

已知加速电压为U，磁感应强度为B，Q处角度为2θ，电子的轴向速度为，不计重力以及电子之间的相互作用，求：
（1）求电子的比荷k；
（2）求在磁场中相邻两个会聚点的距离。

第(4)题
老式电视机显像管应用了电子束磁偏转的原理。

如图所示，显像管中有一个阴极，工作时它能发射电子，电子经过加速电场和磁场偏转后撞击到荧光屏从而使荧光屏发光。

已知电子从阴极逸出的初速度不计，进入偏转线圈时速度为v，偏转线圈产生磁场的磁感应强度与流过偏转线圈的电流成正比，比例系数为k，且磁场在水平方向的宽度为d，对任一电子通过磁场的这段时间内可以认为磁场没有发生变化，某时刻打到A点的电子经过偏转线圈后速度方向偏转了，电子质量为m、电量为e，求：（1）加速电场的电压；
（2）打到A点的电子对应的偏转线圈中电流的大小。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。

物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。

某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值（约几千欧）随磁感应强度的变化关系。

所用器材：电源E（6V）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），电压表（量程为0~3V，内阻为2kΩ）和毫安表（量程为
0~3mA，内阻不计）。

定值电阻、开关、导线若干
(1)为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路图甲，请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整。

(2)某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为______V，电流表读数为0.5mA，则此时磁敏电阻的阻值为______。

(3)实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示，某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所示。

图中E为直流电源（电动势为6.0V，内阻可忽略），当图中的输出电压达到或超过2.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。

若要求开始报警时磁感应强度为0.2T，则图中______（填“”或“”）应使用磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为______（保留2位有效数字）。

第(2)题
某同学借助图1所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。

小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，图1让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。

打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图2所示，已将各计数点之间的距离标在图上。

（1）图2中的数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车1碰撞前的速度大小应选______段，计算两车碰撞后的速度大小应
选______段。

（2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是______kg·m/s，碰后两小车的总动量是______kg·m/s。

（结果均保留三位有效数字）
（3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______。

A．实验中小车1必须从静止释放
B．若小车1前端没贴橡皮泥，不影响实验验证
C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律。