文档内容
上海市2024年等级考物理试卷模拟卷5
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。
1.太空航行（共26分）
科学家从“风帆”原理获得灵感，提出利用“光帆”反射光子来加速飞船。
1．（多选）甲、乙两人分别乘坐速度为 和 （c为真空中的光速）的光帆飞船在太
空中沿同一直线同向运动，则（ ）（3分）
A．乙看到甲的身高变高
B．甲观察到乙身高变矮
C．若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变慢
D．若乙向甲挥手，则甲观察到乙动作变慢
2．1952年华纳·冯·布朗设计的旋转太空站如图（a）。当该太空站绕垂直于其盘面的轴线
以特定的转速匀速转动时，站在太空站内的宇航员会受到与站在地球表面时相同大小的支
持力作用，以此模拟重力。如图（b）所示装置是直径为 的旋转太空站简化图，则宇
航员（ ）（4分）
A．感受到的“重力”方向指向O点
B．在位于a点的房内，感受到的“重力”会大于位于b点的房内
C．若要感受到与地球相同大小的重力，旋转舱的角速度约为
3．小明驾驶一质量为m的飞船，在距离地心为R的轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期
为 。（1）地球同步卫星（周期为 ）的轨道 R。（3分）
（2）现小明要驾驶该飞船从原来轨道移至同步卫星的轨道上，已知地球质量为M，万有引
力恒量为G，以无穷远为零势能面，轨道上物体的引力势能大小 （r为离地心
的距离），则该飞船变轨所需的最小能量为( )（4分）
A B． C． D．
4．小明在飞船内用A、B两个木块和频闪照相机“验证动量守恒定律”。相机闪光4次拍
得相片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔 ，在这4次闪光的时间内，滑块
A、B均处于 的范围内，且第一次闪光时，A在 处，B在 处，
滑块间的碰撞时间极短。A滑块碰撞后的速度大小 ；小明通过正确的计
算，确定两滑块碰撞前后动量守恒，则可推出滑块A、B的质量之比 。（6
分）
5．光子具有动量，其大小 （其中E为光子的能量、c为真空中的光速），方向沿光
的传播方向。光照射到物体表面并被反射时会对物体产生持续均匀的压力，这种压力会对
物体表面产生压强，称为“光压”。一光帆飞船在太阳光的作用下航行。
（1）已知地球表面单位面积上的太阳光功率 ，日、地间距约 。
若该飞船总质量 ，其上安装有能够将光子完全反射、面积 的光帆。求
该飞船距离太阳 远时，光帆上的最大“光压力”的大小F 。（3分）
（2）（多选）在其他条件相同的情况下( )（3分）
A黑色的光帆比白色的光帆能获得更大的压力B．光帆张开面积越大，光帆上受到的压力越大
C． 飞船离太阳越远，光帆上获得的压力必越小
D．光帆垂直于阳光时，光帆上获得的压力最大
二．昏暗的年代（共20分）
想象一个没有电灯、电机、电泵、电扇、冰箱或者电梯的世界。如果没有微波，就没有收
音机或电视。下次当你按下开关时，你应该想一想尼古拉·特斯拉。特斯拉比其他任何一位
发明家都更有资格说自己开创了电力时代。但在他去世70年后，在他的那些主要发明问世
一个世纪后，他的名字共不像托马斯·爱迪生，亚历山大·格雷厄姆·贝尔或莱特兄弟那样为
人所熟知，特斯拉不安于现状的大脑使他可以进一步超越这些在电力和机械方面的创新。
他发明了一种“放大线圈”，它可以大幅度提高电流的频率和电压。特斯拉发现这样的电
流可以辐射出电磁波，他敏锐地意识到这些电磁波大有可为。今天，“无线”已经是计算
机网络世界中一个无处不在的术语。而特斯拉在100多年前就发现了这一原理。图为特斯
拉线圈。
1．从材料中可以看出，线圈在电磁感应现象中扮演了重要的角色。如图所示，灯泡 ，
的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（ ）（2分）
A．当接通电路时， 和 始终一样亮
B．当接通电路时， 先达到最大亮度， 后达到最大亮度，最后两灯一样亮
C．当断开电路时， 立即熄灭、 过一会才熄灭
D．当断开电路时，两灯都立即熄灭2．我们可以做很多有趣的小实验来探究电磁感应现象的规律。如图所示，铝管竖直置于水
平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管
壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（ ）（2分）
A．磁体做匀加速直线运动
B．磁体的机械能守恒
C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量
D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和
3．如图所示，图甲是LC振荡电路中电流随时间的变化关系图线，若以图乙回路中顺时针
方向为电流的正方向，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（
）（3分）
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的 时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的 内电流方向为负C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的 时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容器的下极板将充上正电荷
4．2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”
第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正
确的是（ ）（2分）
A．麦克斯韦证实了电磁波的存在
B．电磁波可以在真空中传播
C．电磁波在各种介质中传播的速度都是
D．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
5．调节收音机内部可调电容器的电容，可以选择自己喜欢的广播节目，这一过程称为
。（3分）
6．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿
者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人
的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波
的说法不正确的是（ ）（2分）
A． 射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
B．光也是电磁波，电磁波是横波
C．电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波
D．紫外线有显著的热作用，常用于遥感技术中
7．如图所示，a、b两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径 ，图示
区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。则（ ）（2分）
A．两线圈中的电流方向均为逆时针方向
B．两线圈均有缩小的趋势
C．a、b两线圈中产生的感应电动势之比D．线圈中感应电流之比
8．（必须写出必要的演算过程和文字说明，并保留作图痕迹，否则不能得分）
如图所示，质量为 、长为 的金属棒，放置在倾角 角的光滑平行金属
轨道上，轨道底端接阻值为 定值电阻，整个装置处在垂直于斜面向上、磁感应强度
为 的匀强磁场中，棒与轨道的电阻不计，当金属棒由静止下滑到达轨道底端时速度
达到最大且匀速运动，求棒匀速运动时速度的大小。（4分）
3. 牛顿运动定律（共21分）
牛顿运动定律是力学中重要的定律，是研究经典力学甚至物理学的基础，阐述了经典力学
中基本的运动规律。牛顿运动定律批驳了延续两千多年的亚里士多德等人关于力的概念的
错误观点，为确立正确的力的概念奠定了基础。该定律最早科学地给出了惯性、质量、力
等经典力学中的几个基本概念的定性定义，为由牛顿运动定律建立起来的力学体系原理奠
定了理论基础。
1．牛顿第一定律 牛顿第二定律的推论（选填“是”或“不是”）；用牛
顿第 定律来解释质量是物体惯性大小的量度。（2分）
2．蹦极时人在刚开始做自由落体运动的瞬间（ ）（2分）
A．同时获得加速度和速度 B．加速度和速度都为零
C．立即获得加速度，但速度仍为零 D．立即获得速度，但加速度仍为零
3．如图，在水平地面上运动的车厢中有一个用细线吊着的小球。其与竖直方向的夹角始终
为θ，则这段时间内（ ）（3分）
A．车厢一定向左运动
B．小球一定做匀加速直线运动
C．车厢的加速度大小为D．小球的加速度大小为
4．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼， 其位移x与时间t的关系图像如图所示（其中
图线为直线）。乘客所受支持力的大小用F 表示，速度大小用v表示，重力加速度
N
大小为g。下列判断正确的是（ ）（2分）
A． 时间内，v增大，
B． 时间内，v不变，
C． 时间内，v减小，
D． 时间内，v增大，
5．如图所示，倾角 、长 的固定斜面，顶端有一质量 的小物体，物体
与斜面间的动摩擦因数 。现用大小 、方向水平向左的恒力，从静止起拉动小
物体沿斜面运动。取 ， ， 。
（1）求物体的加速度 a；（4分）
（2）求物体沿斜面运动到底端的时间t；（4分）
（3）改变水平外力F的大小，使物体以最短时间沿斜面到达底端，求最短时间 。（4
分）三．伽利略改变了昼夜（共18分）
伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家，科学革命的先驱。他开创了以实验事实为根
据并具有严密逻辑体系的近代科学。伽利略提出加速度的概念，在力学史上是一个里程碑。
牛顿力学体系的创立，是科学史上的一座不朽丰碑，牛顿创立了数学和物理学研究相统一
的新方法，这种研究方法很好地体现了分析与综合，归纳与演绎的统一、牛顿的科学方法
也是文艺复兴以来经验论和唯理论两大科学方法论潮流的历史性综合爱因斯坦的相对论改
变了传统的空间、时间观念，开创了现代科学技术新纪元，被公认为是继伽利略和牛顿之
后最伟大的物理学家。
1．关于伽利略对落体运动的研究，下列说法中正确的是（ ）（2分）
A．伽利略认为，在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同
B．伽利略最先验证了轻重不同的物体在真空中下落快慢相同
C．伽利略利用归谬法否定了亚里士多德对自由落体运动的错误认识
D．伽利略猜想自由落体的位移与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
2．伽利略在意大利做了“比萨斜塔铁球实验”发现了自由落体定律，推翻了亚里士多德落
体的观点。现有一个物体从离地45m高的比萨斜塔塔顶处自由下落，不计空气阻力，该物
体经 s落到地面，在落地前最后1s内通过的高度是 m。（4分）
3．如图所示，一匹马拉着车前行。关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，根据牛顿运
动定律，下列说法中正确的是（ ）（2分）
A．马拉车的力总是大于车拉马的力
B．马拉车的力总是等于车拉马的力
C．加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力
D．减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力
4．国际单位制是国际通用的测量语言，是人类描述和定义世间万物的标尺。在国际单位制
中，属于基本单位的是（ ）（1分）
A．千克 B．特斯拉 C．牛顿 D．库仑
5．在第4题的错误选项中，任选一个单位，将其用基本单位表示：我选( )选项。
（1分）6．一质量为60kg的人乘坐电梯下楼，当电梯以 的加速度向下加速运动时，人
处于( )状态（单选A．超重 B．失重），人对电梯的压力大小为 N
（保留2位有效数字）。（2分）
7．下列运动中，不能用牛顿力学定律描述的是（ ）（2分）
A．子弹的飞行 B．粒子接近光速运动
C．“复兴号”动车从广州向北京行驶 D．“神舟十四号”飞船绕地球运动
8．我们想象这样一个场景：一列火车以接近光速的速度从观察者身边飞驰而过，火车里的
观察者看到沿铁路的电线杆之间的距离( )，而地面上的观察者看到火车车窗的高
度( )（均单选A．变大 B．变小 C．不变）（4分）
四．智能手机（共19分）
智能手机，是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自
行安装软件、游戏、导航等第三方服务商提供的程序，并可以通过移动通讯网络来实现无
线网络接入的手机类型的总称。目前智能手机的发展趋势是充分加入了人工智能、5G 等
多项专利技术，使智能手机成为了用途最为广泛的专利产品。
1．按照电磁波的 从小到大排列，依次为：γ 射线、X 射线、 、可见光、
红外线、无线电波等。传感器的主要作用是把非电学量转换为 。（3分）
2．关于电磁场和电磁波的正确说法是（ ）（2分）
A．变化的电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场
B．电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波
C．电磁波传播速度总是 3×108m/s
D．电磁波是一种物质，而且是横波
3．无线电波是通过LC振荡电路产生的，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在
减小，则该时刻（ ） （4分）
A．电容器下极板带正电，上极板带负电
B．电容器上极板带正电，下极板带负电C．电场能正在向磁场能转化
D．电容器两端的电压正在减小
4．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器
（类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。
当充电基座上的送电线圈（原线圈）两端接上正弦式交变电压后，就会在邻近的受电线圈
（副线圈）中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈（副线圈）中
产生的感应电动势情况，下列说法正确的是（ ） （4分）
A．受电线圈（副线圈）中的感应电动势恒定不变
B．受电线圈（副线圈）中的感应电动势大小不变、极性不断变化
C．受电线圈（副线圈）中的感应电动势极性不变、大小不断变化
D．受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化
5．给手机充电首先从 （V）的电源通过变压器得到有效值为10V的交流电
压。如果变压器的初级线圈为 660 匝，次级线圈有 匝。当输入电压减少22V时，
输出电压为 V，输入电压的改变量 与输出电压改变量 之比为 。（6
分）
五．阅读材料，回答下列问题（共14分）
水是地球上最常见的物质之一，它是所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成
成分。它在空气中含量虽然少，但却是空气的重要组分。1．如图所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓
慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中（ ）（2分）
A．测力计示数始终等于玻璃板的重力
B．测力计示数会出现小于玻璃板重力的情况
C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力
D．因为拉起时还需要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力
2．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课开讲，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富
在中国空间站再次为广人青少年带来一堂精彩的太空科普课，其中有一个实验是王亚平在
太空拧毛小，拧出的水形成一层水膜，附着在手上，像手套一样，晃动也不会掉。关于形
成这种现象的原因，下列说法正确的是（ ）（2分）
A．在空间站水滴不受重力
B．水和手发生浸润现象
C．水和手发生不浸润现象
D．在空间站中水的表面张力变大，使得水“粘”在手上
3．两端开口、粗细相同的洁净玻璃管A和塑料管B竖直插入水中，管中液面的高度如图
所示，则（ ）（2分）
A．A中是毛细现象，B中不是毛细现象
B．A中是不浸润现象，B中是浸润现象
C．B壁附近水分子间的作用力表现为引力
D．只减小两管的直径，管中的液面均上升
4．如图，水面上的S是波源，M、N为两块固定挡板，能观察到水面上的树叶发生振动，
是因为波发生了 （选填“干涉”或“衍射"）现象，为了使树叶停止振动，可
（选填“增加”或“减小”）波源S的频率。（4分）5．航天员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有
一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，如图所
示。一束单色光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中，已知水的折射率为 ，
内球面半径为R，外球面半径为2R，光速为c、则光在水中的传播速度v= c；
为使光在内球表面上发生全反射入射角i的最小正弦值为 。（4分）
