高三物理开学摸底考（上海专用）-2024-2025学年高中下学期开学摸底考试卷

2024-2025学年高三物理下学期开学摸底考试卷 参考答案与评分标准 一、无人机（15分） 【答案】1．B 2．27 3．C 4． 5．A 6．2mg 【解析】 1．对无人机受力分析，受重力，空气作用力，二者的合力沿水平方向提供向心力，故空气对无人机的作用力方向为斜向上。 故选B。（2分） 2．因为无人机在水平面内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律 其中 联立解得，空气对无人机的作用力大小为 （2分） 3．小球在空中飞行过程中，水平方向上有初速度，竖直方向上受重力作用，故小球做平抛运动，加速度为重力加速度。 故选C。（2分） 4．竖直方向上 解得 （2分） 5．如图所示 假设第二颗小球经过Ab，第三颗经过PQ（Q点是轨迹与斜面的交点）；则a，A，B，P，C在同一水平线上，由题意可知，设，，斜面倾角为θ，三颗小球到达a所在水平面的竖直速度为，水平速度为，对第二颗小球：水平方向上 竖直向： 若第三颗小球的轨迹经过cC，则对第三颗小球， 水平方向上 竖直方向上 解得 ， 所以第三颗小球的轨迹不经过cC，则第三颗小球将落在bc之间。 故选A。（2分） 6．[1]从飞至高处，根据牛顿第二定律可得 解得 （2分） [2] 无人机飞至3h0处，根据动能定理可得 解得 （3分） 二、月球探测工程（10分） 【答案】1．D 2.B 3.（1）A （2） 1．在星球表面，万有引力等于重力，则 则 则 故选D。（2分） 2．A．根据开普勒第三定律可知，半长轴越长，周期越长，故“嫦娥六号”在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，贴近月球表面运动时 根据密度和质量的关系 联立解得 故B正确； C．根据 可知，嫦娥六号在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至P点时加速度大小相等，故C错误； D．“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，只有引力做功，其机械能不变，故D错误。 故选B。（2分） 3．（1）由 可知时的位移为-A，可知原点处的质点起始振动方向沿y轴负方向，所以t=T时，波形图如图A所示。 故选A；（2分） （2）[1]由图可知 可得 则波速为 （2分） [2]以t0时刻为计时起点，质点P的位移随时间变化关系为 在t0+1.0s时刻，质点P的位移 　 可得 质点 P所处位置的坐标为（4m，-0.1m）。（2分） 三、电路的应用（13分） 【答案】1. BCD 2. 1.32 化学能转化为电能，电能再转化为机械能和线圈的内能 3.B 4． R1 5. 70 6.B 【详解】 1． ①若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，则 ②若S1闭合S2断开，则R1和R串联，则 ③若S2闭合S1断开，则R2和R串联，则 ④若两开关都断开，则 可能为6V、12V、8V、24V。 故选BCD。（2分） 2． [1] 扫地机器人工作时间 （2分） [2] 扫地机器人在工作时，化学能转化为电能，电能再转化为机械能和线圈的内能。（2分） 3． A B．电动机消耗的总功率为线圈热功率为，故A错误，B正确； C D．电动机的机械功率 故CD错误。 故选B。（2分） 4． R1 若R1是光敏电阻，则照射 R1的光照强度增大时，R1阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压升高，路端电压减小，R2 两端电压减小，流过 R2 的电流减小，流过 R1 和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，因此光敏电阻应为R1。（2分） 5． 由如图（b）可知，当电路中的电流为2kA时，超导限流器阻值为零，电路中用电器消耗的功率 （2分） 6． 由图，根据全电路欧姆定律 所以 即 关系图线中 ，由图乙 所以 ， 在横坐标轴上的截距含义是 – r，所以 故选B。（3分） 四、带电粒子（17分） 【答案】1．D 2．B 3．ABE B 4.①；② 【解析】 1．AB．洛伦兹力对小球不做功，可知摆动过程小球的机械能守恒，则最高点的位置不变，每次经过A点的速度大小相等，选项AB错误； C．每次经过A点向右摆动时受洛伦兹力向上，向左摆动时受洛伦兹力向下，根据 可知，线上的拉力大小不相等，选项C错误； D．洛伦兹力不影响单摆的周期，则摆动的周期不变，选项D正确。 故选D。（2分） 2．小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为 加上水平向右的匀强电场时，竖直方向仍只受重力，能够达到的最大高度为 图乙加上垂直纸面向里的匀强磁场，洛伦力不做功，但洛伦兹力使小球发生偏转，使小球在最高点具有一定的水平速度vx，根据动能定理可得 可得 故选B。（2分） 3．（1）正离子在磁场B中的转动快慢与周期有关，而周期 可知与粒子电荷量、粒子质量以及磁感应强度有关，故选ABE。（2分） （2）根据 解得 可知轨迹相同的粒子的荷质比相同，但不一定是同种粒子；故选B。（2分） （3）粒子在电场中的加速过程，应用动能定理 得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得 R =2m（3分） 4． ①粒子做圆周运动时 可得粒子的速度大小 （2分） ②在加速电场中的时间 做圆周运动时 解得 （4分） 五、气体实验定律（16分） 【答案】1．（1）② （2）A 2．B 3．在推动活塞的过程中漏出了一些气体。 A 4．（1）1.5×105Pa；（2）1.4×105Pa 【解析】1．（1）当温度升高时，大多数分子的速率变大，图像的峰值往右移动，故②为温度为10℃时的图像。（2分） （2）一定质量的气体在体积不变的情况下 温度由0℃升至10℃和由100℃升至110℃时，温度变化量均为10K，故二者的压强变化量相等，故A正确，BCD错误。 故选A。（2分） 2．B．空气柱的压强为 变化前后水银柱a的高度的大小不变，故气体的压强不变，故B正确； A．气体做等压变化，由于气体温度升高，由理想气体方程 可知，气体的体积增大，即空气柱的长度增加，故A错误； CD．空气柱的压强不变，且封闭气体的压强满足 故水银柱b的上下液面高度差不变，即左边液面不变，故CD错误。 故选B。（2分） 3．（1）由图可知，实验测得的压强与体积的乘积小于理论值，故可能是注射器内的气体的质量减少了，即推动活塞的过程中，气体发生了泄露。（2分） （2）实验中压强与体积的乘积小于理论值，在图像中，斜率表示压强与体积的乘积，故随体积的减小，图像的斜率应该越来越小，故A正确，BCD错误。（2分） 故选A。 4．（1）温度不变时，由理想气体状态方程可知 解得   （3分） （2）体积不变时，由理想气体方程可知 解得 （3分） 六、光纤 （14分） 【答案】1．ABD 2．AD 3．激光具有高度的相干性 激光的平行度非常好 4．A 5． 6．0 【解析】1．ABC．光导纤维是一种非常细的特质玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射，最终实现传递信息的目的，故AB错误，C正确； DE．光路图如图所示 根据折射定律 当入射角趋于时，折射角最大，此时光在内侧面的入射角最小，只要能保证此时光在侧面恰好发生全反射，即能保证所有入射光都能发生全反射，此临界状态中 联立解得 所以沿任意方向进入的光信号都能全反射的条件是折射率 故D错误，E正确。 故选ABD。（2分） 2．设光纤的长度为L，光沿光纤轴线传输时用时最短，光在光纤中的传播速度 则最短时间 光在内侧面恰好发生全反射时在光纤中传播时间最长，此时 则光通过光纤传播的距离为 所用的最长时间为 所以时间差为 ABC．长度相同的情况下，光的波长越长，则折射率越小，可知时间差越小。线芯的折射率越大，则时间差越大。根据上述表达式可知与光纤的直径无关，故A正确，BC错误； D．根据上述分析可知，传播时间均与光纤直径无关，故D正确。 故选AD。（2分） 3．[1][2]光纤信号传输主要采用激光而不使用普通可见光的原因，激光具有高度的相干性及激光的平行度非常好。（2分） 4．根据 可知，如果在其中在添加一块薄片，d变大，则干涉条纹间距变小，条纹将变密。 故选A。（2分） 5．设空气劈的厚度为d，由于从空气膜上下表面分别反射的两列光形成干涉，所以光程差为 当时出现暗条纹，则此时 则 那么相邻的两天暗条纹满足 所以 所以厚度差为 由于a、b间共有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为 （2分） 6．[1]若对同一金属实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当光路的光电流为0时，记录此时电压和对应频率的实验数据，然后改变入射光的频率，重复以上步骤，得到多组数据；（2分） [2]根据 得 则 解得 （2分） 七、电磁阻拦（15分） 【答案】1． 2．D 3． 4．答案见详解 5． 【解析】1．[1]由电磁感应定律可得，边刚进入磁场时，设，线框中产生的感应电动势为 由欧姆定律可得电流大小为 （2分） [2] 金属线框边受到的安培力为 由牛顿第二定律可得小车的加速度大小为 （2分） 2．线框穿过磁场的过程中，在边刚进入磁场时，由右手定则可知，电流方向是，在边刚要离开磁场边界时，由右手定则可知，电流方向是，因此电流方向是先再。 故选D。（2分） 3．线框在进入磁场的过程中，感应电流的平均值为 通过导线截面的电量 （2分） 4．由安培力公式可得 可知进磁场过程中的平均速度较大，则有平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由可知，进磁场过程中线框克服安培力做功较多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。（3分） 5．线圈进入磁场过程，根据动量定理 边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零，则线框穿出磁场过程中， 根据动量定理 其中 解得 线框进入磁场和穿出磁场过程中，产生的焦耳热之比 （4分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2024-2025学年高三物理下学期开学摸底考试卷 （考试时间：70分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020全科内容。 4．难度系数：0.7。 一、无人机（15分） 无人机因机动性能好，生存能力强，无人员伤亡风险等优点，被广泛应用在生产生活中。已知重力加速度为g。一质量为的无人机对一轿车进行拍摄。如图，无人机以车中心所在的竖直线为轴线，在地面上方的水平面内做半径为、角速度为的匀速圆周运动。（g取10m/s2） 1．此运动过程中，空气对无人机的作用力方向为（    ） A．竖直向上 B．斜向上 C．水平方向 D．斜向下 E．竖直向下 2．此运动过程中，空气对无人机的作用力大小为 N（结果保留2位有效数字）。 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动，释放可视为质点的小球，小球飞行过程中不计空气阻力。 3．小球在空中飞行过程中，小球加速度方向的是（    ） A． B． C． D． 4． 若小球到达水平地面时，速度方向与水平方向间的夹角为θ，则无人机匀速飞行时的速度大小为 ； 5．若无人机在倾角一定的斜坡上方进行投球。每隔相等时间释放一小球，第一个小球落在a点，第二个小球落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且，那么第三个小球将落在（    ） A．bc之间 B．c点 C．cd之间 D．d点 6．一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图所示。无人机飞至高为2h0处时，空气对其作用力大小为 ；无人机飞至3h0处时的速度为 。 二、月球探测工程（10分） 我国已先后成功实施四次月球探测任务，计划在2030年前实现首次登陆月球。已知，月球表面重力加速度为g月。 1．通过我们对月球的探测，已经可以获取月球相关的很多信息。已知地球和月球的半径之比约为，表面的重力加速度约为，则地球和月球的质量之比为（　　） A．6:1 B．4:1 C．24:1 D．96:1 2．2024年5月，我国发射了“嫦娥六号”探测器。“嫦娥六号”登陆月球经历如图所示的三次变轨过程（其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道），之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点，Q点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为G。“嫦娥六号”（　　） A．在轨道上运动时，运行周期TⅢ＜TⅡ＜TⅠ B．若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，则“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度 C．在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同 D．在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，由于引力做负功，其机械能逐渐减小 3．未来，航天工作者可以在月球基地进行物理实验。如图（a）所示，弹簧振子沿轴线AB自由振动，一垂直于 AB 的弹性长绳与振子相连，沿绳方向为x轴，沿弹簧轴线方向为y轴。 （1）弹簧振子振动后，某时刻记为 t=0 时刻，振子的位移 y 随时间 t 变化的关系式为绳上产生一列沿 x轴正方向传播的简谐横波，则 t=T时的波形图为（ ） A．      B．C．    D． （2）如图（b）所示，实线为t0时刻绳子的波形，虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形，P为 处的质点。绳波的传播速度可能为 m/s。在t0+1.0s时刻，质点 P所处位置的坐标为 三、电路的应用（13分） 随着科技的进步和生活水平的提高，人们在生活中越来越离不开电路的应用。 1． （多选）如图为某控制电路的一部分。已知间的输入电压为24V，如果电阻，则间输出的电压可能为（　　） A．0V B．6V C．12V D．24V 2． 某锂电池的参数如下图所示。根据信息“39.6Wh”可知该电池充满电后可以供实际功率30W的扫地机器人工作 h。扫地机器人在工作时，不同形式的能量的转化情况为 。 3． 某扫地机器人中直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r。当扫地机器人正常工作时，电动机（　　） A．线圈热功率为UI B．线圈热功率为 C．机械功率为UI D．机械功率为 4． 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件 R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电阻应为 （选填“R1”或“R2”）。 5． 为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播，“超导限流器”这种电力设备应运而生。图（a）为 “”超导限流器接入电网的示意图，它的电阻R随电流I变化关系如图（b）所示。当电路中的电流为2kA时，电路中用电器消耗的功率是 MW。 6．某同学利用DIS定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值，用电压传感器测得路端电压，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b，由图线可知（　　） A．， B．， C．， D．， 四、带电粒子（17分） 电荷可以产生电场，18世纪初奥斯特发现的电流的磁效应。同时，磁场对运动电荷也具有作用。 1．如图，长为L的绝缘轻绳悬挂一带正电的绝缘小球，处在垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉起一小角度（小于）释放。若逐渐减小磁感应强度（忽略空气阻力且细线始终拉直），下列关于小球说法正确的是（　　） A．摆动过程最高点逐渐降低 B．每次经过A点的速度大小不相等 C．每次经过A点时线上的拉力大小始终相等 D．摆动的周期不变 2．如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（　　） A． B． C． D． 3．如图，从粒子源P发出的正离子经和之间高电压U加速后，以一定速率从缝射入磁场B。 （1）正离子在磁场B中的转动快慢与（ ）有关； A．粒子电荷量      B．粒子质量 C．粒子速度       D．轨道半径 E.磁感应强度 （2）轨迹相同的粒子 同种粒子；（选涂：A．是  B．不一定是  C．不是） （3）若，加速电压，该粒子的电荷量q与质量m之比为，求：该粒子在磁场中的轨道半径R 。 4． 如图，质量为m、电荷量为q的某带正电粒子（重力不计，可视为质点）从A处静止释放，经过电压为U（未知）、极板间距离为d的加速电场加速后，恰好沿图中B位置进入一种静电分析器并沿虚线运动，最终从C位置离开静电分析器。已知静电分析器内分布有辐向电场，其虚线处场强大小为，方向指向圆心，粒子仅在电场力作用下做匀速圆周运动，其轨迹对应的半径为R，线段恰为小球运动轨迹的直径，不计一切阻力。 ①粒子离开加速电场时的速度大小； ②粒子从A到C总时间。 五、气体实验定律（16分） 气体实验定律是关于气体热学行为的基本实验定律，也是建立理想气体概念的实验依据。研究一定质量气体压强、体积和温度之间的变化关系时运用了一种物理研究方法——控制变量法。 1．一定质量的气体充入密闭坚硬的容器内，气体压强为一个大气压。 （1）当气体温度由0℃升高到10℃时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应10℃的是曲线_ （选填“①”或“②”）。 （2）温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为（ ） A. 1∶1            B. 1∶10            C. 10∶110            D. 110∶10 2．如图，在竖直放置的两端开口的U形管中，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。若将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出山，外界大气压保持不变）（　　） A．空气柱的长度不变 B．空气柱的压强不变 C．水银柱b左边液面要上升 D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大 3．在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到如图所示的p-V图像（其中实线是实验所得图线，虚线为双曲线的一支，实验过程中环境温度保持不变）。 （1）仔细观察不难发现，该图像与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 。 （2）把图像改为p—图像，则p—图像应是（ ） 4．如图所示，一个带有活塞、导热效果良好的水平放置的容器内盛有一定质量的气体。活塞与容器壁之间无摩擦，且处于平衡状态。外界大气压强p0=1×105Pa。当外界温度保持27℃不变时，用力缓慢的向左推动活塞，使容器内气体的体积由6L减少为4L。试问： （1）容器内气体的压强将变为多大？ （2）当气体体积为4L时，用销子将活塞锁定，并将容器置于7℃的恒温室中，容器内气体的压强将变为多大？ 六、光纤 （14分） 光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介。 1．（多选）现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端。下列说法不正确的有（　　） A．光导纤维利用了光的干涉原理 B．光导纤维利用了光的偏振原理 C．光导纤维利用了光的全反射原理 D．光纤材料的折射率可能为1.2 E．光纤材料的折射率可能为 2．（多选）光纤中传输的信号是脉冲光信号。一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽。这会降低信号传输质量。考虑各种因素对光脉冲变宽的影响，设光在纤芯中传播的最长时间与最短时间的差为，下列判断正确的是（　　） A．长度相同的情况下，光的波长越长，越小 B．长度相同的情况下，纤芯的直径越小，越小 C．长度相同的情况下，纤芯的折射率越大，越小 D．传播时间与纤芯的直径无关 3．目前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光∶，均大于红光波长。试写出两种使用激光而不使用可见光来传输信号的理由 、 。 某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放，在右端夹入一薄片，如图所示。 4．如果在其中在添加一块薄片，则（　　） A．条纹变密 B．条纹向左移动 C．条纹变疏 D．条纹向右移动 5．当波长为λ的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹，a、b两点均为暗条纹中心位置，a、b间共有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为 。 6．二十世纪初期对于光电效应有许多不同的解释，密立根通过实验证实爱因斯坦的光量子论，从而奠定了现代光电科技的基础，现代生活中常见的太阳能板，能将太阳能转换为电能，即是应用了此效应。令h代表普朗克常数，e代表一个电子电量。 （1）若对同一金属实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当电路的光电流为 时，记录此时电压和对应频率的实验数据，然后改变入射光频率，重复以上步骤，得到多组数据。 （2）作出遏止电压U随入射光频率变化的图像，其斜率为k，可求得普朗克常数 。 七、电磁阻拦（15分） 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻，磁场宽度，磁感应强度，不计摩擦。若，边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零。求： 1．边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 。 2．线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向（   ） A．均为 B．均为 C．先再 D．先再 3．（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q； 4．（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。 5．线框进入磁场过程的发热量与穿出磁场过程的发热量之比 。 试题 第7页（共10页） 试题 第8页（共10页） 试题 第9页（共10页） 试题 第10页（共10页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高三物理下学期开学摸底考试卷 （考试时间：70分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020全科内容。 4．难度系数：0.7。 一、无人机（15分） 无人机因机动性能好，生存能力强，无人员伤亡风险等优点，被广泛应用在生产生活中。已知重力加速度为g。一质量为的无人机对一轿车进行拍摄。如图，无人机以车中心所在的竖直线为轴线，在地面上方的水平面内做半径为、角速度为的匀速圆周运动。（g取10m/s2） 1．此运动过程中，空气对无人机的作用力方向为（    ） A．竖直向上 B．斜向上 C．水平方向 D．斜向下 E．竖直向下 2．此运动过程中，空气对无人机的作用力大小为 N（结果保留2位有效数字）。 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动，释放可视为质点的小球，小球飞行过程中不计空气阻力。 3．小球在空中飞行过程中，小球加速度方向的是（    ） A． B． C． D． 4． 若小球到达水平地面时，速度方向与水平方向间的夹角为θ，则无人机匀速飞行时的速度大小为 ； 5．若无人机在倾角一定的斜坡上方进行投球。每隔相等时间释放一小球，第一个小球落在a点，第二个小球落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且，那么第三个小球将落在（    ） A．bc之间 B．c点 C．cd之间 D．d点 6．一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图所示。无人机飞至高为2h0处时，空气对其作用力大小为 ；无人机飞至3h0处时的速度为 。 【答案】1．B 2．27 3．C 4． 5．A 6．2mg 【解析】 1．对无人机受力分析，受重力，空气作用力，二者的合力沿水平方向提供向心力，故空气对无人机的作用力方向为斜向上。 故选B。 2．因为无人机在水平面内做匀速圆周运动，由牛顿第二定律 其中 联立解得，空气对无人机的作用力大小为 3．小球在空中飞行过程中，水平方向上有初速度，竖直方向上受重力作用，故小球做平抛运动，加速度为重力加速度。 故选C。 4．竖直方向上 解得 5．如图所示 假设第二颗小球经过Ab，第三颗经过PQ（Q点是轨迹与斜面的交点）；则a，A，B，P，C在同一水平线上，由题意可知，设，，斜面倾角为θ，三颗小球到达a所在水平面的竖直速度为，水平速度为，对第二颗小球：水平方向上 竖直向： 若第三颗小球的轨迹经过cC，则对第三颗小球， 水平方向上 竖直方向上 解得 ， 所以第三颗小球的轨迹不经过cC，则第三颗小球将落在bc之间。 故选A。 6．[1]从飞至高处，根据牛顿第二定律可得 解得 [2] 无人机飞至3h0处，根据动能定理可得 解得 二、月球探测工程（10分） 我国已先后成功实施四次月球探测任务，计划在2030年前实现首次登陆月球。已知，月球表面重力加速度为g月。 1．通过我们对月球的探测，已经可以获取月球相关的很多信息。已知地球和月球的半径之比约为，表面的重力加速度约为，则地球和月球的质量之比为（　　） A．6:1 B．4:1 C．24:1 D．96:1 2．2024年5月，我国发射了“嫦娥六号”探测器。“嫦娥六号”登陆月球经历如图所示的三次变轨过程（其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道），之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点，Q点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为G。“嫦娥六号”（　　） A．在轨道上运动时，运行周期TⅢ＜TⅡ＜TⅠ B．若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，则“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度 C．在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同 D．在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，由于引力做负功，其机械能逐渐减小 3．未来，航天工作者可以在月球基地进行物理实验。如图（a）所示，弹簧振子沿轴线AB自由振动，一垂直于 AB 的弹性长绳与振子相连，沿绳方向为x轴，沿弹簧轴线方向为y轴。 （1）弹簧振子振动后，某时刻记为 t=0 时刻，振子的位移 y 随时间 t 变化的关系式为绳上产生一列沿 x轴正方向传播的简谐横波，则 t=T时的波形图为（ ） A．      B．C．    D． （2）如图（b）所示，实线为t0时刻绳子的波形，虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形，P为 处的质点。绳波的传播速度可能为 m/s。在t0+1.0s时刻，质点 P所处位置的坐标为 【答案】1．D 2.B 3.（1）A （2） 1．在星球表面，万有引力等于重力，则 则 则 故选D。 2．A．根据开普勒第三定律可知，半长轴越长，周期越长，故“嫦娥六号”在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ，故A错误； B．根据万有引力提供向心力，贴近月球表面运动时 根据密度和质量的关系 联立解得 故B正确； C．根据 可知，嫦娥六号在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运行至P点时加速度大小相等，故C错误； D．“嫦娥六号”在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，只有引力做功，其机械能不变，故D错误。 故选B。 3．（1）由 可知时的位移为-A，可知原点处的质点起始振动方向沿y轴负方向，所以t=T时，波形图如图A所示。 故选A； （2）[1]由图可知 可得 则波速为 [2]以t0时刻为计时起点，质点P的位移随时间变化关系为 在t0+1.0s时刻，质点P的位移 　 可得 质点 P所处位置的坐标为（4m，-0.1m）。 三、电路的应用（13分） 随着科技的进步和生活水平的提高，人们在生活中越来越离不开电路的应用。 1． （多选）如图为某控制电路的一部分。已知间的输入电压为24V，如果电阻，则间输出的电压可能为（　　） A．0V B．6V C．12V D．24V 2． 某锂电池的参数如下图所示。根据信息“39.6Wh”可知该电池充满电后可以供实际功率30W的扫地机器人工作 h。扫地机器人在工作时，不同形式的能量的转化情况为 。 3． 某扫地机器人中直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r。当扫地机器人正常工作时，电动机（　　） A．线圈热功率为UI B．线圈热功率为 C．机械功率为UI D．机械功率为 4． 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件 R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电阻应为 （选填“R1”或“R2”）。 5． 为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播，“超导限流器”这种电力设备应运而生。图（a）为 “”超导限流器接入电网的示意图，它的电阻R随电流I变化关系如图（b）所示。当电路中的电流为2kA时，电路中用电器消耗的功率是 MW。 6．某同学利用DIS定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值，用电压传感器测得路端电压，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b，由图线可知（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】1. BCD 2. 1.32 化学能转化为电能，电能再转化为机械能和线圈的内能 3.B 4． R1 5. 70 6.B 【详解】 1． ①若两开关都闭合，则电阻R1和R2并联，再和R串联，UBB′为并联电路两端电压，则 ②若S1闭合S2断开，则R1和R串联，则 ③若S2闭合S1断开，则R2和R串联，则 ④若两开关都断开，则 可能为6V、12V、8V、24V。 故选BCD。 2． [1] 扫地机器人工作时间 [2] 扫地机器人在工作时，化学能转化为电能，电能再转化为机械能和线圈的内能。 3． A B．电动机消耗的总功率为线圈热功率为，故A错误，B正确； C D．电动机的机械功率 故CD错误。 故选B。 4． R1 若R1是光敏电阻，则照射 R1的光照强度增大时，R1阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压升高，路端电压减小，R2 两端电压减小，流过 R2 的电流减小，流过 R1 和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，因此光敏电阻应为R1。 5． 由如图（b）可知，当电路中的电流为2kA时，超导限流器阻值为零，电路中用电器消耗的功率 6． 由图，根据全电路欧姆定律 所以 即 关系图线中 ，由图乙 所以 ， 在横坐标轴上的截距含义是 – r，所以 故选B。 四、带电粒子（17分） 电荷可以产生电场，18世纪初奥斯特发现的电流的磁效应。同时，磁场对运动电荷也具有作用。 1．如图，长为L的绝缘轻绳悬挂一带正电的绝缘小球，处在垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉起一小角度（小于）释放。若逐渐减小磁感应强度（忽略空气阻力且细线始终拉直），下列关于小球说法正确的是（　　） A．摆动过程最高点逐渐降低 B．每次经过A点的速度大小不相等 C．每次经过A点时线上的拉力大小始终相等 D．摆动的周期不变 2．如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（　　） A． B． C． D． 3．如图，从粒子源P发出的正离子经和之间高电压U加速后，以一定速率从缝射入磁场B。 （1）正离子在磁场B中的转动快慢与（ ）有关； A．粒子电荷量      B．粒子质量 C．粒子速度       D．轨道半径 E.磁感应强度 （2）轨迹相同的粒子 同种粒子；（选涂：A．是  B．不一定是  C．不是） （3）若，加速电压，该粒子的电荷量q与质量m之比为，求：该粒子在磁场中的轨道半径R 。 4． 如图，质量为m、电荷量为q的某带正电粒子（重力不计，可视为质点）从A处静止释放，经过电压为U（未知）、极板间距离为d的加速电场加速后，恰好沿图中B位置进入一种静电分析器并沿虚线运动，最终从C位置离开静电分析器。已知静电分析器内分布有辐向电场，其虚线处场强大小为，方向指向圆心，粒子仅在电场力作用下做匀速圆周运动，其轨迹对应的半径为R，线段恰为小球运动轨迹的直径，不计一切阻力。 ①粒子离开加速电场时的速度大小； ②粒子从A到C总时间。 【答案】1．D 2．B 3．ABE B 4.①；② 【解析】 1．AB．洛伦兹力对小球不做功，可知摆动过程小球的机械能守恒，则最高点的位置不变，每次经过A点的速度大小相等，选项AB错误； C．每次经过A点向右摆动时受洛伦兹力向上，向左摆动时受洛伦兹力向下，根据 可知，线上的拉力大小不相等，选项C错误； D．洛伦兹力不影响单摆的周期，则摆动的周期不变，选项D正确。 故选D。 2．小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为 加上水平向右的匀强电场时，竖直方向仍只受重力，能够达到的最大高度为 图乙加上垂直纸面向里的匀强磁场，洛伦力不做功，但洛伦兹力使小球发生偏转，使小球在最高点具有一定的水平速度vx，根据动能定理可得 可得 故选B。 3．（1）正离子在磁场B中的转动快慢与周期有关，而周期 可知与粒子电荷量、粒子质量以及磁感应强度有关，故选ABE。 （2）根据 解得 可知轨迹相同的粒子的荷质比相同，但不一定是同种粒子；故选B。 （3）粒子在电场中的加速过程，应用动能定理 得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得 R =2m 4． ①粒子做圆周运动时 可得粒子的速度大小 ②在加速电场中的时间 做圆周运动时 解得 五、气体实验定律（16分） 气体实验定律是关于气体热学行为的基本实验定律，也是建立理想气体概念的实验依据。研究一定质量气体压强、体积和温度之间的变化关系时运用了一种物理研究方法——控制变量法。 1．一定质量的气体充入密闭坚硬的容器内，气体压强为一个大气压。 （1）当气体温度由0℃升高到10℃时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应10℃的是曲线_ （选填“①”或“②”）。 （2）温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为（ ） A. 1∶1            B. 1∶10            C. 10∶110            D. 110∶10 2．如图，在竖直放置的两端开口的U形管中，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。若将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出山，外界大气压保持不变）（　　） A．空气柱的长度不变 B．空气柱的压强不变 C．水银柱b左边液面要上升 D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大 3．在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到如图所示的p-V图像（其中实线是实验所得图线，虚线为双曲线的一支，实验过程中环境温度保持不变）。 （1）仔细观察不难发现，该图像与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 。 （2）把图像改为p—图像，则p—图像应是（ ） 4．如图所示，一个带有活塞、导热效果良好的水平放置的容器内盛有一定质量的气体。活塞与容器壁之间无摩擦，且处于平衡状态。外界大气压强p0=1×105Pa。当外界温度保持27℃不变时，用力缓慢的向左推动活塞，使容器内气体的体积由6L减少为4L。试问： （1）容器内气体的压强将变为多大？ （2）当气体体积为4L时，用销子将活塞锁定，并将容器置于7℃的恒温室中，容器内气体的压强将变为多大？ 【答案】1．（1）② （2）A 2．B 3．在推动活塞的过程中漏出了一些气体。 A 4．（1）1.5×105Pa；（2）1.4×105Pa 【解析】1．（1）当温度升高时，大多数分子的速率变大，图像的峰值往右移动，故②为温度为10℃时的图像。 （2）一定质量的气体在体积不变的情况下 温度由0℃升至10℃和由100℃升至110℃时，温度变化量均为10K，故二者的压强变化量相等，故A正确，BCD错误。 故选A。 2．B．空气柱的压强为 变化前后水银柱a的高度的大小不变，故气体的压强不变，故B正确； A．气体做等压变化，由于气体温度升高，由理想气体方程 可知，气体的体积增大，即空气柱的长度增加，故A错误； CD．空气柱的压强不变，且封闭气体的压强满足 故水银柱b的上下液面高度差不变，即左边液面不变，故CD错误。 故选B。 3．（1）由图可知，实验测得的压强与体积的乘积小于理论值，故可能是注射器内的气体的质量减少了，即推动活塞的过程中，气体发生了泄露。 （2）实验中压强与体积的乘积小于理论值，在图像中，斜率表示压强与体积的乘积，故随体积的减小，图像的斜率应该越来越小，故A正确，BCD错误。 故选A。 4．（1）温度不变时，由理想气体状态方程可知 解得    （2）体积不变时，由理想气体方程可知 解得 六、光纤 （14分） 光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介。 1．（多选）现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端。下列说法不正确的有（　　） A．光导纤维利用了光的干涉原理 B．光导纤维利用了光的偏振原理 C．光导纤维利用了光的全反射原理 D．光纤材料的折射率可能为1.2 E．光纤材料的折射率可能为 2．（多选）光纤中传输的信号是脉冲光信号。一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽。这会降低信号传输质量。考虑各种因素对光脉冲变宽的影响，设光在纤芯中传播的最长时间与最短时间的差为，下列判断正确的是（　　） A．长度相同的情况下，光的波长越长，越小 B．长度相同的情况下，纤芯的直径越小，越小 C．长度相同的情况下，纤芯的折射率越大，越小 D．传播时间与纤芯的直径无关 3．目前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光∶，均大于红光波长。试写出两种使用激光而不使用可见光来传输信号的理由 、 。 某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放，在右端夹入一薄片，如图所示。 4．如果在其中在添加一块薄片，则（　　） A．条纹变密 B．条纹向左移动 C．条纹变疏 D．条纹向右移动 5．当波长为λ的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹，a、b两点均为暗条纹中心位置，a、b间共有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为 。 6．二十世纪初期对于光电效应有许多不同的解释，密立根通过实验证实爱因斯坦的光量子论，从而奠定了现代光电科技的基础，现代生活中常见的太阳能板，能将太阳能转换为电能，即是应用了此效应。令h代表普朗克常数，e代表一个电子电量。 （1）若对同一金属实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当电路的光电流为 时，记录此时电压和对应频率的实验数据，然后改变入射光频率，重复以上步骤，得到多组数据。 （2）作出遏止电压U随入射光频率变化的图像，其斜率为k，可求得普朗克常数 。 【答案】1．ABD 2．AD 3．激光具有高度的相干性 激光的平行度非常好 4．A 5． 6．0 【解析】1．ABC．光导纤维是一种非常细的特质玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射，最终实现传递信息的目的，故AB错误，C正确； DE．光路图如图所示 根据折射定律 当入射角趋于时，折射角最大，此时光在内侧面的入射角最小，只要能保证此时光在侧面恰好发生全反射，即能保证所有入射光都能发生全反射，此临界状态中 联立解得 所以沿任意方向进入的光信号都能全反射的条件是折射率 故D错误，E正确。 故选ABD。 2．设光纤的长度为L，光沿光纤轴线传输时用时最短，光在光纤中的传播速度 则最短时间 光在内侧面恰好发生全反射时在光纤中传播时间最长，此时 则光通过光纤传播的距离为 所用的最长时间为 所以时间差为 ABC．长度相同的情况下，光的波长越长，则折射率越小，可知时间差越小。线芯的折射率越大，则时间差越大。根据上述表达式可知与光纤的直径无关，故A正确，BC错误； D．根据上述分析可知，传播时间均与光纤直径无关，故D正确。 故选AD。 3．[1][2]光纤信号传输主要采用激光而不使用普通可见光的原因，激光具有高度的相干性及激光的平行度非常好。 4．根据 可知，如果在其中在添加一块薄片，d变大，则干涉条纹间距变小，条纹将变密。 故选A。 5．设空气劈的厚度为d，由于从空气膜上下表面分别反射的两列光形成干涉，所以光程差为 当时出现暗条纹，则此时 则 那么相邻的两天暗条纹满足 所以 所以厚度差为 由于a、b间共有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为 6．[1]若对同一金属实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当光路的光电流为0时，记录此时电压和对应频率的实验数据，然后改变入射光的频率，重复以上步骤，得到多组数据； [2]根据 得 则 解得 七、电磁阻拦（15分） 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻，磁场宽度，磁感应强度，不计摩擦。若，边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零。求： 1．边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 。 2．线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向（   ） A．均为 B．均为 C．先再 D．先再 3．（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q； 4．（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。 5．线框进入磁场过程的发热量与穿出磁场过程的发热量之比 。 【答案】1． 2．D 3． 4．答案见详解 5． 【解析】1．[1]由电磁感应定律可得，边刚进入磁场时，设，线框中产生的感应电动势为 由欧姆定律可得电流大小为 [2] 金属线框边受到的安培力为 由牛顿第二定律可得小车的加速度大小为 2．线框穿过磁场的过程中，在边刚进入磁场时，由右手定则可知，电流方向是，在边刚要离开磁场边界时，由右手定则可知，电流方向是，因此电流方向是先再。 故选D。 3．线框在进入磁场的过程中，感应电流的平均值为 通过导线截面的电量 4．由安培力公式可得 可知进磁场过程中的平均速度较大，则有平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由可知，进磁场过程中线框克服安培力做功较多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。 5．线圈进入磁场过程，根据动量定理 边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零，则线框穿出磁场过程中， 根据动量定理 其中 解得 线框进入磁场和穿出磁场过程中，产生的焦耳热之比 / 学科网（北京）股份有限公司 $$2024-2025学年高三物理下学期开学摸底考试卷 答题卡 姓 名: 准考证号: 贴条形码区 注意事项 1. 答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准 考生禁填: 缺考标记 二 条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码 违纪标记 2. 选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mm黑色签字笔 以上标志由监考人员用2B铅笔填涂 答题,不得用铅笔或囤珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。 3. 请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案 选择题填涂样例: 无效:在草稿纸、试题卷上答题无效。 正确填涂■ 4. 保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。 错误填涂 1×]11I/1 一、无人机(15分) 二、月球探测工程(10分) 3(1) (2) 三、电路的应用(13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 四、带电粒子(17分) 五、气体实验定律(16分) 1.(1) ;(2) 4.(1) (②) 六、光纤(14分) 七、电磁阻拦(15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!2024-2025学年高三物理下学期开学摸底考试卷 答题卡 姓 名： 准考证号： 贴条形码区 注意事项 1。答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准 考生禁填： 缺考标记 条形码上的姓名，准考证号，在规定位置贴好条形码。 口 违纪标记 2.选择遐必须用2B铅笔填涂：非选择题必须用0.5mm黑色签字笔 以上标志由监考人员用2B铅笔填涂 答题，不得用铅笔或圆珠笔答题：字体工整、笔迹清晰。 3。请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案 选择题填涂样例： 无效：在草稿纸、试题卷上答题无效。 正确填涂■ 4. 保持卡面清洁，不要折叠、不要弄玻。 错误填涂×1【√11/1 一、无人机(15分) 2. 6. 二、月球探测工程(10分) ；2. 3.(1) (2) 三、电路的应用(13分) 5 6 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！ 请在各题日的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 四、带电粒子(17分) 1. ；2. ；3 4. 五、气体实验定律(16分) 1.(1) ；(2) t2. 3. 4.(1) (2) 六、光纤(14分) 1. ；2. 3. 4. 5. ；6. 七、电磁阻拦(15分) 1. ；2 3 4. 5 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！ 2024-2025学年高三物理下学期开学摸底考试卷 （考试时间：70分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020全科内容。 4．难度系数：0.7。 一、无人机（15分） 无人机因机动性能好，生存能力强，无人员伤亡风险等优点，被广泛应用在生产生活中。已知重力加速度为g。一质量为的无人机对一轿车进行拍摄。如图，无人机以车中心所在的竖直线为轴线，在地面上方的水平面内做半径为、角速度为的匀速圆周运动。（g取10m/s2） 1．此运动过程中，空气对无人机的作用力方向为（    ） A．竖直向上 B．斜向上 C．水平方向 D．斜向下 E．竖直向下 2．此运动过程中，空气对无人机的作用力大小为 N（结果保留2位有效数字）。 某同学利用无人机玩投球游戏。无人机在距地高为H水平面内匀速直线运动，释放可视为质点的小球，小球飞行过程中不计空气阻力。 3．小球在空中飞行过程中，小球加速度方向的是（    ） A． B． C． D． 4． 若小球到达水平地面时，速度方向与水平方向间的夹角为θ，则无人机匀速飞行时的速度大小为 ； 5．若无人机在倾角一定的斜坡上方进行投球。每隔相等时间释放一小球，第一个小球落在a点，第二个小球落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且，那么第三个小球将落在（    ） A．bc之间 B．c点 C．cd之间 D．d点 6．一质量为m的无人机从地面静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图所示。无人机飞至高为2h0处时，空气对其作用力大小为 ；无人机飞至3h0处时的速度为 。 二、月球探测工程（10分） 我国已先后成功实施四次月球探测任务，计划在2030年前实现首次登陆月球。已知，月球表面重力加速度为g月。 1．通过我们对月球的探测，已经可以获取月球相关的很多信息。已知地球和月球的半径之比约为，表面的重力加速度约为，则地球和月球的质量之比为（　　） A．6:1 B．4:1 C．24:1 D．96:1 2．2024年5月，我国发射了“嫦娥六号”探测器。“嫦娥六号”登陆月球经历如图所示的三次变轨过程（其中Ⅰ为圆轨道，Ⅱ、Ⅲ为椭圆轨道），之后择机进入着陆过程，然后进入月球表面。已知P点为四条轨道的共切点，Q点为轨道Ⅱ上的远月点，引力常量为G。“嫦娥六号”（　　） A．在轨道上运动时，运行周期TⅢ＜TⅡ＜TⅠ B．若轨道Ⅰ近似贴近月球表面，则“嫦娥六号”在轨道Ⅰ上运动的周期可以推知月球的密度 C．在轨道Ⅱ上经过P点与轨道Ⅰ上经过该点，由于轨道不同，加速度也不同 D．在轨道Ⅱ上由P点运动到Q点的过程中，由于引力做负功，其机械能逐渐减小 3．未来，航天工作者可以在月球基地进行物理实验。如图（a）所示，弹簧振子沿轴线AB自由振动，一垂直于 AB 的弹性长绳与振子相连，沿绳方向为x轴，沿弹簧轴线方向为y轴。 （1）弹簧振子振动后，某时刻记为 t=0 时刻，振子的位移 y 随时间 t 变化的关系式为绳上产生一列沿 x轴正方向传播的简谐横波，则 t=T时的波形图为（ ） A．      B．C．    D． （2）如图（b）所示，实线为t0时刻绳子的波形，虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形，P为 处的质点。绳波的传播速度可能为 m/s。在t0+1.0s时刻，质点 P所处位置的坐标为 三、电路的应用（13分） 随着科技的进步和生活水平的提高，人们在生活中越来越离不开电路的应用。 1． （多选）如图为某控制电路的一部分。已知间的输入电压为24V，如果电阻，则间输出的电压可能为（　　） A．0V B．6V C．12V D．24V 2． 某锂电池的参数如下图所示。根据信息“39.6Wh”可知该电池充满电后可以供实际功率30W的扫地机器人工作 h。扫地机器人在工作时，不同形式的能量的转化情况为 。 3． 某扫地机器人中直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为r。当扫地机器人正常工作时，电动机（　　） A．线圈热功率为UI B．线圈热功率为 C．机械功率为UI D．机械功率为 4． 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件 R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。分析可得：光敏电阻应为 （选填“R1”或“R2”）。 5． 为了限制电网的短路电流、减少短路电流对电网的冲击、隔断电网短路电流的传播，“超导限流器”这种电力设备应运而生。图（a）为 “”超导限流器接入电网的示意图，它的电阻R随电流I变化关系如图（b）所示。当电路中的电流为2kA时，电路中用电器消耗的功率是 MW。 6．某同学利用DIS定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值，用电压传感器测得路端电压，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b，由图线可知（　　） A．， B．， C．， D．， 四、带电粒子（17分） 电荷可以产生电场，18世纪初奥斯特发现的电流的磁效应。同时，磁场对运动电荷也具有作用。 1．如图，长为L的绝缘轻绳悬挂一带正电的绝缘小球，处在垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉起一小角度（小于）释放。若逐渐减小磁感应强度（忽略空气阻力且细线始终拉直），下列关于小球说法正确的是（　　） A．摆动过程最高点逐渐降低 B．每次经过A点的速度大小不相等 C．每次经过A点时线上的拉力大小始终相等 D．摆动的周期不变 2．如图，带正电小球从水平面竖直向上抛出，能够达到的最大高度为（如图甲）；若加水平向里的匀强磁场（如图乙），小球上升的最大高度为；若加水平向右的匀强电场（如图丙），小球上升的最大高度为。每次抛出的初速度相同，不计空气阻力，则（　　） A． B． C． D． 3．如图，从粒子源P发出的正离子经和之间高电压U加速后，以一定速率从缝射入磁场B。 （1）正离子在磁场B中的转动快慢与（ ）有关； A．粒子电荷量      B．粒子质量 C．粒子速度       D．轨道半径 E.磁感应强度 （2）轨迹相同的粒子 同种粒子；（选涂：A．是  B．不一定是  C．不是） （3）若，加速电压，该粒子的电荷量q与质量m之比为，求：该粒子在磁场中的轨道半径R 。 4． 如图，质量为m、电荷量为q的某带正电粒子（重力不计，可视为质点）从A处静止释放，经过电压为U（未知）、极板间距离为d的加速电场加速后，恰好沿图中B位置进入一种静电分析器并沿虚线运动，最终从C位置离开静电分析器。已知静电分析器内分布有辐向电场，其虚线处场强大小为，方向指向圆心，粒子仅在电场力作用下做匀速圆周运动，其轨迹对应的半径为R，线段恰为小球运动轨迹的直径，不计一切阻力。 ①粒子离开加速电场时的速度大小； ②粒子从A到C总时间。 五、气体实验定律（16分） 气体实验定律是关于气体热学行为的基本实验定律，也是建立理想气体概念的实验依据。研究一定质量气体压强、体积和温度之间的变化关系时运用了一种物理研究方法——控制变量法。 1．一定质量的气体充入密闭坚硬的容器内，气体压强为一个大气压。 （1）当气体温度由0℃升高到10℃时，分子热运动速率的统计分布情况如图所示，其中对应10℃的是曲线_ （选填“①”或“②”）。 （2）温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，温度由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为（ ） A. 1∶1            B. 1∶10            C. 10∶110            D. 110∶10 2．如图，在竖直放置的两端开口的U形管中，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。若将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出山，外界大气压保持不变）（　　） A．空气柱的长度不变 B．空气柱的压强不变 C．水银柱b左边液面要上升 D．水银柱b的两个水银面的高度差h变大 3．在“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到如图所示的p-V图像（其中实线是实验所得图线，虚线为双曲线的一支，实验过程中环境温度保持不变）。 （1）仔细观察不难发现，该图像与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 。 （2）把图像改为p—图像，则p—图像应是（ ） 4．如图所示，一个带有活塞、导热效果良好的水平放置的容器内盛有一定质量的气体。活塞与容器壁之间无摩擦，且处于平衡状态。外界大气压强p0=1×105Pa。当外界温度保持27℃不变时，用力缓慢的向左推动活塞，使容器内气体的体积由6L减少为4L。试问： （1）容器内气体的压强将变为多大？ （2）当气体体积为4L时，用销子将活塞锁定，并将容器置于7℃的恒温室中，容器内气体的压强将变为多大？ 六、光纤 （14分） 光纤是现代通讯普遍使用的信息传递媒介。 1．（多选）现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端。下列说法不正确的有（　　） A．光导纤维利用了光的干涉原理 B．光导纤维利用了光的偏振原理 C．光导纤维利用了光的全反射原理 D．光纤材料的折射率可能为1.2 E．光纤材料的折射率可能为 2．（多选）光纤中传输的信号是脉冲光信号。一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽。这会降低信号传输质量。考虑各种因素对光脉冲变宽的影响，设光在纤芯中传播的最长时间与最短时间的差为，下列判断正确的是（　　） A．长度相同的情况下，光的波长越长，越小 B．长度相同的情况下，纤芯的直径越小，越小 C．长度相同的情况下，纤芯的折射率越大，越小 D．传播时间与纤芯的直径无关 3．目前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光∶，均大于红光波长。试写出两种使用激光而不使用可见光来传输信号的理由 、 。 某兴趣小组对劈尖干涉条纹进行研究时将两平板玻璃叠放，在右端夹入一薄片，如图所示。 4．如果在其中在添加一块薄片，则（　　） A．条纹变密 B．条纹向左移动 C．条纹变疏 D．条纹向右移动 5．当波长为λ的可见光从玻璃板正上方入射后可观察到明暗相间的条纹，a、b两点均为暗条纹中心位置，a、b间共有n条亮纹，则a、b两处空气劈的厚度差为 。 6．二十世纪初期对于光电效应有许多不同的解释，密立根通过实验证实爱因斯坦的光量子论，从而奠定了现代光电科技的基础，现代生活中常见的太阳能板，能将太阳能转换为电能，即是应用了此效应。令h代表普朗克常数，e代表一个电子电量。 （1）若对同一金属实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当电路的光电流为 时，记录此时电压和对应频率的实验数据，然后改变入射光频率，重复以上步骤，得到多组数据。 （2）作出遏止电压U随入射光频率变化的图像，其斜率为k，可求得普朗克常数 。 七、电磁阻拦（15分） 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻，磁场宽度，磁感应强度，不计摩擦。若，边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零。求： 1．边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 。 2．线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向（   ） A．均为 B．均为 C．先再 D．先再 3．（计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q； 4．（论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。 5．线框进入磁场过程的发热量与穿出磁场过程的发热量之比 。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$