2023-2024學年上海市浦東新區(qū)高三上冊期末質量檢測物理模擬測試卷（一模）含解析

2023_2024學年上海市浦東新區(qū)高三上冊期末物理模擬測試卷（一模）考生注意:1.試卷共7頁，滿分100分，考試時間60分鐘。2.本試卷分設試卷和答題紙。全卷包括五大題。3.答題前，務必在答題紙上填寫姓名、學校、準考證號，并將核對后的條形碼貼在指定位置上。作答必須涂或寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。一、飛行之旅(共25分)某同學購買了一張學程機票。此次飛行的相關信息見圖1、2。在這趟飛行過程中他不僅領略了祖國的大好河山，更是發(fā)現(xiàn)了不少有趣的物理現(xiàn)象。(4分)機票中的“08:30”指的是(選填“時間”或“時刻”)，若整個行程約為2100km，則飛機全程的平均速率約為km/h.2.(2分)機場開放了自助值機與行李托運。若經(jīng)濟艙旅客的免費托運限額為20kg，超出部分每千克按機票票價的1.5%收取費用。該同學將行李自動稱重后，系統(tǒng)內(nèi)部壓力傳感器顯示的“F-t”圖像如圖3所示，己知該同學的機票票價為1000.0元。g=10m/s2。則他還需補繳的金額為元。3.(3分)過安檢時，工作人員查看了該同學的充電寶。充電寶銘牌上寫有“74W·h”。此參數(shù)反映了充電寶所具有的()A、電荷量值B、額定電流值C、額定能量值D、額定功率值4.(3分)登機入座后，該同學透過舷窗看到初升太陽，如圖4所示。己知大氣的折射率隨著海拔的升高而減小，則太陽的實際位置在（)A、A處B、B處5.飛機在空中水平飛行時，該同學將靠背上的小桌板放下，其上放質量為m的飲料杯(含飲料)，如圖5所示。（1）(3分)當飛機勻速飛行時，關于飲料杯對桌板作用力F的示意圖，正確的是（）(2)(2分)若飲料杯的重心在輕桌板OA、輕桿OB交點的正上方，保持輕桌板桌面水平，將桿OB調整至OB'位置，如圖6所示。則OB'上受到的彈力(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)(4分)在飛機水平飛行的一段時間內(nèi)，該同學發(fā)現(xiàn)飲料杯中的液面與小桌板成α角，如圖7所示。則飛機在做運動(選填“勻加速”、“勻減速”或“勻速”。取重力加速度為g.此時飛機運動的加速度大小為。6.(4分)飛機著陸后，機場的行李口開始工作。后臺工作的示意圖如圖8(a)所示，其中K為光源，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻不計。R1為定值電阻，R2為光敏電阻(無光照射時阻值大，有光照射時阻值小)。行李隨傳送帶勻速采運動，當行李通過光源K與R2之間時，射向R2的光束被擋住。某段時間內(nèi)，電壓傳感器的示數(shù)U隨時間t變化的關系如圖8(b)所示。則t0時刻，R2與K之間(選填“有”或“沒有”)行李箱；有光照射和無光照射時R2的功率之比為。二、變化的電流(共20分)當今人類生存環(huán)境是一個“電的世界”，我們生活離不開電。電流既有穩(wěn)恒電流，又有變化電流。7.感應電流(4分)如圖9所示，左端接有阻值R=2Ω電阻的足夠長光滑導體框，固定在水平面上，整個裝置處于堅直向下的勻強磁場中，磁感應強度B=lT。一根長L=lm，質量m=1kg的導體棒在水平外力F的作用下由靜止開始做勻加速直線運動，加速度大小a=2m/s2。若框與導體棒的電阻不計，則外力F隨時間t變化的函數(shù)表達式為F=(N)，0～2s內(nèi)流經(jīng)導體棒的電量為C。8.交流電的產(chǎn)生（1）(2分)交流發(fā)電機原理示意圖如圖10所示。當線框轉至和中性面重合時，穿過線框的磁通量（選填“最大”或“最小”）。（2）(4分)(多選)下圖中屬于交流電的是()9.家庭電路所用的是如圖11所示的正弦交流電。（1）(4分)該交流電的頻率為Hz;電原有效值V。（2）(3分)在研究交流電的功率時，通常用有效值表示交流電產(chǎn)生的效果。有效值的引入體現(xiàn)了()A、控制變量的思想B、極限的思想C、微小量放大的思想D、等效替代的思想(3)(3分)指出圖12示的家庭電路中存在的三個安全隱患:①；②；③；三、電動牙刷(共19分)現(xiàn)在越來越多的人開始使用電動牙刷。某同學拆解了一支電動牙刷，發(fā)現(xiàn)它內(nèi)部的主要部件除了電路板之外，還有電動機、(直流)充電電池、線圈等，如圖13所示。該電動牙利使用了元線充電技術，充電座中的線圈接入交流電，牙刷內(nèi)的線圈兩端獲得一定電壓，再通過控制電路對牙刷內(nèi)直流電池充電。10.(4分)某段時間內(nèi)充電底座線固有如圖14所示方向正在增大的電流，從俯視的角度看，在牙刷內(nèi)置線圈會產(chǎn)生（選填“順時針“或“逆時針”)方向的感應電流。用多用電表測得充電時內(nèi)置線圈兩端的電壓為4V，已知底座線圈接220V交流電，兩線圈可視為理想變壓器，則充電底座線圈與內(nèi)置線圈的匝數(shù)之比為。11.(4分)牙刷工作時，驅動電動機轉動。電動機的額定電壓為3V，額定電流為450mA，內(nèi)阻為1Ω，則電動機正常工作時輸出的機械功率為W(保留三位有效數(shù)字)，工作效率為%。12.（1）(2分)牙刷電動機正常工作時頻率為30000r/min，聲速為340m/s.則電動機振動產(chǎn)生的聲波波長為m。(2)(3分)當該同學啟動牙刷并甩來甩去時，能聽到牙刷振動發(fā)出聲音的音調忽高忽低，這是因為聲被的()A、共振B、干涉C、反射D、多普勒效應13.(1)(2分)該同學把牙刷內(nèi)充滿電的電池拆解出來后接入如圖15(a)所示的電路中進行放電測試，測得電壓表和電流表的示數(shù)隨時間的變化關系如圖15(b)所示，則滑動變阻器消耗的最大功率為W。(2)(4分)(多選)關于實驗后期，電壓表示數(shù)急劇變小，下列說法正確的是()A、滑動變阻器的電壓急劇變小；B、滑動變阻器的電壓主急劇變大；C、可能是電池內(nèi)阻急劇變大導致的；D、可能是電池內(nèi)阻急劇變小導致的。四、蹦床運動(共18分)2023年10月2日杭州亞運會蹦床比賽中，我國選手朱雪瑩、胡譯包攬冠亞軍。該項目是運動員借助彈力床的彈力彈向空中，在空中做各種體操動作的競技運動。在這次比賽中，若運動員的質量為m=60kg，某一次下落、反彈的過程中，傳感器記錄到運動員腳底從離水平網(wǎng)而hl=3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦到腳底離水平網(wǎng)面h2=5m的高處，運動員在空中始終保持四肢并攏的直立狀態(tài)，與網(wǎng)接觸的時間為t=1.5s。重力加速度g=10m/s2，忽咯空氣阻力。14.運動員比賽過程中:(1)(4分)著網(wǎng)時的速度大小V1=m/s;離開網(wǎng)時的速度大小V2=m/s。(2)(4分)計算從開始下落到蹦至5m高處這一過程中運動員重力沖量I的大小。(3)(4分)計算觸網(wǎng)時間內(nèi)，網(wǎng)對運動員的平均作用力F的大小。(4)(2分)在此次觸網(wǎng)時間內(nèi)運動員機械能的變化量?E=J。15.(4分)關于蹦起高度比下落高度更高的情況，兩位同學展開了討論:甲同學說：“這是不可能的。根據(jù)機械能守恒，能量不可能無中生有地創(chuàng)造出來!”乙同學說：“這是可能的。在運動員觸間的整個過程中，蹦床始終給人提供額外的能量。”甲、乙兩位同學的說法正確嗎?談談你的觀點。五、質譜儀(共18分)質譜儀通常用作分離和檢測物質組成，一般由加速電場、速度選擇器、偏轉磁場、質譜儀底片組成。如圖16所示，一束含有多種成份的帶電粒子（其所受重力均可忽咯)，無初速從0點進入加速電場，此電場中有0、a、b三點，沿著水平方向(x軸)上該三點的電勢φ變化如圖17所示，經(jīng)電場加速后進入速度選擇器，最后，部分粒子經(jīng)半個圓周的偏轉射到質譜儀底片上。通過計算機的處理，可分析粒子成份。16.帶電粒子的加速(1)(3分)a、b兩點的電場強度大小()A、Ea>EbB、Ea<EbC、Ea=EbD、法確定(2)(2分)若某帶電粒子的電荷量為q，質量為m，則經(jīng)過加速電場后，粒子離開加速電場的速度ν=。(圖17中φ0已知17.(4分)速度選擇器中有垂直于紙面向里的勻強磁場，其磁感應強度大B1，上下兩極板之間的電勢差為U，板間距為d，兩板間可視為勻強電場。不考慮粒子的重力，經(jīng)加速電場加速的粒子從極板的正中央進入速度選擇器。（1）若粒子能水平勻速通過速度選擇器，則粒子的速度大小v'=（2）若粒子不能水平勻速通過速度選擇器，則粒子(選填“會”或“不會”)在速度選擇器中做勻變速曲線運動。18.質譜儀檢測(9分)不同的帶電粒子勻速通過速度選擇器后就能進入磁感應強度為B2的勻強偏轉磁場，磁場方向垂直于紙面向里。(1)若某種粒子通過速度選擇器后的速度為V0，電荷量為e，質量為m。通過推導，寫出該粒子偏轉到質譜儀底片上的坐標Y的表達式:實際上，加速電場的電勢差是不穩(wěn)定的，會在區(qū)間[φ0-?U，φ0+?U]內(nèi)浮動。現(xiàn)有某粒子和它的同位素，它們的電荷量相同，質量之比為1:2。調節(jié)速度選擇器的參數(shù)，先后使這兩個粒子勻速通過并進入偏轉磁場發(fā)生偏轉，為了不讓這兩個粒子落在底片上的位置重疊，通過計算，求出φ0:?U的取值2023_2024學年上海市浦東新區(qū)高三上冊期末物理模擬測試卷（一模）考生注意:1.試卷共7頁，滿分100分，考試時間60分鐘。2.本試卷分設試卷和答題紙。全卷包括五大題。3.答題前，務必在答題紙上填寫姓名、學校、準考證號，并將核對后的條形碼貼在指定位置上。作答必須涂或寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。一、飛行之旅(共25分)某同學購買了一張學程機票。此次飛行的相關信息見圖1、2。在這趟飛行過程中他不僅領略了祖國的大好河山，更是發(fā)現(xiàn)了不少有趣的物理現(xiàn)象。1.(4分)機票中的“08:30”指的是(選填“時間”或“時刻”)，若整個行程約為2100km，則飛機全程的平均速率約為km/h.2.(2分)機場開放了自助值機與行李托運。若經(jīng)濟艙旅客的免費托運限額為20kg，超出部分每千克按機票票價的1.5%收取費用。該同學將行李自動稱重后，系統(tǒng)內(nèi)部壓力傳感器顯示的“F-t”圖像如圖3所示，己知該同學的機票票價為1000.0元。g=10m/s2。則他還需補繳的金額為元。3.(3分)過安檢時，工作人員查看了該同學的充電寶。充電寶銘牌上寫有“74W·h”。此參數(shù)反映了充電寶所具有的()A、電荷量值B、額定電流值C、額定能量值D、額定功率值4.(3分)登機入座后，該同學透過舷窗看到初升太陽，如圖4所示。己知大氣的折射率隨著海拔的升高而減小，則太陽的實際位置在（)A、A處B、B處5.飛機在空中水平飛行時，該同學將靠背上的小桌板放下，其上放質量為m的飲料杯(含飲料)，如圖5所示。（1）(3分)當飛機勻速飛行時，關于飲料杯對桌板作用力F的示意圖，正確的是（）(2)(2分)若飲料杯的重心在輕桌板OA、輕桿OB交點的正上方，保持輕桌板桌面水平，將桿OB調整至OB'位置，如圖6所示。則OB'上受到的彈力(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(3)(4分)在飛機水平飛行的一段時間內(nèi)，該同學發(fā)現(xiàn)飲料杯中的液面與小桌板成α角，如圖7所示。則飛機在做運動(選填“勻加速”、“勻減速”或“勻速”。取重力加速度為g.此時飛機運動的加速度大小為。6.(4分)飛機著陸后，機場的行李口開始工作。后臺工作的示意圖如圖8(a)所示，其中K為光源，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻不計。R1為定值電阻，R2為光敏電阻(無光照射時阻值大，有光照射時阻值小)。行李隨傳送帶勻速采運動，當行李通過光源K與R2之間時，射向R2的光束被擋住。某段時間內(nèi)，電壓傳感器的示數(shù)U隨時間t變化的關系如圖8(b)所示。則t0時刻，R2與K之間(選填“有”或“沒有”)行李箱；有光照射和無光照射時R2的功率之比為?！菊_答案】1、時刻，7002、153、C4、B5、（1）C（2）變小（3）勻減速，gtanα6、有，1:1二、變化的電流(共20分)當今人類生存環(huán)境是一個“電的世界”，我們生活離不開電。電流既有穩(wěn)恒電流，又有變化電流。7.感應電流(4分)如圖9所示，左端接有阻值R=2Ω電阻的足夠長光滑導體框，固定在水平面上，整個裝置處于堅直向下的勻強磁場中，磁感應強度B=lT。一根長L=lm，質量m=1kg的導體棒在水平外力F的作用下由靜止開始做勻加速直線運動，加速度大小a=2m/s2。若框與導體棒的電阻不計，則外力F隨時間t變化的函數(shù)表達式為F=(N)，0～2s內(nèi)流經(jīng)導體棒的電量為C。8.交流電的產(chǎn)生（1）(2分)交流發(fā)電機原理示意圖如圖10所示。當線框轉至和中性面重合時，穿過線框的磁通量（選填“最大”或“最小”）。（2）(4分)(多選)下圖中屬于交流電的是()9.家庭電路所用的是如圖11所示的正弦交流電。（1）(4分)該交流電的頻率為Hz;電原有效值V。（2）(3分)在研究交流電的功率時，通常用有效值表示交流電產(chǎn)生的效果。有效值的引入體現(xiàn)了()A、控制變量的思想B、極限的思想C、微小量放大的思想D、等效替代的思想(3)(3分)指出圖12示的家庭電路中存在的三個安全隱患:①；②；③；【正確答案】7、2+t，28、（1）最大（2）BCD9、（1）50，220（2）D（3）S1應該接在火線上；三孔插座的接地線接到了零線上；立式空調沒有接地線三、電動牙刷(共19分)現(xiàn)在越來越多的人開始使用電動牙刷。某同學拆解了一支電動牙刷，發(fā)現(xiàn)它內(nèi)部的主要部件除了電路板之外，還有電動機、(直流)充電電池、線圈等，如圖13所示。該電動牙利使用了元線充電技術，充電座中的線圈接入交流電，牙刷內(nèi)的線圈兩端獲得一定電壓，再通過控制電路對牙刷內(nèi)直流電池充電。10.(4分)某段時間內(nèi)充電底座線固有如圖14所示方向正在增大的電流，從俯視的角度看，在牙刷內(nèi)置線圈會產(chǎn)生（選填“順時針“或“逆時針”)方向的感應電流。用多用電表測得充電時內(nèi)置線圈兩端的電壓為4V，已知底座線圈接220V交流電，兩線圈可視為理想變壓器，則充電底座線圈與內(nèi)置線圈的匝數(shù)之比為。11.(4分)牙刷工作時，驅動電動機轉動。電動機的額定電壓為3V，額定電流為450mA，內(nèi)阻為1Ω，則電動機正常工作時輸出的機械功率為W(保留三位有效數(shù)字)，工作效率為%。12.（1）(2分)牙刷電動機正常工作時頻率為30000r/min，聲速為340m/s.則電動機振動產(chǎn)生的聲波波長為m。(2)(3分)當該同學啟動牙刷并甩來甩去時，能聽到牙刷振動發(fā)出聲音的音調忽高忽低，這是因為聲被的()A、共振B、干涉C、反射D、多普勒效應13.(1)(2分)該同學把牙刷內(nèi)充滿電的電池拆解出來后接入如圖15(a)所示的電路中進行放電測試，測得電壓表和電流表的示數(shù)隨時間的變化關系如圖15(b)所示，則滑動變阻器消耗的最大功率為W。(2)(4分)(多選)關于實驗后期，電壓表示數(shù)急劇變小，下列說法正確的是()A、滑動變阻器的電壓急劇變小；B、滑動變阻器的電壓主急劇變大；C、可能是電池內(nèi)阻急劇變大導致的；D、可能是電池內(nèi)阻急劇變小導致的。【正確答案】10、逆時針，55:111、1.15；85；12、（1）0.68（2）D13、（1）0.72（2）AC四、蹦床運動(共18分)2023年10月2日杭州亞運會蹦床比賽中，我國選手朱雪瑩、胡譯包攬冠亞軍。該項目是運動員借助彈力床的彈力彈向空中，在空中做各種體操動作的競技運動。在這次比賽中，若運動員的質量為m=60kg，某一次下落、反彈的過程中，傳感器記錄到運動員腳底從離水平網(wǎng)而hl=3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦到腳底離水平網(wǎng)面h2=5m的高處，運動員在空中始終保持四肢并攏的直立狀態(tài)，與網(wǎng)接觸的時間為t=1.5s。重力加速度g=10m/s2，忽咯空氣阻力。14.運動員比賽過程中:(1)(4分)著網(wǎng)時的速度大小V1=m/s;離開網(wǎng)時的速度大小V2=m/s。(2)(4分)計算從開始下落到蹦至5m高處這一過程中運動員重力沖量I的大小。(3)(4分)計算觸網(wǎng)時間內(nèi)，網(wǎng)對運動員的平均作用力F的大小。(4)(2分)在此次觸網(wǎng)時間內(nèi)運動員機械能的變化量?E=J。15.(4分)關于蹦起高度比下落高度更高的情況，兩位同學展開了討論:甲同學說：“這是不可能的。根據(jù)機械能守恒，能量不可能無中生有地創(chuàng)造出來!”乙同學說：“這是可能的。在運動員觸間的整個過程中，蹦床始終給人提供額外的能量?！奔住⒁覂晌煌瑢W的說法正確嗎?談談你的觀點。【正確答案】14、（1）8，10（2）自由落體過程中，?=12觸網(wǎng)時間?t=1.5s豎直上拋中，?=12gt重力的沖量I=mg(t1+?t+t2)=1980N(3)方法一：牛頓定律下落過程觸網(wǎng)速度v1=2g上升過程離網(wǎng)速度v2=2g?F-mg=ma,a=?v?t所以方法二：動量定理下落過程觸網(wǎng)速度v1=2g上升過程離網(wǎng)速度v2=2g?（F-mg）?t=m·?vF=1320N(4)?E=12m五、質譜儀(共18分)質譜儀通常用作分離和檢測物質組成，一般由加速電場、速度選擇器、偏轉磁場、質譜儀底片組成。如圖16所示，一束含有多種成份的帶電粒子（其所受重力均可忽咯)，無初速從0點進入加速電場，此電場中有0、a、b三點，沿著水平方向(x軸)上該三點的電勢φ變化如圖17所示，經(jīng)電場加速后進入速度選擇器，最后，部分粒子經(jīng)半個圓周的偏轉射到質譜儀底片上。通過計算機的處理，可分析