上海复旦大学附属中学2024届高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

上海复旦大学附属中学2024届高三第二次诊断性检测物理试卷
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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。

1、为了抗击病毒疫情，保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”。

快递小哥想到了用无人机配送快递的方法。

某次配送快递无人机在飞行过程中，水平方向速度V x 及竖直方向V y 与飞行时间t 的关系图像如图甲、图乙所示。

关于无人机运动说法正确的是（ ）
A ．0~t 1时间内，无人机做曲线运动
B ．t 2时刻，无人机运动到最高点
C ．t 3~t 4时间内，无人机做匀变速直线运动
D ．t 22202
v v +2、电荷之间的引力会产生势能。

取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q ，核外电子带电量大小为e ，其引力势能P kqe E r
=-，式中k 为静电力常量，r 为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。

根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从1r 减小到2r ，普朗克常量为h ，那么，该原子释放的光子的频率υ为（ ）
A ．2111kqe h r r υ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
B ．21112kqe h r r υ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
C ．12113kqe h r r υ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
D ．21113kqe h r r υ⎛⎫=
- ⎪⎝⎭ 3、甲、乙两运动员在做花样滑冰表演，沿同一直线相向运动，速度大小都是2m/s ，甲、乙相遇时用力推对方，此后都沿各自原方向的反方向运动，速度大小分别为1m/s 和2m/s 。

求甲、乙两运动员的质量之比（ ） A ．3:2 B ．4:3 C ．2:1 D ．1:2
4、2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆图示为“嫦娥四号”探测器奔月过程中某阶段的运动示意图，“嫦娥四号”探测器沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点P处变轨进入圆轨道Ⅱ，其在圆轨道Ⅱ上做圆周运动的轨道半径为r、周期为T。

已知引力常量为G，下列说法正确的是（）
A．“嫦娥四号”探测器在P点进行加速后进入圆轨道Ⅱ
B．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动的周期小于在圆轨道Ⅱ上运动的周期
C．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道上经过P点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过P点时的加速度
D．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能等于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能
5、如图所示，水平地面上有一个由四块完全相同石块所组成拱形建筑，其截面为半圆环，石块的质量均为m。

若石块接触面之间的摩擦忽略不计，则P、Q两部分石块之间的弹力为（）
A．2mg B．22mg C．
2
2
mg D．
2
mg
6、如图甲所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。

通过改变电路中的元件参数对同一电容器进行两次充电，对应的电荷量q随着时间t变化的曲线如图乙中的a、b所示。

曲线形状由a变化为b，是由于（）
A．电阻R变大
B．电阻R减小
C．电源电动势E变大
D．电源电动势E减小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、下列说法中正确的是（）
A．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
B．一定质量气体的体积增大，但既不吸热也不放热，内能减小
C．相同质量的两种物体，提高相同的温度，内能的增量一定相同
D．物体的内能与物体的温度和体积都有关系
E.凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性
8、某列简谐横波在t1＝0时刻的波形如图甲中实线所示，t2＝3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、
c、d四点中某质点的振动图象，则正确的是________
A．这列波的周期为4s
B．波速为0.5m/s
C．图乙是质点b的振动图象
D．从t1＝0到t2＝3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m
E.t3＝9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动
9、如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是_______ ．
A．这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm
B．在t=0时，质点Q向y轴负方向运动
C．从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D．从t=0.1到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位）
10、甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，用某测速仪描绘出两物体的v-t图象如图所示，已知甲物体的图象是两段半径相同的圆弧，乙物体的图象是一倾斜直线，t4=2t2，甲的初速度末速度均等于乙的末速度。

已知则下列说法正
确的（）
A．0～t1时间内，甲乙两物体距离越来越小
B．t1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等
C．t3～t4时间内，乙车在甲车后方
D．0～t4时间内，两物体的平均速度相等
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）用如图1所示装置研究平抛运动。

将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。

钢球沿斜槽轨道PQ 滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。

由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。

移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

(1)下列实验条件必须满足的有_____________。

A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B．斜槽轨道要尽量光滑些
C．斜槽轨道末端必须保持水平
D．本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。

取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_____________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时
_____________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。

(3)伽利略曾硏究过平抛运动，他推断∶从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，只要下落高度相同，在空中飞行的时间都一样。

这实际上是因为平抛物体_____________。

A．在水平方向上做匀速直线运动
B．在竖直方向上做自由落体运动
C．在下落过程中机械能守恒
12．（12分）某同学利用图甲所示的装置设计一个“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”的实验。

如图中AB
是水平桌面，CD是一端带有定滑轮的长木板，在其表面不同位置固定两个光电门，小车上固定着一挡光片。

为了补偿小车受到的阻力，将长木板C端适当垫高，使小车在不受牵引时沿木板匀速运动。

用一根细绳一端拴住小车，另一端绕过定滑轮挂一托盘，托盘中有一砝码调节定滑轮的高度，使细绳的拉力方向与长木板的上表面平行，将小车靠近长木板的C端某位置由静止释放，进行实验。

刚开始时小车的总质量远大于托盘和砝码的总质量。

(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图乙所示，其读数为_____cm；
(2)某次实验，小车先后经过光电门1和光电门2时，连接光电门的计时器显示挡光片的挡光时间分别为t1和t2，此过程中托盘未接触地面。

已知两个光电门中心之问的间距为L，则小车的加速度表达式a=（______）（结果用字母d、t1、t2、L表示）；
(3)某同学在实验中保持小车总质量不变，增加托盘中砝码的个数，并将托盘和砝码的总重力当做小车所受的合力F，通过多次测量作出a-F图线，如图丙中实线所示。

试分析上部明显偏离直线的原因是_____。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，在光滑水平面上静止放置质量M=2kg、长L=2.17m、高h=0.2m的长木板C。

距该板左端距离x=1.81m处静止放置质量m A=1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ=0.2。

在板右端静止放置质量m B=1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计。

A、B均可视为质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。

现在长木板C上加一水平向右的力F，求：
(1)当F=3N时，小物块A的加速度；
(2)小物块A与小物块B碰撞之前运动的最短时间；
(3)若小物块A与小物块B碰撞之前运动的时间最短，则水平向右的力F的大小(本小题计算结果保留整数部分)；
(4)若小物块A与小物块B碰撞无能量损失，当水平向右的力F=10N，小物块A落到地面时与长木板C左端的距离。

14．（16分）如图，两个相同的气缸A 、B 各封闭着同种理想气体，气缸用绝热的细管通过阀门K 连接。

当K 关闭时，
A 中气体的压强5A1110Pa p =⨯、温度A17C 2t ︒=，
B 中气体的压强5B1310Pa p =⨯、温度B1
C 127t ︒=。

已知两气
缸内的气体温度始终保持不变。

打开K 后（结果均保留三位有效数字）
(1)若B 中气体发生等温膨胀，当B 中气体的体积变为原来的65
时，求B 中此时的压强p ； (2)求缸内气体刚平衡时气缸内气体的压强2p 。

15．（12分）图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L ，折射率为n ，AB 代表端面．已知光在真空中的传播速度为c .
(1)为使光线能从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面，求光线在端面AB 上的入射角应满足的条件；
(2)求光线从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面所需的最长时间．
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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。

1、D
【解析】
A ．0~t 1时间内，无人机在水平方向做匀加速运动，在竖直方向也做匀加速运动，则合运动为匀加速直线运动，选项A
错误；
B ． 0~t 4时间内，无人机速度一直为正，即一直向上运动，则t 2时刻，无人机还没有运动到最高点，选项B 错误；
C ．t 3~t 4时间内，无人机水平方向做速度为v 0的匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为匀变速曲线运动，选项C 错误；
D ．t 2时刻，无人机的水平速度为v 0，竖直速度为v 2
D 正确。

故选D 。

2、B
【解析】
电子在r 轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力
2
2kqe v m r r
= 所以电子的动能为
2122K kqe E mv r
== 所以原子和电子的总能为 2K P kqe E E E r =+=-
再由能量关系得
1221112kqe E h E E r r ν⎛⎫==-=
- ⎪⎝⎭
即 21112kqe h r r ν⎛⎫=- ⎪⎝⎭
故选B 。

3、B
【解析】
甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
m 甲v 甲+m 乙v 乙=m 甲v 甲′+m 乙v 乙′
代入数据可得
m 甲×2+m 乙×（-2）=m 甲×（-1）+m 乙×
2 解得
m 甲：m 乙=4：3
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

4、C
【解析】
A ．在P 点减速，提供的向心力等于需要的向心力，“嫦娥四号”探测器进入圆轨道Ⅱ，故A 错误；
B ．根据开普勒第三定律知32r k T =，可知椭圆轨道的半长轴大于圆轨道Ⅱ的半径，所以探测器在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道Ⅱ上运动的周期，故B 错误；
C ．根据万有引力提供向心力，得2=M G
a r
，可知探测器在椭圆轨道上经过P 点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过P 点时的加速度，故C 正确；
D ．由以上分析可知探测器在椭圆轨道上经过P 点时的动能大于在圆轨道Ⅱ上经过P 点时的动能，故探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能大于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能，故D 错误。

故选：C 。

5、A
【解析】
对石块P 受力分析如图
由几何关系知：
180454
θ︒==︒ 根据平衡条件得，Q 对P 作用力为： 22cos 45mg N mg =
= A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6、A
【解析】
由图象可以看出，最终电容器所带电荷量没有发生变化，只是充电时间发生了变化，说明电容器两端电压没有发生变化，即电源的电动势不变，而是电路中电阻的阻值发生了变化。

图象b 比图象a 的时间变长了，说明充电电流变小了，
即电阻变大了，故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、BDE
【解析】
A ．速度增大，不会改变物体的分子的动能，故A 错误；
B ．体积增大时，气体对外做功，不吸热也不放热时，内能减小，故B 正确；
C ．质量相同，但物体的物质的量不同，故温度提高相同的温度时，内能的增量不一定相同，故C 错误；
D ．物体的内能与物体的温度和体积都有关系，故D 正确；
E ．由热力学第二定律可知，凡是与热现象有关的宏观过程都具有方向性，故E 正确。

故选BDE 。

8、ABE
【解析】
A ．由图乙可知，波的振动周期为4s ，故A 正确；
B ．由甲图可知，波长λ=2m ，根据波速公式
2m/s 0.5m/s 4
v T ＝＝＝ 故B 正确；
C ．在t 1=0时刻，质点b 正通过平衡位置，与乙图情况不符，所以乙图不可能是质点b 的振动图线，故C 错误；
D ．从t 1=0 s 到t 2=3.0 s 这段时间内为34T ，所以质点a 通过的路程为s =34
×4A =15cm=0.15m ，故D 错误； E ．因为t 3＝9.5s ＝238T ，2T 后质点c 回到最低点，由于3 482
T T T ＜＜，所以t 3=9.5s 时刻质点c 在平衡位置以上沿y 轴正向运动，故E 正确。

故选ABE 。

9、ACE
【解析】
由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A ；
【详解】
由图像可知，这列波的波长是8m ，周期是0.2s ，振幅是10cm ，选项A 正确；由Q 点的振动图像可知，在t =0时，质
点Q 向y 轴正方向运动，可知波向x 轴正向传播，选项B 错误；波速8/40/0.2
v m s m s T λ
===，从t =0.1到t =0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了400.156x vt m m ==⨯=，选项C 正确；从t=0.1到t=0.25s 经历了0.15s=34
T ，但是因P 点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P 通过的路程不等于3A=30cm,选项D 错误；
2=10/rad s T
πωπ=，则质点Q 简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt （国际单位），选项E 正确；故选ACE. 【点睛】
本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在3/4周期内振动的路程才是3A ．
10、BD
【解析】
A ．甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，0～t 1时间内，甲的速度比乙的大，则甲在乙的前面，甲乙两物体距离越来越大，故A 错误。

B ．根据速度时间图线的斜率表示加速度，可知，t 1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等，故B 正确。

C ．根据“面积”表示位移，结合几何知识可知，0～t 4时间内，两物体的位移相等，t 4时刻两车相遇，而在t 3～t 4时间内，甲车的位移比乙车的位移大，则知在t 3～t 4时间内，乙车在甲车前方，故C 错误。

D ．0～t 4时间内，两物体的位移相等，用时相等，则平均速度相等，故D 正确。

故选BD 。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、AC 球心 需要 B
【解析】
(1)[1]．ABC ．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的。

同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点；故B 错误，AC 正确； D ．本实验必需的器材还有刻度尺，但不需要停表，选项D 错误；
故选AC 。

(2)[2][3]．将钢球静置于Q 点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y 轴时需要y 轴与重锤线平行；
(3)[4]．做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，所以高度相同时时间相同；故选B 。

12、0.170 222122212
()2d t t Lt t - 托盘和砝码的总质量过大，小车所受合力与托盘和砝码的总重力相差越来越大 【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：1mm ，游标尺的刻度第14个刻度与上边的刻度对齐，所以读数为：0.05×14=0.70mm ，所以d =1mm+0.70mm=1.70mm=0.170cm ；
(2)[2]小车做匀变速直线运动，根据匀变速直线运动速度位移公式
22
212d d aL t t ⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
得 ()22212
22122d t t a Lt t -=
(3)[3]实验时，小车的合外力认为就是托盘和砝码的总重力mg ，只有在M
m 时，才有 T mg ≈
a F -图线才接近直线，一旦不满足M m ，描出的点的横坐标就会向右偏离较多，造成图线向右弯曲，所以a F -图线上部明显偏离直线的原因是托盘和砝码的总质量过大，小车所受合力与托盘和砝码的总重力相差越来越大。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、 (1)1m/s 2；(2)t =0.6s ；(3)6N≤F≤26N ；(4)x 2=0.78m
【解析】
(1)若长木板C 和小物块一起向右加速运动，设它们之间是静摩擦力为f ，由牛顿第二定律得:
F =（M +m A ）a
解得
a=1m/s 2
则f =m A a =1N ＜μm A g =2N ，这表明假设正确，即A 的加速度为1m/s 2
(1)要使小物块A 在与小物块B 碰撞之前运动时间最短，小物块A 的加速度必须最大，则A 所受的摩擦力为最大静摩擦力或滑动摩擦力，有
μm A g =m A a 1
2112
L x a t -= 解得
t =0.6s
(3)要使小物块A 加速度最大，且又不从长木板C 的左端滑落，长木板C 的加速度有两个临界条件:
①由牛顿第二定律得:
F 1=（M +m A ）a 1
则
F 1=6N
②由牛顿第二定律得:
F 2-f =Ma 2
22211122
a t a t x -= 则
F 2=26N
故6N≤F ≤26N
(4)若小物块A 与小物块B 碰撞点距从长木板C 的左端距离为x 1
F 3-f =Ma 3
223111122
a t a t x x -=- 解得
x 1=1.45m
设小物块A 发生碰撞到从长木板C 左端滑落的时间为t 1，因有物块A 、B 发生弹性碰撞，速度交换，故有
2231311111122
a tt a t a t x +-= 解得
t 1=0.5s
设小物块A 碰撞到从长木板C 左端滑落时各自的速度分别为v m 、v M ，小物块A 落到地面时与长木板C 左端的距离为x 2
2212
h gt = F 3=Ma 4
v m =a 1t 1
v M =a 3t +a 3t 1
则有
v M t 2+24212
a t -v m t 2=x 2 x 2=0.78m
14、 (1)52.5010Pa ⨯；(2)51.8610Pa ⨯
【解析】
(1)设A 、B 的容积均为V ，打开K 后，若B 中气体发生等温膨胀，B 中气体的体积变为原来的65，根据玻意耳定律有 B165
p V p V =⋅ 解得
52.5010Pa p =⨯
(2)B 中气体发生等温膨胀，膨胀后的体积为1V V +，压强为2p ，根据玻意耳定律有 ()B121p V p V V =+
1V 体积的气体等压降温，体积变为2V ，温度由B1t 变为A1t ，根据盖一吕萨克定律有 12B1A1
V V T T = 其中
A1300K T =，B1400K T =
A 中气体发生等温压缩，根据玻意耳定律有
()A122p V p V V =-
解得
5521310Pa 1.8610Pa 7
p =⨯≈⨯ 15、 (1)2sin 1i n ≤-(2)2Ln c
【解析】
(ⅰ)设光线在端面AB 上C 点(见图)的入射角为i ，折射角为r ，由折射定律，有
•
设该光线射向玻璃丝内壁D 点的入射角为
，为了使该光线可在此光导纤中传播，应有
‚
式中，θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足
ƒ
由几何关系得
④
由①②③④式通过三角变换得
⑤
(ⅱ)光在玻璃丝中传播速度的大小为
⑥
光速在玻璃丝轴线方向的分量为
⑦
光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为
⑧
光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得
⑨。