2024年上海市高考物理試卷（含答案解析）

2024年上海市普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理試卷(考試時間60分鐘,滿分100分)(試卷共5頁,答題紙共1頁)特別提示：1.本試卷標(biāo)注“多選”的試題，每小題有2-3個正確選項，漏選給一半分，錯選不給分；未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只有1個正確選項。2.在列式計算、邏輯推理以及回答問題過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。3.除特殊說明外，本卷所用重力加速度g大小均取9.8m/s2。一物質(zhì)性質(zhì)實驗是人類認(rèn)識物質(zhì)世界的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的重要手段之一，也是物理學(xué)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.10?1?mB.10?12mC.10??mD.10??m2.驗證氣體體積隨溫度變化關(guān)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(yù)期的圖線是(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(qiáng)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第1頁共5頁二汽車智能化我國的汽車智能化技術(shù)發(fā)展迅猛。各類車載雷達(dá)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(fēng)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。1.車載雷達(dá)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2.一輛質(zhì)量m=2.0×103kg的汽車，以v=36km/h的速度在平直路面上勻速行駛，此過程中發(fā)動機(jī)功率P?=6.0kW,汽車受到的阻力大小為N。當(dāng)車載雷達(dá)探測到前方有障礙物時，主動剎車系統(tǒng)立即撤去發(fā)動機(jī)驅(qū)動力，同時施加制動力使車輛減速。在剛進(jìn)入制動狀態(tài)的瞬間，系統(tǒng)提供的制動功率P?-48kW,此時汽車的制動力大小為N，加速度大小為m/s2。(不計傳動裝置和熱損耗造成的能量損失)三神秘的光光的行為曾令物理學(xué)家感到困惑。雙縫干涉、光電效應(yīng)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(rèn)識不斷深入，引發(fā)了具有深遠(yuǎn)意義的物理學(xué)革命。1.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(qiáng)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.DdNLB.DdN-1LC.DLNd(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(yuǎn)離傳感器2.某紫外激光波長為λ，其單個光子能量為。若用該激光做光電效應(yīng)實驗，所用光電材料的截止頻率為v?，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)第2頁共5頁四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(jī)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。1.如圖,小球a通過輕質(zhì)細(xì)線Ⅰ、Ⅱ懸掛,處于靜止?fàn)顟B(tài)。線Ⅰ長l=0.5m,Ⅱ上端固定于離地.H=2.1m的O點，與豎直方向之間夾角θ=37°;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h=1.6m的支架上。(取sin37°-0.6,cos37°=0.8)(1)在線Ⅰ、Ⅱ的張力大小F?、F??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v?;;(計算)②碰撞后瞬間b球的速度大小vb③b球的水平射程s。(計算)2.如圖虛線為某彗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。彗星沿圖中箭頭方向運行。(1)該彗星某時刻位于a點，經(jīng)過四分之一周期該彗星位于軌道的A.ab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(dāng)彗日間距為r?時，彗星速度大小為v?。求彗日間距為/2時的彗星速度大小v?第3頁共5頁五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(xué)家利用電磁場操控并篩選這三種同位素，使其應(yīng)用于核研究中。1.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?zhǔn)椒磻?yīng)B.衰變C.核聚變D.核裂變(2)11H核的質(zhì)量為m1,12H核的質(zhì)量為m?，它們通過核反應(yīng)形成一個質(zhì)量為m?,m?的氮原子核2.某回旋加速器的示意圖如圖所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場僅分布于兩個相同且正對的半圓形中空金屬盒D?、D?內(nèi),且與金屬盒表面垂直。交變電源通過I、Ⅱ分別與D?、D?相連，僅在D?、D?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D?(1)粒子在D?、D?運動過程中，洛倫茲力對粒子做功為W、沖量為A.W=0,I=0B.W≠0,I=0C.W≠0,I≠0D.W=0,I≠0(2)11H核和21H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，|H核在每次經(jīng)過縫隙間時均被加速(假設(shè)粒子通過縫隙的時間和粒子間相互作用可忽略)°11HA.I:3B.1:9C.1∶1D.9∶1E.3∶13.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(rèn)為兩電極半徑均為r(r＞d)，且電極間的電場強(qiáng)度大小處處相等，方向沿徑向垂直于電極。(1)電極間電場強(qiáng)度大小為；(2)由11H核、21H核和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)第4頁共5頁六自行車發(fā)電照明系統(tǒng)某自行車所裝車燈發(fā)電機(jī)如圖(a)所示，其結(jié)構(gòu)見圖(b)。繞有線圈的Γ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(jī)輸出端。通過導(dǎo)線與標(biāo)有“12V，6W”的燈泡L?相連。當(dāng)車輪勻速轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機(jī)榆出電壓近似視為正弦交流電。假設(shè)燈泡阻值不變，摩擦輪與輪胎間不打滑。1.在磁鐵從圖示位置勻速轉(zhuǎn)過90°的過程中(1)通過L?的電流方向(在圖中用箭頭標(biāo)出)；(2)L?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2.若發(fā)電機(jī)線圈電阻為2Ω，車輪以某一轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動時，L?恰能正常發(fā)光。將L?更換為標(biāo)有“24V,6W”的燈泡L?,當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速仍為n時(1)L?兩端的電壓A.大于12VB.等于12VC.小于12V(2)L?消耗的功率A.大于6WB.等于6WC.小于6W3.利用理想變壓器將發(fā)電機(jī)輸出電壓變壓后對標(biāo)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n?:n?=1:2,該變壓器原線圈兩端的電壓為V。4.在水平路面騎行時，假設(shè)騎車人對自行車做的功僅用于克服空氣阻力和發(fā)電機(jī)阻力。已知空氣阻力與車速成正比，忽略發(fā)電機(jī)內(nèi)阻。(1)在自行車勻加速行駛過程中，發(fā)電機(jī)輸出電壓u隨時間t變化的關(guān)系可能為(2)無風(fēng)時自行車以某一速度勻速行駛，克服空氣阻力的功率PV=30W,車燈的功率為PL=4W。為使車燈的功率增大到第5頁共5頁2024年上海市普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理參考答案詳解附后一物質(zhì)性質(zhì)1.C2.(1)A(2)C二汽車智能化1.B2.600,2.7三神秘的光1.(1)B(2)B(3)AD2.hcλ四引力場中的運動1.(1)F?(2)①由動能定理:mgl得v②由動量守恒定律和能量守恒：mva-m聯(lián)立兩式得v?=1.4m/s③由平拋運動的規(guī)律有：2.(1)C(2)引力勢能的表達(dá)式彗星在運動過程中滿足機(jī)械能守恒，有1得v第6頁共5頁五氫的同位素1.(1)C22.(1)D(2)E3.1Ud(②電場力提供向心力qE=m因為q、E、r相同,則動能E:相同。六自行車發(fā)電照明系統(tǒng)1.(1)向上(2)A2.(1)A(2)C3.124.(1)C(2)PL=UPfP所以PP即PP=2024年上海市普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理試卷（考試時間60分鐘，滿分100分）“試題來自網(wǎng)絡(luò)，非官方渠道，請自行鑒別”特別提示：1．本試卷標(biāo)注“多選”的試題，每小題有2~3個正確選項，漏選給一半分，錯選不給分；未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只有1個正確選項。2．在列式計算、邏輯推理以及回答問題過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。3．除特殊說明外，本卷所用重力加速度g大小均取。物質(zhì)性質(zhì)實驗是人類認(rèn)識物質(zhì)世界的宏觀性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的重要手段之一，也是物理學(xué)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(guān)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(yù)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(qiáng)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.C2.①.A②.C【解析】【1題詳解】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題詳解】（1）[1]實驗過程中壓強(qiáng)不變，根據(jù)可得可知，在壓強(qiáng)不變的情況下，氣體體積與熱力學(xué)溫度成正比，與攝氏溫度成一次函數(shù)關(guān)系，故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，故A錯誤；B．本實驗壓強(qiáng)不變，實驗前測量并記錄大氣壓強(qiáng)不能減小實驗誤差，故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，故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，故D錯誤。故選C汽車智能化我國的汽車智能化技術(shù)發(fā)展迅猛。各類車載雷達(dá)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(fēng)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(dá)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(jī)功率，汽車受到的阻力大小為______N。當(dāng)車載雷達(dá)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(jī)驅(qū)動力，同時施加制動力使車輛減速。在剛進(jìn)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.B4.①.600②.③.【解析】【3題詳解】車載雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)出的激光和超聲波信號都是橫波。故選B?！?題詳解】[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]由牛頓第二定律可得，加速度大小為神秘的光光的行為曾令物理學(xué)家感到困惑。雙縫干涉、光電效應(yīng)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(rèn)識不斷深入，引發(fā)了具有深遠(yuǎn)意義的物理學(xué)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(qiáng)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(yuǎn)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(yīng)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】5.①.B②.B③.AD6.①.②.【解析】【5題詳解】[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?！?題詳解】[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(yīng)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(jī)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(xì)線Ⅰ，Ⅱ懸掛，處于靜止?fàn)顟B(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??；（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(dāng)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】7①.②.③.④.8.①.C②.【解析】【7題詳解】（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題詳解】（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(yuǎn)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(dá)式為彗星在運動過程中滿足機(jī)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(xué)家利用電磁場操控并篩選這三種同位素，使其應(yīng)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?zhǔn)椒磻?yīng)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(yīng)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(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)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(jìn)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(shè)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(rèn)為兩電極半徑均為，且電極間的電場強(qiáng)度大小處處相等，方向沿徑向垂直于電極。（1）電極間電場強(qiáng)度大小為______；（2）由核、核和核組成的粒子流從狹縫進(jìn)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】9.①.C②.10.①.D②.E11.①.②.B③.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題詳解】[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(yīng)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題詳解】[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]由題意可知，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?！?1題詳解】[1]由題意可知，電極間可視為勻強(qiáng)電場，因此電場強(qiáng)度大小為[2][3]由題意可知，電場力提供向心力，則其中場強(qiáng)、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(jī)如圖（a）所示，其結(jié)構(gòu)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(jī)輸出端。通過導(dǎo)線與標(biāo)有“12V，6W”的燈泡相連。當(dāng)車輪勻速轉(zhuǎn)動時，發(fā)電機(jī)榆出電壓近似視為正弦交流電