2024年高考第二次模擬考試：物理（上海卷）（解析版）

這是一份2024年高考第二次模擬考試：物理（上海卷）（解析版），共11頁。試卷主要包含了本考試分設(shè)試卷和答題紙等內(nèi)容，歡迎下載使用。
考生注意：
1．試卷滿分100分，考試時間60分鐘。
2．本考試分設(shè)試卷和答題紙。答題前，務(wù)必在答題紙上填寫姓名、報名號、考場號和座位號，并將核對后的條形碼貼在指定位置上。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。
3．本試卷標(biāo)注“多選”的試題，每小題應(yīng)選兩個及以上的選項，但不可全選；未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只能選一個選項。
4．本試卷標(biāo)注“計算”“簡答”“論證”的試題，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。
5．除特殊說明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8m/s2。
一、飛翔宇宙
從東方紅一號到天宮空間站，我國的航天技術(shù)經(jīng)過五十多年的發(fā)展，已達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。1970 年 4 月 24 日，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅 1 號” 發(fā)射成功，開創(chuàng)了中國航天史的新紀(jì)元。為我國航天事業(yè) 作出特殊貢獻(xiàn)的科學(xué)家錢學(xué)森被譽(yù)為“中國航天之父”。自首顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射后，人類已經(jīng)發(fā)射了數(shù)千顆人造地 球衛(wèi)星，目前在軌有效運(yùn)行的衛(wèi)星有上千顆，其中的通信、導(dǎo)航、氣象等衛(wèi)星已極大地改變了人類的生活。2023年10月15日是神舟五號飛天二十周年，二十年前楊利偉代表13億中國人踏上了逐夢太空的征途。從此，中國人開啟了從“飛天夢圓”到“圓夢天宮”。
1. 天宮二號搭載的寬波段成像儀具有可見近紅外（波長范圍0.52~0.86微米）、短波紅外（波長范圍1.60~2.43微米）及熱紅外（波長范圍8.13~11.65微米）三個譜段。與可見近紅外相比，熱紅外（ ）
A. 頻率更高
B. 相同條件下，雙縫干涉圖樣中相鄰明紋中心間距更窄
C. 更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
D. 空氣中傳播速度更快
【答案】C
【解析】熱紅外的波長更大，則頻率更低，選項A錯；根據(jù)，可知，相同條件下，因熱紅外的波長更大，則雙縫干涉圖樣中相鄰明紋中心間距更寬，選項B錯；因熱紅外的波長更大，則更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項C正確；電磁波在空氣中傳播速度都相同，選項D錯誤。故選C。
2．2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運(yùn)飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道（可視為圓軌道）運(yùn)行。與天宮二號單獨運(yùn)行時相比，組合體運(yùn)行的（ ）
A．周期變大 B．速率變大
C．動能變大 D．向心加速度變大
【答案】C
【解析】組合體比天宮二號質(zhì)量大，軌道半徑R不變，根據(jù)eq \f(GMm,R2)＝meq \f(v2,R)，可得v＝eq \r(\f(GM,R))，可知與天宮二號單獨運(yùn)行時相比，組合體運(yùn)行的速率不變，B項錯誤；又T＝eq \f(2πR,v)，則周期T不變，A項錯誤；質(zhì)量變大、速率不變，動能變大，C項正確；向心加速度a＝eq \f(GM,R2)，不變，D項錯誤。
3．天宮課堂中，王亞平利用太空的微重力環(huán)境建立起很大尺寸的“液橋”?！耙簶颉北砻鎸拥乃肿娱g距__________內(nèi)部的水分子間距（選填“大于”、“等于”或“小于”），水的表面張力使其表面有__________的趨勢。
【答案】大于 收縮
【解析】“液橋”表面層的水分子間距大于內(nèi)部的水分子間距，水的表面張力使其表面有收縮的趨勢。
4．航天員從天和核心艙的節(jié)點艙出艙，順利完成了艙外操作。節(jié)點艙具有氣閘艙功能，航天員出艙前先要減壓，從太空返回航天器后要升壓。其簡化示意圖如圖，相通的艙A、B間裝有閥門K，A中充滿理想氣體，B內(nèi)為真空，若整個系統(tǒng)與外界沒有熱交換。打開K后，A中的氣體進(jìn)入B，氣體的內(nèi)能（ ）。最終達(dá)到平衡后，氣體分子單位時間內(nèi)撞擊單位面積艙壁的分子數(shù)（ ）
A．增大 B．減小 C．不變
【答案】C B
【解析】氣體自由膨脹，沒有對外做功，同時沒有熱交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知ΔU=W+Q，氣體內(nèi)能不變。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，當(dāng)T不變、V增大時，P減小，故氣體分子單位時間對艙壁單位面積碰撞的次數(shù)將減少。
5．太空艙中可采用動力學(xué)的方法測物體的質(zhì)量。如圖所示，質(zhì)量為m的物體A是可同時測量兩側(cè)拉力的力傳感器，待測物體B連接在傳感器的左側(cè)。在外力作用下，物體A、B和輕繩組成的系統(tǒng)相對桌面開始運(yùn)動，穩(wěn)定后力傳感器左、右兩側(cè)的讀數(shù)分別為F1、F2，由此可知待測物體B的質(zhì)量為_____________。
【答案】
【解析】設(shè)物體B質(zhì)量為m?，對B由牛頓第二定律得F1=m?a
對A由牛頓第二定律得F2?F1=ma
聯(lián)立可得。
6．地面環(huán)境下某液體可沿一豎直毛細(xì)管爬升高度d。若在空間站中將相同毛細(xì)管插入同種液體相同深度，管內(nèi)、外液面間距為d?，則該液體對毛細(xì)管（ ）
A．浸潤，d?大于d B．浸潤，d?小于d
C．不浸潤，d?大于d D．不浸潤，d?小于d
【答案】A
【解析】毛細(xì)現(xiàn)象是液體表面對固體表面的吸引力引起的。在附著層分子的分布要比液體內(nèi)部稀疏些，分子之間的吸引力大于排斥力，因此分子力體現(xiàn)為液體表面層的吸引力，它的作用結(jié)果是使液體表面繃緊，形成表面張力。地面環(huán)境下液體沿豎直毛細(xì)管爬升高度d，若在空間站中將相同毛細(xì)管插入同種液體相同深度，由于液體處于完全失重狀態(tài)，則管內(nèi)、外液面間距d?為d?>d。故選A。
7．若航天員用彈簧振子做振動實驗，得到振子的振動圖線如圖所示。在0~1.0s內(nèi)，振子速度大小不斷增大的時間段是（ ）
A．0~0.25s B．0.25~0.5s C．0.5~0.75s D．0.5~1.0s
【答案】B
【解析】若航天員用彈簧振子做振動實驗，得到振子的振動圖線如題圖所示。當(dāng)彈簧振子向平衡位置運(yùn)動時，振子的速度不斷增大，所以在0~1.0s內(nèi)，振子速度大小不斷增大的時間段是0.25~0.5s和0.75~1.0s這兩個時間段，故選B。
8．建立月球基地所需的太空飛船，可利用太空中由大量電荷量大小相等的正、負(fù)離子（忽略重力）所組成的高能粒子流作為能量的來源。推進(jìn)原理如圖所示，裝置左側(cè)部分由兩塊間距為d的平行金屬板M、N組成，兩板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。高能粒子流源源不斷從左側(cè)以速度v0水平入射，最終在M和N間形成穩(wěn)定的電勢差，并給右側(cè)平行板電容器PQ供電。
（1）穩(wěn)定后，在金屬板M和N中_______板的電勢更高，M和N間電勢差的絕對值為_______。
（2）（計算）靠近Q板處有一放射源S，可釋放初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，求該粒子從S正上方的噴射孔噴出P板時速度的大小。
【答案】 （1）N Bdv0（2）
【解析】（1）帶正電粒子受向下的洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，穩(wěn)定后，在金屬板M和N中， N板帶正電，電勢更高；
設(shè)高能粒子電荷量為q0，當(dāng)高能粒子所受電場力與洛倫茲力等大反向后，粒子不再偏轉(zhuǎn)，則根據(jù)平衡條件有
解得M和N間電勢差的絕對值為U=Bdv0
（2）由動能定理
又U=Bdv0
得。
二、請閱讀下述文字，完成下列各小題。
如圖所示，a、b是正電荷Q產(chǎn)生的電場中一條電場線上的兩點。 用Ea、Eb分別表示兩處的電場強(qiáng)度大小
9．關(guān)于此電場線的方向及a、b兩點電勢高低的比較，下列判斷正確的是（ ）
A．電場線方向由a指向b，a點電勢較高
B．電場線方向由a指向b，b點電勢較高
C．電場線方向由b指向a，a點電勢較高
D．電場線方向由b指向a，b點電勢較高
【答案】A
【解析】正電荷形成的電場向外發(fā)散，如圖所示
故電場線方向由a指向b，沿電場線方向電勢降低，可知a點電勢較高。故選A。
10．關(guān)于a、b兩點的電場強(qiáng)度的大小，下列描述正確的是（ ）
A．Ea>EbB．Eaφb>φc，根據(jù)電勢能定義式Ep=qφ，可知電勢能越來越大，故選A。
三、電動汽車
由于電動汽車有利于環(huán)保，且純電動汽車的出行成本，要比使用燃油車更經(jīng)濟(jì)實惠一些，從而得以越來越受消費(fèi)者的歡迎。
13．電動汽車是把（ ）轉(zhuǎn)化為電能，從而驅(qū)動汽車運(yùn)行
A．光能 B．核能C．機(jī)械能D．化學(xué)能
【答案】D
【解析】電動汽車在行駛時，是由儲存在蓄電池里的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車行駛所需要的電能。故選D。
14．“動能回收”是指電動車在剎車或下坡過程中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。電動車以1.0×105J的初動能沿傾角為15°的平直斜坡運(yùn)動。第一次關(guān)閉發(fā)動機(jī)，讓車自由滑行，其動能—位移關(guān)系如圖直線①所示；第二次關(guān)閉發(fā)動機(jī)同時開啟“動能回收”裝置，其動能—位移關(guān)系如圖線②所示。假設(shè)機(jī)械能回收效率為90%，求電動車開啟動能回收裝置行駛200m的過程中：（簡答）
（1）所受的合力的變化規(guī)律；
（2）共回收了多少電能；
（3）若電動車質(zhì)量為2噸，行駛到150m處電能的回收功率。
【答案】（1）合外力逐漸減小 （2）1.224×105J （3）3600W
【解析】（1）根據(jù)圖線可知速度減小的越來越慢，即加速度逐漸減小到零，根據(jù)牛頓第二定律可知，汽車受到的合外力逐漸減?。?br>（2）在車自由滑行時WG+Wf=ΔEK=（200?100）×103J
開啟“動能回收”裝置后WG+Wf+WF=ΔEK?=（60?100）×103J
則共回收的電能為E=?WF×90%=1.224×105J
（3）根據(jù)圖線①可知受到的合外力為Fx=ΔEK
可得F=500N，150m處的速度為EK=mv2/2
解得v=8m/s
此時回收功率為P=Fv×90%
代入數(shù)據(jù)可得P=3600W
15．我市開始大力推行文明交通“車讓人”行動，如圖所示，以8m/s的速度勻速行駛的電動汽車即將通過路口，有一位老人正在過人行橫道，此時汽車的車頭距離停車線8m，該車減速時加速度大小為5m/s2，則下列說法中正確的是
A．如果駕駛員立即剎車制動，則t=2s時，汽車離停車線距離為2m
B．如果駕駛員立即剎車制動，則t=2s時，汽車離停車線距離為1.6m
C．如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.4s，汽車剛好能在停車線處停下
D．如果駕駛員的反應(yīng)時間為0.2s，汽車不能在停車線處停下
【答案】B
【解析】汽車速度減為零所需的時間t==s=1.6s
則2s內(nèi)的位移等于1.6s內(nèi)的位移x=t=×1.6m=6.4m
此時汽車離停車線的距離△x=8-6.4m=1.6m，故A錯誤，B正確；若駕駛員的反應(yīng)時間為0.4s，則在反應(yīng)時間內(nèi)的位移x′=v0t′=8×0.4m=3.2m，到停止時的位移X=x+x′=6.4m+3.2m=9.6m，大于8m，汽車車頭不能在停車線處停下，故C錯誤。若駕駛員的反應(yīng)時間為0.2s，則在反應(yīng)時間內(nèi)的位移
x′′=v0t′′=8×0.2m=1.6m，到停止時的位移X′′=x+x′′=6.4m+1.6m=8m，汽車車頭剛好能在停車線處停下，故D錯。故答案為B。
16．一電動自行車中電源銘牌標(biāo)有“48V 12A·h”字樣，假設(shè)工作時輸出電壓恒為48V，額定功率為192W，電動機(jī)內(nèi)阻為1Ω，某次平路上行駛的人和車的總質(zhì)量為100kg，阻力為總重力的0.03，則（ ）
A．額定工作電流為12A
B．充滿電后該電池的總能量為576J
C．以額定功率行駛時，電動機(jī)的效率約為92%
D．以額定功率行駛時，在平路上行駛的最大速度約為6.4m/s
【答案】C
【解析】額定工作電流為，故A錯誤；充滿電后該電池的總能量為E=48×12×3600J=2073600J，故B錯誤；電動機(jī)輸出功率為P出=P?I2r=（192?42×1）W=176W，則效率為，故C正確；速度最大時，牽引力等于阻力，則有P出=0.03mgv，解得v≈5.87m/s，故D錯誤。故選C。
四、電磁感應(yīng)應(yīng)用
在電磁爐的爐盤下有一個線圈。電磁爐工作時，它的盤面并不發(fā)熱，在爐盤上面放置鐵鍋，鐵鍋會發(fā)熱。這是電磁感應(yīng)在日常生活中的一個具體應(yīng)用。
17．電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物。下列說法中正確的是（ ）
A．鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場變化的頻率有關(guān)
B．電磁爐中通入電壓恒定的直流電也能正常工作
C．環(huán)保絕緣材料制成的鍋體可以利用電磁爐來烹飪食物
D．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成以便于加快熱傳遞
【答案】A
【解析】渦流是高頻交流電產(chǎn)生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場變化的頻率有關(guān)，故選項A正確、B錯誤；電磁爐表面一般用絕緣材料制成，避免產(chǎn)生渦流，鍋體用金屬制成利用渦流加熱食物，故選項C、D錯誤。
18．掃描隧道顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是（ ）
【答案】A
【解析】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)生變化．在A圖中，系統(tǒng)振動時，紫銅薄板隨之上下及左右振動，都會使穿過紫銅薄板的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，阻礙系統(tǒng)的振動，故A正確；在B、D圖中，只有紫銅薄板左右振動才產(chǎn)生感應(yīng)電流，而上下振動無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B、D錯誤；在C圖中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤。
19．磁電式儀表的基本組成部分是磁鐵和線圈．纏繞線圈的骨架常用鋁框，鋁框、指針固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈未通電時，指針豎直指在表盤中央；線圈通電時發(fā)生轉(zhuǎn)動，指針隨之偏轉(zhuǎn)，由此就能確定電流的大小。如圖所示，線圈通電時指針向右偏轉(zhuǎn)，在此過程中，下列說法正確的是（ ）
A．俯視看線圈中通有逆時針方向的電流
B．穿過鋁框的磁通量減少
C．俯視看鋁框中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流
D．使用鋁框做線圈骨架能夠盡快使表針停在某一刻度處
【答案】D
【解析】由左手定則可知，俯視看線圈中通有順時針方向的電流，選項A錯誤；因為線圈在水平位置時磁通量為零，則線圈轉(zhuǎn)動時，穿過鋁框的磁通量向左增加，根據(jù)楞次定律可知，俯視看鋁框中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，選項B、C錯誤；當(dāng)鋁框中產(chǎn)生感應(yīng)電流時，鋁框受到的安培力與運(yùn)動方向相反，故起到了阻尼作用，則使用鋁框做線圈骨架能夠盡快使表針停在某一刻度處，故D正確。
20．某手持式考試金屬探測器如圖所示，它能檢查出考生違規(guī)攜帶的電子通訊儲存設(shè)備。工作時，探測環(huán)中的發(fā)射線圈通以正弦式電流，附近的被測金屬物中感應(yīng)出電流，感應(yīng)電流的磁場反過來影響探測器線圈中的電流，使探測器發(fā)出警報。則（ ）
A．被測金屬物中產(chǎn)生的是恒定電流
B．被測金屬物中產(chǎn)生的是交變電流
C．探測器與被測金屬物相對靜止時不能發(fā)出警報
D．違規(guī)攜帶的手機(jī)只有發(fā)出通訊信號時才會被探測到
【答案】B
【解析】探測器靠近金屬物體時，在金屬物體中就會產(chǎn)生渦流，這種渦流是交變電流，故A錯誤，B正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，探測器產(chǎn)生的是變化的磁場，使靠近的金屬物體產(chǎn)生渦流，探測器與被測金屬物相對靜止時也能發(fā)出警報，故C錯誤；探測器靠近金屬物體時，在金屬物體中就會產(chǎn)生渦流，該設(shè)備的制成原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，和違規(guī)攜帶的手機(jī)是否發(fā)出通訊信號無關(guān)，故D錯誤。
21．安檢門是一個用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈中通有變化的電流．如果金屬物品通過安檢門，金屬中會被感應(yīng)出渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警，關(guān)于安檢門的說法正確的是（ ）
A．安檢門能檢查出毒販攜帶的毒品
B．安檢門能檢查出旅客攜帶的金屬水果刀
C．如果“門框”的線圈中通上恒定電流，安檢門也能正常工作
D．安檢門工作時，主要利用了電流的熱效應(yīng)原理
【答案】B
【解析】安檢門利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品的原理：線圈中的交變電流產(chǎn)生交變的磁場，會在金屬物品中產(chǎn)生渦流，而金屬物品中渦流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中交變電流發(fā)生變化，從而被探測到，則安檢門不能檢查出毒販攜帶的毒品，選項A、C錯誤，B正確；安檢門工作時，主要利用了電磁感應(yīng)原理，選項D錯誤。
22．如圖是汽車上使用的電磁制動裝置示意圖。與傳統(tǒng)的制動方式相比，電磁制動是一種非接觸的制動方式，避免了因摩擦產(chǎn)生的磨損。電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時，會產(chǎn)生渦流，使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力。下列說法正確的是（ ）
A．制動過程中，導(dǎo)體不會產(chǎn)生熱量
B．制動力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的速度有關(guān)
C．線圈一定是通交流電
D．如果改變線圈中的電流方向，可以使導(dǎo)體獲得促進(jìn)它運(yùn)動的動力旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動導(dǎo)體（轉(zhuǎn)盤）
【答案】B
【解析】電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時，會產(chǎn)生渦流，電流流過電阻時會產(chǎn)生熱量，A錯誤；導(dǎo)體運(yùn)動的速度磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越強(qiáng)，制動器對轉(zhuǎn)盤的制動力越大，故制動力的大小與導(dǎo)體運(yùn)動的速度有關(guān)，B正確；電磁制動的原理是當(dāng)導(dǎo)體在通電線圈產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動時，產(chǎn)生渦流，故通電線圈可以通直流電，產(chǎn)生方向不變的磁場也是可以的，C錯誤；如果改變線圈中的電流方向，鐵芯產(chǎn)生的磁感線的方向變?yōu)榉聪?，此時產(chǎn)生的渦流方向也相反，根據(jù)安培力的公式，電流和所處的磁場方向同時反向，安培力方向不變，故還是使導(dǎo)體受到阻礙運(yùn)動的制動力，D錯誤。故選B。
23．如圖為手機(jī)及無線充電板。如圖為充電原理示意圖。充電板接交流電源，對充電板供電，充電板內(nèi)的送電線圈可產(chǎn)生交變磁場，從而使手機(jī)內(nèi)的受電線圈產(chǎn)生交變電流，再經(jīng)整流電路轉(zhuǎn)變成直流電后對手機(jī)電池充電，下列說法正確的是（ ）
A．手機(jī)外殼用金屬材料制作可以減少能量損耗
B．如果圖示方向的磁場在變強(qiáng)，受電線圈中c點的電勢高于d點的電勢
C．在送電線圈電壓不變的情況下，增加送電線圈匝數(shù)可以提高受電線圈的電壓
D．受電線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同
【答案】D
【解析】手機(jī)外殼使用金屬材料會屏蔽電磁波，導(dǎo)致無線充電不能完成，故A錯誤；根據(jù)楞次定律可知，受電線圈內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向俯視為順時針，受電線圈中感應(yīng)電流方向由c到d，受電線圈相當(dāng)于充電電流的電源，電源內(nèi)部從電流從負(fù)極向正極運(yùn)動，故d點的電勢高，故B錯誤；該設(shè)備電磁感應(yīng)原理，因此根據(jù)原、副線圈感應(yīng)電動勢公式變形可得，則當(dāng)送線圈匝數(shù)n1增加時，受電線圈的電壓U2減小，故C錯誤。該設(shè)備采用的是電磁感應(yīng)原理，因此當(dāng)發(fā)射線圈中電流方向改變時，受電線圈中的電流方向也會改變，即受電線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同，故D正確。故選D。