2024届上海市嘉定区高三上学期质量调研（一模）物理试题

这是一份2024届上海市嘉定区高三上学期质量调研（一模）物理试题，共8页。

注意事项：
1．本试卷为100分满分，考试时间60分钟,请在答题卡正确位置填写答案
2 .注意题目前的标号为多选还是单选
3 .如果未特殊标注，g取9.8m/s2
4 .如果标记为不定项选择，则有1个或多个正确选项
一、光是一种特殊的波（共12分）
我们通常所说的光是可见光，世界的色彩需要光的反射来呈现。光还有诸多的性质，例如折射、衍射、干涉等等。不同种类的光又有不同的作用，为我们生活的方方面面服务。我国在努力攻克的芯片制造技术，亦无处不在光的身影。
1．(3分)下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
2．(3分)如图所示，小朱同学让激光束通过自制双缝，观察在光屏上形成的双缝干涉条纹。关于小朱同学的实验操作过程及对应看到的现象，下面几种叙述正确的是（ ）
A．仅将光屏移近缝，光屏上干涉条纹间距变窄
B．仅将激光器移近缝，光屏上干涉条纹间距变宽
C．仅换一个两缝之间距离较大的双缝，光屏上干涉条纹间距变窄
D．仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，光屏上干涉条纹间距变宽
3．（本题3分）下列有关光学现象的描述正确的是（ ）
A．如图甲，光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯的折射率比外套大
B．图乙是圆孔衍射所形成的图样
C．图丙是劈尖干涉，右侧垫块是两张纸片，当抽去一张纸片后条纹间距变大
D．如图丁，相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，说明光是横波
4．（本题3分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，时的波形如图a所示。在x轴正方向，距离原点小于一个波长的A点，其振动图像如图b所示。本题所涉及质点均已起振。下列说法正确的是（ ）
A．平衡位置在与的质点具有相同的运动状态
B．时，平衡位置在处的质点加速度方向为沿y轴正方向
C．A点的平衡位置与原点的距离在0.5m到1m之间
D．时，A点的速度方向为沿y轴负方向
二、对于宇宙的研究和探索（共26分）
5．（本题3分）我国在探索宇宙文明过程中取得了重大突破，中国科学院高能物理研究所公布：在四川稻城的高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，其密度为ρ，半径为R，自转周期为T0，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．该“类地球”行星的同步卫星的运行速率为
B．该“类地球”行星的同步卫星的轨道半径为
C．该“类地球”行星表面重力加速度在两极的大小为
D．该“类地球”行星的卫星在行星表面附近做匀速圆周运动的速率为
6．（本题3分）2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满的完成了发射，与天和核心舱成功对接。神舟十七号载人飞船的发射与交会对接过程的示意图如图所示，因中①为近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在圆轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。已知神舟十七号载人飞船的引力势能大小的表达式为，式中为地心到飞船的距离，为地球的质量，为神舟十七号载人飞船的质量，为万有引力常量，地球表面的重力加速度为。下列判断正确的是（ ）
A．神舟十七号在②轨道上经过点的速度小于在③轨道上经过点的速度
B．神舟十七号先到③轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接
C．神舟十七号从①轨道转移到③轨道，飞船增加的机械能为
D．神舟十七号在②轨道上从点运动到点的最短时间为
7．（本题12分）宇宙尘埃有很大的科研价值，某人造地球卫星携带的收集装置如图a所示。如图b所示为质量为M的卫星在轨道上以速度v0飞向一颗静止的尘埃，如图c所示为尘埃被收集装置撞击后嵌入其中的情景，该尘埃的质量为m0（因m0<（1）该尘埃被卫星收集过程中的动量变化量大小= ；
（2）该卫星运行轨道的离地高度h= ；
（3）该尘埃在收集装置中嵌入深度为L，则其在被收集过程中受到的作用力F大小是( )（假设此过程中作用力大小不变）
A． B． C． D．
（4）卫星继续进入一个尘埃区，由于大量尘埃与卫星碰撞后均附着在卫星上，卫星速度会受到影响，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要提供的推力( )
A．随卫星质量增大而增加 B．随卫星质量增大而减小
C．不变 D．可能增加也可能减小
（5）若尘埃区每单位体积空间有n颗尘埃，尘埃的平均质量为m0，卫星正面面积为S，前进速度保持为v0，则卫星推进器提供的推进功率为多少？
8．（本题8分）华为Mate60Pr首发了卫星通话功能，使其成为全球首款支持卫星通话的智能手机。我国地球同步卫星“天通一号”在卫星通话中担任重要角色。地球同步卫星发射首先利用火箭将卫星运载至地球附近圆形轨道B，通过多次变轨最终进入地球同步轨道A。如图所示，B轨道离地面高度为h，地球半径为R。已知“天通一号”质量为m，地球自转角速度为，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心，引力常量为G。如果规定距地球无限远处为地球引力零势能点，地球附近物体的引力势能可表示为，其中M（未知）为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心距离。求：
（1）“天通一号”卫星在B轨道的运行周期T；
（2）“天通一号”卫星自B轨道运动至A轨道的过程中机械能增加量。
三、物理学中无处不存在的力（共35分）
9．（本题3分）如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功
B．在小球压缩弹簧的过程中，小球的机械能减小
C．小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，但小球不能回到弧形槽h高处
D．在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒
10．（本题4分）一风力发电机出现故障，检修人员乘坐升降机到顶端检修平台进行检修，升降机上升过程的速度时间关系如图所示，加速和减速运动时加速度大小均为a，匀速运动时速度为，已知升降机和检修人员的总质量为m，升降机启动平台到检修平台的竖直高度为h，上升过程中升降机所受阻力恒为总重力的k倍，重力加速度为g.在此过程中，升降机的总运动时间为 ，牵引力做功为 。
11．（本题14分）两实验小组想验证动量守恒定律，第一组采用传统的如图甲所示的“碰撞实验装置”验证两小球碰撞前后的动量是否守恒；第二组设计了如图乙所示利用固定了两个光电门的气垫导轨验证两滑块碰撞前后的动量是否守恒。
（1）①关于第一组实验，下列说法正确的是 。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道的末端切线无须保持水平
C．入射球A和被碰球B的质量必须相等
D．入射球A每次必须从斜槽轨道的同一位置由静止释放
②验证第一组实验的同学们用托盘天平测出了小球A的质量记为，小球B的质量记为，用毫米刻度尺测得O、M、P、N各点间的距离（图丙中已标出），则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为 。（用题中涉及的物理量符号x1、x2、x3表示，表达式应为最简形式）
（2）③第二组实验的同学用如图丁所示用螺旋测微器测量遮光板宽度 。
④第二组实验中测得P、Q的质量分别为和，左、右遮光板的宽度分别为和。实验中，用细线将两个滑块连接使轻弹簧压缩且静止，然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为、，则动量守恒应满足的关系式为 （用、、、、、表示）。
⑤若左、右遮光板的宽度相同，上一问中动量守恒应满足的关系式简化为 （用题中字母表示）。
12．（本题12分）如图所示，可视为质点的小物块静止在水平桌面OA的左端，桌面OA的长度，物块与桌面间的动摩擦因数，桌子右侧的斜面BC与水平方向的夹角为，斜面下端点B在桌子右边缘A的正下方。物块在水平拉力F作用下向右运动，拉力F与x之间的关系如右图所示，x表示桌面上某点到O点的距离。物块离开桌面后平抛落到斜面上，物块到达斜面时速度与斜面垂直。已知物块质量为.
（1）求物块平抛的初速度；
（2）求桌面的高度；
（3）其他量不变，将斜面BC向右平移距离d，同时改变桌面的动摩擦因数，保证物块到达斜面时速度与斜面垂直，求d的最大值及这种情形下的动摩擦因数。
四、对电场和磁场的研究（共27分）
13．（本题3分）列车进站时，其刹车原理可简化如图，在车身下方固定一单匝矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的ab和cd长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B。车头进入磁场瞬间的速度为，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。车尾进入磁场瞬间，列车刚好停止。下列正确的是（ ）

A．列车进站过程中电流方向为abcda
B．列车ab边进入磁场瞬间，线框的电流大小为
C．列车从进站到停下来的过程中，减少的动能等于线框产生的热量
D．列车ab边进入磁场瞬间，加速度大小
14．（本题4分）某班级开展了一次10分钟实验竞赛，试题命题形式为各小组自己出题，然后交到老师那进行审核，并汇总在一起，在某自习课进行随机抽取试题比赛，某小组在本次实验竞赛中，抽到的试题为：
（1）若用主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量某一器件的长度时，显示如图甲所示，则该游标卡尺的读数为 mm．
现有一多用电表，其欧姆挡的“0”刻度线与中值刻度线问刻度模糊，若用该欧姆挡的×100Ω挡，经正确调零后，规范测量某一待测电阻R时，指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，如图乙所示，则该待测电阻R= Ω．
15．（本题10分）如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为。将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好。
（1）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小，并求出最大速度是多少；
（2）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力，并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小。
16．（本题12分）如图，左侧为一对平行金属板，平行金属板长度10cm，极板间距为20cm，两金板间电压为200V，上极板带正电荷。现有一质量为、电荷量为的负电荷从静止状态经一加速电场加速后从左侧中点处，沿平行于极板方向射入，已知加速电压为50V，然后进入右侧匀强磁场中。匀强磁场紧邻电场，宽度为10cm，匀强磁场上下足够长，方向垂直纸面向里，磁感应强度B=0.02T（不计粒子重力，不计电场、磁场的边缘效应）。试求：
（1）求进入偏转电场的速度v0
（2）带电粒子射出金属板时速度的大小、方向；
（3）带电粒子在磁场中运动的时间以及从匀强磁场射出时的位置。