2024屆上海市第四中學(xué)高三第二次調(diào)研物理試卷含解析

2024屆上海市第四中學(xué)高三第二次調(diào)研物理試卷考生請(qǐng)注意：1．答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫(xiě)在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫(xiě)在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫(xiě)在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，圖（甲）是t=0時(shí)刻的波形圖，圖（乙）是x=1.0m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A．該波的波長(zhǎng)為2.0m B．該波的周期為1sC．該波向x軸正方向傳播 D．該波的波速為2.0m/s2、如圖所示，輕彈簧的一端固定在地面上，另一端固定一質(zhì)量不為零的托盤(pán)，在托盤(pán)上放置一小物塊，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧頂端位于B點(diǎn)（未標(biāo)出）?，F(xiàn)對(duì)小物塊施加以豎直向上的力F，小物塊由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。以彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，其頂端所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下為正方向，建立坐標(biāo)軸。在物塊與托盤(pán)脫離前，下列能正確反映力F的大小隨小物塊位置坐標(biāo)x變化的圖像是（）A． B． C． D．3、2013年12月2日，“嫦娥三號(hào)”成為了全人類(lèi)第一個(gè)在月球背面成功實(shí)施軟著陸的探測(cè)器。為了減小凹凸不平的月面可能造成的不利影響，“嫦娥三號(hào)”采取了近乎垂直的著陸方式。已知：月球半徑為R，表面重力加速度大小為g，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（）A．“嫦娥三號(hào)”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中處于超重狀態(tài)B．為了減小與地面的撞擊力，“嫦娥三號(hào)”著陸前的一小段時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)C．“嫦娥三號(hào)”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期約為T(mén)=D．月球的密度為ρ=4、位于貴州的“中國(guó)天眼”（FAST）是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠(yuǎn)鏡，通過(guò)FAST可以測(cè)量地球與木星之間的距離．當(dāng)FAST接收到來(lái)自木星的光線傳播方向恰好與地球公轉(zhuǎn)線速度方向相同時(shí)，測(cè)得地球與木星的距離是地球與太陽(yáng)距離的k倍．若地球和木星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)且軌道共面，則可知木星的公轉(zhuǎn)周期為（）A．年 B．年C．年 D．年5、在圖示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220，副線圈的匝數(shù)可調(diào)，L1、L2、L3和L4是四個(gè)相同的燈泡。當(dāng)在a、b兩端加上瞬時(shí)值表達(dá)式為(V)的交變電壓時(shí)，調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個(gè)燈泡均正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（）A．變壓器副線圈的匝數(shù)為440B．燈泡的額定電壓為55VC．變壓器原線圈兩端電壓為220VD．穿過(guò)變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.1V6、如圖所示，斜面體置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被輕質(zhì)細(xì)線系住放在斜面上，細(xì)線另一端跨過(guò)定滑輪，用力拉細(xì)線使小球沿斜面緩慢向上移動(dòng)一小段距離，斜面體始終靜止．移動(dòng)過(guò)程中（）A．細(xì)線對(duì)小球的拉力變小B．斜面對(duì)小球的支持力變大C．斜面對(duì)地面的壓力變大D．地面對(duì)斜面的摩擦力變小二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，在豎直平面內(nèi)的xOy坐標(biāo)系中分布著與水平方向成30°角的勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一質(zhì)量為0.1kg、帶電荷量為+0.01C的小球以某一初速度從原點(diǎn)O豎直向上拋出，它的軌跡方程為y1=x，已知P點(diǎn)為軌跡與直線方程y=x的交點(diǎn)，重力加速度g=10m/s1．則（）A．電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為100N/CB．小球初速度的大小為C．小球通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為D．小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的過(guò)程中，電勢(shì)能減少8、如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波正沿x軸傳播，實(shí)線是t=0時(shí)的波形圖，虛線為t=0.1s時(shí)的波形圖，則以下說(shuō)法正確的是（）A．若波速為50m/s，則該波沿x軸正方向傳播B．若波速為50m/s，則x=4m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.1s時(shí)振動(dòng)速度方向沿y軸負(fù)方向C．若波速為30m/s，則x=5m處的質(zhì)點(diǎn)在0時(shí)刻起0.8s內(nèi)通過(guò)的路程為1.2mD．若波速為110m/s，則能與該波發(fā)生干涉的波的頻率為13.75Hz9、如圖所示，在豎直紙面內(nèi)有四條間距均為L(zhǎng)的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1、L2之間與L3，L4之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)有一矩形線圈abcd，長(zhǎng)邊ad=3L，寬邊cd=L，質(zhì)量為m，電阻為R，將其從圖示位置（cd邊與L1重合）由靜止釋放，cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3時(shí)恰好開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈始終處于同一豎直面內(nèi)，cd邊始終水平，已知重力加速度g=10m/s2，則（）A．a(chǎn)b邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L1后線圈要做一段減速運(yùn)動(dòng)B．a(chǎn)b邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3后線圈要做一段減速運(yùn)動(dòng)C．cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L2和L4的時(shí)間間隔大于D．從線圈開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L4過(guò)程中，線圈產(chǎn)生的熱量為2mgL－10、如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈（線圈電阻不計(jì)）繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈通過(guò)電刷與理想變壓器原線圈相連，副線圈接一滑動(dòng)變阻器R，原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。要使電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，下列措施可行的是A．n2增大為原來(lái)的2倍，ω、R不變B．ω增大為原來(lái)的2倍，n2、R不變C．ω和R都增大為原來(lái)的2倍，n2不變D．n2和R都增大為原來(lái)的2倍，ω不變?nèi)?、?shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11．（6分）如圖甲所示，一根伸長(zhǎng)可忽略的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪，兩個(gè)質(zhì)量相等的砝碼盤(pán)分別系于繩的兩端。甲、乙兩位同學(xué)利用該裝置探究系統(tǒng)加速度與其所受合力的關(guān)系。共有9個(gè)質(zhì)量均為m的砝碼供實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中，甲將左盤(pán)拉至恰好與地面接觸，乙把5個(gè)硅碼放在右盤(pán)中，4個(gè)底碼放在左盤(pán)中。系統(tǒng)穩(wěn)定后，甲由靜止釋放左盤(pán)；(2)若要從(1)的操作中獲取計(jì)算系統(tǒng)加速度大小的數(shù)據(jù)，下列器材中必須使用的是____（填正確答案標(biāo)號(hào)）；A．米尺B．秒表C．天平D．彈簧秤(3)請(qǐng)說(shuō)明用(2)中選擇的器材要測(cè)量本實(shí)驗(yàn)中的必要物理量是：_________________；(4)由(3)中測(cè)量得到的物理量的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式________________（用所測(cè)量物理量的符號(hào)表示），可以計(jì)算岀系統(tǒng)加速度的大?。?5)依次把左盤(pán)中的砝碼逐個(gè)移到右盤(pán)中，重復(fù)(1)(3)(4)操作；獲得系統(tǒng)在受不同合力作用下加速度的大小，記錄的數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)利用表中數(shù)據(jù)在圖乙上描點(diǎn)并作出a-F圖象___________；(6)從作出的a－F圖像能得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：___________________。12．（12分）某同學(xué)用如圖甲所示裝置測(cè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，光電門(mén)A、B與光電計(jì)時(shí)器相連，可記錄小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間（1）實(shí)驗(yàn)前用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑，示數(shù)如圖乙所示，則小球的直徑d=_____mm（2）讓小球緊靠固定擋板，由靜止釋放，光電計(jì)時(shí)器記錄小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)A和光電門(mén)B所用的時(shí)間t1、t2，測(cè)出兩光電門(mén)間的高度差h，則測(cè)得的重力加速度g=_____(用測(cè)得的物理量的符號(hào)表示)。（3）將光電計(jì)時(shí)器記錄小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間改為記錄小球從光電門(mén)A運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)B所用的時(shí)間，保持光電門(mén)B的位置不變，多次改變光電門(mén)A的位置,每次均讓小球從緊靠固定擋板由靜止釋放，記錄每次兩光電間的高度差h及小球從光電門(mén)A運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)B所用的時(shí)間t，作出圖象如圖丙所示，若圖象斜率的絕對(duì)值為k，則圖象與縱軸的截距意義為_(kāi)___，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開(kāi)___四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示為一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝一定量的水，在容器底部有一單色點(diǎn)光源，已知水對(duì)該單色光的折射率為4/3，玻璃對(duì)該單色光的折射率為1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度為2d．求：（1）該單色光在玻璃和水中傳播的速度（2）水面形成的圓形光斑的半徑（不考慮兩個(gè)界面處的反射光線）14．（16分）如圖甲所示，質(zhì)量均為m＝0.5kg的相同物塊P和Q(可視為質(zhì)點(diǎn))分別靜止在水平地面上A、C兩點(diǎn)．P在按圖乙所示隨時(shí)間變化的水平力F作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，3s末撤去力F，此時(shí)P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞．已知B、C兩點(diǎn)間的距離L＝3.75m，P、Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.2，取g＝10m/s2，求：(1)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1；(2)Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t．15．（12分）如圖所示，平行單色光垂直射到玻璃制成的半徑為R的半球平面上，玻璃對(duì)該單色光的折射率為，玻璃半球的下方平行于玻璃半球平面放置一光屏，單色光經(jīng)半球折射后在光屏上形成一個(gè)圓形光斑。不考慮光的干涉和衍射，真空中光速為r。求：（i）當(dāng)光屏上的光斑最小時(shí)，圓心O到光屏的距離；（ii）圓心O到光屏的距離為d=3R時(shí)，光屏被照亮的面積。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解析】

ABD．根據(jù)甲、乙圖可知，波長(zhǎng)4m，周期2s，波速選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，D正確；C．根據(jù)圖乙t=0s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，所以甲圖x=1m坐標(biāo)向下振動(dòng)，由同側(cè)法可得波向x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故選D。2、B【解析】

根據(jù)有可知F隨著x增大而減小；由于以彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，其頂端所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F=m(a+g)時(shí)，物塊與彈簧脫離，初始時(shí)刻F=ma>0故B正確。故選B。3、D【解析】

A．“嫦娥三號(hào)”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中萬(wàn)有引力全部提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．為了減小與地面的撞擊力，在“嫦娥三號(hào)”著陸前的一小段時(shí)間內(nèi)“嫦娥四號(hào)”需要做減速運(yùn)動(dòng)，處于超重狀態(tài)。故B錯(cuò)誤；C．“嫦娥三號(hào)”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)萬(wàn)有引力提供向心力，即：解得：故C錯(cuò)誤；D．月球表面的重力近似等于萬(wàn)有引力，則：，月球的密度：故D正確。故選：D。4、B【解析】

該題中，太陽(yáng)、地球、木星的位置關(guān)系如圖：設(shè)地球的公轉(zhuǎn)半徑為R1，木星的公轉(zhuǎn)半徑為R2，測(cè)得地球與木星的距離是地球與太陽(yáng)距離的k倍，則有：，由開(kāi)普勒第三定律有：，可得：，由于地球公轉(zhuǎn)周期為1年，則有：T2年，故B正確，ACD錯(cuò)誤．5、B【解析】

A．四個(gè)燈泡均正常發(fā)光，說(shuō)明變壓器原、副線圈中的電流相同，根據(jù)可得變壓器副線圈的匝數(shù)故A錯(cuò)誤；BC．a(chǎn)、b兩端電壓的有效值V=220V設(shè)每個(gè)燈泡的額定電壓為U0，原線圈兩端電壓為U1，則有U=2U0+U1結(jié)合可得U0=55V，U1=110V故B正確，C錯(cuò)誤；D．原線圈兩端電壓的最大值V根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有，解得穿過(guò)原線圈的磁通量變化率的最大值為V故D錯(cuò)誤。故選B。6、D【解析】

此題是力學(xué)分析中的動(dòng)態(tài)變化題型，其中球的重力以及支持力方向都沒(méi)變，故可畫(huà)動(dòng)態(tài)三角形，如圖，可知T慢慢增大，N減小，故AB錯(cuò)；可由隔離法分析斜面與地面之間力的作用，已知球給斜面的壓力減小，故斜面對(duì)地面壓力減小，對(duì)地面摩擦力f=Nsin二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、AC【解析】小球，以某一初速度從O點(diǎn)豎直向上拋出，它的軌跡恰好滿足拋物線方程y=x1，說(shuō)明小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則電場(chǎng)力與重力的合力沿x軸正方向，豎直方向：qE?sin30°=mg，所以：，選項(xiàng)A正確；小球受到的合力：F合=qEcos30°=ma，所以a=g；P點(diǎn)的坐標(biāo)為（1m，1m）；由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：；，解得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度，則動(dòng)能為，選項(xiàng)C正確；小球從O到P電勢(shì)能減少，且減少的電勢(shì)能等于電場(chǎng)力做的功，即：，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選AC.點(diǎn)睛：本題考查類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及勻強(qiáng)電場(chǎng)的性質(zhì)，結(jié)合拋物線方程y=x1，得出小球在受到的電場(chǎng)力與重力大小關(guān)系是解答的關(guān)鍵．8、BCD【解析】

A．由圖可得，該波的波長(zhǎng)為8m；若波向右傳播，則滿足3+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=30+80k若波向左傳播，則滿足5+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=50+80k當(dāng)k=0時(shí)v=50m/s，則則該波沿x軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；B．若波向左傳播，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.1s時(shí)振動(dòng)速度方向沿y軸負(fù)方向，故B正確；C．若v=30m/s，則則0.8s=3T，即經(jīng)過(guò)3個(gè)周期，所以x=5m處的質(zhì)點(diǎn)在0時(shí)刻起0.8s內(nèi)通過(guò)的路程為1.2m，故C正確；D．若波速為110m/s，則發(fā)生干涉，頻率相等，故D正確。故選BCD?！军c(diǎn)睛】根據(jù)兩個(gè)時(shí)刻的波形，分析時(shí)間與周期的關(guān)系或波傳播距離與波長(zhǎng)的關(guān)系是關(guān)鍵，要抓住波的周期性得到周期或波傳播速度的通項(xiàng)，從而得到周期或波速的特殊值．9、BC【解析】

A．cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3時(shí)恰好開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊從L3到L4的過(guò)程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，cd邊到L4時(shí)ab邊開(kāi)始到達(dá)L1，則ab邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L1后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)b邊從L2到L3的過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有改變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，不受安培力，線圈做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則ab邊進(jìn)入下方磁場(chǎng)的速度比cd邊進(jìn)入下方磁場(chǎng)的速度大，所受的安培力增大，所以ab邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3后線圈要做一段減速運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L3時(shí)恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件有而聯(lián)立解得cd邊從L3到L4的過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng)，所用時(shí)間為cd邊從L2到L3的過(guò)程中線圈做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，設(shè)此過(guò)程的時(shí)間為t1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得得故cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L2和L4的時(shí)間間隔為故C正確；D．線圈從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到cd邊經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)邊界線L4過(guò)程，根據(jù)能量守恒得故D錯(cuò)誤。故選BC。10、BD【解析】

線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電壓有效值為：根據(jù)理想變壓器的規(guī)律：根據(jù)歐姆定律：聯(lián)立方程解得：，ω增大為原來(lái)的2倍，n2、R不變、n2和R都增大為原來(lái)的2倍，ω不變均可電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，BD正確，AC錯(cuò)誤。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫(xiě)在答題卡中指定的答題處，不要求寫(xiě)出演算過(guò)程。11、AB釋放前，用米尺測(cè)量右盤(pán)離地面的高度h，用秒表記錄右盤(pán)下落至地面的時(shí)間t系統(tǒng)質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與所受合外力成正比【解析】

(2)[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，砝碼盤(pán)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由公式可知，要得到加速度應(yīng)測(cè)量釋放前，用米尺測(cè)量右盤(pán)離地面的高度h，用秒表記錄右盤(pán)下落至地面的時(shí)間t，故AB正確。故選AB；(3)[2]由(2)可知，要測(cè)量本實(shí)驗(yàn)中的必要物理量，釋放前，用米尺測(cè)量右盤(pán)離地面的高度h，用秒表記錄右盤(pán)下落至地面的時(shí)間t(4)[3]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，砝碼盤(pán)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，滿足(5)[4]根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)如圖(6)[5]由圖像可知，a－F圖像為經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的一條直線，說(shuō)明系統(tǒng)質(zhì)量不變時(shí)加速度和合外力成正比。12、11.4小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)B時(shí)的速度2k【解析】

（1）[1]由圖