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1、2024 年上海市高考物理试卷年上海市高考物理试卷一、物质性质一、物质性质1实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究的重要方法。（1）通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为。A.1015mB.1012mC.109mD.106m（2）验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓慢下降不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是。下列有助于减小实验误差的操作是。A.实验前测量并记录环境温度B.实验前测量并记录大气压强C.待温度读数完全稳定后才记录数据D.测
2、量过程中保持水面高于活塞下端二、汽车智能化二、汽车智能化2我国的汽车智能化技术发展迅猛。各类车载雷达是汽车自主感知系统的重要组成部分。汽车在检测到事故风险后，通过自主决策和自主控制及时采取措施，提高了安全性。（1）车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中。A.仅激光是横波B.激光与超声波都是横波C.仅超声波是横波D.激光与超声波都不是横波（2）一辆质量 m2.0103kg 的汽车，以 v36km/h 的速度在平直路面上匀速行驶，此过程中发动机功率 P16.0kW，汽车受到的阻力大小为N。当车载雷达探测到前方有障碍物时，主动刹车系统立即撤去发动机驱动力，同时施加制动力使车辆减速。在刚进入制动状
3、态的瞬间248kW，此时汽车的制动力大小为N，加速度大小为m/s2。（不计传动装置和热损耗造成的能量损失）三、神秘的光三、神秘的光3光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验。逐渐揭开了光的神秘面纱。人类对光的认识不断深入，引发了具有深远意义的物理学革命。（1）在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，双缝间距为 d，双缝到光强分布传感器距离为 L。实验时测得 N 条暗条纹间距为 D，则激光器发出的光波波长为。A.B.C.D.在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比。A.增加B.不变C.减小移去偏振片，将双缝换成单缝，能
4、使单缝衍射中央亮纹宽度增大的操作有。（多选）A.减小缝宽B.使单缝靠近传感器C.增大缝宽D.使单缝远离传感器（2）某紫外激光波长为，其单个光子能量为。若用该激光做光电效应实验，所用光电材料的截止频率为0，则逸出光电子的最大初动能为。（普朗克常量为 h，真空中光速为 c）四、引力场中的运动四、引力场中的运动4包括太阳、地球在内的所有物体都会在其周围产生引力场。在不同尺度的空间，引力场中的物体运动具有不同的表象。牛顿揭示了苹果下落和行星运动共同的物理机制。意味着天上的物理和地上的物理是一样的，物理规律的普适性反映了一种简单的美。（1）如图 1，小球 a 通过轻质细线、悬挂，处于静止状态。线长 l0
5、.5m，与竖直方向之间夹角37；线保持水平。O 点正下方有一与 a 质量相等的小球 b（取 sin370.6，cos370.8）在线、的张力大小 F、F和小球 a 所受重力大小 G 中，最大的是。烧断线，a 运动到最低点时与 b 发生弹性碰撞。求：A.与 b 球碰撞前瞬间 a 球的速度大小 va；（计算）B.碰撞后瞬间 b 球的速度大小 vb；（计算）C.b 球的水平射程 s。（计算）（2）图 2 示虚线为某彗星绕日运行的椭圆形轨道，a、c 为椭圆轨道长轴端点，b、d 为椭圆轨道短轴端点。彗星沿图中箭头方向运行。该彗星某时刻位于 a 点，经过四分之一周期该彗星位于轨道的。A.ab 之间B.b
6、点C.bc 之间D.c 点已知太阳质量为 M，引力常量为 G。当彗日间距为 r1时，彗星速度大小为 v1。求彗日间距为 r2时的彗星速度大小 v2。（计算）五、氢的同位素五、氢的同位素5氢元素是宇宙中最简单的元素，有三种同位素。科学家利用电磁场操控并筛选这三种同位素，使其应用于核研究中。（1）原子核之间由于相互作用会产生新核，这一过程具有多种形式。质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为。A.链式反应B.衰变C.核聚变D.核裂变H 核的质量为 m1，H 核的质量为 m2，它们通过核反应形成一个质量为 m3的氮原子核（He），此过程释放的能量为。（真空中光速为 c）（2）某回旋加速器的示意
7、图如图 1 所示。磁感应强度大小为 B 的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒 D1、D2内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过、分别与 D1、D2相连，仅在 D1、D2缝隙间的狭窄区域产生交变电场。初动能为零的带电粒子自缝隙中靠近 D2的圆心 O 处经缝隙间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入 D1。粒子在 D1、D2运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为 W、冲量为 I，则。A.W0，I0B.W0，I0C.W0，I0D.W0，I0H 核和H 核自图 1 中 O 处同时释放，电场方向做周期性变化，H 核在每次经过缝隙间时均被加速（假设粒子通过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略）。H 核的动能
8、之比为。A.1：3B.1：9C.1：1D.9：1E.3：1（3）如图 2，静电选择器由两块相互绝缘、半径很大的同心圆弧形电极组成。电极间所加电压为 U。由于两电极间距 d 很小，可近似认为两电极半径均为 r（rd），方向沿径向垂直于电极。电极间电场强度大小为；由H 核、H 核和，若不计粒子间相互作用，部分粒子在电场力作用下能沿圆弧路径从选择器出射。a.出射的粒子具有相同的。A.速度B.动能C.动量D.比荷b.对上述 a 中的选择做出解释。（论证）六、自行车发电照明系统六、自行车发电照明系统6某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦
9、轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端 c、d 作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡 L1相连。当车轮匀速转动时，发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。（1）在磁铁从图示位置匀速转过 90的过程中：通过 L1的电流方向（在图中用箭头标出）；L1中的电流。A.逐渐变大B.逐渐变小C.先变大后变小D.先变小后变大（2）若发电机线圈电阻为 2，车轮以某一转速 n 转动时，L1恰能正常发光。将 L1更换为标有“24V，6W”的灯泡 L2，当车轮转速仍为 n 时：L2两端的电压。A.大于 12VB.等于 12
10、VC.小于 12VL2消耗的功率。A.大于 6WB.等于 6WC.小于 6W（3）利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光1：n21：2，该变压器原线圈两端的电压为V。（4）在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压 u 随时间 t 变化的关系可能为。无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率 Pf30W，车灯的功率为 PL4W。为使车灯的功率增大到 PL6W，骑车人的功率 P 应为多大？（计算）1（1）C；（2）A。2（1）B；
11、（2）600；5.7；3（1）B；B；（2），0。4（1）F；A.1.4m/s；B.6.4m/s；（2）C2的大小为。5（1）C；（m8+m2m3）c8；（2）D；E；a.B。6解：（1）在图示位置时连接灯泡的线圈中的磁场方向向下，在磁铁从图示位置匀速转过 90的过程中，根据楞次定律，通过 L1的电流方向如下图所示：发电机输出电压近似视为正弦交流电，图示位置线圈的磁通量最大，根据法拉第电磁感应定律可知此时感应电动势为零，L1中的电流为零，根据正弦交流电的变化规律，L3中的电流逐渐变大，故 A正确。（2）发电机线圈电阻为 r2，车轮以某一转速 n 转动时，L1恰能正常发光。已知灯泡 L3的额定电
12、压 UL112V，额定功率 PL16W，设发电机线圈产生的电动势有效值为 E，根据闭合电路欧姆定律得：EUL1+，解得：E13V将 L1更换为标有“24V，6W”的灯泡 L2，灯泡 L2的电阻为：RL296设 L2两端的电压为 U8，同理可得：EU2+解得：U212.73V，故 A 正确。L2消耗的功率为：P6W1.69W，AB 错误。（3）由题意可知，副线圈的电压 U624V，根据理想变压器的工作原理得：解得该变压器原线圈两端的电压为：U212V。（4）在自行车匀加速行驶过程中，发电机内的磁铁转动的角速度增大，线圈产生的感应电动势的最大值增大，同时交流电的周期会减小，可能如 C 选项所示的图像，ABD 错误。根据电功率：，可得：根据欧姆定律，UIR 根据闭合电路欧姆定律：I联立可得：UE线圈产生的感应电动势 E 正比于发电机内的磁铁转动的角速度，发电机内的磁铁转动的角速度又正比于自行车匀速行驶的速度 v 则有：1.3已知空气阻力与车速成正比，即 fkv则有：骑车人的功率为：PPf+PL（6+45）W51W
