文档内容
上海市 2024 年等级考物理试卷模拟卷 1（解析）
考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。
3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、学校、准考证号，并将核对后的条形码贴在指
定位置上。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。全部试题的作答必须
写在答题纸上与试卷题号对应的位置。
一 运动的描述
1. 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六
个半小时，那便是金星，如图所示。下面说法正确的是（ ）
A. 地球在金星与太阳之间
B. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C. 以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零
D. 以金星为参考系，可以认为太阳是运动的
答案：D
【详解】A．金星通过太阳和地球之间时，我们才能看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑
色，选项A错误；
B．因为观测“金星凌日”时太阳的大小对所研究的问题起着至关重要的作用，所以不能
将太阳看成质点，选项B错误；
C．金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项C错误；
D．金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以金星为参考系，太阳是运动的，选项
D正确。
故选D。
2. 物体的运动状态是指物体的（ ）
A. 位置 B. 位移
C. 速度 D. 加速度答案：C
【详解】运用状态的特征物理量是速度矢量，包括速度的大小和方向，故C正确。
故选C。
3. 下列各组物理量中，全部都是矢量的是（ ）
A. 位移、速度、加速度、平均速度 B. 速度、力、时间、平均速度
C. 位移、加速度、速度、时间 D. 速度、质量、加速度、路程
答案：A
【详解】A．位移、速度、加速度、平均速度都是矢量，选项A正确；
B．速度、力、平均速度都是矢量，时间是标量，选项B错误；
C．位移、加速度、速度都是矢量，时间是标量，选项C错误；
D．速度、加速度是矢量，质量、路程是标量，选项D错误。
故选A。
4. 下表是Z107次列车北京西至聊城区间的运行时刻表，则（ ）
到达
车次 出发站 开车时间 到达时间 用时 里程
站
Z107 北京西 19：53 聊城 23：32 3小时39分 350 km
A. 表中“23：32”表示时刻
B. 该列车从北京西至聊城的位移为350 km
C. 根据表中数据能求出该列车从北京西至聊城的平均速度
D. 该列车从北京西至聊城全程做匀速直线运动
答案：A
【详解】A．表中“23：32”表示时刻，A正确；
B．该列车从北京西至聊城的路程为350 km，位移大小小于350 km，B错误；
C．从表中数据无法知道该列车从北京西至聊城的位移，故无法求出该列车从北京西至聊
城的平均速度，C错误；
D．该列车从北京西至聊城全程中不是做直线运动，故不可能做匀速直线运动，D错误；
故选A。
5. 我们知道要拍打蚊子不是一件容易的事，当我们看准蚊子停留的位置拍打下去时，蚊子
早就不知飞向何方了，这是因为蚊子在感受到突然袭击而飞走时，具有很大的（ ）
A. 速度 B. 加速度
C. 速度的改变量 D. 位移答案：B
【详解】ABCD．蚊子飞走时是比较快的，即具有很大的速度变化率，故具有很大的加速
度，选项B正确．
6. 在一段时间内，甲、乙两个物体做直线运动，甲的加速度为 ，乙的加速度为
，请比较甲乙在这段时间内速度变化量的大小为 ___________ ，速度的大
小为 ___________ （填“>”“＜”“=”或“无法比较”）。
答案： ①. > ②. 无法比较
【详解】[1]在这段时间内速度变化量的大小为
由于
可得
[2]根据匀变速直线运动速度时间公式
由于甲、乙两个物体的初速度未知，故无法比较甲、乙两个物体速度的大小。
7. “50TFSI”为某品牌汽车的尾部标识，如图所示。其中“50”称为G值，G值越大，加
速越快，G值的大小为车辆从静止加速到速度为100km/h（百公里加速）的平均加速度的
10 倍。若某车百公里加速时间为 6.9s，由此推算，该车百公里加速的平均加速度为
___________ （保留一位有效数字），该车的尾标应该是___________TFSI。答案： ①. 4 ②. 40
【详解】[1]依题意，可知
根据加速度的定义式，可得
该车百公里加速的平均加速度为 。
[2] 该车的G值为
即尾标应该是40TFSI。
二．新中国成立以来，我国的桥梁建设事业飞速发展。以前的长江天堑，如今已成为平坦
通途，我国建成的大桥包揽当今世界全部桥型，中国桥梁建设已成为中国制造的亮丽名片。
8．如图，港珠澳大桥为斜拉桥，桥面一侧的钢索均处在同一竖直平面内，且索塔两侧对称
分布。则下列说法正确的是（ ）
A．增加钢索数量，可减小索塔受到总的拉力
B．适当降低索塔的高度，可以减小钢索承受的拉力
C．钢索对称，可以保证钢索对索塔拉力的合力为零
D．钢索对称，可以保证钢索对索塔拉力的合力偏离竖直方向不至于过大
9．上海南浦大桥浦西段引桥建造成螺旋形盘旋而上，这样设计引桥的作用是10．一辆汽车以 的速率通过一座拱桥的桥顶，汽车对桥面的压力等于车重的一半，
这座拱桥的半径是 m；若要使汽车过桥顶时对桥面无压力，则汽车过桥顶时的速
度大小至少是 。（ ）
11．一吊桥由六对钢杆悬吊着，六对钢杆在桥面上分列两排，其上端挂在两根钢缆上，如
图为其一截面图。已知图中相邻两钢杆间距离均为 ，靠桥面中心的钢杆长度为
（即 ）， ，又已知两端钢缆与水平方向成 角。若
吊桥总重为G，钢杆自重不计，为使每根钢杆承受负荷相同，试求：
（1）作用在C、P两端与水平成 钢缆的拉力大小 ；
（2） 和 的长度。
12．如图，露天娱乐场空中列车由许多节完全相同的车厢组成。列车全长为L，圆形轨道
半径为R，（R远大于一节车厢的高度和长度，但 ）。已知列车的车轮是卡在导轨
上的光滑槽中只能使列车沿着圆周运动而不能脱轨。试问：列车在水平轨道上以初速度
冲上圆形轨道，则列车能保持匀速率的时间有多久？
解析：8．A．钢索对桥的总拉力与桥的重力平衡，所以增加钢索数量，不会改变索塔受到总的拉力，故A错误；
B．合力不变时，分力间夹角越大，分力越大，钢索的总拉力大小等于桥的重力，适当降
低索塔的高度，钢索间的夹角变大，所以增大了钢索承受的拉力，故B错误；
CD．钢索对称，拉力的水平分力抵消，钢索对索塔拉力的合力竖直向下，即可以保证钢索
对索塔拉力的合力偏离竖直方向不至于过大，故C错误，D正确。
故选D；
9．引桥建造成螺旋形盘旋而上，即省力又节省占地空间，螺旋引桥可视为斜面，在大桥高
度一定时，设计成螺旋形增大了斜面的长度，减小了坡度，这样可以减小车上桥时的牵引
力，避免汽车发动机产生的牵引力过大而损坏汽车。
10．[1]汽车对桥面的压力等于车重的一半，则桥对车的支持力就等于车重的一半，车的速
度为 ，则对于车有
可得
[2]汽车过桥顶时对桥面无压力，则
可得则汽车过桥顶时的速度大小至少是
11．（1）整体受四个拉力和重力平衡，因为C、P两端与水平成 ，所以一侧的两个拉
力垂直，则有
（2）设BC与水平夹角为 ，对C点受力分析有
解得对B点有
可得
则有
12．列车布满轨道后开始做匀速率运动，到列车车尾开始进入轨道匀速率运动结束，根据
机械能守恒有
可得匀速率的速率为
则列车能保持匀速率的时间
三．法拉第
迈克尔·法拉第（Michael Faraday，1791年9月22日~1867年8月25日），英国物理学家、
化学家，也是著名的自学成才的科学家。法拉第1791年9月22日出生于萨里郡组园顿一
个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁
感应现象，永远改变了人类文明。13．如图是探究电磁感应产生条件的实验器材。
①请在图中用实线代替导线把它们连成完整的实验电路 ；
②（不定项选择）下列哪些方法可以使灵敏电流计的指针发生偏转 。
A．闭合开关的瞬间
B．保持开关闭合，螺线管A放在螺线管B中不动，滑动变阻器的滑片也保持不动
C．保持开关闭合，将螺线管A从螺线管B中迅速抽出
14．电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差无法形成涡流
C．图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈上会由于涡流产生大量热
量，从而冶炼金属
D．图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，
利用了电磁阻尼原理
15．某同学学习了法拉第电磁感应相关知识之后，做了如下探究性实验：将闭合线圈按如
图所示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈
的正上方静止，此时电子秤的示数为m。下列说法正确的是（ ）A．将磁铁N极减速插向线圈的过程中，线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视）
B．将磁铁N极匀速插向线圈的过程中，线圈中无感应电流
C．将静止于线圈内的磁铁加速抽出的过程中，电子秤的示数小于m
D．将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，电子秤的示数大于m
16．电磁感应应用之一为理想变压器，如图若原、副线圈的匝数比为 。a、b端接入一
正弦式交流电源。 、 为两只规格为“ ， ”的灯泡，两电表为理想交流电表．
当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时，两灯泡恰好都正常发光。则电流表示数为
A，电压表示数为 V，此时滑动变阻器阻值为 。若在 端输入如图所
示的交流电u，其有效值为 V，其表达式为 V。
17．2022年6月，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”下水亮相，除了引人注目
的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应
产生的阻力快速安全的降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰
载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒 ，金属棒 瞬间
与舰载机共速，并一起在磁场中减速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为
m，电阻为R，两者共速后的初速度为 ，平行导轨 与 间距L，匀强磁场垂直纸面
向外，磁感应强度为B，其余电阻不计，除安培力外舰载机系统所受其它阻力恒定为f。求：
（1）金属棒电流的方向；
（2）金属棒 中感应电流最大值I的大小；
（3）当舰载机减速到 时的加速度大小a。解析：13．[1]将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，
电路图如图所示
[2]A．闭合开关的瞬间，线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针
偏转，故A正确；
B．保持开关闭合，螺线管A放在螺线管B中不动，滑动变阻器的滑片也保持不动，线圈
B的磁通量不发生变化，线圈B中不产生感应电流，电流表指针不偏转，故B错误；
C．保持开关闭合，将螺线管A从螺线管B中迅速抽出，螺线管B的磁通量发生变化，螺
线管B中产生感应电流，电流表指针偏转，故C正确。
故选AC。
14．[3]A．充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生
感应电流，不能实现无线充电，故A错误
B．电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B错误；
C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生
涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误；
D．电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电
磁阻尼原理，故D正确。
故选D。
15．[4]A．将磁铁N极减速插向线圈的过程中，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律可知，
线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视），故A错误；B．将磁铁N极匀速插向线圈的过程中，线圈中的磁通量增加，线圈中产生感应电流，故
B错误；
C．将静止于线圈内的磁铁加速抽出的过程中，线圈中的磁通量减少，线圈中产生感应电
流，阻碍磁铁的相对运动，对磁铁产生向下的作用力，则线圈受到向上的安培力，电子秤
的示数小于m，故C正确；
D．将静止于线圈内的磁铁匀速抽出的过程中，线圈中的磁通量减少，线圈中产生感应电
流，阻碍磁铁的相对运动，对磁铁产生向下的作用力，则线圈受到向上的安培力，电子秤
的示数小于m，故D错误；
故选C。
16．[5][6] 正常发光，可知副线圈两端的电压为
所以原线圈两端电压为
即电压表的读数为 ，根据公式
可知原线圈上的电流
根据电流与匝数成反比知副线圈的电流表的示数
[7]滑动变阻器电压为 ，副线圈总电流为
且副线圈上 的电流为
则通过滑动变阻器电流为则滑动变阻器电阻为
[8]有效值为
[9]由
其表达式为
17．[10]（1）由右手定则，可知金属棒ab上电流的方向从a到b。
（2）金属棒ab切割磁感线产生的最大感应电动势为
由闭合电路欧姆定律
解得最大电流为
（3）减速到 时，感应电动势为
感应电流为
金属棒ab所受安培力为
对舰载机和金属棒系统，由牛顿第二定律有
解得四．小明是个天文爱好者，最近研究了螺旋星系；螺旋星系中有大量的恒星和星际物质，
主要分布在半径为R的球体内，球体外仅有极少的恒星。球体内物质总质量为M，可认为
均匀分布，球体内外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为
r，引力常量为G。
18．在 区域质量为m的恒星所受的万有引力为 ，做匀速圆周运动的速
度大小v与r的关系是 ；
19．根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力
的表达式的相似性和相关力学知识，在 区域质量为m的恒星受到的万有引力为 ，
做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系是 ；
20．科学家根据实测数据，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的速度大小
v随r的变化关系图像，如图所示，根据在 范围内的恒星速度大小几乎不变，科学家
预言螺旋星系周围（ ）存在一种特殊物质，称之为暗物质。暗物质与通常的物质有引
力相互作用，并遵循万有引力定律。
①图像可知在 区域内，理论推测和实际观测 （填“吻合”或“不吻合”）；
②求 内暗物质的质量M′。（写出必要的计算过程）
解析：18．由题可知，星系中心就是半径为R的球体的球心，r＞R区域的恒星（设其质量
为m）绕星系中心做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得r＞R区域的恒星的速度大小v与r的关系为
（r＞R）
19．由题意通过类比可知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力也为零。设在r≤R区
域内，半径为r的球体内的内物质总质量为M，根据球体积公式
1可得
同理，由万有引力提供向心力得
联立解得r≤R区域的恒星的速度大小v与r的关系为
（r≤R）
20．①图像可知在 区域内，v与r成正比关系，理论推测 ，则理论推测和
实际观测吻合；
②设在r＞R范围内的恒星速度大小为v，由图象可知v 近似等于轨道半径为R的恒星对应
1 1
的线速度大小，由（2）的结论可得
可把r=nR球体内的暗物质（暗物质分布在R～nR的球壳内）看作处在星系中心的等质量
的质点，r＞R范围内的恒星所需的向心力等于星系物质和暗物质对恒星的万有引力之和，
则有
解得r=nR内暗物质的质量M′为
M′=（n-1）M（n＞1）
五．阅读材料，回答下列问题：
光给世界带来光明，使我们能看清周围的景物，进行各种活动；光从太阳、星球射到我们
这里，给我们带来了宇宙空间的信息，使我们能够认识宇宙；光从原子、分子内部发射出
来，使我们认识了微观世界的奥秘。光学既是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领
域中最活跃的前沿科学之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。
21．如图所示的现象中，解释成因正确的是（ ）A．图甲所示泊松亮斑是由于光的干涉形成的
B．图乙所示水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的折射引起的
C．图丙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
D．图丁所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
22．如图所示，一束由红绿两种单色光组成的复色光射入半圆形透明介质，绿光的折射光
线与底面平行。不考虑多次反射现象，红光从圆弧边射出的光线可能正确的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
23．如图，a、b分别为两束波长λ、λ 的单色光经过同一实验装置得到的图样，则
a b
（ ）
A．a、b为干涉图样，λ>λ
a b
B．a、b为干涉图样，λ<λ
a b
C．a、b为衍射图样，λ>λb
a
D．a、b为衍射图样，λ<λ
a b
24．如图是单色光的“杨氏双缝干涉实验”，若要使干涉条纹变宽，可以（ ）
A．增大单缝到双缝之间的距离B．减小单缝到双缝之间的距离
C．增大双缝到屏幕之间的距离
D．减小双缝到屏幕之间的距离
25．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ<θ<θ 的范
2 1
围内，才能使从MN边垂直入射的光线在OP边和OQ边都发生全反射（仅考虑如图所示的
光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况），则下列判断正确的是
（ ）
A．若θ>θ，光线会从OQ边射出
1
B．若θ<θ，光线会在OP边发生全反射
2
C．若θ>θ，光线一定在OP边发生全反射
1
D．若θ<θ，光线会从OP边射出
2
解析：21．A．图甲所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的，故A错误；
B．图乙所示水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的全反射引起的，故B错误；
C．图丙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故C正确；
D．图丁所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干涉产生的，故D错
误。
故选C。
22．由于红光的折射率小于绿光的折射率，根据折射定律可作出红光的光路图，如图所示
红光从介质射出时折射角大于入射角，其出射光线应为②。
故选B。
23．由图可知，条纹间距不相等，所以为衍射图样，且a图样中央亮纹较宽，说明a光的
波长较长。故选C。
24．根据条纹间距公式
若要使条纹变宽，可以双缝到光屏的距离L，也可以增大入射光的波长λ，还可以减小双缝
间的距离d。
故选C。
25．如图所示
光从MN边垂直入射，由几何关系可知光线射到PO边上时的入射角
根据题意，θ切磨在θ<θ<θ 的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线在OP边和OQ边
2 1
都发生全反射，说明临界角C的范围为
若θ>θ，光线在PO上入射角为
1
故光线在OP边一定不发生全反射，会从OP边射出；
若θ<θ，光线在PO上入射角为
2
故光线在OP边会发生全反射。
故选B。
