内容正文:
高三物理 试 卷
考生注意:
1. 试卷满分100分,考试时间60分钟,共6页。
2. 本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、学校、班级,并将条形码贴在规定位置处。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,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一 病灶探测与治疗
医院经常使用超声波、激光进行病灶探测与微创治疗。
1.B超体检:探头发射的超声波在人体内传播,遇到界面产生回波(在空气层表面反射会更强烈),经计算机处理,在屏幕上呈现人体内部结构图,帮助医生诊断。
(1)B超检查时,医生常在皮肤上涂抹凝胶剂,目的是( )
A. 对皮肤表面进行消毒和清洁
B. 降低超声波在皮肤表面的频率,减少伤害
C. 排除空气,减少超声波在皮肤表面大量反射
(2)(多选)图示为血管内沿x轴正方向传播的简谐超声波图像,波的频率。时刻超声波恰好传到M点,则( )
A. 超声波的波长为8m
B. 质点M即将向y轴正方向运动
C. 超声波在血液中的传播速度为800m/s
D. 超声波遇到直径约5mm的结石块能明显衍射
2. 激光微创治疗:通过选择特定波长的激光,并控制其能量和作用时间,使其精准聚焦在病变组织,通过光热效应去除病灶,减少对周围正常组织的损伤。
(1)(多选)激光治疗,主要利用其( )特性。
A. 高单色性 B. 高方向性 C. 易衍射 D. 易干涉
(2)激光通过光导纤维被精准引导至病灶部位,其截面如图所示,内、外层介质的折射率分别为、。一束单色激光沿与中心轴线的夹角为()的方向,从空气射向光纤左侧的O点,无泄露地从右侧射达病灶。已知光纤长度为L(L远大于内层半径r),空气中光速为c。
① 下列说法正确的是( )
A.
B. 激光进入光纤后波长增大
C. 外层越厚,越容易发生全反射
D. 增大,激光可能在光纤左侧界面发生全反射
② 激光在光导纤维中传播的时间为( )
A. B.
C. D.
二 摆的研究
某兴趣小组利用假期分赴海南和北京两地,研究重力加速度对单摆周期的影响。
1. 他们提前准备的器材中,适合制作单摆的是 ( )
A. 乒乓球 B. 大的胶水球 C. 长的粗绳 D. 细的尼龙线
2.(多选)某同学依据海南所测数据绘制两个单摆的振动图像如图所示,则单摆a( )
A. 振幅的比值为2:1
B. 摆长的比值为4:9
C. 最大摆角的比值为2:1
D. 摆动过程中,最大高度差的比值为2:1
3. 实验小组准备的器材除了常规的摆球、铁架台、细线、秒表外,还有铝质支架、强力磁性球、磁传感器、拉力传感器、数据采集器、电脑及其配套软件。为准确测量周期T,请给他们推荐一个实验方案及其步骤(简答)。
4. 回到上海,实验小组将两地测量的大量数据做了处理,得出两地重力加速度的大小分别为:海南9.786m/s²,北京9.801m/s²,即海南的重力加速度略微偏小。
(1)你认为 ( )
A. 海南的重力加速度偏小是客观事实
B. 海南的重力加速度偏小是测量误差引起的
(2)请对你的选择做出简要分析(简答)。
三 无线充电与电池
无线充电基于便捷性、安全性,应用逐渐广泛。
1. 图示为手机倾斜放在磁吸三合一无线充电器上。则 ( )
A. 手机一定受到摩擦力的作用
B. 手机与吸盘之间仅存在相互作用的磁吸力
C. 吸盘对手机总的作用力大于手机的重力
D. 支架受到桌面的摩擦力平行于桌面向左
2.(多选)新能源汽车也可无线充电。与蓄电池相连的受电线圈置于车底,汽车停在地面供电线圈正上方即可充电。供电线圈通入图(乙)所示的正弦交流电,线圈两端电压,下列说法正确的是 ( )
A. 供电线圈每小时耗电
B. 时,受电线圈中感应电流最大
C. 时,两线圈之间相互作用的磁力为零
D. 为了提高充电效率,可以在受电线圈上加装铝板
3. 某实验小组对手机电池进行如下实验研究:
① 正常使用手机至自动关机,取出电池,用数字理想电压表测出电池两端电压。
② 将电池装入手机,用无线充电器给手机充电至100%。
③ 从手机中取出电池,接入图(甲)电路。断开,闭合,读出电压表的示数。
④ 将电阻箱置于适当位置,闭合,读出电压表和电流表的示数、,并开始计时。此后每隔一段时间记录一次对应的电流数值。当时,电压表示数降为,断开,电压表显示。
⑤ 将全部数据输入电脑,在电流和时间的关系图像中,显示出图(乙)所示的散点图像。
根据实验数据,回答下列问题:
(1)该款电池的电动势 ( )
A. 恒定不变
B. 随放电的延续而减小
C. 放电电流越大,电动势越小
(2)充满电时,电池的内阻 。(保留两位有效数字)
(3)依据图(乙)中的散点,画出图线。
(4)手机工作过程中,该款电池所能提供的最大电荷容量约为 。(保留两位有效数字)
四 小行星防御任务
我国正在规划一次里程碑式的小行星防御任务,旨在通过动能撞击技术,尝试改变小行星运行轨迹,验证保护地球免受近地天体威胁的能力。
1. 运载火箭先将 “观测器+撞击器” 的组合体送入高度约200公里的近地停泊轨道,之后再奔赴1000万公里以外的目标。
(1)运载火箭从地面竖直发射升空的过程中,若喷气获得恒定的推动力,则 ( )
A.火箭的机械能不变 单位时间内推力的冲量相同
C.运载的组合体处于平衡状态
D.运载的组合体处于失重状态
(2)组合体在近地停泊轨道的运动可看做匀速圆周运动,则 ( )
A.轨道处的重力加速度为零
B.组合体的运转周期大于24h
C.组合体的运动速率稍小于7.9km/s
D.半个周期内,组合体受到合外力的冲量为零
2.(多选)组合体在高速奔赴目标小行星的过程中, ( )
A.内部某仪器的质量比在地球上静止时的质量要大
B.其搭载的时钟比静止的时钟走时要偏快
C.可利用太阳能提供动力,从而减轻其负重
D.组合体发回的信号掠过火星附近,传播方向会弯曲
3. 组合体接近目标小行星后,将采用 “伴飞+撞击+伴飞” 的任务模式。若观测器绕小行星近距离伴飞一周的时间为1h,最低轨道的人造卫星绕地球飞行的周期为1.5h(离地高度远小于地球半径),地球的平均密度为 则该小行星的平均密度约为。
4. 如图,若小行星绕太阳在椭圆轨道B上运行,观测器测出其质量,在图示位置的速度。地球在轨道A上运行,若不实施干预,小行星可能与地球相撞,造成灾难。科学家估算,若能使其速度降低万分之一,就可使其偏离原先轨道,无法与地球相遇。若撞击器以的速度正面撞击小行星,撞击器的质量,撞击器以38km/s的速率反弹,撞击后两者均无碎片飞出。
(1)请说明,此次撞击实验能否让地球逃过劫难?(简答)
(2)(多选)可有效改变小行星运行轨道的方案是
A.在近日点迎面撞击
B.在远日点迎面撞击
C.撞击后,小行星分成若干碎片
D.撞击后,撞击器与小行星一起以相同的速度继续飞行
五 汽车驾乘安全
汽车的安全带和气囊可有效保护乘客安全。
1.(多选)如图,安全带结构由软带、卷收器组成;卷收器内有自动锁止装置和弹簧。软带长度增大,随时间的变化率超过一定限度,会被自动锁止,其他情况可在弹簧的作用下自由调节且不会松弛。乘客入座,软带一端插入安全扣。( )
A. 若感觉过紧,宜快速外拉软带,即可自动调松
B. 若感觉过紧,宜缓慢外拉软带,即可自动调松
C. 外拉软带松手后,系统自动调节的过程中,弹簧的势能增大
D. 外拉软带松手后,系统自动调节的过程中,弹簧的势能减小
E. 车辆发生碰撞时,卷收器锁死,软带长度不变,可减少人体与前方物体碰撞的机会
F. 车辆发生碰撞时,卷收器解锁,软带长度增大,从而起到缓冲的作用
2. 为防止车辆超速,高速公路上都安装了超声波测速仪。测速仪如图(甲)所示固定在道路上,发射超声波脉冲的频率。图(乙)为电脑显示屏上显示的超声波信号,其中、、为发出的超声波脉冲信号,、、为接收到的信号,超声波在空气中的速度。
(1)汽车接收到第一个脉冲时,与测速仪的距离__________m;测速仪接收到回波的脉冲频率__________Hz(均保留2位有效数字)。
(2)(多选)若测速仪监测到回波的脉冲频率与原波脉冲频率的差值,则( )
A. 时,车速逐渐增大
B. 时,车辆向测速仪方向运动
C. 且增大时,车辆加速靠近测速仪
D. 且增大时,车辆加速远离测速仪
3. 车辆发生碰撞时,安全气囊会自动弹出,接触乘员后通过排气孔缓慢放气,柔性吸收能量并缓冲乘员。图(甲)为气囊的简易测试装置,质量、可视为质点的头锤从离气囊表面高度处自由下落,与正下方的气囊发生碰撞。触及气囊即开始计时,气囊对头锤竖直方向作用力随时间的变化规律如图(乙)所示。不计空气阻力,取。则碰撞过程中,气囊吸收头锤动量的大小__________;气囊吸收头锤的动能__________J。
六 离子注入造芯片
离子注入是芯片制造的关键工艺,将需要掺杂的诸如硼离子在电场中加速,然后通过磁场筛选出特定要求的离子,最终精准注入晶片,改变其电学性质。
1. 离子注入剂量决定了掺杂离子的浓度,剂量定义为靶材表面
单位面积注入的离子数,即。用国际单位制中的基本单位,剂量的单位可表示为
____________________。若一价硼离子形成的电流为,注入时间为,元电荷为,注入面积为
,则硼离子注入剂量的表达式为:____________________。
2. B2+离子在加速管中加速。加速管可简化为若干大小、形状相同,中间开孔的正对金属圆板
组成。取其中、、三块金属圆板进行研究,已知、间
距是、间距的两倍,、两板构成电容器的电容,
则、两板构成电容器的电容________。
若所接直流电源的电压,定值电阻的阻值,
,元电荷。离子无初速进入板小
孔,加速到达板时的动能为____________________。
3. 离子注入前需经磁分析器筛选,磁分析器的一部分结构如
图所示。和离子通过速度选择器后,速度为的离子可
由狭缝沿与磁场垂直的方向进入磁感应强度为的匀强磁
场,最终射到右侧的探测板上。已知两种离子的质量均为,
元电荷为,不考虑离子受到的重力和离子间相互作用。
(1) 速度选择器中,磁场B1 的方向( )
A. 垂直板向右
B. 垂直板向左
C. 平行板向里
D. 平行板向外
(2) 考虑到磁场B2的磁感应强度在B2B到B2+ B之间波动,要在探测板上完全分
离和两种离子,则不能超过的____________________倍。
4. 硼离子注入半导体材料的过程,微观上可简化为硼离子与静止的硅核发生弹性正碰,从而
削减硼离子的动量。已知硼离子与硅核质量的比值为,硼离子的初动量为。则硼离子
需与多少个不同的硅核碰撞,其动量大小才能削减为以下?(计算)
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