2024年上海高考物理試卷（真題+答案）

2024年上海市普通高中學業(yè)水平等級考試物理試題一、綜合題物質(zhì)性質(zhì)實驗是人類認識物質(zhì)世界的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構的重要手段之一，也是物理學研究的重要方法。1．通過“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗可推測油酸分子的直徑約為（

）A． B． C． D．2．驗證氣體體積隨溫度變化關系的實驗裝置如圖所示，用支架將封有一定質(zhì)量氣體的注射器和溫度傳感器固定在盛有熱水的燒杯中。實驗過程中，隨著水溫的緩慢下降，記錄多組氣體溫度和體積的數(shù)據(jù)。（1）不考慮漏氣因素，符合理論預期的圖線是A．

B．C．

D．（2）下列有助于減小實驗誤差的操作是A．實驗前測量并記錄環(huán)境溫度

B．實驗前測量并記錄大氣壓強C．待溫度讀數(shù)完全穩(wěn)定后才記錄數(shù)據(jù)

D．測量過程中保持水面高于活塞下端汽車智能化我國的汽車智能化技術發(fā)展迅猛。各類車載雷達是汽車自主感知系統(tǒng)的重要組成部分。汽車在檢測到事故風險后，通過自主決策和自主控制及時采取措施，提高了安全性。3．車載雷達系統(tǒng)可以發(fā)出激光和超聲波信號，其中（）A．僅激光是橫波 B．激光與超聲波都是橫波C．僅超聲波是橫波 D．激光與超聲波都不是橫波4．一輛質(zhì)量的汽車，以的速度在平直路面上勻速行駛，此過程中發(fā)動機功率，汽車受到的阻力大小為N。當車載雷達探測到前方有障碼物時，主動剎車系統(tǒng)立即撤去發(fā)動機驅(qū)動力，同時施加制動力使車輛減速。在剛進入制動狀態(tài)的瞬間，系統(tǒng)提供的制動功率，此時汽車的制動力大小為N，加速度大小為。（不計傳動裝置和熱損耗造成的能量損失）神秘的光光的行為曾令物理學家感到困惑。雙縫干涉、光電效應等具有里程碑意義的實驗。逐漸揭開了光的神秘面紗。人類對光的認識不斷深入，引發(fā)了具有深遠意義的物理學革命。5．在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器距離為L。（1）實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發(fā)出的光波波長為。A．

B．

C．

D．（2）在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比A．增加

B．不變

C．減?。?）移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有（多選）A．減小縫寬

B．使單縫靠近傳感器C．增大縫寬

D．使單縫遠離傳感器6．某紫外激光波長為，其單個光子能量為。若用該激光做光電效應實驗，所用光電材料的截止頻率為，則逸出光電子的最大初動能為。（普朗克常量為h，真空中光速為c）引力場中的運動包括太陽、地球在內(nèi)的所有物體都會在其周圍產(chǎn)生引力場。在不同尺度的空間，引力場中的物體運動具有不同的表象。牛頓揭示了蘋果下落和行星運動共同的物理機制。意味著天上的物理和地上的物理是一樣的，物理規(guī)律的普適性反映了一種簡單的美。7．如圖，小球a通過輕質(zhì)細線Ⅰ，Ⅱ懸掛，處于靜止狀態(tài)。線Ⅰ長，Ⅱ上端固定于離地的O點，與豎直方向之間夾角；線Ⅱ保持水平。O點正下方有一與a質(zhì)量相等的小球b，靜置于離地高度的支架上。（取，，）（1）在線Ⅰ，Ⅱ的張力大小，和小球a所受重力大小G中，最大的是。（2）燒斷線Ⅱ，a運動到最低點時與b發(fā)生彈性碰撞。求：①與b球碰撞前瞬間a球的速度大小；（計算）②碰撞后瞬間b球的速度大??；（計算）③b球的水平射程s。（計算）8．圖示虛線為某慧星繞日運行的橢圓形軌道，a、c為橢圓軌道長軸端點，b、d為橢圓軌道短軸端點?；坌茄貓D中箭頭方向運行。（1）該彗星某時刻位于a點，經(jīng)過四分之一周期該慧星位于軌道的A．a(chǎn)b之間

B．b點

C．bc之間

D．c點（2）已知太陽質(zhì)量為M，引力常量為G。當慧日間距為時，彗星速度大小為。求慧日間距為時的慧星速度大小。（計算）氫的同位素氫元素是宇宙中最簡單的元素，有三種同位素。科學家利用電磁場操控并篩選這三種同位素，使其應用于核研究中。9．原子核之間由于相互作用會產(chǎn)生新核，這一過程具有多種形式。（1）質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過程稱為A．鏈式反應

B．衰變

C．核聚變

D．核裂變（2）核的質(zhì)量為，核的質(zhì)量為，它們通過核反應形成一個質(zhì)量為的氮原子核，此過程釋放的能量為。（真空中光速為c）10．某回旋加速器的示意圖如圖所示。磁感應強度大小為B的勻強磁場僅分布于兩個相同且正對的半圓形中空金屬盒，內(nèi)，且與金屬盒表面垂直。交變電源通過Ⅰ，Ⅱ分別與，相連，僅在，縫隙間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生交變電場。初動能為零的帶電粒子自縫隙中靠近的圓心O處經(jīng)縫隙間的電場加速后，以垂直磁場的速度進入。（1）粒子在，運動過程中，洛倫茲力對粒子做功為W，沖量為I，則；A．，

B．，

C．，

D．，（2）核和核自圖中O處同時釋放，Ⅰ，Ⅱ間電勢差絕對值始終為U，電場方向做周期性變化，核在每次經(jīng)過縫隙間時均被加速（假設粒子通過縫隙的時間和粒子間相互作用可忽略）。核完成3次加速時的動能與此時核的動能之比為。A．

B．

C．

D．

E．11．如圖，靜電選擇器由兩塊相互絕緣、半徑很大的同心圓弧形電極組成。電極間所加電壓為U。由于兩電極間距d很小，可近似認為兩電極半徑均為，且電極間的電場強度大小處處相等，方向沿徑向垂直于電極。（1）電極間電場強度大小為；（2）由核、核和核組成的粒子流從狹縫進入選擇器，若不計粒子間相互作用，部分粒子在電場力作用下能沿圓弧路徑從選擇器出射。①出射的粒子具有相同的；A．速度

B．動能

C．動量

D．比荷②對上述①中的選擇做出解釋。（論證）自行車發(fā)電照明系統(tǒng)某自行車所裝車燈發(fā)電機如圖（a）所示，其結(jié)構見圖（b）。繞有線圈的匚形鐵芯開口處裝有磁鐵。車輪轉(zhuǎn)動時帶動與其接觸的摩擦輪轉(zhuǎn)動。摩擦輪又通過傳動軸帶動磁鐵一起轉(zhuǎn)動，從而使鐵芯中磁通量發(fā)生變化。線圈兩端c、d作為發(fā)電機輸出端。通過導線與標有“12V，6W”的燈泡相連。當車輪勻速轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機榆出電壓近似視為正弦交流電。假設燈泡阻值不變，摩擦輪與輪胎間不打滑。12．在磁鐵從圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中（1）通過的電流方向（在圖中用箭頭標出）；（2）中的電流A．逐漸變大

B．逐漸變小

C．先變大后變小

D．先變小后變大13．若發(fā)電機線圈電阻為2Ω，車輪以某一轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動時，恰能正常發(fā)光。將更換為標有“24V，6W”的燈泡，當車輪轉(zhuǎn)速仍為n時（1）兩端的電壓A．大于12V

B．等于12V

C．小于12V（2）消耗的功率A．大于6W

B．等于6W

C．小于6W14．利用理想變壓器將發(fā)電機輸出電壓變壓后對標有“24V，6W”的燈泡供電，使燈泡正常發(fā)光，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，該變壓器原線圈兩端的電壓為V。15．在水平路面騎行時，假設騎車人對自行車做的功僅用于克服空氣阻力和發(fā)電機阻力。已知空氣阻力與車速成正比，忽略發(fā)電機內(nèi)阻。（1）在自行車勻加速行駛過程中，發(fā)電機輸出電壓u隨時間t變化的關系可能為A．B．C．D．（2）無風時自行車以某一速度勻速行駛，克服空氣阻力的功率，車燈的功率為。為使車燈的功率增大到，騎車人的功率P應為2024年上海市普通高中學業(yè)水平等級考試物理試題參考答案一、綜合題物質(zhì)性質(zhì)實驗是人類認識物質(zhì)世界的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構的重要手段之一，也是物理學研究的重要方法。1．通過“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗可推測油酸分子的直徑約為（

）A． B． C． D．2．驗證氣體體積隨溫度變化關系的實驗裝置如圖所示，用支架將封有一定質(zhì)量氣體的注射器和溫度傳感器固定在盛有熱水的燒杯中。實驗過程中，隨著水溫的緩慢下降，記錄多組氣體溫度和體積的數(shù)據(jù)。（1）不考慮漏氣因素，符合理論預期的圖線是A．

B．C．

D．（2）下列有助于減小實驗誤差的操作是A．實驗前測量并記錄環(huán)境溫度

B．實驗前測量并記錄大氣壓強C．待溫度讀數(shù)完全穩(wěn)定后才記錄數(shù)據(jù)

D．測量過程中保持水面高于活塞下端【答案】1．C2．AC【解析】1．通過“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗可推測油酸分子的直徑約為或。故選C。2．（1）[1]實驗過程中壓強不變，根據(jù)可得可知，在壓強不變的情況下，氣體體積與熱力學溫度成正比，與攝氏溫度成一次函數(shù)關系，A正確，BCD錯誤。故選A。（2）[2]A．環(huán)境溫度不影響實驗數(shù)據(jù)，實驗前測量并記錄環(huán)境溫度并不能減小實驗誤差，A錯誤；B．本實驗壓強不變，實驗前測量并記錄大氣壓強不能減小實驗誤差，B錯誤；C．待溫度讀數(shù)完全穩(wěn)定后才記錄數(shù)據(jù)，穩(wěn)定后的數(shù)據(jù)更加接近真實數(shù)據(jù)，故能減小誤差，C正確；D．測量過程中保持水面高于活塞下端不能減少誤差，D錯誤。故選C。汽車智能化我國的汽車智能化技術發(fā)展迅猛。各類車載雷達是汽車自主感知系統(tǒng)的重要組成部分。汽車在檢測到事故風險后，通過自主決策和自主控制及時采取措施，提高了安全性。3．車載雷達系統(tǒng)可以發(fā)出激光和超聲波信號，其中（）A．僅激光是橫波 B．激光與超聲波都是橫波C．僅超聲波是橫波 D．激光與超聲波都不是橫波4．一輛質(zhì)量的汽車，以的速度在平直路面上勻速行駛，此過程中發(fā)動機功率，汽車受到的阻力大小為N。當車載雷達探測到前方有障碼物時，主動剎車系統(tǒng)立即撤去發(fā)動機驅(qū)動力，同時施加制動力使車輛減速。在剛進入制動狀態(tài)的瞬間，系統(tǒng)提供的制動功率，此時汽車的制動力大小為N，加速度大小為。（不計傳動裝置和熱損耗造成的能量損失）【答案】3．B4．600【解析】3．車載雷達系統(tǒng)發(fā)出的激光和超聲波信號都是橫波。故選B。4．[1]根據(jù)題意可知，汽車勻速行駛，則牽引力等于阻力，則與其中，解得[2]根據(jù)題意，由可得，汽車的制動力大小為[3]根據(jù)牛頓第二定律可得，加速度大小為神秘的光光的行為曾令物理學家感到困惑。雙縫干涉、光電效應等具有里程碑意義的實驗。逐漸揭開了光的神秘面紗。人類對光的認識不斷深入，引發(fā)了具有深遠意義的物理學革命。5．在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”的實驗中，雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器距離為L。（1）實驗時測得N條暗條紋間距為D，則激光器發(fā)出的光波波長為。A．

B．

C．

D．（2）在激光器和雙縫之間加入一個與光束垂直放置的偏振片，測得的干涉條紋間距與不加偏振片時相比A．增加

B．不變

C．減小（3）移去偏振片，將雙縫換成單縫，能使單縫衍射中央亮紋寬度增大的操作有（多選）A．減小縫寬

B．使單縫靠近傳感器C．增大縫寬

D．使單縫遠離傳感器6．某紫外激光波長為，其單個光子能量為。若用該激光做光電效應實驗，所用光電材料的截止頻率為，則逸出光電子的最大初動能為。（普朗克常量為h，真空中光速為c）【答案】5．BBAD6．【解析】5．[1]條暗條紋間距為，說明條紋間距又，解得故選B。[2]加偏振片不會改變光的波長，因此條紋間距不變，B正確。故選B。[3]移去偏振片，將雙縫換成單縫，則會發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，根據(jù)單縫衍射規(guī)律，減小縫的寬度、增加單縫到光屏的距離可以增大中央亮紋寬度。故選AD。6．[1]單個光子頻率為根據(jù)普朗克量子化思想，單個光子能量[2]所用光電材料的截止頻率為，則逸出功為，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知，逸出光電子最大初動能為引力場中的運動包括太陽、地球在內(nèi)的所有物體都會在其周圍產(chǎn)生引力場。在不同尺度的空間，引力場中的物體運動具有不同的表象。牛頓揭示了蘋果下落和行星運動共同的物理機制。意味著天上的物理和地上的物理是一樣的，物理規(guī)律的普適性反映了一種簡單的美。7．如圖，小球a通過輕質(zhì)細線Ⅰ，Ⅱ懸掛，處于靜止狀態(tài)。線Ⅰ長，Ⅱ上端固定于離地的O點，與豎直方向之間夾角；線Ⅱ保持水平。O點正下方有一與a質(zhì)量相等的小球b，靜置于離地高度的支架上。（取，，）（1）在線Ⅰ，Ⅱ的張力大小，和小球a所受重力大小G中，最大的是。（2）燒斷線Ⅱ，a運動到最低點時與b發(fā)生彈性碰撞。求：①與b球碰撞前瞬間a球的速度大?。唬ㄓ嬎悖谂鲎埠笏查gb球的速度大?。唬ㄓ嬎悖踒球的水平射程s。（計算）8．圖示虛線為某慧星繞日運行的橢圓形軌道，a、c為橢圓軌道長軸端點，b、d為橢圓軌道短軸端點?；坌茄貓D中箭頭方向運行。（1）該彗星某時刻位于a點，經(jīng)過四分之一周期該慧星位于軌道的A．a(chǎn)b之間

B．b點

C．bc之間

D．c點（2）已知太陽質(zhì)量為M，引力常量為G。當慧日間距為時，彗星速度大小為。求慧日間距為時的慧星速度大小。（計算）【答案】7．8．C【解析】7．（1）[1]以小球a為對象，根據(jù)受力平衡可得可知在線Ⅰ，Ⅱ的張力大小，和小球a所受重力大小G中，最大的是。（2）①[2]由動能定理可得可得②[3]由動量守恒定律和能量守恒可得聯(lián)立解得③[4]由平拋運動的規(guī)律有，聯(lián)立解得8．（1）[1]根據(jù)開普勒第二定律可知，某慧星繞日運行的橢圓形軌道上近日點a點速度最大，遠日點c點速度最小，根據(jù)對稱性可知，從a點到c點所用時間為二分之一周期，且從a點到b點所用時間小于從b點到c點所用時間，則該彗星某時刻位于a點，經(jīng)過四分之一周期該慧星位于軌道的bc之間。故選C。（2）[2]引力勢能的表達式為彗星在運動過程中滿足機械能守恒，則有解得氫的同位素氫元素是宇宙中最簡單的元素，有三種同位素?？茖W家利用電磁場操控并篩選這三種同位素，使其應用于核研究中。9．原子核之間由于相互作用會產(chǎn)生新核，這一過程具有多種形式。（1）質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過程稱為A．鏈式反應

B．衰變

C．核聚變

D．核裂變（2）核的質(zhì)量為，核的質(zhì)量為，它們通過核反應形成一個質(zhì)量為的氮原子核，此過程釋放的能量為。（真空中光速為c）10．某回旋加速器的示意圖如圖所示。磁感應強度大小為B的勻強磁場僅分布于兩個相同且正對的半圓形中空金屬盒，內(nèi)，且與金屬盒表面垂直。交變電源通過Ⅰ，Ⅱ分別與，相連，僅在，縫隙間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生交變電場。初動能為零的帶電粒子自縫隙中靠近的圓心O處經(jīng)縫隙間的電場加速后，以垂直磁場的速度進入。（1）粒子在，運動過程中，洛倫茲力對粒子做功為W，沖量為I，則；A．，

B．，

C．，

D．，（2）核和核自圖中O處同時釋放，Ⅰ，Ⅱ間電勢差絕對值始終為U，電場方向做周期性變化，核在每次經(jīng)過縫隙間時均被加速（假設粒子通過縫隙的時間和粒子間相互作用可忽略）。核完成3次加速時的動能與此時核的動能之比為。A．

B．

C．

D．

E．11．如圖，靜電選擇器由兩塊相互絕緣、半徑很大的同心圓弧形電極組成。電極間所加電壓為U。由于兩電極間距d很小，可近似認為兩電極半徑均為，且電極間的電場強度大小處處相等，方向沿徑向垂直于電極。（1）電極間電場強度大小為；（2）由核、核和核組成的粒子流從狹縫進入選擇器，若不計粒子間相互作用，部分粒子在電場力作用下能沿圓弧路徑從選擇器出射。①出射的粒子具有相同的；A．速度

B．動能

C．動量

D．比荷②對上述①中的選擇做出解釋。（論證）【答案】9．C10．DE11．B電場力作為向心力，q、E、r相同，則由上式可知也相同，即動能相同【解析】9．[1]質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的反應稱為核聚變，C正確。故選C。[2]根據(jù)質(zhì)能方程可知，此過程釋放的能量為10．[1]由于粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力不做功，即，洛倫茲力的沖量，D正確。故選D。[2]根據(jù)題意可知，核與核的電荷量之比為，，核與核的質(zhì)量之比為，根據(jù)帶點粒子在磁場中運動的周期可知，核與核的周期之比為，核完成3次加速后，實際在磁場中轉(zhuǎn)了2個半圈，時間為一個完整周期，則此時核在磁場中轉(zhuǎn)了圈，只加速了1次。根據(jù)動能定理可知，對核有對核有，解得動能之比為，E正確。故選E。11．[1]根據(jù)題意可知，電極間可視為勻強電場，因此電場強度大小為[2][3]根據(jù)題意可知，電場力提供向心力，則其中場強、半徑相同，三種原子核電荷量相同，則三種原子的相同，即動能相同，B正確。故選B。自行車發(fā)電照明系統(tǒng)某自行車所裝車燈發(fā)電機如圖（a）所示，其結(jié)構見圖（b）。繞有線圈的匚形鐵芯開口處裝有磁鐵。車輪轉(zhuǎn)動時帶動與其接觸的摩擦輪轉(zhuǎn)動。摩擦輪又通過傳動軸帶動磁鐵一起轉(zhuǎn)動，從而使鐵芯中磁通量發(fā)生變化。線圈兩端c、d作為發(fā)電機輸出端。通過導線與標有“12V，6W”的燈泡相連。當車輪勻速轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機榆出電壓近似視為正弦交流電。假設燈泡阻值不變，摩擦輪與輪胎間不打滑。12．在磁鐵從圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中（1）通過的電流方向（在圖中用箭頭標出）；（2）中的電流A．逐漸變大

B．逐漸變小