2024-2024学年上海市重点高中全真物理模拟卷一
一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，第1-8题，每题3分，第9-12题，每题4分，共40分） 1．2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。若质量分别为m1和m2的A、B两天体构成双星，如图所示。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（ ）
A．A、B做圆周运动的半径之比为m2：m1 B．A、B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1 C．A、B做圆周运动的转速之比为1：1
D．A、B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1 【答案】D
【解析】AB．因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力
Gm1m222?m?r?m?r2 1122L可知两天体的向心力大小相等，半径之比为
r1m2? r2m1AB正确；
C．根据角速度与转速的关系
??2?n
可知两天体转速相同，C正确； D．由
G得
m1m2?m1a1?m2a2 2La1m2? a2m1D错误。
本题选不正确的，故选D。
2．来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光．带电粒子与地球大气层中的原子相遇，原子吸收带电粒子的一部分能量后，立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒，形成极光．极光的光谐线波长范围约为310nm～670nm．据此推断以下说法不正确的是
A．极光光谐线频率的数量级约为1014 Hz
B．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关 C．原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光 D．对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分 【答案】D
【解析】A.极光光谐线频率的最大值fmax3?108??Hz?9.7?1014Hz；极光光谐线频率的3?10?13.1?10?10c最小值fmin确．
3?10814??Hz?4.5?10Hz．则极光光谐线频率的数量级约为1014Hz，故A正3?10?26.7?10?10cB．来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极．当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光．极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关，故B正确；
C．地球大气层中的原子吸收来自太阳带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光故C项正确；
D．地球大气层中的原子吸收来自太阳的带电粒子的一部分能量后，从高能级向低能级跃迁时辐射出极光．对极光进行光谱分析可以鉴别地球大气层的组成成分，故D错误。 本题选不正确的，答案为D。 3．下列说法正确的是（ ）
A．光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性
B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质
3C．一个氘核21H与一个氚核1H聚变生成一个氦核2He的同时，放出一个电子
4D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变 【答案】B
【解析】A．光电效应说明了光子具有能量，显示了光的粒子性，故A错误；
B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是
β衰变的实质，故B正确；
C．核反应方程满足质量数和质子数守恒
2141H?31H?2He?0n
所以放出的是中子，不是电子，故C错误；
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量减小，故D错误。 故选B。
4．电磁波与机械波具有的共同性质是( ) A．都是横波 C．都能在真空中传播 【答案】B
【解析】试题分析：电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，故A错误．两种波都能传输能量，故B正确．电磁波能在真空中传播，而机械波不能在真空中传播，故C错误．两种波的波速都与介质的性质有关，波速并不恒定，只有真空中电磁波的速度才恒定． 考点：考查了电磁波与机械波
5．已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（ ）
B．都能传输能量 D．都具有恒定的波速
A．1 C．3 【答案】D
B．2 D．4
【解析】由题意可知，负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧，现在让我们判断从S点发出的这条光线的折射光线，则光线1、2是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线3、4是可能的，但是题意中又说明在另一侧成实像，即实际光线有交点，光线3在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光线反向延长线交于一点，成虚像。而光线4的折射光线直接相交成实像（如右图所示）。 故选D。
6．如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A,B是关于O1O2对称且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，P是屏上的一个光斑，根据该光路图，下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃中，A光的波长比B光的波长短 B．在真空中，A光的频率比B光的大 C．A光的光子动量比B光的小
D．通过同一双缝干涉装置，A光的干涉条纹间距比B光的小 【答案】C
【解析】AB．由光路图可知玻璃体对B光的折射率大于对A光的折射率，由此可知B光的频率大于A光的频率，光的频率越小则波长就越长，故A光的波长比B光的波长长，故AB错误； C．根据
p?hν c可知，光子的频率越大，则动量也就越大，故A光的光子动量比B光的小，故C正确； D．根据
?x?l? d可知，光的波长越长，则干涉条纹间距越大，即A光的干涉条纹间距比B光的大，故D错误。 故选C。
7．教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上
下振动，如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）
A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变 B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动 D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动 【答案】C
【解析】图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.
8．因为地球的自转，同一物体在不同的纬度重力不同，一质量为m的物体在北极时的重力与其在赤道时的重力的差为F. 将地球看做质量分布均匀的球体，半径为R. 则地球的自转周期是 A．2?mR FB．?mR FmR FC．mR FD．12?【答案】A
【解析】在北极时地球对物体的万有引力等于物体的重力，在赤道时地球对物体的万有引力与地面对物体的支持力的合力提供物体随地球做圆周运动的向心力，依题意物体在赤道时有：
4?2F?m2R
T所以地球自转周期为：
4?2mRmR. T??2?FFA．描述与分析相符，故A正确.
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