2025届上海市崇明区高三上学期期末（一模）物理试卷

2024学年第一学期期末学业质量调研 高 三 物 理 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟． 2．本考试分设试卷和答题纸．作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分． 3．标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项．标注“计算”、“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，需给出必要的图示、文字说明、公式、演算等． 一、篮球运动 篮球运动作为一个常规的球类运动在学校普遍受到学生的喜爱。一个标准合格的篮球质量为 m。 请完成下列问题： 1．小明同学将篮球以速度 v1 从离地高度为 h1 处投出．篮球以速度 v2 进入离地高度为 h2 篮筐，如图所示．运动过程中篮球离地最大高度为 H。空气阻力不能忽略。 （1）篮球从出手到进入篮筐过程中，损失的机械能（ ） A．mgH – mgh2 B．mgh1 – mgh2 C．mgH – mgh2 − mv22 D．mgh1 – mgh2 + mv12 − mv22 （2）篮球从最高点沿着弧线下降过程中，请在图中分别画出篮球速度 v 的方向和所受合外力 F 的方向。v3 v0 v2 v1 2．一篮球以水平初速度 v0 抛出（不考虑篮球的自转和空气阻力），分别测得了 0.2 s 末、0.4 s 末和 0.6 s 末的速度矢量 v1、v2 和 v3，并在方格纸内画出了如图所示的速度矢量图，重力加速度 g = 10 m/s2。则 v0 = _________m/s，0.6 s 内篮球的位移 s =_________m。 3．将篮球从离地 H 高度处由静止开始下落，经过一次与地面的碰撞后，竖直反弹至最高处 h = H。若篮球和地面碰撞没有能量损失，运动过程中空气阻力保持不变。H h 手 （1）空气阻力和重力之比等于__________。如果让篮球连续不断的上下弹跳，最后会停止在地面，则篮球通过的总路程 s =__________。 （2）计算：当篮球反弹至最高处 h 时，运动员对篮球施加一个竖直向下的冲量 I，使得篮球与地面再次碰撞后恰好反弹至原来的 h 高度处。求 I 的大小。 二、神州十九号 2024 年 10 月 30 日 4 时 27 分，神州十九号载人飞船搭载三名航天员，由长征二号F遥十九火箭从我国酒泉卫星发射中心发射升空，并于10分钟后飞船与火箭成功分离，进入预定轨道．约6.5小时后对接于天和核心舱前端口。 请完成下列问题： 4．（多选）核心舱和地面间使用无线电波联系，核心舱内宇航员之间使用声波交流。无线电波和声波的特点（ ） A．都不需要介质传播 B．都属于电磁波 C．都能传递能量和信息 D．都能发生干涉和衍射 5．航天员乘组随火箭加速上升过程中，处于超重状态。 （1）他们受到地球的引力逐渐_______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 （2）在进入核心舱后几乎处于完全失重状态，则他们（ ） A．受地球引力，无加速度 B．受地球引力，有加速度 C．无地球引力，无加速度 D．无地球引力，有加速度 6．以地面为参照系，宇航员在地面上的质量为 m0，在核心舱内的质量为 m，已知核心舱相对地面的飞行速度为 v，如果只考虑狭义相对论效应，则 m 和 m0 的关系正确的是（ ） A．m = m0 B．m = m0 C．m = m0 D．m = 7．空间站窗外射进一束阳光，照射到一空心水晶球上。航天员发现水晶球特别明亮，这是光在水晶球内部空气表面发生了全反射现象，如图所示。如果水晶折射的临界角为 C。θ O 空气 水晶 （1）则水晶的折射率 n =_____________。 （2）图中发生全反射的入射光线与反射光线间夹角 θ 大小一定（ ） A．等于 C B．等于 2C C．小于 2C D．大于等于 2C 8．计算：空间站的运动可以看作为围绕地球的匀速圆周运动。若地球表面重力加速度 g = 9.8 m/s2，地球半径 R = 6400 km，空间站轨道离地高度 h = 400 km。 （1）求空间站运动的速度 v；（保留三位有效数字） （2）简要说明：空间站的速度为什么小于第一宇宙速度？ 三、汽车安全气囊 汽车安全气囊的组成主要包括传感器、控制器、气体发生器和气袋等部件．其中传感器的作用是在车辆发生猛烈撞击时，能迅速给控制器发出信号，让气袋充气，形成保护屏障，从而减轻司乘人员的受伤程度．根据不同的车型和安装的部位，传感器有多种模式。 请完成下列问题： 9．充气后的气袋在人体受撞击时能产生缓冲作用，其物理原理是通过增加作用时间实现（ ） A．减小人受到的冲力 B．减小人受到的冲量 C．减小人的动量变化 D．减小人的能量变化 10．如图所示是滚球碰撞传感器．正常行驶时，传感器处于一种水平状态，滚球被永磁体吸附在右侧．当碰撞强度达到一定程度时，滚球将脱离永磁体向左滚动，撞击两个触点开关，向控制器发出信号。接控制器 滚球 永 磁 体 触点开关 （1）当汽车在以下哪种情况下，能使滚球向左滚动（ ） A．向右以足够大速度匀速行驶 B．向左以足够大速度匀速行驶 C．向右以足够大速度发生碰撞 D．向左以足够大速度发生碰撞 （2）假设滚球的质量为 50 g，永磁体对它的最大吸引力为 6 N，滚球在管道内运动时不受阻力作用。如果汽车以 144 km/h 的速度撞到障碍物，并在 0.2 秒内停下。则是否会触发安全气囊？ 答：_________； 通过计算说明理由：____________________________________。 11．电阻应变计式碰撞传感器内的硅膜片如图（a）所示，有四个电阻 R1、R2、R3、R4，连接成图（b）所示的电路。在汽车碰撞时，传感器中的硅膜片发生扭曲变形，导致 4 个电阻的阻值发生变化，可检测 AB 间的电势差，将电信号输送给控制器。 R1 R2 R3 R4 硅膜片 图（a） R1 R2 R3 R4 6 V A B 图（b） （1）如果把电阻看成是一根粗细均匀的电阻丝，当碰撞后，其长度变化为原来的 ，电阻丝体积不变，则该电阻丝的阻值变为原来的_________。 （2）假设正常情况下加在电路两端的电压 U = 6 V，R1 = 8 Ω，R2 = 4 Ω，R3 = 6 Ω，测得 AB 两点间电压为 0，则 R4 = ________Ω。 当硅膜片发生形变，电阻值发生改变后，电阻 R1 = 9 Ω，R2 = 6 Ω，R3 = 8 Ω，R4 = 4 Ω，则此时 A、B 两点电势较高的是______点，电势差 UAB = ________V。 四、油滴实验 密立根油滴实验装置如图所示，用喷雾器向一个圆柱形容器里喷入带电的油滴。容器中有两块平行金属板组成的电容器。可以通过改变极板间的电 压来控制油滴的运动，假设两极板间电场为匀强电场，忽略油滴受到的空气阻力，g 取 10 m/s2。 请完成下列问题：喷雾器 油滴 正极板 负极板 12．油滴进入电场后向下做匀速直线运动。已知两极板间的电压为 U，距离为 d，进入电场中某油滴的质量为 m，重力加速度为 g。则两极板间的电场强度大小为_________，喷入容器里油滴的带电量大小 q =__________。 13．（多选）重复对更多油滴进行实验，发现油滴的带电量都是某最小固定值的整数倍，下列测得的油滴电荷量符合实验事实的是（ ） A．1.6×10−20 C B．1.12×10−18 C C．5.92×10−17 C D．5.58×10−16 C 14．根据油滴实验原理，某同学设计了如图所示的电路，通过移动滑动变阻器 R2 的滑片改变极板间电压。已知两极板相距 d = 0.05 m，电源电动势 E = 10 V，内阻 r = 2 Ω，保护电阻 R1 = 18 Ω，R2 的最大阻值为 20 Ω。R1 R2 S1 E S2 正极板 油滴 负极板 r 将滑动变阻器的滑片置于中间位置，闭合电键 S1 和 S2。稳定后，一油滴从小孔处由静止开始进入电场，已知油滴质量 m = 8.0×10−12 kg，电量为 q = − 4.0×10−13 C，则该油滴 （1）计算：①下降时加速度大小； ②到达下极板时的速度大小。（保留三位有效数字） （2）上述油滴在运动过程中， ①若突然断开电键 S2，则两极板间电压将_______（填“增加”、“不变”或“减小”）； ②如果保持 S2 闭合，突然断开电键 S1，则油滴的加速度 a 变化情况可能正确的是（ ）（该变化过程中油滴没有碰到下极板） O O O a/m·s−2 t/s a/m·s−2 a/m·s−2 a/m·s−2 B O t/s D t/s A t/s C 五、磁场及其应用 磁场作为一种物质的存在形态，广泛存在于宇宙甚至生物体内，人类生活中处处可以遇到磁场，随着科学的发展，磁技术已经渗透到了我们日常生活和工农业生产技术的各个方面。 请完成下列问题： 15．如图为用电流天平原理测磁场的示意图，等臂天平左端挂有长方形线圈 abcd 共 10 匝。线圈底边 bc 水平，长为 8 cm，磁场方向垂直线圈平面向外。首先让线框内通入 0.5 A 的电流，并在天平右侧加上砝码，使天平平衡。保持电流大小不变，改变电流方向，右盘中减少了 40 g 砝码后，天平再次平衡．则第一次平衡时 bc 边上的电流方向是_______（“向左”或者“向右”），磁感应强度大小 B =_______T。（g = 9.8 m/s2）a b c d O B 16．利用霍尔原理可以制作磁传感器。如图为某霍尔元件测量原理示意图。将一块边长为 L 厚度为 d 的正方形半导体薄片放在匀强磁场中，磁场方向垂直于薄片向下，a、b 和 M、N 为相互两两正对的四个电极。在 a、b 间通入图示恒定电流，则薄片内电量为 e 的自由电子在洛伦兹力的作用下，将在两侧形成电荷堆积。稳定后在 M、N 两极形成电势差 U。 （1）在 M、N 两极电势较高的是______极；a b B I N M L d L （2）计算：若 a、b 间通入的电流强度为 I，半导体单位体积内的自由电子数为 n。求 ①自由电子移动的平均速率 v； ②磁感强度 B 的大小。 17．如图所示是一个简易交流发电机原理图。手摇转盘，通过皮带传动带动转轴转动（皮带不打滑），矩形线圈 abcd 垂直于纸面处于水平方向匀强磁场中，且与转轴同轴转动．线圈在匀速转动时输出周期 T = 0.2 s，电动势最大值 Em = 2V 的正弦交流电。已知转盘和转轴的半径之比 n = 10∶1，线圈内阻 r = 2 Ω。转轴 中性面 B v v ab cd 转盘 （1）手摇转盘的角速度 ω =________rad/s。当线圈平面转到图示的中性面位置时，线圈内的磁通量最________，磁通量变化率最_________（填“大”或“小”）； （2）从线圈处于图示位置开始计时，且该时刻的电流方向规定为正方向。 ①判断磁场的方向_______（“向左”或“向右”）。 ②该电动势 e 随时间变化的图像可能正确的是（ ） e/V e/V e/V e/V t/s O A B C D t/s O t/s O t/s O （3）计算：在输出端接入一个 R = 18 Ω 的电阻，手摇转盘 10 圈时间内，发电机的输出功为多少？ 崇明区24学年第一学期高三测试 参考答案 一、篮球运动（17分） 1．（1）（3分）D （2）（2分）如图 v F 2．（4分）4；3 3．（1）（4分）；7H （2）（4分）计算：根据动量定理，I = mv – 0 （1分） 动能 （1分） 根据动能定律 （1分） 得到 I = mg或者 I = 2mg （1分） 二、神州十九号（22分） 4．（3分）CD 5．（1）（2分）变小；（2）（3分）B 6．（3分）D 7．（1）（2分）；（2）（3分）D 8．（1）（3分）设地球质量为 M，物体质量为 m1， 则在地面上 （1分） 空间站质量为 m2，则有 （1分） v = = 7.68×103 m/s （1分） （2）（3分）第一宇宙速度是物体近地运动时能围绕地球做圆周运动的速度，空间站在离地面 400 km 处，不是近地运动，做圆周运动的半径大于地球半径，根据 v = ，所以空间站的速度小于第一宇宙速度。 （能说清第一宇宙速度得 1 分；说清半径不同得 1 分；说清速度与半径的关系得 1 分） 三、汽车安全气囊（18分） 9．（3分）A 10．（1）（3分）D； （2）（4分）会触发安全气囊； （1分） 汽车碰撞得过程中，对滚球由动量定理可得： Ft = 0 – mv （1分） F = − = − N = − 10 N （1分） 滚球在碰撞过程中需要受到 10 N 的力才能保持和汽车一样的加速度，而永磁体对滚球的最大吸引力只有 6 N ，故会脱离用磁体，触发安全气囊。 （1分） 或者： v = 144 km/h = 40 m/s a = = m/s2 = 200 m/s2 F = ma = 0.05×200 N = 10 N > 6 N 所以会触发 11．（1）（2分） 或 1.5625； （2）（6分）3；A；0.4 四、油滴实验（18分） 12．（4分）（1） （2） 13．（3分）BC 14．（1）① （4分） 在闭合回路中， 两极板上分得的电压 （1分） 两极板间电场强度 （1分） 电荷受到向上的电场力和向下的重力作用， 根据牛顿第二定律：mg – qE = ma （1分） 得 （1分） ②（2分）根据运动学规律 v2 = 2ad （1分） v = = 0.866 m/s （1分） （2）①（2分）增加；②（3分）C 五、磁场及其应用（25分） 15．（4分）向右；0.49（如果答 0.5，得 1 分） 16．（1）（2分）M （2）①（2分） 设自由电子的平均速度为 v，t 秒内通过 dL 截面积内的电荷量 Q = nvdL 根据电流强度定义 （1分） 得：v = （1分） ②（2分） 稳定后洛伦兹力和电场力平衡 qvB = qE （1分） B = = ×= （1分） 17．（1）（6分）π；大；小 （2）①（2分）向左；②（3分）D （3）（4分） 转盘转动 10 圈所用时间 t = = 20 s （1分） 电动势的有效值 （1分） 根据闭合电路欧姆定律 I = = 0.1 A （1分） 输出功：W = IUt = I2Rt = 3.6 J （1分） 高三物理 共6页 第9页 学科网（北京）股份有限公司 $$