2024屆上海市閔行區(qū)高三上學期學業(yè)質(zhì)量調(diào)研（一模）物理試卷

這是一份2024屆上海市閔行區(qū)高三上學期學業(yè)質(zhì)量調(diào)研（一模）物理試卷，共10頁。試卷主要包含了本考試分設試卷和答題紙等內(nèi)容，歡迎下載使用。
考生注意：
1．試卷滿分 100 分，考試時間 60 分鐘。
2．本考試分設試卷和答題紙。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。
3．標注“多選”的試題，每小題應選兩個及以上的選項，但不可全選；未特別標注的選擇類試題，每小題只能選一個選項。上述題目，均以字母的形式填涂在答題紙相應位置。標注“簡答”的試題，在列式計算、邏輯推理以及回答問題過程中，需給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。
4．除特殊說明外，本試卷所用重力加速度大小 g 均取 9.8 m/s2。
一、中國空間站
2021年6月17日，搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭成功發(fā)射。載人飛船與天和核心艙順利自主快速交會對接。航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進入天和核心艙，這標志著中國人首次進入自己的空間站。
1．（1）火箭豎直起飛時宇航員處于____狀態(tài)（選涂：A．失重 B．平衡 C．超重）；
（2）宇航員對座椅的壓力_______其受到的支持力（選涂：A．大于 B．等于 C．小于）。
2．宇航員在空間站里（ ）
A．完全失重，所以沒有慣性
B．“飄浮起來”，說明沒有受到重力
C．進入核心艙時需借助外力，說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因
3．假設空間站在距地面h高度處繞地球做勻速圓周運動。
（1）已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G。則空間站在軌運行線速度：v=____________；
（2）（簡答）右圖是飛船與核心艙交會對接時測量空間站質(zhì)量的原理圖。若已知飛船的質(zhì)量m為3.0×103kg，其推進器的平均推力F=1000N，在飛船與空間站對接后，推進器工作10s內(nèi)，測得飛船和空間站組合體的速度變化量為0.4m/s，忽略飛船質(zhì)量的變化，求空間站的質(zhì)量M。
4．（多選）航天員在空間站開展基礎物理實驗，為全國青少年進行太空授課。有同學設想在空間站利用下列裝置進行高中物理實驗，你認為可行的是（ ）
D．研究向心力的實驗
E．驗證機械能守恒定律
F．羽毛和金屬小球在玻璃管中下落
B．用力傳感器研究作用力
和反作用力的關系
A．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律
C．研究平拋運動的規(guī)律
5．（多選）如圖，天和核心艙處于半徑為r3的圓軌道Ⅲ；飛船處于半徑為r1的圓軌道Ⅰ上的Q點，通過變軌操作后，沿橢圓軌道Ⅱ 運動到P處與核心艙對接。則飛船（ ）
A．由軌道Ⅰ 進入軌道Ⅱ 要在Q點加速
B．由軌道Ⅱ 進入軌道Ⅲ 要在P點減速
C．沿軌道Ⅱ 運動到對接點P過程中，速度不斷增大
D．沿軌道Ⅲ 運行的周期大于沿軌道Ⅰ 運行的周期
智能尋跡小車
60
二、智能尋跡小車
智能尋跡小車上裝有傳感器，會自動識別并沿水平面內(nèi)的黑色軌跡行駛，黑色軌跡上標有數(shù)值的短線為分值線。比賽時，小車從起點出發(fā)，以停止時車尾越過的最后一條分值線的分數(shù)作為得分。
1．如圖，小車沿水平黑色軌跡勻速率運動，
（1）經(jīng)過圓弧上A、B兩位置時的向心力由____________________________提供，
（2）其大小分別為FA、FB，則有（ ）A．FA>FB B．FA=FB C．FA B．= C．< ）。
t/s
/(m·s-1)
1
0.5
O
1.0
3．為能讓小車及時停下來獲得高分，需要測試小車的剎車性能，小閔同學在平直路面上做了剎車實驗。右圖是剎車過程中位移和時間的比值與t之間的關系圖像，（1）剎車過程中加速度大小為_________m/s2，（2）從開始剎車時計時，經(jīng)過2s，該車的位移大小為_________m。
三、蕩秋千
圖 甲
圖 乙
蕩秋千是中華傳統(tǒng)游戲競技項目，常在節(jié)日慶典舉行比賽，如圖甲，深受各族人民的喜愛?，F(xiàn)在蕩秋千已成為兒童的專項活動，常見于校園操場旁或公園中，如圖乙。
B
O
C
圖 丙
1．一種蕩秋千的方式如圖丙，小朋友坐姿基本不變，大人用水平力F緩慢將秋千由最低點O點拉至圖示B點再由靜止釋放。在B點時秋千繩與豎直方向的夾角為θ，C點為左端最高點，忽略秋千繩的質(zhì)量和空氣阻力，重力加速度為g。
（1）大人緩慢拉秋千的過程中，秋千繩上的拉力大小如何變化____________。（選涂：A．變小B．不變C．變大）
（2）從B點至C點過程中，秋千繩子拉力的沖量的方向為____________。（選涂：A．沖量為零 B．豎直向上 C．豎直向下）
（3）從B點到C點的時間為t0，若θ＜5°，試估算小朋友和座椅的重心到秋千懸點的距離為L=____________。
2．有一種極限秋千運動，運動員通過蹲下和站起動作，可以越蕩越高，直至實現(xiàn)360°翻轉(zhuǎn)。
（1）運用所學物理知識分析，若秋千繩換為鐵鏈或鐵桿，___________（選涂：A．鐵鏈秋千B．鐵桿秋千）更容易實現(xiàn)360°極限翻轉(zhuǎn)。
（2）（簡答）簡要說明理由。
圖 丁
L
O
v0
3．（簡答）某科學up主用假人、小火箭（火箭箭體、燃料）和鐵鏈秋千，完成極限360°翻轉(zhuǎn)蕩秋千實驗。若不計鐵鏈質(zhì)量，假人、小火箭的總質(zhì)量為M，重心到懸點的距離始終為L；火箭發(fā)射噴氣時間極短，瞬間噴出氣體的質(zhì)量為Δm；最后恰好實現(xiàn)了360°翻轉(zhuǎn)，求：
（1）如圖丁，火箭在O點發(fā)射瞬間假人和火箭箭體獲得的初速度v0；
（2）火箭發(fā)射瞬間氣體的噴射速度u。
四、波
可見光為我們呈現(xiàn)了色彩斑斕的世界和各種有趣的現(xiàn)象，其本質(zhì)是一種電磁波，具有一些和機械波相同的波的特性，又有和機械波不同的特點。
1．下面關于光的現(xiàn)象和原理說法不正確的是（）
A．原本透明的肥皂泡在陽光的照射下變得五彩斑斕主要是因為光的折射
B．激光防偽標識上的彩色圖案是因為光的衍射
C．用“偏振片”可以檢驗并得到：光是橫波
B
C
A
60°
30°
2．如圖所示，折射率為1.41的直角棱鏡ABC置于空氣中。
（1）一束光從BC面垂直射入后又會從棱鏡___________
（選涂：A．AB面B．BC面C．AC面）射出，
（2）其射出方向與射入方向之間的夾角約為_______°。
（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
0
A
3．區(qū)別于光波，機械振動的傳播需要依賴介質(zhì)，如圖振源A從0時刻開始帶動細繩上各點上下做簡諧運動，0.5s時在繩上形成的波形如圖所示。若規(guī)定向上為質(zhì)點振動位移的正方向，振幅為0.1m，試畫出0 ~ 0.5s內(nèi)A點的振動圖像，標注好描述振動的物理量。
五、變阻器
變阻器作為一種常用的電路元器件，可用于調(diào)節(jié)電流和電壓，達到控制電路的目的。
圖（a）
1．在測量金屬絲的電阻率的實驗中，電路如圖（a）所示。
（1）若被測電阻絲的電阻在30 Ω左右，則
實驗中選用的滑動變阻器最合理的阻值范圍為（ ）
A．0 ~ 1 Ω B．0 ~ 50 Ω C．0 ~ 500 Ω
（2）若有一根長為L、直徑為d的金屬絲，測得其阻值為R，則
電阻率ρ =________________。
P
圖（b）
2．如圖（b）所示電路，在滑動變阻器的滑片P向左端滑動過程中，電壓表、電流表的示數(shù)變化情況為（ ）
A．兩表示數(shù)均增大 B．電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減小
C．兩表示數(shù)均減小 D．電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大
圖（c）
3．變阻器可以改變電源的輸出功率及用電器功率，在圖（c）電路中電源電動勢E =12 V，內(nèi)阻r =2 Ω，兩個滑動變阻器變化范圍均為0~10Ω，則當R1=_______Ω、R2=_______Ω時可使R2有最大功率。
六、洛倫茲力演示儀
洛倫茲力演示儀
（a）洛倫茲力演示儀實物圖
（b）勵磁線圈側(cè)視圖
（c）結(jié)構(gòu)示意圖
如圖所示，洛倫茲力演示儀可通過改變出射電子速度或磁感應強度來觀察電子做圓周運動的半徑r的變化。
1．圖（b）中通同方向穩(wěn)恒電流I 后，勵磁線圈能夠在兩線圈之間產(chǎn)生與兩線圈中心的連線平行的勻強磁場。電子沿如上圖（c）中所示方向進入磁場，在磁場內(nèi)沿順時針做圓周運動。
（1）圖（c）中磁場方向為向_______（選涂：A．垂直紙面向外B．垂直紙面向里）。
（2）圖（c）勵磁線圈中電流I 方向是_______（選涂：A．順時針B．逆時針）。
2．若增大電子槍的加速電壓U，其它條件不變，（1）則電子在磁場中做圓周運動的半徑_________，（2）周期_______（均選涂：A．增大 B．減小 C．不變）。
3．用國際基本單位表示磁感應強度單位：1 T = 1 ___________________。
4．（簡答）已知玻璃泡內(nèi)磁場的磁感應強度B大小與勵磁線圈中的電流I成正比，試分析說明，可如何調(diào)節(jié)洛倫茲力演示儀，以減小電子做圓周運動的半徑r。
七、電磁爐
電磁爐的原理是利用感應電動勢在鍋底內(nèi)產(chǎn)生渦流，致使鍋體本身快速發(fā)熱，從而加熱鍋內(nèi)食物。
1．適合做電磁爐鍋具的材料是（ ）
A．鐵 B．陶瓷 C．玻璃
2．電磁爐的在工作時會產(chǎn)生電磁波。下列關于電磁波的表述正確的有（ ）
A．法拉第預言了電磁波的存在
B．倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線
C．醫(yī)院里用紅外線熱效應來殺菌
3．某個同學制作了一個簡易裝置來研究電磁爐工作原理。如圖所示，將一根電線纏繞在鐵芯外部，接通交流電源，過了一會兒，放置在鐵芯上方的多匝線圈開始發(fā)熱。下述可以增大線圈熱功率的辦法是（ ）
A．增大交流電源的頻率
B．減小上方線圈的匝數(shù)以減小電阻
C．將交流電源換成電動勢更大的直流電源
4．（簡答）間距L=0.5m光滑平行金屬導軌，水平放置在豎直方向的磁感應強度B=1 T的勻強磁場中，一端接阻值為R=5Ω的電阻。一電阻為r =1Ω、質(zhì)量為m，長也為L的導體棒垂直放置在導軌上，在外力作用下可以讓導體棒在勻強磁場中做簡諧運動產(chǎn)生類似電磁爐所用的正弦交流電。導體棒從t＝0時刻開始運動，其感應電動勢e與時間t的關系是如圖所示的正弦函數(shù)。不計導軌電阻。求：

（1）這一感應電動勢的有效值；
（2）寫出導體棒速度大小隨時間變化的關系式；
（3）算出0 ~ 2s內(nèi)外力所做的功。
參考答案與評分標準
一、中國空間站（18分）
1．（4分）（1）C ——2分 （2）B ——2分
2．（2分）C
3．（5分）（1） ——2分
（2）組合體的總質(zhì)量為 ——1分
組合體的加速度為 ——1分
聯(lián)立兩式求得空間站的質(zhì)量為 ——1分
4．（4分）ABD
5．（3分）AD
二、智能尋跡小車（12分）
1．（4分）（1）靜摩擦力——2分（2）C——2分
2．（4分）（1）C ——2分（2）A ——2分
3．（4分）（1）1 ——2分 （2）0.5 ——2分
三、蕩秋千（18分）
1．（2+2+2=6分）
（1）C (2分) （2） B (2分) （3）_____t02gπ2_______；(2分)
2．（2+2=4分）
（1）（2分）B (2分)
（2）（2分）直桿秋千通過最高點的速度大于零即可，鐵鏈秋千通過最高點的速度需要大于gL，（1分）這意味著運動員要做更多的功，使更多的人的生物能轉(zhuǎn)為為機械能。（1分）
3．（4+4=8分）
忽略上升過程中的空氣阻力，假人和火箭體機械能守恒，以最低點為零勢能面：（1分）
12（M-Δm）v02=12（M-Δm）v12+（M-Δm）g×2L （1分）
（M-Δm）v12L=（M-Δm）g （1分）
∴v0=5gL （1分）
x /m
-0.1
t /s
0.1
0.5
0
火箭發(fā)射時，動量守恒：（1分）
0=（M-?m）?v0+?m?u（2分）
u=M-?m?m5gL （1分）
四、波（10分）
1．（2分）A
2．（4分）（1）C——2分（2）45°——2分
3．（4分）坐標軸單位1分，振幅1分，
周期1分，振動圖像形狀1分
五、變阻器（10分）
1．（4分）（1）B ——2分
（2）ρ=πd2R4L ——2分
2．（2分）D
3．（4分）0，2
六、洛倫茲力演示儀（16分）
1．（4分）（1）B——2分（2）A——2分
2．（1）A——2分（2）C——2分
3．kg?s-2?A-1
4．（6分）在電子槍中加速，由動能定理可知：eU =12mvt2 ------1分
在粒子在磁場做勻速圓周運動所需向心力由洛倫茲力提供F=evB=mvt2r ------1分
設B=kI（k為比例系數(shù)）------1分
則r=2emUekI-----1分
所以，減小電子槍的加速電壓U，或者增大勵磁線圈中的電流I可以減小電子做圓周運動的半徑r。----2分
七、電磁爐（16分）
1．（2分）A
2．（2分）B
3．（2分）A
4．（2+4+4=10分）
（1）（2分）電動勢有效值 E=Em2=16.972V=12V -----2分
（2）（4分）由e = BLv ----1分 e=Emsinωt ----1分
可得： v=eBL=EmsinωtBL=34sinπt (m/s) -------2分
（3）（4分）由動能定理可知，0~2s內(nèi)初末狀態(tài)速度均為零，外力所做的功等于克服安培力做功。最終等于電路產(chǎn)生的焦耳熱 -------2分
W=E2R+rt=1225+1×2J=48J -------2分