2024上海高中學業(yè)水平等級性考試物理模擬試卷（含答案詳解）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁上海市普通高中學業(yè)水平等級性考試（模擬）物理試卷（2024年5月）考生注意：1.本場考試時間60分鐘，試卷共6頁，滿分100分，答題紙共2頁。2.作答前，在答題紙指定位置填寫姓名、報名號、考場號、座位號。將核對后的條形碼貼在答題紙指定位置。3.所有作答務必填涂或書寫在答題紙上與試卷題號對應的區(qū)域，不得錯位。在試卷上作答一律不得分。4.選擇題和作圖題用2B鉛筆作答，其余題型用黑色字跡鋼筆、水筆或圓珠筆作答。5.“單選”是指僅有一個正確選項，“多選”是指至少有兩個正確選項。一、科幻電影中的物理學（28分）2019年，以劉慈欣小說改編的《流浪地球》電影正式登上熒幕，拉開了中國科幻電影的新紀元。時隔三年，《流浪地球2》帶來了太空電梯、逐月發(fā)動機、數(shù)字生命等硬核科幻劇情，使千萬影迷為之感到震撼，展現(xiàn)了我國在科幻電影工業(yè)上的巨大突破。1．位于地球上方10萬千米的領航員空間站，與地球通訊是通過（）A．紅外線 B．無線電波 C．聲波 D．可見光2．如圖為地球地理北極的俯視圖，若以領航員空間站為參照物，則地球作逆時針轉動?，F(xiàn)有一飛船從地球A點發(fā)射，目標是前往空間站對接，為修正飛船路線，則其在剛升空后的一段時間內（未擺脫地球引力）推力方向應為圖中的____________才能確保不偏航（）A． B． C． D．3．電影中的太空電梯被建造在橫跨赤道的加蓬共和國。若將地球視為規(guī)則均勻的球體，則在加蓬建設太空電梯更有利于擺脫地球引力束縛而上升是因為（）A．地球自轉線速度大 B．地球對太空電梯的萬有引力小C．重力加速度較大 D．重力加速度較小4．太空電梯在上升過程中有三個階段：階段一：加速上升；階段二：勻速上升；階段三：減速上升（開啟反向推進器制動）。自階段三開始大氣稀薄，可忽略空氣阻力。若全程不考慮超級纜繩對太空電梯的摩擦力，則下列說法正確的是（）A．三個階段太空電梯的機械能都不守恒B．三個階段太空電梯和地球整體的機械能都不守恒C．階段二：若不考慮空氣阻力，則太空電梯機械能守恒D．階段三：乘坐太空電梯的人處于失重狀態(tài)5．在階段二中，某時刻地球對太空電梯的萬有引力恰好提供向心力，在此刻太空電梯受到地球的向心加速度大小為（力常量G、地球質量M、太空電梯與地心間距離為r），之后太空電梯的向心加速度（選填“符合”或“不符合”）第（1）空中你所寫的表達式，原因是。【已知超級纜繩具有高強度、不易彎曲的性質，對太空電梯的運動軌跡具有導向作用】6．如圖，領航員空間站具有一個環(huán)形旋轉艙室的結構，其繞中軸勻速旋轉可以使其中的工作人員像地球上的人一樣站在艙板上，感受到“重力”。這種“重力”產(chǎn)生的原因是。7．“道路千萬條，安全第一條”，電影《流浪地球》的這句活深入人心。然而世界上每天都有車禍發(fā)生，使我們痛心。在某條公路上發(fā)生一起追尾，甲車在后方由于剎車失靈，以初速度為且無動力向乙車駛去，未碰撞前，乙車以的速度勻速行駛，碰撞后甲車依舊向原方向滑去且速度變?yōu)?，乙車失去動力且向前滑行了后停止。若甲車質量，乙車質量，兩車與地面間的摩擦系數(shù)均為，重力加速度，兩車始終在一條直線上運動。求甲車剎車失靈瞬間甲乙兩車的距離L。二、“交流電之父”與“直流電之父”（17分）被稱為“交流電之父”的尼古拉·特斯拉一生致力于科學研究，取得約1000項專利發(fā)明，他發(fā)現(xiàn)的交流電在如今生活乃至諸多科學領域都具有重要作用，照亮著我們前進。有意思的是，“直流電之父”愛迪生在當年收取了學徒特斯拉，認為電壓更高的交流電過于危險，于是兩人鬧了矛盾。其實，從今天看來，交流電和直流電缺一不可，兩者都具有獨特的存在意義。8．若沒有交流電，在接通電源后以下不能實現(xiàn)的裝置是（）A．電燈 B．變壓器 C．冰箱 D．電吹風9．為紀念偉大的特斯拉，磁感應強度的單位T以他的名字命名。T用國際基本單位來表示應該為。10．交流發(fā)電機是產(chǎn)生交流電的裝置。永磁體間近似為磁感應強度的勻強磁場，邊長的正方形單匝線圈以角速度繞中軸線勻速轉動，P為可調副線圈，現(xiàn)處于“50匝”的檔位，主線圈恒為100匝，電阻，則下列說法不正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為B．調節(jié)P對電壓表的示數(shù)無影響C．圖示該時刻通過正方形單匝線圈的電流為0，穿過的磁通量最大D．當正方形單匝線圈平行于磁感線時，電流表示數(shù)為11．如圖為遠程輸電原理圖。發(fā)電廠發(fā)電電壓恒為，輸電線路總電阻，某村莊用戶用電總功率為，，，則下列說法正確的是（損耗功率<用戶用電功率）（）A．發(fā)電廠輸出電流為B．輸電線路的損耗功率為C．若夏季用戶普遍使用空調，使用電總功率增大，則輸電線路的損耗功率增大D．升壓變壓器會改變發(fā)電廠輸出電流頻率12．如圖是一款家庭煙霧報警器的電路圖，其中煙霧傳感器在接受到一定濃度的煙霧后降低電阻，從而發(fā)出警報聲。電路接入家庭電路，內有一定值電阻，報警器始終可近似為的定值電阻，最小報警電壓為，最大報警電壓為為。變壓器主、副線圈匝數(shù)比，煙霧傳感器阻值變化范圍合理的是（）A． B． C． D．13．如今諸多精密的家用電器需要直流電才能使用，因而有了上題整流裝置。直流電可以直接給充電寶充電。某種小型臺燈可以插在充電寶上使用，下表中分別為兩種規(guī)格的臺燈和充電寶（小燈泡可視為電阻，內阻恒為定值，不計線路阻值），則（）臺燈參數(shù)表

充電寶參數(shù)表型號工作電壓工作電流型號輸入輸出內阻AaBb（參考公式：）A．若選擇a型號充電寶，則選擇A型號臺燈能效轉化率高B．若選擇a型號充電寶，則選擇B型號臺燈能效轉化率高C．若選擇A型號臺燈，則選擇a型號充電寶能效轉化率高D．若選擇A型號臺燈，則選擇b型號充電寶能效轉化率高三、地震與監(jiān)測技術（19分）2008年5月12日的汶川大地震造成了大規(guī)模人員傷亡，經(jīng)濟損失極其慘重，這一場災難被國人們永遠銘記于心。如今地震監(jiān)測技術的不斷提高，正為我們撐起一把堅實的“生命保護傘”。地震監(jiān)測技術的主要原理是利用了橫波與縱波的速度差進行預警，趕在更嚴重的地震波到達前發(fā)送預警信號，為人們爭取寶貴的逃生時間。14．如圖甲是一列沿x軸傳播的地震橫波某時刻的波形圖，地殼某處的F點正向y軸負方向運動，則（）A．地震橫波正向x軸正方向傳播 B．地殼某處的H點此時向y軸負方向運動C．地殼某處的C點將比B點先到達平衡位置 D．地殼某處的E點振幅為零15．某次地震震源附近兩列振幅和頻率相同的地震橫波在某一時刻形成的波形圖如圖乙所示，實線為波峰，虛線為波谷，a、b、c、d為地殼中的四個位置，則下列說法不正確的是（）A．位置a此時的速度最大，加速度為零，為振動加強點B．位置a、b連線間的振動加強點有無窮多個C．位置d將在下一刻發(fā)生振動D．此時位置a、b、c的加速度最大，這些點的振動始終加強16．若圖乙中兩列地震橫波的振幅皆為，波速皆為，波長皆為，且都在同一水平面內振動，則圖示時刻a、b兩位置的豎直高度差為。位置e為位置b與位置c連線的中點，則從圖示時刻起經(jīng)過，位置e通過的路程為。17．定義：縱波相鄰的兩個密波或疏波之間的距離為一個波長；質點偏離平衡位置的最大位移稱為振幅。縱波無法直接用圖像表達其形狀，但相關物理量可以轉化為類似橫波的圖像進行表示。如圖丙為某次地震中地震橫波和地震縱波的相關圖像和數(shù)據(jù)，兩種地震波都向x軸正方向運動，地震時兩者同時從震源發(fā)出。（1）直接寫出圖②中地震橫波震源O的振動方程；（2）指出用于監(jiān)測地震發(fā)生的是地震橫波還是地震縱波？并說明理由；（3）畫出自圖③開始地震縱波震源O的振動圖像（至少一個周期，標出關鍵數(shù)據(jù)）；（4）若震源來自地表以下700千米，試求留給人們的逃生時長（保留整數(shù)）【檢測到地震波到人們接收到地震信息間的時間忽略不計，假設地震波的傳播速度不變】。四、電場與磁場（21分）電場與磁場是兩種基本的物理場，它們之間存在一定的關系，電場的變化可以引起磁場的產(chǎn)生，磁場的變化亦可以引起電場的產(chǎn)生，兩者的相互影響構成了電磁波。麥克斯韋電磁場理論的誕生不僅對電磁波的發(fā)現(xiàn)和研究有著重要的啟示作用，而且也為電磁能的利用提供了理論基礎。18．如圖為一豎直方向的勻強電場（電場線未標出方向），有一質量為m且?guī)щ娏繛椋ǎ┑男∏蛴邳cM處釋放，其運動軌跡可能為（選填“a”“b”“c”）。若電場強度為E，方向豎直向下，小球至點N處動能為，M至N的水平距離、豎直距離分別為x、h，重力加速度為g，則M點處的動能為。19．如圖，水平桌面上放置有一光滑導軌，在導軌上放置有一對平行導體棒p、q，且始終接觸良好，當一條形磁鐵從上方落下的過程中，下列說法正確的是（不考慮p、q間的相互作用）（）A．p、q相互靠近 B．條形磁鐵加速度小于gC．導軌對桌面的壓力減小 D．俯視時導軌與導體棒間形成逆時針電流20．筆記本電腦在合上及打開時，屏幕會自己熄滅及亮屏，這是因為其內部含有磁鐵和霍爾傳感器?；魻杺鞲衅黝愃朴谌鐖D裝置，當合上屏幕時，屏幕上的磁鐵極會面向下并產(chǎn)生近似磁感應強度的勻強磁場，A、B為兩個豎直放置且相距的平行極板（足夠長），并都連接在電腦內的電壓傳感器，一側不斷有電子（重力不計）以速度平行且從兩極板中央射入，當監(jiān)測到某一恒定電壓值時，電腦就會熄屏。由此可知，B極板帶電（選填“正”或“負”）。當電壓傳感器監(jiān)測到電壓為V時，電腦屏幕熄屏。21．小朱同學的物理興趣小組通過以下裝置對火車速度和加速度進行了測量。在火車頭下方安裝了一枚磁體，并在鐵軌下埋設了相距r的兩個5匝線圈（每匝都為四邊封閉的矩形），且都與測量儀器相連。磁體下表面附近的磁感應強度，線圈材質為銅制（有漆包線包裹），長度，寬度為，銅絲直徑，線圈與測量儀器間的線路阻值及測量儀器內阻忽略不計，測量數(shù)據(jù)如圖C所示。（最終結果保留4位有效數(shù)字）（參考數(shù)據(jù)：常溫銅的電阻率）（1）求火車在和處時的速度和的大??；（2）若火車做勻加速直線運動，求火車加速度大小。五、絢爛世界的創(chuàng)造者——光（5分）我們通常所說的光是可見光，世界的色彩需要光的反射來呈現(xiàn)。光還有諸多的性質，例如折射、衍射、干涉等等。不同種類的光又有不同的作用，為我們生活的方方面面服務。我國在努力攻克的芯片制造技術，亦無處不在光的身影。22．下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射現(xiàn)象的是（）A．雨后天空出現(xiàn)彩虹 B．通過一個狹縫觀察日光燈可以看到彩色條紋C．海市蜃樓現(xiàn)象 D．日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋23．如圖所示，小朱同學讓激光束通過自制雙縫，觀察在光屏上形成的雙縫干涉條紋。關于小朱同學的實驗操作過程及對應看到的現(xiàn)象，下面幾種敘述正確的是（）A．僅將光屏移近縫，光屏上干涉條紋間距變窄B．僅將激光器移近縫，光屏上干涉條紋間距變寬C．僅換一個兩縫之間距離較大的雙縫，光屏上干涉條紋間距變窄D．僅將紅色光源的激光器換成藍色光源的激光器，光屏上干涉條紋間距變寬六、火星你好（10分）24．2021年5月15日7時18分，我國火星探測器“天問一號”的著陸巡視器（其中巡視器就是“祝融號”火星車）成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區(qū)，這標志著我國是繼美國、前蘇聯(lián)之后第三個成功進行火星探測的國家，展示了中國在航天技術領域的強大實力，為中國乃至國際航天事業(yè)邁出了歷史性的一大步?！疤靻栆惶枴钡闹懷惨暺鲝倪M入火星大氣層到成功著陸經(jīng)歷了氣動減速段、傘系減速段、動力減速段、懸停避障與緩速下降段，其過程大致如圖所示。已知火星質量為（約為地球質量的0.11倍）、半徑為（約為地球半徑的0.53倍），“天問一號”的著陸巡視器質量為，地球表面重力加速度為。試根據(jù)圖示數(shù)據(jù)計算說明下列問題：（1）著陸巡視器在動力減速段做的是否為豎直方向的勻減速直線運動？（2）設著陸巡視器在傘系減速段做的是豎直方向的勻減速直線運動，試求火星大氣對著陸巡視器的平均阻力。（結果保留1位有效數(shù)字）答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁1．B2．C3．AD4．ABD5．不符合由于超級纜繩的導向作用，使得太空電梯與地球的自轉角速度相同，由知向心加速度增大，與所寫表達式不符6．人感受到重力是因為受到了地面對人的支持力。艙室中的人圍繞中軸線作勻速圓周運動，需要有力提供向心力，而向心力由艙板的支持力提供，故感受到了“重力”7．【解析】1．無線電波傳播距離遠且不需要介質，所以位于地球上方10萬千米的領航員空間站，與地球通訊是通過無線電波，故選B。2．根據(jù)題意可知發(fā)射的飛船在A點有沿切線向上的分速度，而要求飛船沿著發(fā)射點與空間站連線的方向飛行，要求所加推力的一個效果是克服地球引力，另一個效果是抵消沿切線向上的分速度，所以推力的方向應該沿F3方向，故選C。3．在赤道處線速度大，重力加速度小，在該處建造電梯有利于擺脫地球引力束縛而上升，故選AD。4．AB．階段一：加速上升時動能和勢能都增大，所以機械能增加；階段二：勻速上升時動能不變而勢能增大，所以機械能增加；階段三：減速上升（開啟反向推進器制動）推力做負功，機械能減小，所以三個階段太空電梯的機械能都不守恒，故AB正確；C．階段二：若不考慮空氣阻力，動能不變而勢能增大，所以機械能增加，故C錯誤；D．階段三：乘坐太空電梯減速上升，加速度向下，所以人處于失重狀態(tài)，故D正確。故選ABD。5．[1]根據(jù)萬有引力提供向心力可得加速度為[2][3]電梯在運動過程中，由于超級纜繩的導向作用，使得太空電梯與地球的自轉角速度相同，由向心加速度公式可知向心加速度增大，與所寫表達式不符。6．人感受到重力是因為受到了地面對人的支持力。艙室中的人圍繞中軸線作勻速圓周運動，需要有力提供向心力，而向心力由艙板的支持力提供，故感受到了“重力”。7．由牛頓第二定律知得甲車或乙車的加速度大小碰撞后，乙車作勻減速直線運動知代入數(shù)據(jù)可得碰撞后瞬間乙車速度碰撞瞬間由動量定理知代入數(shù)據(jù)，得碰撞前瞬間甲車速度碰撞前，甲車作勻減速直線運動知代入數(shù)據(jù)可得碰撞前甲車位移碰撞前兩車運動時間甲車碰撞前乙車位移甲車剎車失靈瞬間甲乙兩車的距離8．B9．10．D11．ABC12．C13．AD【解析】8．變壓器的變壓原理是通過電磁感應實現(xiàn)的，必須使用交流電。故選B。9．根據(jù)可得特斯拉用國際基本單位來表示應該為10．AB．電壓表的示數(shù)為交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢有效值，與副線圈匝數(shù)無關，電壓表的示數(shù)為故AB正確；C．圖示該時刻通過正方形單匝線圈磁通量最大，磁通量的變化率最小，為零，正方形單匝線圈產(chǎn)生的電動勢為零，故通過正方形單匝線圈的電流為0，故C正確；D．當正方形單匝線圈平行于磁感線時，根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關系可得副線圈電壓為電流表示數(shù)為故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。11．A．對于升壓變壓器，根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關系可得用戶用電總功率為解得或（損耗功率>用戶用電功率，舍去）對于升壓變壓器，根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與線圈匝數(shù)的關系可得發(fā)電廠輸出電流為故A正確；B．輸電線路的損耗功率為故B正確；C．若夏季用戶普遍使用空調，使用電總功率增大，降壓變壓器輸出電流增大，降壓變壓器輸入電流增大，即輸電線路上的電流增大，則輸電線路的損耗功率增大，故C正確；D．升壓變壓器不會改變發(fā)電廠輸出電流頻率，故D錯誤。故選ABC。12．根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關系副線圈電壓為根據(jù)閉合電路的歐姆定律報警器的電壓范圍為可得故選C。13．A型號臺燈電阻為B型號臺燈電阻為能效轉化率為可知臺燈電阻越大，充電寶內阻越小，能效轉化率越高，故若選擇a型號充電寶，則選擇A型號臺燈能效轉化率高，若選擇A型號臺燈，則選擇b型號充電寶能效轉化率高。故選AD。14．C15．AC16．25017．（1）；（2）見解析；（3）見解析；（4）58s【解析】14．A．根據(jù)上下坡法，F(xiàn)點正向y軸負方向運動，F(xiàn)點處于“上坡”階段，所以地震橫波向x軸負方向傳播，故A錯誤；B．沿著傳播方向看，H點處于“下坡”階段，此時應向y軸正方向運動，故B錯誤；C．沿著傳播方向看，C點在B點的前面，所以C點將比B點先到達平衡位置，故C正確；D．介質中各個質點的振幅均相同，所以E點振幅不為零，故D錯誤。故選C。15．A．a(chǎn)質點處是波谷與波谷疊加的地方，所以振動加強，質點a此時的速度為零，加速度最大，故A錯誤；B．因為是兩列振幅和頻率相同的地震橫波，由圖可知在質點a、b的連線上都是振動加強點，所以在質點a、b間還有無窮多個振動加強點，故B正確；C．位置d點是波峰與波谷疊加的地方，所以振動減弱，因為是兩列振幅和頻率相同的地震橫波，所以d點將一直是振動減弱點，故C錯誤；D．由圖可知a、c質點是兩列波波谷與波谷疊加的地方，振動加強，b質點處是波峰與波峰疊加的地方，振動加強，所以位置a、b、c的加速度最大，這些點的振動始終加強，故D正確。本題選擇錯誤的，故選AC。16．[1]由題意可知兩列地震橫波的振幅皆為，a質點處是波谷與波谷疊加的地方，疊加之后的振幅為b質點處是波峰與波峰疊加的地方，疊加之后的振幅為則圖示時刻a、b兩位置的豎直高度差為[2]據(jù)題意可知波速皆為，波長皆為，據(jù)關系式可得求得從圖示時刻起經(jīng)過后，由于即經(jīng)過時間為由圖可知位置e也為加強點，通過的路程為17．（1）橫波震源O的振動方程為，由圖可知振幅A=2，周期T=0.75s,初相位，可得角速度可得橫波震源O的振動方程為（2）用于監(jiān)測地震發(fā)生的是地震縱波。地震橫波波速地震縱波波速因為所以地震縱波先到達地表，且縱波的振幅相對較小，將地震縱波用于監(jiān)測地震有助于提前預報，減少損失。（3）由圖可知振幅A=1mm，波長，波速，據(jù)關系式代入數(shù)據(jù)可得周期根據(jù)數(shù)據(jù)畫地震縱波震源O的振動圖像如下（4）地震縱波先到達地表，且縱波的振幅相對較小，所以開始逃生時間為地震橫波后到達地表，得出逃生結束時間為所以留給人們的逃生時長18．a(chǎn)、b、c19．AB20．負，21．（1），；（2）【解析】18．[1]若小球受到的重力與電場力相等，小球做勻速直線運動，運動軌跡可能為b，若小球受到的重力小于電場力，且初速度方向與合外力方向不同，小球做勻變速曲線運動，運動軌跡可能為c，若小球受到的重力大于電場力，且初速度方向與合外力方向不同，小球做勻變速曲線運動，運動軌跡可能為a，綜上所述，其運動軌跡可能為a、b、c。[2]從M至N，根據(jù)動能定理有可得M點處的動能為19．A．當一條形磁鐵