2024年高考模拟物理试卷2（上海专用）（解析版）

上海市2024年等级考物理试卷模拟卷2

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•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索降入宣训练，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，再次到达成漏窗时间力猛购，实现破窗而入

I.假如这次训练中消动员下滑的口一1如图所示，忽略墙壁对消防员的作用力

（1）（多选）卜夕小说法正确的是（）

A.O-ro和-3，。两段时间内消防员的速度方向相反

B.。一，。和-3，。两段时间内消防员的加速度方向相反

C.O-/o和％-3/0两段时间内消防员的平均速度相同

D.0-和「3，。两段时间内绳子对消防员作用力的方向相反

答案：BC

解析：。-和，0-3,0加速度方向相反，速度均在第一象限，故速度方向相同，。一八）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，。-1s,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"超靶或“失重”）

状态.（g=10/7?/S2）

答案：见解析

解析：面积为位移，故可知gx%x3=12n%=8〃7/s,故可知加速下降时的加速度为

2

«==8mls=>mg-FN=ma=>FN=]20N,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

£丫逐渐减小,但绳子拉力的大小变化未知，因为拉力与AR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杆支持力的夹隹（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，水的密度为夕

（1）时间Ms）内喷出水柱的体积为一，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，V=根据动能定理，水枪对水做的功全部转化为水的

1;

nV

动能，可知功率为2根据平抛运动的等时性可知:

I—如L也叱」3,

2t2tr2

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管的体枳与大玻璃泡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-3C

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

空气空气

水水银

玻璃杯

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眼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一圆盘发电机。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

，的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，那么在〃〜/2这段时间内，哪种情况可以观察到线圈

B中有变化的感应电流（）

【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g,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（）

XXXX

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

v2=2gh

线框下边切割磁感线产生的感应电动势为

E=Bav

线框中感应电流为

/一

R

解得1=也正包

R

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

F=Bia

可知

设线框的边长为4、导线的横截面积为S、密度为〃，则线框的重力为

G=mg=4pSag

由题意可知

Gq=GB

A框恰能匀速进入，则有

%=GA

则可知

FB=GB

故B线框匀速进入磁场，故A止确：

C.根据电流的定义式有

Q=Ii

线框完全进入磁场过程中做匀速运动，所用时间为

a

t=—

v

解得

e=-

V

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

AE=W=Fa

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Ao

9.如图所示，两块水平放置的金属板距离为乩用导线、开关K与一个〃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〃?、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（）

B.正在减弱，芋=竽

A/2q

■__urr△①mgd

D.正在减弱，■­=~—

△t2nq

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

mg〃U

~=q7

根据法拉第电磁感应定律有U=n"

mgd

解得

△t2nq

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a=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=1.0Q的定值电阻，金属杆MN的电阻尸0.25Q,质量〃=0.2kg,整

个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆日静止开始释放，在计算机屏幕上同

步显示出电流i和时间/的关系如图(乙)所示，已知r=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=IOm/s2)求:

(2)LUS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)(I)由图像可知.金属杆粒定运动时的电流为L60A,杆受三个力平衡，受力如图

根据平衡条件有

mgsin30"=BIL

代入数据解得

B=1.25T

(2)由图像可知1.0s时电流为LOA,根据牛顿第二定律有

mgsin30"—BIL=ma

代入数据解得

a=1.875m/s2

(3)由题意可知3.2s时电流为I.60A,根据导体切割磁感线感应电动势公式有

E=BLv

根据闭合电路欧姆定律有

E=7(/?+?■)

联立解得

v=3.2ni/s

(4)根据能量守恒有〃嘤sin30"=｝加+Q

代入数据解得

C=0.976J

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II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%

捕集效率（%）

【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股在10-9〜l（Pm之间，已知布朗运

动微粒大小通常在27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

动的轨逃不是分子的无视厕运动的轨迹，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106m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。

13.熔喷布是口罩中间过滤层（如图），是•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甩极间的电场如图所示。用虚线画出通过。点的等势面。

接地二

15.4、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。点做该处电场线的垂线，如图中虚线即为所求。

接地二

川电场线越密集处，电场强度越大，故。处电场较强。

⑵电场线由电势高处指向电势低处，故人处电势较高。

16.若。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”）；

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〃7,不

计其所受重力，则它运动到熔喷布时的速度大小为。（用£、〃?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.⑵带电尘埃电势能减小，故欣0。电场力对其做正功，所以叱”