上海市杨浦高级中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

2024学年第一学期高三学业水平等级性考试 物理试卷 注意事项： 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。答题前请务必在答题纸上填写姓名、学号、并将核对后的二维码黏贴在指定位置上。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，未特别标示的选择类试题，每小题只能选一个选项，标注“计算”“简答”“说明”的试题，在列式计算、逻辑推理以及说明等过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4．除特殊说明外，本试卷的所有重力加速度大小g均取。 物质的相态 相态是指物质在不同条件下的不同物理状态。研究物质的相态对于理解物质的基本性质、开发新材料和新技术具有重要意义。 1. 用注射器将药液从密封药瓶中缓缓抽出，在此过程中瓶中气体的（ ） A. 压强增大，分子数密度增大 B. 压强增大，分子数密度减小 C. 压强减小，分子数密度增大 D. 压强减小，分子数密度减小 2. 下列关于固体、液体的说法正确的是（ ） A. 晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 B. 发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降 C. 表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大 D. 液晶是介于气态和液态之间的一种物质状态 3. 当气体温度升高到一定程度时，其中的分子或原子将由于激烈的相互碰撞而分解为电子和正离子，这种状态的物质叫等离子体。等离子体有很多奇妙的性质，例如，宇宙中的等离子体会发生“磁冻结”。满足某种理想条件的等离子体，其内部不能有电场存在，但是可以有磁场。如图所示，一块这样的等离子体从很远处向着磁场B运动，在移进磁场的过程中，下列对等离子体行为的解释错误的是（ ） A. 由于变化的磁场产生电场，因此等离子体内部的磁场能随时间变化 B. 若等离子体内部原来没有磁场，则穿越磁场的过程中其外部的磁感线不会发生变化 C. 若等离子体内部原来没有磁场，则穿越磁场的过程中其内部磁场一直为零 D. 设想磁场刚要进入等离子体中时感应出了电流，则此电流的磁场与磁场B方向相反 生活中的物理 物理学是自然科学的重要组成部分，它已经早已深入生活中各个领域。 4. “自热火锅”利用加热层中的发热包遇水反应释放热量为其中的食物加热，其结构可简化如图所示。加热过程中（ ） A. 能闻到米饭的香味是因为气体分子的布朗运动 B. 若不慎堵住透气孔，则食材层内气体压强增大 C. 食材层内所有气体分子的速率均增大 D. 食材层内气体分子热运动的平均动能保持不变 5. 罚球时，运动员踢出的足球，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门，轨迹如图中的实线。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法中正确的是（ ） A. 合外力为恒力，速度方向指向轨迹内侧 B. 合外力的方向与速度方向在一条直线上 C. 合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D. 合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 6. 如图甲所示，高压输电线上有a、b、c三根相互平行于地面的水平长直导线通有大小相等且方向相同的电流I。、、为导线a、b、c上的三个点，连接三点构成的三角形为等腰直角三角形（），且与三根导线均垂直，O为连线的中点。逆着电流方向观察得到如图乙所示的截面图。已知单独一根通电导线a在O处产生的磁感应强度大小为B，不计地磁场的影响，则O点的磁感应强度大小为________，导线b受到的安培力方向________。 7. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（ ） A. 只要轮子转动起来，气嘴灯就能发光 B. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 C. 安装时A端比B端更远离圆心 D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 8. 晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，A、B两点等高，原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的水平风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。两杆间的距离为d，绳长为，衣服和衣架的总质量为m，重力加速度为g，（。不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 在有风且风力不变的情况下，绳子右端由A点沿杆略向下移到C点，绳子的拉力变小 B. 有风时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等 C. 相比无风时，在有风的情况下小 D. 风越大，越小 火车 铁路运输是经济和城市化发展的重要组成部分，铁道与火车文化也深受很多人喜爱。 9. 进站时列车可以认为做匀减速直线运动。小明将一个小球由静止释放（如图所示），不计空气阻力，则小球相对车厢下落的轨迹可能是（ ） A. B. C. D. 10. 一列火车以的速度行驶，某时刻开始减速进站并鸣笛，发出的鸣笛声的频率为。已知声音在空气中的传播速度大小为，火车的固有频率为，每根钢轨的长度为。以下叙述中正确的是（ ） A. 若路旁树立一个高为的隔离墙，隔离墙后面听到的鸣笛声将大大减弱 B. 站台上等车的旅客听到的鸣笛声的频率将小于 C. 提高鸣笛声的频率，声波在空气中的传播速度也随之增大 D. 减速过程中，当速度达到时，车上的旅客感到最颠簸 11. 总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，k为常量），动车组能达到的最大速度为。 （1）若四节动力车厢输出的总功率为，动车组匀速行驶的速度为，则________。 （2）若四节动力车厢输出功率均为额定值P，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为________。（用题目中的字母表示） 探索地外生命 10月15日，《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》发布，其中主题4“宜居行星”提到，主要是探索太阳系天体和系外行星的宜居性，开展地外生命探寻。 12. 下列实验中，能在空间站完成的有（ ） A. 弹簧振子实验 B. 平抛运动实验 C. 光的双缝干涉实验 D. 探究向心力与质量、角速度、转动半径关系实验 13. 对于事件：飞船从地球出发到达比邻星后返回。地球观察者经历的时间为，飞船中旅行者经历时间为，仅考虑狭义相对论效应，则（ ） A. B. C. D. 无法判断 14. 某一科学团队观测到一颗系外类地行星绕其恒星的公转周期约为0.5年，轨道半长轴约为（地球公转轨道的平均半径为）。已知太阳质量为M，则该类地行星的中心恒星质量约为（ ） A. B. C. D. 15. 火箭点火期间，火箭的总质量为M，每秒钟喷出的高温气体质量为，火箭的加速度为a，重力加速度为g，不计空气阻力和高温气体喷出前后火箭质量的变化。则火箭点火瞬间，气体对火箭的作用力大小为________，喷出的高温气体的对地速度大小为________。 流水的试题，铁打的模型 斜面、滑块、弹簧、轻绳、杆、小球这些熟悉的物理模型，伴随着一代代人的青春。 16. 在“用DIS研究质量一定时，加速度与外力、质量的关系”的实验中，某同学连接完如图所示的实验器材进行实验。本实验中细线拉力________（选涂“A．小于”、“B．等于”、“C．大于”）钩码总重力。因此，小车加速度________（选涂“A．较小”、“B．较大”或“C．无限制”）时，实验结果更加精确。 17. 如图（a）所示轻质弹簧下端固定在水池底部，上端固定一个小灯泡，其大小可忽略，点光源在水面上的投影位置为点，点光源静止不动时在O点，距离水面深度为，现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图（b）所示，振幅为A，周期为，光源向左照射的最远位置记为P，当点光源距离水面最近时P在a点，点光源距离水面最远时P在e点。已知图（a）中，，水的折射率为，则下列正确的是（ ） A. P在c点时，光斑的移动速度最小 B. P从b到d经过的时间可能为1s C. 光斑振幅 D. 光斑边缘也在做简谐运动 18. 如图甲所示，水平弹簧振子沿x轴在P、Q间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，从某时刻开始计时，振子的振动图像如图乙所示，在内振子的动能________（选涂“A．一直增大”“B．一直减小”“C．先增大后减小”或“D．先减小后增大”）；如图丙所示，摆球在竖直面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置，若摆球摆动的周期与弹簧振子振动周期相等，则单摆的摆长约为________（结果保留3位有效数字）。 19. 图甲为某游戏项目模型，由弹性发射装置P、倾角、长的固定斜面AB、质量的表面为四分之一光滑圆弧的滑块M和质量长度的平板小车等四部分组成。圆弧CD的半径，最低点C与小车等高。当P把的小物块（视为质点）以速度水平弹出，恰好由A点沿斜面方向进入斜面，不考虑其运动时通过各连接点间的动能损失。小物块与AB间的动摩擦因数，忽略小车和M下表面与地面的摩擦。（，） （1）求水平弹出点离A点的竖直高度； （2）若锁定平板小车，小物块与小车间的动摩擦因数。求小物块滑上M时对C点的压力F及上滑的最大高度； （3）现解除小车锁定，并在小车上表面喷涂一种特殊材料（不计喷涂材料的质量），使小物块与小车间的动摩擦因数能从右（B端）向左随距离变化，如图乙所示。若小物块仍以速度水平弹出，试分析小物块能否通过C点？并说明理由。 20. 永动机 历史上，永动机一直被人们所讨论和研究。 如图所示，某同学是一位永动机爱好者，他受到回旋加速器的启发，下图为他设计的系统。该永动机系统主要由一个带正电，质量为m，电量为q的小球、平行板电容器C、以及两个强度相对较弱的面积足够大的静磁场区域构成。整个系统位于同一水平面上。系统启动之前，固定小球在电容器一侧。闭合开关让电容器充电，使电容器两极板间距为d，具有电势差U之后，断开开关。撤掉相关导线只保留电容器。在电容器极板中央释放小球后，小球将在平行板电容器中运动，将电势能转换为动能，得到加速。在离开电容器后，两侧的静磁场磁感应强度为B，将使得粒子在洛伦兹力的作用下，经过两次半圆周的匀速圆周运动，到达小球的出发点，小球的重力忽略不计。 （1）小球第一次进入磁场，在磁场中运动的半径是多少？ （2）该同学选择了相对较小的磁感应强度，以免小球撞击在电容器上。之后小球将再一次加速，循环往复，增加动能。此过程该同学认为无其他能量损耗并增加了小球动能。则为了避免小球撞击在电容器上，电容器的宽度x最大为多少？ （3）不计相对论效应及其他损耗，求小球第三次通过极板之后，总的运动时间是多少？ （4）几位同学看了该同学的理论方案，分别给出如下看法： A．“我听人说过磁场可以携带能量。那这个过程中肯定磁场能量逐渐减少，如果不额外提供能量，磁场将逐渐变弱。这部分能量提供小球动能。” B．“经典物理无法解释小球动能增加的原因，因此可能需要引入量子理论来解释小球动能的来源。” C．“肯定是磁场和平行板电容器的电场之间产生了某种耦合，导致产生了新的能量提供了小球动能。” 你如何看待A、B、C三位的观点？请简要说明理由。 2024学年第一学期高三学业水平等级性考试 物理试卷 注意事项： 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。答题前请务必在答题纸上填写姓名、学号、并将核对后的二维码黏贴在指定位置上。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，未特别标示的选择类试题，每小题只能选一个选项，标注“计算”“简答”“说明”的试题，在列式计算、逻辑推理以及说明等过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4．除特殊说明外，本试卷的所有重力加速度大小g均取。 【1~3题答案】 【答案】1. D 2. A 3. AB 【4~8题答案】 【答案】4. B 5. C 6. ①. B ②. 竖直向下 7. B 8. ACD 【9~11题答案】 【答案】9. C 10. D 11. ①. ②. 【12~15题答案】 【答案】12. ACD 13. C 14. B 15. ①. ②. 【16~19题答案】 【答案】16. ①. A ②. A 17. BCD 18. ①. C ②. 3.98 19. （1）0.45m；（2）19N，0.225m；（3）能，物块从B到C过程，系统损失的机械能大于克服摩擦力做功 【20题答案】 【答案】（1） （2） （3） （4）小球在磁场中受到的洛伦兹力方向与小球速度方向垂直，洛伦兹力不做功，磁场能量不变，A同学观点不正确； 小球飞来飞去，电容器两极板电荷分布不发生变化，仍是左侧极板带正电，右侧极板带负电，B同学观点不正确； 根据能量守恒定律，能量不会凭空产生，也不会凭空消失，磁场和平行板电容器的电场之间产生了某种耦合，磁场和电场的总能量不会增加，C同学观点不正确。 带电小球定向移动，可等效看成电容构成闭合回路放电，电容储存的电场能逐渐转化为小球的动能。 综上，A、B、C 观点均错误，该方案违背能量守恒定律，小球动能增加来自电容器初始储存的电场能，并非新产生能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $