上海市七宝中学2024-2025学年高三上学期期中物理试卷

这是一份上海市七宝中学2024-2025学年高三上学期期中物理试卷，共7页。
注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．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。
3．计算题须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、历史上的物理现象研究(21分)
科学史上前人对许多典型物理现象做过尝试和解释，从近现代物理的视角如何描述与解读呢？
1．(2分)宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录了“古琴正声”实验：剪小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦，同样的拨动力度下，小纸人跳动越明显代表音调越准确，此现象为( )
A．干涉现象B．全反射现象
C．多普勒效应D．共振现象
2．(4分)如图所示是《天工开物》中牛力齿轮的图画及其原理简化图，牛拉动横杆驱动半径为R1的大齿轮匀速率转动，大齿轮与半径为R2的中齿轮垂直咬合，中齿轮通过横轴与半径为R3小齿轮相连，小齿轮驱动抽水桶抽水，已知牛拉横杆转一圈需要时间为t，则抽水桶的运动速率约为( )
A．2πR1R3R2tB．2πR1R2R3tC．R1R32πR2tD．R1R3t2πR2
3．(4分)意大利科学家伽利略曾于1630年提出“最速降线”问题，如图(a)所示，从高处M点到地面N点有I、II两条光滑轨道，轨道I末端与N点相切。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知、两物块在离开M点到达N点的下滑过程中( )
A．甲沿I下滑且率先到达N点
B．甲沿II下滑且最终甲的位移比乙的大
C．乙沿I下滑且乙的平均速度大于甲的平均速度
D．乙沿I下滑且乙的加速度始终大于甲
4．(3分)荷兰莱顿大学物理学教授马森布罗克与德国卡明大教堂副主教冯·克莱斯特分别于1745年和1746年独立研制出莱顿瓶。莱顿瓶主要部分是一个玻璃瓶，瓶子内、外表面分别贴有锡箔，瓶内的锡箔通过金属链跟金属棒连接，金属棒的上端是一个金属球，通过静电起电机连接莱顿瓶的内外两侧可以给莱顿瓶充电，则( )
A．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
B．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多
C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关
5．(8分)英国物理学家J.J.汤姆孙利用静电偏转管研究阴极射线时发现了电子，并测定了电子的比荷。实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的大小为v的速度进入两极板C、D间的区域。若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的中点O；若在两极板间加上电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点。装置中C、D极板的长度为L1，间距为d，两板间形成的电场可视为匀强电场，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为L2，P点到O点的距离为h。求电子的比荷em。
二、身边的物理(36分)
生活中，许多物理现象带给我们新奇与乐趣，可以讨论其运动特征，如学习中曾介绍过反应尺的制作。
6．(4分)某同学制作了一把“人的反应时间测量尺”，该测量尺样式应是图( )
A．B．C．D．
7．(4分)如图所示，将一支按压式圆珠笔的按压式小帽朝下按压在桌面上。将手放开后，笔会向上弹起一定的高度，忽略摩擦和空气阻力。则( )
A．从笔外壳开始运动到最高点，笔做匀变速直线运动
B．当笔外壳刚要离开桌面时，笔克服重力的功率达到最大
C．从放开手至笔运动到最高点，笔克服重力的功率先增大后减小
D．从笔外壳开始运动到小帽刚要离开桌面，桌面对笔的作用力对笔做正功
8．(4分)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，无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动，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53d，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，sin37°＝0.6。则( )
A．相比无风时，在有风的情况下∠AOB更小
B．无风时，轻绳的拉力大小为56mg
C．衣服在新的平衡位置时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
D．相比于无风时，绳子拉力在有风的情况下不变
9．(4分)无人驾驶出租车依靠“视觉系统”发现前方有障碍物时，会立即启动刹车系统减速。某次直线制动测试时，测试车制动的加速度大小a与行驶速度v满足的关系图像如图所示，已知测试汽车的速度由v0减为零的过程中，汽车通过的距离为x0，则当汽车的速度减为13v0时，通过的距离为( )
A．23x0B．13x0C．12x0D．34x0
10．(4分)水槽内两块挡板间构成一狭缝，可观察水波通过狭缝后的传播情况。狭缝宽度不变，同样的水形成的两列水波通过时，得到甲、乙两幅图样。则对应水波波长关系为λ甲________λ乙，频率关系为f甲_______f乙。(选填：“＞”、“＝”或“＜”)
11．(4分)如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者( )
A．测得照到前壁的光速度小于c
B．观测到飞船上的时间进程比教室慢
C．测得教室的长度小于10m
D．观察到光同时到达前、后壁
12．(4分)为避免雷击，高大的建筑物顶端均需安装避雷针。如图是某避雷针放电时空间电场线的分布图。a、b、c三点在同一电场线上。空间电场分布关于直线ac对称。图中的虚线是一带电粒子只在电场力作用下在电场中的运动轨迹。已知ab＝bc，则( )
A．粒子一定带负电
B．粒子的速率一直在增加
C．粒子在图中A点的电势能一定小于在B点的电势能
D．ab两点的电势差等于bc两点的电势差
13．(4分)使用多用电表时，正确的说法是( )
A．甲图是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确
B．乙图是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，黑表笔电势高于红表笔
C．丙图中用的是多用电表电阻挡测量二极管的电阻，黑表笔电势高于红表笔
D．丙图、丁图中用的是多用电表电阻挡测量同一个二极管的电阻，丙图中测量值较大
14．(多选，4分)某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试，测试过程中系统输出的PI2-1I图像如图，其中P为直流电源的输出功率，I为总电流，则该蓄电池( )
A．电动势为12V
B．内阻为2Ω
C．最大输出功率为72W
D．短路电流为12A
三、体育娱乐与竞赛(19分)
许多生活健康体育娱乐活动与体育竞技运动都与物理知识息息相关，运用物理知识可以研究这些运动和助力提升活动品质。
(8分)垂钓时鱼漂能反映鱼儿咬钩的讯息。如图所示，当鱼漂静止时，P点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动，其位移随时间的变化规律为x＝2sin(100πt+π4)cm。鱼漂的振幅为_______cm，周期T为_______s，在t=14T时相位是_______，在二分之一周期内通过的路程为_______cm。
（根据以下信息，回答16-18题）跳台滑雪运动中，运动员踏着滑雪板，不带雪杖在助滑区上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。图示是滑道的简略示意图。
16．(3分)在实验室中用图示装置模拟滑雪运动员平抛运动的过程，研究其运动是否可看作水平匀速运动与自由落体运动的合运动。横挡条卡住平抛小球，小球挤压复写纸，在白纸上留下小球球心的投影点，从而得到平抛运动的轨迹。此实验中( )
A．秒表是实验必要的器材
B．斜槽轨道必须是光滑的
C．坐标原点应选小球在斜槽末端点时球心的位置
D．每次从斜槽上释放小球的位置不一定相同
17．(4分)滑雪场飞行着陆区斜面倾角为θ，运动员每次都从助滑区的同一点开始下滑，从飞出点水平飞出时的速度大小为v0，各功能区的高度和坡度都是定值，运动员可视为质点和忽略各种阻力，重力加速度为g，则( )
A．由于运动员质量不同，因此在助滑区飞出点的速度大小不同
B．由于运动员质量不同，因此落在飞行着陆区时的速度方向不同
C．运动员水平飞出后到落回斜面的时间是v0tanθg
D．运动员水平飞出后离斜面最远距离为(v0sinθ)22gcsθ
18．(4分)滑雪运动员在空中运动的速度变化量用Δv、重力的瞬时功率P、动能Ek、机械能E分别与运动员在空中的运动时间t关系图像正确的是( )
A．B．C．D．
四、逐梦航天(24分)
我国航天事业的发展奠定了航天强国的地位，为我们了解航天事业和学习航天知识提供了丰富素材。
19．(4分)在地球上发射卫星时，为了充分利用地球的自转速度，应____________(填“自西向东”、“自东向西”、“自南向北”或“自北向南”)发射，发射点建在靠近____________(填“赤道”或“两极”)较好。
20．(4分)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
A
B
21．(3分)2023年9月21日，“天宫课堂”第四课中进行了动量守恒演示实验：质量为500g的大钢球A静止悬浮在空中，航天员用手推出质量为100g的小钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A，撞后小钢球B水平向右运动，大钢球A水平向左运动，如图所示。已知背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是( )
A．两个钢球的直径B．两个钢球的碰撞时间
C．手对小钢球B推力的冲量D．两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
22．(计算，9分)航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，包括质量的测量在内的一系列实验(图甲)。
(1)质量测量的一种方法可通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成，由牛顿第二定律F=ma可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。
如图乙，假如航天员在开始时悬浮不动的A、B两物块中间夹一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B物块一个恒力F，此时压力传感器示数为N1。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为N2。求A、B两物块的质量之比。
(2)在太空实验室中还可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图丙所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动。用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径r。这种方法求得小球的质量m是多少？若测量r时未计入小球半径，则所得质量偏大、偏小还是不变？
23．(4分)一名连同装备总质量为M的航天员，脱离空间站后，在离空间站x处与空间站处于相对静止状态。装备中有一个高压气源能以速度v(以空间站为参考系)喷出气体从而使航天员相对于空间站运动。如果航天员一次性向远离空间站方向喷出质量为Δm的气体，使航天员在时间t内匀速返回空间站。则( )
A．喷出气体的质量Δm等于Mxvt
B．若高压气源喷出气体的质量不变但速度变大，则返回时间大于t
C．若高压气源喷出气体的速度变大但动量不变，则返回时间大于t
D．在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统动量和机械能均守恒
参考答案
一、历史上的物理现象研究(21分)
1．D(2分)2．A(4分)3．C(4分)4．B(3分)
5．(8分)电子在C、D极板区域运行时
在平行于极板的方向有：t1=L1v………………1分
在垂直于极板的方向，沿电场的偏转位移y1=12at2………………1分
其中a=eEm，E=Ud………………2分
电子离开极板区域时，沿垂直极板方向的末速度vy=at1………………1分
设电子离开极板区域后，电子到达光屏P点所需的时间t2=L2-12L1v………………1分
电子离开电场后在垂直极板方向的位移y2＝vyt2………………1分
P点离开O点的距离等于电子在垂直极板方向的总位移h＝y1+y2………………1分
联立解得em=hdv2UL1L2………………1分
二、身边的物理(36分)
6．B(4分)7．C(4分)8．A(4分)9．A(4分)10．＞，＜(4分)
11．C(4分)12．B(4分)13．C(4分)14．AC(4分)
三、体育娱乐与竞赛(19分)
15．2，0.02，3π4，4。(4分)16．C(3分)17.D(4分)18.B(4分)
四、逐梦航天(24分)
19．自西向东，赤道(4分)。20．B(4分)21．D(3分)
22．(9分) (1)让舱壁支架给B物体一个恒力F，对A、B组成的整体，由牛顿第二定律可得：
F＝(mA+mB)a……………………1分
此时压力传感器的示数为N1，对A，由牛顿第二定律可得：
N1＝mAa…………………………1分
将A、B对换位置，给A物体相同的恒力F，对A、B组成的整体，由牛顿第二定律可得：
F＝(mA+mB)a……………………1分
此时压力传感器的示数为N2，对B，由牛顿第二定律可得：
N2＝mBa…………………………1分
联立解得：mAmB=N1N2……………………1分
(2)小球做匀速圆周运动，所受绳的拉力F充当向心力，由牛顿第二定律得：
F=mω2r=m(2πT)2r…………………1分
周期为T=tn……………………1分
联立方程得：m=Ft24π2n2r……………………1分
测量r时未计入小球半径，则所得质量偏大。……………………1分
23．C(4分)