文档内容
上海市 2024 年等级考物理试卷模拟卷 2（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、消防安全
质量为60kg的消防队员在一幢高楼进行素降入宣训练,他从楼顶难着绳于下滑至距楼顶
h=12m的窗口，略付停顿后理成璃商落起，再次到达成璃窗时间力猛购，实现破窗而入
1.假如这次训练中消动员下滑的 如图所示，忽略墙壁对消防员的作用力
(1)(多选)下列说法正确的是（ ）
A. 和 两段时间内消防员的速度方向相反
B. 和 两段时间内消防员的加速度方向相反
C. 和 两段时间内消防员的平均速度相同
D. 和 两段时间内绳子对消防员作用力的方向相反
1.答案：BC
解析： 和 加速度方向相反，速度均在第一象限，故速度方向相同， 和
均做匀变速运动，根据匀变速两个重要推论可知，两个阶段的平均速度均为 ，
两个阶段绳子对消防队员的作用力均竖直向上，只是由于消防员握住绳子的压力不同，造
成滑动摩擦力不同，故加速度方向不同(2)若 ，则下滑过程中消防员的最大速度为 ，加速下降时索对消防
员的作用力大小为 ，减速下降时消防员处于 (选填"超重"或"失
重”)状态.( )
答案：见解析
解析：面积为位移，故可知 ，故可知加速下降时的加速度为
，减速下降时，可知加速度方向为竖直
向上，为超重状态
2.消防员下降过程中，可将模型简化为如图所示的物须编型，脚与墙壁触点为 A点，人的
重力全部集中在点B，AB可简化为轻杆.OB可简化为轻绳，已知下降过程中AB的长度和
AB与竖直方向的夹角保持不变，消防员初始时刻静止，在玻璃窗前停顿时相对于初始位
置（ ）
A.AB杆时B的支持力变大 B.AB杆对D的支持力变小
C.OB 绳拉力保持不变 D.OB绳拉力变小
答案：B
解析：根据题意可知，画出受力分析图逐渐减小，但绳子拉力的大小变化未知，因为拉力与 AB杆支持力的方向未知，则可知
道拉力可能变小，可能增大，也可能先减小再增大，取决于拉力与 AB杆支持力的夹角
（是否垂直）
3.高压水枪层消防员常用的灭火设备，消防员用高压水枪啃出的强力水柱冲击着火物,已知
喷
水口截面积为S，水柱以速度v射出,假设水流进水枪的速度忽略不计，水的密度为
(1)时间 内喷出水柱的体积为___，水枪对水所做的功率为
(2)消防员持高压木枪水平喷水。喷水具高追质为，若要准确喷务着火物，则消防员离看
火物的水中距离应为
答案：见解析
解析：可以等效为柱体模型， ，根据动能定理，水枪对水做的功全部转化为水
的动能，可知功率为 ，根据平抛运动的等时性
可知：
二、简易温度计小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温(室内的气压为一个标准大气压气压，
相当于76cm汞柱产生的压强)，结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连
的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度
4.当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相
比可忽略不计，则以下说法正确的是（ ）
A.该测温装置利用了气体的等压变化的规律
B.B管上所刻的温度数值上高下低
C.B管内水银面的高度为22cm时，室内的温度为-3℃
D.若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际偏低
答案：C
解析：根据受力分析可知： ，又B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不
计，故可知气体做等容变化，温度越高， 可知压强越大，故而温度越高，刻度 的
数值就越小，应为上低下高，
，
若把该装置放到高山上， 会减小， 会减小，根据刻度上低下高，测出的温
度偏高，故选C
5.将这个简易温度计放入冰箱，静置一段时间后
(1)玻璃泡内的气体分子平均动能 ,气体压强（填“变大”、“变小”或“不变”）
请用分子动理论的观点从微观角度解释气体压强变化的原因(2)温度计放入冰箱后，B管内水银柱液面会 (选填“升高"、“降低”或“不变”)。
设玻璃泡内气体内能变化的绝对值为 ，气体做功的绝对值为 ，则气体在这个过程中
(选填“吸热”或“放热”)，变化的热量大小为
(3)冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明（ ）
A.热量能自发地从低温物体传到高温物体
B.热量不可以从低温物体传到高温物体
C.热量的传递过程不具有方向性
D.热量从低温物体传到高温物体，必然引起其他变化
答案：见解析
解析：（1）温度降低，可知分子平均动能减小，当气体体积不变时，温度降低，分子热运
动程度降低，可知分子与容器碰撞的次数减少，故压强降低
（2）
温度降低，水银柱液面会上升，温度降低，内能降低，液面升高，外接对气体做正功，
气体放热，根据
（3）
考察热力学第二定律：热传递的方向性，热量自发的从高温传到低温物体，但可以在
外界的影响使得热量从低温传到高温物体，由于外界的影响也即引起了其他变化，故选D
6.在测温装置的槽内分别放入水银和水，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是
（ ）
A.水不浸润玻璃 B.水银浸润玻璃
C.玻璃分子对附着层内水分子的吸引力大于水内部分子之间吸引力
D.玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力大于水银内部分子之间吸引力
答案：C
解析：水浸润玻璃，水银不浸润玻璃，浸润与否关键看附着层的分子间距与液体分子间距
比较，如果附着层中的分子密度大（原因是容器壁对液体分子的吸引力大于液体分子对液体分子的吸引力），则表现为附着层中的分子作用力表现为斥力，使得液面张开，表现为
浸润现象，反之相同分析，可以如图所示理解
三．法拉第圆盘发电机
法拉第发明了世界上第一台发电机──圆盘发电机。有人说法拉第圆盘发电机像一只简陋
可笑的儿童玩具，产生的电流甚至不能让一只小灯泡发光。但这是世界上第一台发电机，
是它首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。法拉第圆盘发电机就是利用了电磁感应
定律。
7．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈 A 中电流 i与时间
t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，那么在 t～t 这段时间内，哪种情况可以观察到线圈
1 2
B中有变化的感应电流（ ）
A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图
【解析】6．A．由甲图可知A线圈中电流不变，各点的磁感应强度不变，穿过B线圈的磁
通量变化率为零，B中没有感应电流，故A错误；
B．由乙图可知A线圈中电流均匀增大，各点的磁感应强度均匀增大，穿过B线圈的磁通
量变化率恒定，B中感应电流恒定，故B错误；
C．由丙图可知A线圈中电流均匀减小，各点磁感应强度均匀减小，穿过B线圈的磁通量
变化率恒定，B中感应电流恒定，故C错误；
D．由丁图可知A线圈中电流按正弦规律变化，各点磁感应强度也按正弦规律变化，穿过
B线圈的磁通量变化率按余弦规律变化，B中有变化的感应电流，故D正确。
故选D。
8．如图所示， A、B 为不同金属制成的正方形线框，导线截面积相同，A 的边长是 B的二倍，A 的密度是 B 的 ，A 的电阻是 B 的 4 倍，当它们的下边在同一高度竖直
下落，垂直进入如图所示的磁场中，A 框恰能匀速进入，那么（ ）
A． B 线框也是匀速进入磁场
B．下边刚进入磁场时，A、B 中感应电流强度之比是 2：1
C．线框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量之比为 2:1
D．线框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为 4:1
解析：AB．线框恰好进入磁场时，根据运动学公式有
线框下边切割磁感线产生的感应电动势为
线框中感应电流为
解得
则下边刚进入磁场时，A、B 中感应电流强度之比是 1：2，故B错误；
线框受到的安培力为
可知
设线框的边长为a、导线的横截面积为S、密度为 ，则线框的重力为
由题意可知
A 框恰能匀速进入，则有则可知
故B 线框匀速进入磁场，故A正确；
C．根据电流的定义式有
线框完全进入磁场过程中做匀速运动，所用时间为
解得
故线框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量之比为 1:1，故C错误；
D．消耗的电能等于安培力做功，则有
线框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为 2:1，故D错误。
故选A。
9．如图所示，两块水平放置的金属板距离为 d，用导线、开关 K 与一个 n 匝的线圈连
接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场 B 中．两板间放一台小型压力传感器，压
力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球，K
没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半。则线圈中磁场 B 的变
化情况和磁通量的变化率分别为（ ）
A．正在增强， B．正在减弱，C．正在增强， D．正在减弱，
解析：当K 没有闭合时，两极板间没有电场，重力大于支持力，当K闭合时，支持力为重
力的一半，可知
根据法拉第电磁感应定律有
解得
小球带正电，根据受力分析可知上极板带负电，下极板带正电，由楞次定律可知磁场正在
增强，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．如图（甲）所示，倾角 α=30°、宽度 L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在
轨道的上端连接阻值 R=1.0Ω 的定值电阻，金属杆 MN 的电阻 r=0.25Ω，质量
m=0.2kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计
算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图（乙）所示，已知t=3.2s之后电流渐近于
某个恒定的数值，杆与轨道始终保持垂直，0~3.2s内金属杆下滑的距离 s=2m。
（g=10m/s2）求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）1.0s 时金属棒的加速度大小；
（3）求 3.2s 时金属杆的速度大小；
（4）求 0～3.2s 内回路中产生总的焦耳热。
（解析）（1）由图像可知，金属杆稳定运动时的电流为1.60A，杆受三个力平衡，受力如图所示
根据平衡条件有
代入数据解得
（2）由图像可知1.0s时电流为1.0A，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
（3）由题意可知3.2s时电流为1.60A，根据导体切割磁感线感应电动势公式有
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
（4）根据能量守恒有
代入数据解得
四、新冠病毒与熔喷布（30分）
11. 新型冠状病毒（2019-nCoV）的尺寸约为125纳米，主要通过飞沫传播和接触传播。飞
沫是一种直径大于5微米的颗粒，由于重力它在空气中一般会沉降下去，传播时间只有几
十秒，距离只有1米左右。飞沫在空气中长时间停留会逐渐失去水分，剩下的蛋白质和病原体组成的核，形成飞沫核，82%的飞沫核的大小都集中在0.74～2.12微米。根据下图的
口罩实测数据可以判定________（多选）。
A. 对于2微米以上的微粒，医用外科口罩和N95/KN95口罩捕集效率基本相同
B. 普通医用口罩对飞沫具有非常好的过滤效果，可以用于非病区的人流密集场所
C. 纱布口罩对2.5微米的微粒捕集效率约有30%左右
D. 医用外科口罩对不同大小的微粒的捕集效率均超过70%
【解析】
【11题详解】
A．由口罩的捕集效率图像可得，对于2微米以上的微粒，医用外科口罩和N95/KN95口罩
捕集效率图像几乎重合且近似为一条水平线，说明对2微米以上的微粒的它们的捕集效率
基本相同，A正确；
B．由题意可知飞沫的直径大于5微米，从图像中可知，普通医用口罩的图像的纵坐标约
为99%，说明其对飞沫具有非常好的过滤效果，可以用于非病区的人流密集场所，B正确；
C．当横坐标为2.5微米时，纱布口罩的图像对应的纵坐标为10%，说明其对2.5微米的微
粒捕集效率约有10%左右，故C错误；
D．由医用外科口罩的图像可知，图像最低点的纵坐标约为71%，所以其对不同大小的微
粒的捕集效率均超过70%，故D正确。
故选ABD。
12. 新冠病毒传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗
粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒的大小一般在10-9～10-3m之间，已知布朗
运动微粒大小通常在10-6m数量级，下列说法正确的是（ ）A. 布朗运动是气体分子的无规则的运动
B. 在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈
C. 在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹
D. 当固态或液态颗粒大小约10-6m时，气溶胶能很长时间都悬浮在气体中是因为受气体浮
力作用
【12题详解】
AC．布朗运动是固态或液态小颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，颗粒无规则运
动的轨迹不是分子的无规则运动的轨迹，故A、C错误；
B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈，B正确；
D．当固态或液态颗粒大小约10-6m时，气溶胶能很长时间都悬浮在气体中不是因为受气体
浮力作用，而是因为其受气体分子各个方向的撞击，而悬浮在气体中，故D错误。
故选B。
的
13. 熔喷布是口罩 中间过滤层（如图），是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维
布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（ ）
A. 尖端放电 B. 静电屏蔽 C. 静电吸附 D. 静电平衡
【13题详解】
体积微小的病毒吸附在带有静电的超细纤维布上，属于静电吸附，C正确。
故选C。
14. 熔喷布是经过静电驻极技术处理，即通过高压放电，使电荷附着在熔喷无纺布上，驻
极处理装置中针状电极与平板电极间的电场如图所示。用虚线画出通过a点的等势面。15. a、b两点中，电场较强的是________点，电势较高的是________点。
【14，15题详解】
等势面与电场线垂直，故过a点做该处电场线的垂线，如图中虚线即为所求。
[1]电场线越密集处，电场强度越大，故a处电场较强。
[2]电场线由电势高处指向电势低处，故b处电势较高。
16. 若a点处一带电尘埃在电场力的作用下由静止开始运动，被熔喷布吸附，则：
①尘埃携带的是________电荷（选填“正”或“负”）；
的
②若带电尘埃 电势能变化量为E，电场力对尘埃做的功为________；尘埃的质量为m，
不计其所受重力，则它运动到熔喷布时的速度大小为________。（用E、m表示）
【16题详解】
1．[1]由图中可知熔喷布与电源正极相连，故熔喷布带正电，尘埃被熔喷布吸附，故尘埃
微粒带负电 。
2．[2]带电尘埃电势能减小，故E<0。电场力对其做正功，所以 。
[3]对带电尘埃由动能定理
可得尘埃运动到熔喷布时的速度大小为17. 工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，在生产流水线上设置如图所示传感器，其
中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源
的两极上，G是灵敏电流计，连接在A极板上。当熔喷布的厚度变薄导致介电常数变小时
（ ）
A. 极板间的电场强度变大 B. 平行板电容器的电容变大
C. A、B两极板间的电压减小 D. 有自a向b的电流流过灵敏电流计
【17题详解】
A．由 可知，两极板间距和电压不变，故极板间电场强度不变，故A错误；
B．由 可知，熔喷布介电常数减小，所以平行板电容器 电容变小，B错误；
的
C．由题意可知，A、B两板间电压恒定不变，故C错误；
D．由 可知，熔喷布介电常数减小，所以平行板电容器的电容变小；再由
可知，平行板电容器的带电量减少，电容器放电，所以有自a向b的电流流过灵
敏电流计，D正确。
故选D。
18. 如图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图。说明照片中水滴表面分子比水滴的内部
间距要________（选填“大”或“小”），水滴和内侧材料________（选填“浸润”或
“不浸润”）。水滴呈球形的原因是液体________的作用。【18题详解】
[1]液体表面分子间距比液体内部分子间距大。
[2]由照片可知，水滴在内侧材料表面呈球形，说明水滴与内侧材料不浸润。
[3]水滴呈球形的原因是因为液体表面张力。
