2024年上海市某中學高考物理模擬試卷(含詳細答案解析)

2024年上海市育才中學高考物理模擬試卷

一、簡答題：本大題共5小題，共15分。

1.隨著電子、原子、原子核的發(fā)現(xiàn)，人們對組成物質的粒子有了越來越多的認識。

(1)若在如圖1所示的陰極射線管中部加上平行于紙面向上的電場，陰極射線將向偏轉；電子的衍射

現(xiàn)象證明了電子具有_____性。

(2)質子由2個〃夸克和I個1夸克組成，表示為p=則反質子可表示為；中子由1個〃夸克

和2個〃夸克組成，由此可推算出d夸克的電量為e。(已知質子帶電量為e)

(3)質子、中子和笊核的質量分別為、血2和血3。當一個質子和一個中子結合成笊核時，釋放的能量是

(C表示真空中的光速)。

A.g+m2-m3)c

必叫一瓶2-m^c

2

C(mi+機2—ni3)c

2

D.(m3—m2—mI)c

(4)(多選)在云室中有垂直于紙面的勻強磁場，從P點發(fā)出兩個電子和一個正電子，三個粒子運動軌跡如圖

2中1、2、3所示，三個粒子的初速度分別為巧、“2、內。根據(jù)軌跡可以推斷出。

A.正電子的軌跡是1

8.正電子的軌跡是2

C.Vj>v2>v3

D.V3>V2>VX

(5)鈾235受到中子轟擊后，會發(fā)生核裂變。

192K+

一14Q36r

①完成核裂變方程:S6

②(計算)如果按一個鈾235原子核裂變時放出200MeV能量計算，1g鈾235全部裂變后釋放的能量是多少

J?(阿伏加德羅常數(shù)6.02X10231noL,鈾235的摩爾質量235g/mo/,e=1.60x/-皿。)(結果保留2位

有效數(shù)字)

2.“獵豹”是4K超高速軌道攝像機系統(tǒng)如圖1,2022年北京冬奧會上“獵豹”軌道安置在比賽場地外

側，它將速滑運動競技過程清晰地呈現(xiàn)在我們面前。

的圖2

(1)速滑比賽中，運動員起跑加速度約為2.5m/s2,而“獵豹”可達3.5m/s2。獵豹和某運動員的位移％-￡

圖像如圖2所示，下列說法中正確的是_____o

A.0?Q時間內“獵豹”在前，q?J時間內“獵豹”在后

80?￡2時間內“獵豹”與運動員的平均速度相同

C.0?匕時間內“獵豹”的速度始終大于運動員的速度

0.0?J時間內“獵豹”做直線運動，運動員做曲線運動

(2)如圖3中，運動員在彎道處加速前進，“獵豹”與運動員保持同步，則兩者相比______的向心加速度更

大；“獵豹所受合外力的大致方向為______。(選填：&、尸2、％)

8

4

0

41AP4\/5//II1(3)當

8

“獵豹”使用400M”z的電磁波進行無線遙控，其對應的波長為______機。(保留2位有效數(shù)字)

(4)為降低轉播畫面中的噪聲強度，通過產生一列與外界噪聲相同頻率的聲波來抵消噪聲。假設某時刻外

界噪聲的波形圖如圖4所示，則以下哪列聲波可以達到零噪音的效果

2021年5月15日，“天問一號”探測器著陸火星取得圓滿成功，邁出了我國星際探測征程的重要一步,

在火星上首次留下國人的印跡。

(1)人類在不久的將來會從火星上采集一些“土壤”，帶回地球進行研究，下列關于“土壤”研究結論的

說法中正確的是

仍)含有的金屬材料都是惠晶體

(B)具有一定形狀的屬「多晶體

(C)具有固定熔點的一定是晶體

顯示各向同性都屬于非晶體

(2)“天問一號”探測器順利被火星捕獲后，成為我國笫一顆人造火星衛(wèi)星。其在著陸火星前的變軌過程

簡化如圖2,探測器先沿橢圓軌道I運行，之后進入稱為火星停泊軌道的橢圓軌1道II運行，兩軌道相切于

焰像上可看到的條紋圖樣是_____O

②利用薄膜干涉可檢查工件表面的平整度。如圖2(Q)所示，現(xiàn)使透明標準板M和待檢工件N間形成一楔形

空氣薄層，并用單色光照射，可觀察到如圖2(b)所示的干涉條紋，條紋的方曲處P和Q對應于A和B處。

從彎曲的條紋可知同一亮條紋上c、d點對應的薄膜厚度相同，故判斷A處缺陷為、8處缺陷為

______(選填“凹陷”或“凸起”)。當減少薄片的厚度，則相鄰的干涉條紋間距會______(選填“變大”、

“變小”、“不變”)。

5.電能的應用遍及于生產和生活的各個方面，為了獲得和利用電能，人們制造了發(fā)電機并通過傳輸線路將

電能傳輸?shù)焦S、學校、家庭…。

(1)發(fā)電機是利用電磁感應原理將機械能轉化為電能的裝置；下列實驗裝置中與發(fā)電機原理相同的是

(2)如圖為兩種不同的發(fā)電機結構示意圖。圖(。)為置于兩個磁極間可繞水平軸轉動的金屬圓盤，其中心與

邊緣各與個電刷接觸，通過手柄使圓盤轉動時可在回路中產生電流：圖(。)為位丁兩磁極間的導體線

圈，當其繞圖中虛線軸轉動時也能產生電流。

①說明這兩種結構發(fā)電機共同的發(fā)電原理和輸出電流特性。

②若將圖(a)中半徑為R的圓盤整體位于方向與盤面垂直，磁感應強度大小為4的均勻磁場中，當圓盤以

恒定角速度3旋轉時，與其接觸的兩電刷間的電動勢￡=_____°

(3)交流電技術使高壓輸電成為現(xiàn)實，家庭電路所使用的就是電壓為220V,頻率為50論的正弦交流電，其

電壓隨時間的變化規(guī)律如圖1所示。圖中(/6=V,=t2-tl=5o該交變電壓的表達式為

即觸

(4)變壓器是遠距離輸電不可或缺的設備。

①變壓器的基本結構如圖2所示，在理想變壓器中鐵芯的作用是_____；理想變壓器的輸入功率和輸出功

率之比為______。

②變壓器的鐵芯由相互絕緣的多層硅鋼片疊加而成，并使硅鋼片平面與磁感應強度的方向平行，這是為了

減小鐵芯中產生的______O

(5)如圖3,發(fā)電機的輸出功率P=100/dV,電壓Ui=250P,經理想變壓器升壓后向用戶輸電，輸電線總

電阻R=8。，在輸電線上損失的功率P。=5kW,在用戶端再利用理想變壓器將電壓降為外=220V。求：

R

圖3

①輸電線路中的電流/：

②兩個變壓器的匝數(shù)比言=?￡=?

答案和解析

1.【答案】下波動-iCBD32n

【解析】解：(1)電子受力方向與電場方向相反，陰極射線管中部加上平行于紙面向上的電場，陰極射線

將向下偏轉，電子的衍射現(xiàn)象證明了電子具有波動性；

(2)質子由2個〃夸克和1個d夸克組成，表示為p=〃〃d,反質子的電量為-e,則反質子的描述為aid,

中子的電量為0，中子可以描述為設〃夸克的電荷量為〃兒、"夸克的電荷量為則

則2nle+ne=1

me+2xne=0

解得m=弓、n=-i

(3)質子、中子和笊核的放量分別為m1、血2和血3，則當一個質子和一個中子結合成笊核時，根據(jù)愛因斯坦

2

質能方程，釋放的能量是4E=Oi+m2-TH3)C,故A3。錯誤，C正確；

故選：Co

(4)由圖可知I,3的偏轉方向相同，則1,3是電子，2是正電子，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

V2

evB=m—

V

解得r=吟

根據(jù)粒子運動半徑可知%>V2>V1

故B。正確，AC錯誤；

故選：BD.

(5)①衰變過程中電荷數(shù)和質量數(shù)守恒，則有l(wèi)n+ll5U—續(xù)Ba^Kr+3jn

②一個鈾235原子核裂變放出能量E。=200MH=200x106x1.6xIO_19/=3.2xIO-11/

231110

鈾全部裂變放出能量為E=nNAE0=4x6.02x10x3.2x10；=8.2xIO7

故答案為：(1)下，波動；(2)imd,(3)C；(4)3。；(5)①38；②1g鈾235全部裂變后釋放的能量是

8.2x1O10/

(1)根據(jù)電場力分析電子的偏轉，電子的衍射現(xiàn)象證明了電子具有波動性：

(2)根據(jù)電荷量的關系分析計算；

(3)根據(jù)愛因斯坦質能方程解答：

(4)根據(jù)左手定則及洛倫茲力提供向心力分析解答；

(5)衰變過程中電荷數(shù)和質量數(shù)守恒，結合愛因斯坦質能方程解答。

本題考查電子在磁場中的運動，質能方程，理解愛因斯坦質能方程的含義和應用，以及與能量守恒定律的

綜合應用是解決有關核反應問題的關鍵。

2.【答案】2獵豹鳥0.75C

【解析】解：(1)48、由圖像可知：0-匕時間內，都是“獵豹”在前；0內，“獵豹”與運動員

的位移相同，根據(jù)7=?可知“獵豹”與運動員的平均速度相同，故A錯誤，3正確；

C、根據(jù)x-t圖像的切線斜率表示速度，可知0-t2時間內“獵豹”的速度先大「運動員的速度后小「運

動員的速度，故C錯誤；

。、0-4時間內“獵豹”和運動員均做直線運動，故。錯誤。

故選：Be

(2)圖中運動員在方道處加速前進，“獵豹”與運動員保持同步即角速度相同，根據(jù)anro/nj知：由于

“獵豹”的半徑比較大，則“獵豹”的向心加速度更大；

由于“獵豹”與運動員在彎道處加速前進，則“獵豹”所受合力的方向大致為&方向。

(3)其對應的波長為;I=y=藍：：6m=0.75m

(4)為了達到零噪音效果，根據(jù)波的登加原理可知，產生的聲波與外界噪聲相同頻率，且振幅相同，相位

相反,故C正確,A3。錯誤。

故選:Co

故答案為：(1)B；(2)獵豹,%(3)0.75；(4)Co

(1)運動學x-t圖像，斜率代表速度，平均速度等于位移除時間，從圖像中可以得出任意時刻物體的位

置：

(2)根據(jù)Q二丁丁比較二者的向心加速度大小；根據(jù)物體做加速圓周運動判斷其合力方向；

(3)根據(jù)波速公式求解電磁波的波長；

(4)降噪的原理是波的疊加，即根據(jù)介質中的質點同時參與的兩列波振動情況相反，這樣該點處于減弱

點。

本題考查波的干涉，解決本題的關鍵是理解波的干涉條件。降噪的原理是使介質中的質點振動減弱。

3.【答案】CO1500吸熱等AD

【解析】解：(1)4常見的金屬材料都是多晶體，含有的金屬材料不一定都是多晶體，A錯誤；

及由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，4錯誤;

C晶體有確定的熔點，因此具有固定熔點的一定是晶體，C正確；

D多晶體和非晶體均顯示各向同性，因此顯示各向同性的不都屬于非晶體，。錯誤。

故選：Co

(2)4探測器在橢圓軌道II運行，由牛頓第二定律可知，探測器受到的合力不等于零，處于受力不平衡狀

態(tài)，A錯誤,

A由開普勒第三定律可得

豆=逋

1112

由于軌道i的半長軸比軌道n的半長軸長，因此在軌道I運行周期比在n時長，B錯誤；

c探測器從軌道進入n,即從高軌道進入低軌道，需要在P處點火減速，使探測器做向心運動，c錯誤;

。.由開普勒第二定律，可知沿軌道向p飛近時，即向近火星點運動時，速度增大，。正確。

故選:Do

(3)已知純電阻R=5。，電阻R消耗的功率為125W,由歐姆定律，可得流經電阻R的電流為

由閉合電路歐姆定律，可得太陽能電池的內電阻為

E-U-U150-120-5X5

r=--------Mj--------R=-------------=------------C=1/2

由電功率公式，可得電動機的機械功率為

Pl=UMI-12rM=120x5W-52x4W=500W。

(4)由題意可知，理想氣體的溫度不變，則內能不變，體枳增大，氣體對外做功，由熱力學第一定律

AU=Q+W

可知在此過程中理想氣體吸熱。設火星表面的大氣壓為po在開始時有

G

Pi=Po+M

當拉力大小為2G時，則有

p2s+2G=G+p0S

可得

G

P2=PO-J

由等溫變化根據(jù)玻意耳定律有

P]5L—P2'x'2L

解得

2G

Pop

(5)48.當。加熱時，氣體。的溫度升高，由于氣體a膨脹，。氣體被壓縮，外界對。氣體做功，且沒有與

外界進行熱交換，所以〃的內能增大，溫度升而，由理想氣體的狀態(tài)方程

%

T~C

可知，〃的體積減小，溫度升高，則壓強一定增大，由于K與氣缸壁的接觸是光滑的，可以自由移動，所

以。、〃兩部分的壓強始終相同，都變大，A正確，B錯誤：

C.開始時，。和〃兩部分中分別盛行相同質量、相同溫度的同種氣體。和兒則它們的物質量相等，。、b

兩部分的壓強始終相同，。體積大，可知溫度較高，所以。的分子的平均動能大，則分子的平均速率大，

可〃的分子速率不一定都大于人的分子速率C錯誤；

。.由于氣體。膨脹，力氣體被壓縮，則有。氣體體積大于力氣體體積，可知。溫度較高，〃增加的內能大于

。增加的內能，。正確。

故選：ADO

故答案為：(1)C；(2)。；(3)1；500；(4)吸熱；等；⑸力必

(1)常見的金屬材料都是多晶體，含有的金屬材料不一定都是多晶體，多晶體是許多單晶體雜亂無章地組

合而成的，沒有確定的幾何形狀，晶體有確定的熔點，多晶體和非晶體均顯示各向同性；

(2)探測器做曲線運動，合力不為零，根據(jù)開普勒第二定律判斷E寸長，高軌道到低軌道要點:火減速，近火

點速度最大；

(3)根據(jù)部分電路歐姆定律求R的電流，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求電阻，根據(jù)電功率的公式求機械功

率；

(4)理想氣體的內能只與溫度有關，根據(jù)熱力學第一定律判斷吸熱還是放熱，根據(jù)平衡求出拉力變化前后

理想氣體的壓強，根據(jù)玻意耳定律求火星表面的大氣壓強；

(5)對a氣體加熱，溫度升高，壓縮〃氣體，外界會對〃氣體做功，且沒有與外界進行熱交換，所以〃的內

能增大，溫度升高，由理想氣體的狀態(tài)方程可知，的體積減小，溫度升高，則壓強一定增大，由于K與

氣缸壁的接觸是光滑的，可以自由移動，所以〃、〃兩部分的壓強始終相同，都變大，

只能說〃的分子平均速率大于匕的分子平均速率，不一定是全部，〃的氣體溫度升高，內能大于人的氣

體。

本題考查了晶體與非晶體的區(qū)別，天體運動的規(guī)律，恒定電流相關的知識及氣體實驗定律，要求學生熟練

掌握這些知識點，并能熟練應用。

4.【答案】大于大于大于水平的明暗相間的干涉條紋凹陷凸起變大

【解析】解：(1)作圖如下

根據(jù)圖象可知，〃光的偏折程度大，說明力光的折射率大于。光的折射率，即山,折射率越大的光頻

率越大，所以方光的頻率大于c光，根據(jù)□=：可知小光在球中傳播速度小，而力光在球中通過的距離大于

c光在球中通過的距離，所以人光在球中的傳播時間長。

(2)往火焰上灑些鹽后，酒精燈放出黃色的光線，當黃色的光線照射到肥皂膜上時從肥皂膜的前后兩個表

面分別反射兩列光，這兩列光的頻率相同，故為相干光源，當光程差為波長的整數(shù)倍時呈現(xiàn)光條紋，當光

程差為半個波長的奇數(shù)倍時呈現(xiàn)暗條紋，由于重力的作用使卜惻的肥皂膜厚度比較大，而卜.側的比較薄，

相同的高度肥皂膜的厚度相同，故出現(xiàn)水平的明暗相間的干涉條紋。

■薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同，故c、d點對應處的薄膜厚度相同，從彎曲的條紋

可知，4處檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，知4處凹陷。4處檢查平面右邊處的

空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，知4處凸起。當減少薄片的厚度，即減小空氣薄層的寬度，導致同

級的光程差的間距變大，則干涉條紋間距會增大。

故答案為：(1)大于；大于；大于,

(2)水平的明暗相間的干涉條紋；凹陷；凸起；變大。

(1)在同一介質中，光的折射率越大，頻率越大，波長越小，傳播速度越小，畫出光路圖，根據(jù)光路圖判

斷b、c折射率進而解答；

(2)薄膜干涉是薄膜的前后兩個表面反射兩列光疊加形成，對于單色光，形成明暗相間的平行的條紋，復

色光形成彩色條紋，薄膜干涉可以檢驗工件的平整程度。

本題主要考查光的折射和光的薄膜干涉，理解光的折射和光的薄膜干涉產生機理是解題關鍵。

5.【答案】嗎叱儂220/20.01〃=220，Isinl00TT￡(V)減小磁場的損失；理想變壓器沒有能量損失1：

1減小鐵芯中產生的渦流

【解析】解：(1)發(fā)電機是利用電遨感應原理將機械能轉化為電能的裝置，圖A是磁場對電流的作用，圖3

是電磁感應原理，圖C是電動機原理，圖。是電流的磁效應，故AC。錯誤，8正確;