文档内容
2024年上海市高考物理试卷（等级性）
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.10﹣15m
B.10﹣12m
C.10﹣9m
D.10﹣6m
（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，记录多组气体温度和体积的数
据。
①不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 。
②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.测量过程中保持水面高于活塞下端
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m＝2.0×103kg的汽车，以v＝36km/h的速度在平直路面上匀速行驶，此过程中发动机
功率P ＝6.0kW，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
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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。在刚进入制动状态的瞬间，系统提供的
制动功率P ＝48kW，此时汽车的制动力大小为 N，加速度大小为 m/s2。（不
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计传动装置和热损耗造成的能量损失）
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。
①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.
②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
③移去偏振片，将双缝换成单缝，能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λ为ν ，则逸出光电子的最大初动能为 。（普朗克常
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量为h，真空中光速为c）
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Ⅰ、Ⅱ悬挂，处于静止状态。线Ⅰ长l＝0.5m，Ⅰ上端固定于离地H
＝2.1m的O点，与竖直方向之间夹角 ＝37°；线Ⅱ保持水平。O点正下方有一与a质量相等的小球
b，静置于离地高度h＝1.6m的支架上。θ（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
①在线Ⅰ、Ⅱ的张力大小FⅠ 、FⅡ 和小球a所受重力大小G中，最大的是 。
②烧断线Ⅱ，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v ；（计算）
a
B.碰撞后瞬间b球的速度大小v ；（计算）
b
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。
①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点
C.bc之间
D.c点
②已知太阳质量为M，引力常量为G。当彗日间距为r 时，彗星速度大小为v 。求彗日间距为r 时的
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彗星速度大小v 。（计算）
2五、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。
①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
② H核的质量为m ， H核的质量为m ，它们通过核反应形成一个质量为m 的氮原子核（
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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D 、D 内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与 D 、D 相连，仅在
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D 、D 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D 的圆心O处经缝隙
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间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入D 。
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①粒子在D 、D 运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为W、冲量为I，则 。
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A.W＝0，I＝0
B.W≠0，I＝0
C.W≠0，I≠0
D.W＝0，I≠0
② H核和 H核自图1中O处同时释放，Ⅰ、Ⅱ间电势差绝对值始终为U，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核完成3次加速时的动能与此时 H核的动能之比为 。
A.1：3
B.1：9
C.1：1
D.9：1
E.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（r≫d），且电极间的电场强度大小处处相等，
方向沿径向垂直于电极。
①电极间电场强度大小为 ；
②由 H核、 H核和 H核组成的粒子流从狭缝进入选择器，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
6．某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的 形铁芯开口处装有磁铁。
车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。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L 相连。当车
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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：
①通过L 的电流方向（在图中用箭头标出）；
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②L 中的电流 。
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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，L 恰能正常发光。将 L 更换为标有
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“24V，6W”的灯泡L ，当车Ω轮转速仍为n时：
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①L 两端的电压 。
2
A.大于12V
B.等于12V
C.小于12V
②L 消耗的功率 。
2
A.大于6W
B.等于6W
C.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，
变压器原、副线圈的匝数比n ：n ＝1：2，该变压器原线圈两端的电压为 V。
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（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。
①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 。②无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率 P＝30W，车灯的功率为P ＝4W。为使
f L
车灯的功率增大到P '＝6W，骑车人的功率P应为多大？（计算）
L
