2025届上海市青浦区高三上学期一模考试物理试题

2024学年第一学期高三年级期终学业质量调研 物 理 试 卷 （时间60分钟，满分100分） 2024.12 考生注意： 1．答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、学校、准考证号。 2．选择题的作答必须用2B铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应的位置，需要更 改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。主观题的作答必须用黑色的钢笔或圆珠笔写 在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一．常见的照明设备（14分） 电灯的发明改变了人类的生活方式，常见的照明设备有白炽灯、日光灯、LED灯等。这些照明设备和电阻器、电容器、变压器、电感器等元件组合，在我国220V的交流电路中实现着各自的功能。 1、如图，智能开关和小灯组成简易智能电路，通过手机和家庭路由器实现远程控制。智能开关内有一个芯片，能接收路由器发来的控制信号。 （1）（3分）手机和路由器、路由器和智能开关之间用于传输信号使用的（ ） A．都是电磁波 B．都是机械波 C．前者电磁波，后者机械波 D．前者机械波，后者电磁波 （2）（4分）智能开关收到的远程控制信号如图，该交流信号的电流有效值为 A；智能开关利用振荡电路接收该控制信号，当产生电谐振现象时，开关内振荡电路的固有频率为 Hz。~220V 灯 管 启辉器 镇流器 2、（3分）如图是教室里的日光灯原理图，电路由灯管、镇流器和启辉器组成。闭合电键后，由于达不到灯管内气体的启辉电压600V，灯管为断路状态，此时启辉器内小灯泡点亮。启辉器内温度升至一定值时，启辉器断开，此时由于镇流器的作用，灯管两端瞬间会产生600V~1500V的电压，点亮灯管。由此可知，镇流器最可能是以下哪个元件（ ） A．电阻器 B．电容器 C．电感器 D．变压器 3、（4分）家用白炽灯和小灯泡一样，用钨丝制成。某同学用如图所示电路测定白炽灯的I-U图像，其操作过程如下： ①断开电键，调节滑动变阻器至某一位置； ②闭合电键，迅速记录电压传感器和电流传感器数据U和I，随即断开电键； ③待灯泡冷却后，改变滑动变阻器阻值，重复上述操作，测量多组数据； ④由实验数据，画出I-U图像。 根据以上操作过程可得，该同学得到的白炽灯的I-U图像应该是（ ） A B C D 二．蹦 床（12分） 蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。 1、 （3分）在运动员进行蹦床比赛过程中 （ ） A． 评委给运动员评分时可以把运动员看出质点 B． 蹦床对运动员的弹力是由于蹦床的形变引起 C． 运动员静止在蹦床上时，运动员对蹦床的压力就是运动受到的重力 D．从蹦床上弹起过程中蹦床对运动员的弹力大于运动员对蹦床的弹力 2、 （3分）运动员从高处落下，在接触蹦床向下运动过程中（ ） A． 动能先增加后减少，重力势能减少 B．动能先增加后减少，重力势能增加 C．动能减少，重力势能减少 D．动能减少，重力势能增加 3、（2分）在某次表演过程中，质量为m的运动员从开始下落到运动到最低点的过程中，经历的时间为t，此过程中运动员对蹦床的冲量的大小为____________。（重力加速度为g） 4、（4分）小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球拿到轻弹簧的顶端释放，小球在下降过程中其加速度a与下降高度h的关系如图所示。若小球的质量为m，则弹簧的劲度系数为 ____________，小球下降到高度h0处的速度__________。h a g O h0 三．舞台上的奇妙物理现象（17分） 在一场精彩的大型文艺演出中，舞台的设计和舞台上的表演运用了许多奇妙的物理知识。 1、（4分）利用各色小彩灯布置晚会舞台。如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2。电源的输入电压不变，如果只将原线圈匝数增加，小彩灯亮度将_________(选填“变亮、变暗、不变”)。如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率将_____________（选填“变大、变小、不变”）。 2、（4分）【多选】舞台景观水池的水面下安装有几个彩色灯泡，岸上的游客看到红灯和绿灯是在同一水平线上，红灯和绿灯均可视为点光源，红光的折射率小于绿光。下列说法正确的是（ ） A．一束红光和一束绿光会发生干涉 B．游客看到的红灯的深度比实际深度要小 C．红光比绿光在水中传播的更快 D．若水池面积足够大，则红灯把水面照亮的面积较大 3、（3分）在舞台中固定一个直径为6.5 m的球形铁笼，三辆摩托车始终以70 km/h的速率在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时竖直，有时倾斜，非常震撼。关于摩托车的旋转运动，下列说法正确的是（ ） A．摩托车在铁笼的最高点时，对铁笼的压力最大 B．摩托车驾驶员始终处于失重状态 C．摩托车所受合外力做功为零 D．摩托车的速度小于70 km/h，就会脱离铁笼 4、（6分）如图（a）所示，演员正在舞台上表演“水袖”，甩出水袖的波浪可简化为简谐横波，沿x轴正方向传播的某时刻部分波形图如图（b）所示（3-18m之间有多个完整波形图未画出）。若手抖动的频率是0.5Hz，袖子足够长且忽略横波传播时振幅的衰减，则图示时刻P点的振动方向为 （填“沿y轴正方向”或“沿y轴负方向”），该简谐横波的波长为______ m，该简谐横波的传播速度为 m/s 图（a） 四．莱顿瓶（23分） 莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外侧金属箔绝缘。从结构和功能上来看，莱顿瓶可视为一种早期的平行板电容器。 1、（3分）关于莱顿瓶，下列说法正确的是（ ） A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多 B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 2、（2分）美国的科学家富兰克林曾利用莱顿瓶收集雷电，若已知莱顿瓶的电容为2nF，测量出收集完毕时其两端的电压为150V，则富兰克林收集到的电量为__________C。（1nF=10—9F） 3、（8分）如图为葛同学设计的测量莱顿瓶电容的实验电路。已知电源电动势E=10V，内阻r =1Ω，保护电阻R0=4Ω，R为滑动变阻器，最大阻值为10Ω，定值电阻R1=1000Ω。 μA μA （1）调节滑动变阻器的滑片到中间位置，闭合开关S，微电流计测得莱顿瓶充电过程中的I-t图像如图所示。充电完成后，莱顿瓶两极板间的电势差为______V，所带电荷量约为______C，电容约为______F。（结果均保留两位有效数字） （2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，待电路稳定后，R0的最大电功率为____W。 4、（10分）理想的平行板电容器两极板间的电场可视为匀强电场，已知两极板间的电势差U=10V，间距d =10cm，极板长度L= 40cm，负极板接地。一带电油滴恰能在电场中处于悬浮状态。（不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2） （1）该油滴的电荷量与质量之比=________C/kg。 （2）若两极板间距增大为原来的2倍，该油滴从左侧沿中心线射入两板间，求油滴能从两极板间射出的初速度v0的最小值。 五．天宫空间站（18分） 天宫空间站是我国的国家级太空实验室，空间站离地高度为400公里左右，设计寿命为10年，长期驻留3人，最大可扩展为180吨级六舱组合体，可以进行较大规模的空间应用和实验。 1、（3分）在轨道稀薄大气的影响下，空间站轨道会缓慢降低。2024年10月下旬，天宫空间站进行了轨道调整以维持设计工作要求。空间站轨道降低后，其（ ） A．线速度减小，机械能减小 B．线速度减小，机械能增大 C．线速度增大，机械能减小 D．线速度增大，机械能增大 2、（4分）天宫空间站总质量为m，在距地面为h的近圆形轨道上运行，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则空间站绕地球转动的周期为 。以无穷远处为零势能面，空间站的机械能为 。 3、（11分）空间站内，甲乙两名航天员在准备出舱活动。甲相对空间站静止，乙拿着质量为 50kg箱子正以2m/s的速度沿两人连线方向向左靠近甲。若乙将箱子向左推向甲，乙和箱子间作用时间为0.2s，离手时箱子速度为4m/s，甲乙两人和装备的总质量分别为200kg和250kg，求： （1）乙对箱子的平均作用力大小。 （2）推出箱子后乙的速度。 （3）甲碰到箱子后立刻抓住不松开，要使甲乙航天员不碰撞，乙对箱子的平均作用力至少为多少？甲 乙 六．海浪发电（16分）乙 图甲为海上的一种浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图乙所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，水平方向产生辐向磁场。密闭浮桶的内置线圈与桶相对静止，可相对于磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动为简谐运动，浮桶下部始终浸没在海水中，且上部始终没有进入海水中，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S，海水密度为ρ，重力加速度为g，忽略海水对浮桶的阻力。 1、（3分）浮桶做简谐运动的回复力满足F回=-kx，请选择合适的方法确定系数k的表达式应为下列选项中的（ ） A．ρgS B．ρgS2 C． D．ρg 2、（7分）若某次自由振动中的振幅为0.5m，周期为5s，且t=0时，浮桶位于振动的最高点，以向上为正方向。 （1）这次振动过程的位移与时间的关系式x=___________________________（m）。 （2）在下图中选取合适的刻度，作出浮桶的振动图像（至少画出一个周期）。 3、（8分）若海浪的周期始终为T=3.0s，浮桶实际随波浪上下运动可视为受迫振动。内置线圈的匝数N=200，固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=0.20T，线圈直径D=0.40m，总电阻r=1.0Ω，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。取重力加速度g=10m/s2，且π2=10。 （1）已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为，其中m为振子质量，在国际单位制中k的数值为2×103。则当浮桶及线圈的总质量m=___________kg时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高； （2）若振动的速度随时间变化关系可表示为v=0.8πcos（t）m/s，求灯泡在6s内消耗的电能。 高三物理试卷 第6页 共6页 学科网（北京）股份有限公司 $$参考答案及评分标准 一.常见的照明设备(14分) 1、(1)(3分)A (2)(4分)√2×103：5×105 2、(3分)C 3、(4分)A 二.蹦床(12分) 1、(3分)B 2、(3分)A 3、(2分)mgt 4、4分)；gh: 三.舞台上的奇妙物理现象(17分) 1、(4分)变暗：变大 2、(4分)BCD 3、(3分)C 4、(6分)沿y轴负向：7.5：3.75 四.莱顿瓶(23分) 1、(3分)A 2、(2分)3×107C 3、(1)(6分)9.0：1.5×106~1.8×106均可：1.7×1012.0×107均可： (2)(2分)16W 4、(1)(2分)-0.1 (2)当油滴恰好从下极板边缘射出时有%有最小值mm·(1分) U 1 竖直方向有F=G-Fmg92d之g…（1分） 由F合=ma可知： mgmy…(1分) 2 可得a,=5m/s2 …(2分) 做初速度为零的匀加速直线运动 由xar得：da, 0.29…(1分) 水平方向做匀速直线运动，由一得： L=ymmt,可得mim=2ms…(2分) 五.天宫空间站(18分) 1、(3分)C (R+h)3 2、(4分)2m\R2g mgR2 ；2(R+h) 3、(1)以向左为正方向，以箱子为研究对象，设乙对箱子的作用力为F,由动量定理： F△t=m箱u一m箱% …(2分) 可得：F=m箱%mm地=50X450X2N=50N…1分) △t 0.2 (2)以向左为正，研究箱子和乙组成的系统，由动量守恒可得： (m乙十m箱)%=m之U乙十m箱…(2分) 1/2 300×2=250v2+50×4 可得：y=1.6m/s…(1分) 方向向左…(1分) (3)甲接住箱子后，设V甲=z=v,则乙对箱子的作用力F最小 以向左为正，研究甲、乙和箱子组成系统，由动量守恒可得： （m乙+m箱）o=mzv十(m箱十m甲)v…(1分) 300×2=250+250v 可得：v=1.2m/s*…(1分) 以乙为研究对象，设乙和箱子间作用力大小为F',由动量定理： -F'△t=mzv一mzo -0.2F'=250×1.2-250×2 可得：F=1000N…(1分) 六.海浪发电(16分) 1、(3分)A 2.(D3分)05sin(号t+ 3、(2)(4分) Ax/m 0.5 2.5 0 5 -0.5 3、(1)(2分)450kg (2)由振动的速度表达式，可得m0.8πms 发电的最大电动势为Enm=NB·πDym= 、x2(V)=128V…1分) 根据闭合电路欧姆定律 得：流过灯泡的电流有效值为= E一=42A…(2分） √2(R+r) 消耗的电能为：W=PRt=2880J…(1分) 2/2 ( 2024学年第一学期高三年级期终学业质量调研 物理 答题纸 ) (  ) ( （ 四 ） 莱顿瓶 （ 23 分） 1 . （3 分 ） 2. （ 2 分 ） 。 3 .（1）（ 6 分 ） ； ； 。 （ 2 ） （ 2 分 ） 4 .（1）（ 2 分 ） 。 （ 2 ）（ 8 分 ） （五） 天宫空间站（18分） 1 ．（ 3 分 ） 2 ．（ 4 分 ） ； 。 3 ． （1） （ 3 分 ） （2）（ 4 分 ） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) (     ) ( 学 校 __________________ 姓 名 _______ ___________ ) ( （请用 2B 铅笔填涂下方的考号） 学生考 号                                                                                           ) ( 1. 答题前，考生先将自己的姓名、学校、准考证号填写清楚并认真填涂 考号下方的涂点。 2. 选择题部分必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题部分（除作图外）必须使用 0.5 毫米的黑色墨水签字笔书写，字体工整笔迹清楚。 3. 请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4. 保持纸面清洁，不折叠、不破损。 注意事项 填涂方式 其它填涂方式均不得分 例 样 填 涂 ) ( （一） 常见的照明设备（14分） 1 . （1） （3分） （2） （ 4 分） ； 。 2 . （ 3 分） 3 . （ 4 分） （二） 蹦床（12分） 1 ．（ 3 分） 2 ．（ 3 分） 3 ． （ 2 分） 。 4.（ 4 分） ； 。 （ 三 ） 舞台上的奇妙物理现象（17分） 1 .（ 4 分） ； 。 2. （4分）（多选） 3 .（ 3 分） 4.（ 6 分） ； ； 。 ) (     ) (     ) (     ) (     ) (     ) (     ) (     ) (     ) (  ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) (  ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( （3）（ 4 分） （ 六 ） 海浪发电（16分） 1 ． （ 3 分 ） 2 ． （1） （ 3 分 ） 。 （2） （ 4 分 ） 3 ． （1）（2分） 。 （2） （ 4 分） ) (     ) (  ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 参考答案及评分标准 一．常见的照明设备（14分） 1、（1）（3分）A （2）（4分） ； 2、（3分）C 3、（4分）A 二．蹦床（12分） 1、（3分）B 2、（3分）A 3、（2分） 4、（4分） ； ； 三．舞台上的奇妙物理现象（17分） 1、（4分）变暗 ； 变大 2、（4分）BCD 3、（3分） C 4、（6分）沿y轴负向； 7.5 ； 3.75 四．莱顿瓶（23分） 1、（3分）A 2、（2分）3×10-7C 3、（1）（6分）9.0； 1.5×10-6～1.8×10-6均可； 1.7×10-7～2.0×10-7均可； （2）（2分）16W 4、（1）（2分）-0.1 （2）当油滴恰好从下极板边缘射出时有v0有最小值vmin·······（1分） 竖直方向有F合=G-F电=mg-q=mg ····························（1分） 由F合=ma可知： mg=may····································（1分） 可得ay=5m/s2 ···································（2分） 做初速度为零的匀加速直线运动 由x=at2得： d=ayt2 t=0.2 s ·······························（1分） 水平方向做匀速直线运动，由x=v0t得： L=vmint ，可得vmin=2m/s ·······························（2分） 五．天宫空间站（18分） 1、（3分）C 2、（4分）； 3、（1）以向左为正方向，以箱子为研究对象，设乙对箱子的作用力为F，由动量定理： ····································（2分） 可得： ······（1分） （2）以向左为正，研究箱子和乙组成的系统，由动量守恒可得： ·································（2分） 可得：v乙=1.6m/s ······ （1分） 方向向左 ······（1分） （3）甲接住箱子后，设，则乙对箱子的作用力最小 以向左为正，研究甲、乙和箱子组成系统，由动量守恒可得： ······ （1分） 可得： ·············································（1分） 以乙为研究对象，设乙和箱子间作用力大小为，由动量定理： ································· （1分） 可得： ·············································（1分） 六．海浪发电（16分） 1、（3分）A 2、（1）（3分）0.5sin（） 3、（2）（4分） /m /s 0.5 —0.5 5 2.5 3、（1）（2分）450kg （2）由振动的速度表达式，可得vm=0.8πm/s 发电的最大电动势为 =128V····（1分） 根据闭合电路欧姆定律 得：流过灯泡的电流有效值为 ·····（2分） 消耗的电能为：W=I2Rt=2880J······（1分） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ （四）莱顿瓶（23 分） 1.（3 分） 2.（2 分） 。 3.（1）（6 分） ； ； 。 （2）（2 分） 4.（1）（2 分） 。 （2）（8 分） （五）天宫空间站（18 分） 1．（3 分） 2．（4 分） ； 。 3．（1）（3 分） （2）（4 分） （一）常见的照明设备（14 分） 1.（1）（3 分） （2）（4 分） ； 。 2.（3 分） 3.（4 分） （二）蹦床（12 分） 1．（3 分） 2．（3 分） 3．（2 分） 。 4.（4 分） ； 。 （三）舞台上的奇妙物理现象（17 分） 1.（4 分） ； 。 2.（4 分）（多选） 3.（3 分） 4.（6 分） ； ； 。   请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效  学 校 __________________ 姓 名 __________________ （请用 2B 铅笔填涂下方的考号） 学 生 考 号                     1.答题前，考生先将自己的姓名、学校、准考证号填 写清楚并认真填涂考号下方的涂点。 2.选择题部分必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题部分 （除作图外）必须使用 0.5 毫米的黑色墨水签字笔 书写，字体工整笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出 答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答 题无效。 4.保持纸面清洁，不折叠、不破损。 注 意 事 项 填涂方式 其它填涂方式均不得分 例 样 填 涂 （3）（4 分） （六）海浪发电（16分） 1．（3 分） 2．（1）（3 分） 。 （2）（4 分） 3．（1）（2 分） 。 （2）（4 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 2024 学年第一学期高三年级期终学业质量调研 物理 答题纸           高三物理试卷 第 1 页 共 6 页 2024 学年第一学期高三年级期终学业质量调研 物 理 试 卷 （时间 60 分钟，满分 100 分） 2024.12 考生注意： 1．答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、学校、准考证号。 2．选择题的作答必须用 2B铅笔涂在答题纸上相应区域内与试卷题号对应的位置，需要更 改时，必须将原选项用橡皮擦去，重新选择。主观题的作答必须用黑色的钢笔或圆珠笔写 在答题纸上与试卷题号对应的位置。 一．常见的照明设备（14分） 电灯的发明改变了人类的生活方式，常见的照明设备有白炽灯、日光灯、LED灯等。这些照 明设备和电阻器、电容器、变压器、电感器等元件组合，在我国 220V 的交流电路中实现着各自 的功能。 1、如图，智能开关和小灯组成简易智能电路，通过手机和家 庭路由器实现远程控制。智能开关内有一个芯片，能接收路由 器发来的控制信号。 （1）（3 分）手机和路由器、路由器和智能开关之间用于传输 信号使用的（ ） A．都是电磁波 B．都是机械波 C．前者电磁波，后者机械波 D．前者机械波，后者电磁波 （2）（4 分）智能开关收到的远程控制信号如图，该交流 信号的电流有效值为 A；智能开关利用振荡电路接 收该控制信号，当产生电谐振现象时，开关内振荡电路的 固有频率为 Hz。 2、（3 分）如图是教室里的日光灯原理图，电路由灯管、镇流器和启辉 器组成。闭合电键后，由于达不到灯管内气体的启辉电压 600V，灯管 为断路状态，此时启辉器内小灯泡点亮。启辉器内温度升至一定值时， 启辉器断开，此时由于镇流器的作用，灯管两端瞬间会产生 600V~1500V 的电压，点亮灯管。由此可知，镇流器最可能是以下哪个 元件（ ） ~220 灯 管 启辉器 镇流器 高三物理试卷 第 2 页 共 6 页 A．电阻器 B．电容器 C．电感器 D．变压器 3、（4 分）家用白炽灯和小灯泡一样，用钨丝制成。某同学用如图所示 电路测定白炽灯的 I-U 图像，其操作过程如下： ①断开电键，调节滑动变阻器至某一位置； ②闭合电键，迅速记录电压传感器和电流传感器数据 U 和 I，随即断 开电键； ③待灯泡冷却后，改变滑动变阻器阻值，重复上述操作，测量多组数据； ④由实验数据，画出 I-U 图像。 根据以上操作过程可得，该同学得到的白炽灯的 I-U 图像应该是（ ） A B C D 二．蹦 床（12分） 蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种， 蹦床有“空中芭蕾”之称。 1、 （3 分）在运动员进行蹦床比赛过程中 （ ） A． 评委给运动员评分时可以把运动员看出质点 B． 蹦床对运动员的弹力是由于蹦床的形变引起 C． 运动员静止在蹦床上时，运动员对蹦床的压力就是运动 受到的重力 D．从蹦床上弹起过程中蹦床对运动员的弹力大于运动员对 蹦床的弹力 2、 （3 分）运动员从高处落下，在接触蹦床向下运动过程中（ ） A．动能先增加后减少，重力势能减少 B．动能先增加后减少，重力势能增加 C．动能减少，重力势能减少 D．动能减少，重力势能增加 3、（2 分）在某次表演过程中，质量为 m 的运动员从开始下落到运动到最低点的过程中，经历 的时间为 t，此过程中运动员对蹦床的冲量的大小为____________。（重力加速度为 g） BA C V A S 高三物理试卷 第 3 页 共 6 页 4、（4 分）小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球拿到轻弹簧的顶端释放，小 球在下降过程中其加速度 a 与下降高度 h 的关系如图所示。若小球的质量为 m，则弹簧的劲度 系数为 ____________，小球下降到高度 h0 处的速度__________。 三．舞台上的奇妙物理现象（17分） 在一场精彩的大型文艺演出中，舞台的设计和舞台上的表演运用了许多奇妙的物理知识。 1、（4 分）利用各色小彩灯布置晚会舞台。如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈 cd 两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为 n1和 n2。电源的输入电压不变，如果只 将原线圈匝数增加，小彩灯亮度将_________(选填“变亮、变暗、不变”)。如果其中一个小彩 灯被短路，变压器的输入功率将_____________（选填“变大、变小、不变”）。 2、（4 分）【多选】舞台景观水池的水面下安装有几个彩色灯 泡，岸上的游客看到红灯和绿灯是在同一水平线上，红灯和 绿灯均可视为点光源，红光的折射率小于绿光。下列说法正 确的是（ ） A．一束红光和一束绿光会发生干涉 B．游客看到的红灯的深度比实际深度要小 C．红光比绿光在水中传播的更快 D．若水池面积足够大，则红灯把水面照亮的面积较大 3、（3 分）在舞台中固定一个直径为 6.5 m 的球形铁笼，三辆摩托车 始终以 70 km/h 的速率在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时 竖直，有时倾斜，非常震撼。关于摩托车的旋转运动，下列说法正确 的是（ ） A．摩托车在铁笼的最高点时，对铁笼的压力最大 B．摩托车驾驶员始终处于失重状态 C．摩托车所受合外力做功为零 D．摩托车的速度小于 70 km/h，就会脱离铁笼 h a g O h0 高三物理试卷 第 4 页 共 6 页 4、（6 分）如图（a）所示，演员正在舞台上表演“水袖”，甩出水袖的波浪可简化为简谐横波， 沿 x 轴正方向传播的某时刻部分波形图如图（b）所示（3-18m 之间有多个完整波形图未画 出）。若手抖动的频率是 0.5Hz，袖子足够长且忽略横波传播时振幅的衰减，则图示时刻 P 点的 振动方向为 （填“沿 y 轴正方向”或“沿 y 轴负方向”），该简谐横波的波长 为______ m，该简谐横波的传播速度为 m/s 四．莱顿瓶（23分） 莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作 为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外 侧金属箔绝缘。从结构和功能上来看，莱顿瓶可视为一种早期的平行板电 容器。 1、（3 分）关于莱顿瓶，下列说法正确的是（ ） A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多 B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强 D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关 2、（2 分）美国的科学家富兰克林曾利用莱顿瓶收集雷电，若已知莱顿瓶的电容为 2nF，测量出 收集完毕时其两端的电压为 150V，则富兰克林收集到的电量为__________C。（1nF=10 —9F） 3、（8 分）如图为葛同学设计的测量莱顿瓶电容的实验电路。已知电源电动势 E=10V，内阻 r =1Ω， 保护电阻 R0=4Ω，R 为滑动变阻器，最大阻值为 10Ω，定值电阻 R1=1000Ω。 图（a） μ μA 高三物理试卷 第 5 页 共 6 页 （1）调节滑动变阻器的滑片到中间位置，闭合开关 S，微电流计测得莱顿瓶充电过程中的 I-t 图像如图所示。充电完成后，莱顿瓶两极板间的电势差为______V，所带电荷量约为______C， 电容约为______F。（结果均保留两位有效数字） （2）闭合开关 S，移动滑动变阻器的滑片，待电路稳定后，R0 的最大电功率为____W。 4、（10 分）理想的平行板电容器两极板间的电场可视为匀强电 场，已知两极板间的电势差 U=10V，间距 d =10cm，极板长度 L= 40cm，负极板接地。一带电油滴恰能在电场中处于悬浮状态。 （不计空气阻力，重力加速度 g=10m/s2） （1）该油滴的电荷量与质量之比 𝑞 𝑚 =________C/kg。 （2）若两极板间距增大为原来的 2 倍，该油滴从左侧沿中心线射入两板间，求油滴能从两极 板间射出的初速度 v0的最小值。 五．天宫空间站（18分） 天宫空间站是我国的国家级太空实验室，空间站离地高度为 400 公里左右，设计寿命为 10 年，长期驻留 3 人，最大可扩展为 180 吨级六舱组合体，可以进行较大规模的空间应用和实验。 1、（3 分）在轨道稀薄大气的影响下，空间站轨道会缓慢降低。2024 年 10 月下旬，天宫空间站 进行了轨道调整以维持设计工作要求。空间站轨道降低后，其（ ） A．线速度减小，机械能减小 B．线速度减小，机械能增大 C．线速度增大，机械能减小 D．线速度增大，机械能增大 2、（4 分）天宫空间站总质量为 m，在距地面为 h 的近圆形轨道上运行，已知地球半径为 R，地 球表面重力加速度为 g，则空间站绕地球转动的周期为 。以无穷远处为零势能面，空间 站的机械能为 。 3、（11 分）空间站内，甲乙两名航天员在准备出舱活动。甲相对空间站静止，乙拿着质量为 50kg 箱子正以 2m/s 的速度沿两人连线方向向左靠近甲。若乙将箱子向左推向甲，乙和箱子间作用时 间为 0.2s，离手时箱子速度为 4m/s，甲乙两人和装备的总质量分别为 200kg 和 250kg，求： （1）乙对箱子的平均作用力大小。 （2）推出箱子后乙的速度。 （3）甲碰到箱子后立刻抓住不松开，要使甲乙航天员不碰撞，乙对箱子的平均作用力至少为多 少？ 甲 乙 高三物理试卷 第 6 页 共 6 页 六．海浪发电（16分） 图甲为海上的一种浮桶式波浪发电灯 塔，其原理如图乙所示。浮桶内的磁体通过 支柱固定在暗礁上，水平方向产生辐向磁 场。密闭浮桶的内置线圈与桶相对静止，可 相对于磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁 场中。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动 为简谐运动，浮桶下部始终浸没在海水中， 且上部始终没有进入海水中，其外侧圆周的 横截面积（如图乙中阴影部分所示）为 S，海水密度为ρ，重力加速度为 g，忽略海水对浮桶的 阻力。 1、（3 分）浮桶做简谐运动的回复力满足 F 回=-kx，请选择合适的方法确定系数 k 的表达式应为 下列选项中的（ ） A．ρgS B．ρgS2 C． 𝑔𝑆2 𝜌 D．ρg√𝑆 2、（7 分）若某次自由振动中的振幅为 0.5m，周期为 5s，且 t=0 时，浮桶位于振动的最高点， 以向上为正方向。 （1）这次振动过程的位移与时间的关系式 x=___________________________（m）。 （2）在下图中选取合适的刻度，作出浮桶的振动图像（至少画出一个周期）。 3、（8 分）若海浪的周期始终为 T=3.0s，浮桶实际随波浪上下运动可视为受迫振动。内置线圈 的匝数 N=200，固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为 B=0.20T，线圈 直径 D=0.40m，总电阻 r=1.0Ω，该线圈与阻值 R=15Ω 的灯泡相连。取重力加速度 g=10m/s2， 且 π2=10。 （1）已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为 2 m T k  ，其中 m 为振子质量，在国际单位制中 k 的数值为 2×103。则当浮桶及线圈的总质量 m=___________kg 时，该浮桶式波浪发电机的发 电功率达到最高； （2）若振动的速度随时间变化关系可表示为 v=0.8πcos（ 2𝜋 3 t）m/s，求灯泡在 6s 内消耗的电能。 乙