2024届上海市嘉定区高三上学期一模物理试卷（解析版）

PAGEPAGE1物理试卷考生注意：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。答题前，务必在答题纸上填写姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。3．本试卷标注“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。4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”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。5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。一、氧气制备富含氧气的空气是天然的制氧原料。工业制氧先使空气降温液化，再适当升温分馏出高纯度液氧。液氧在航天、医疗等领域均有广泛应用。1.干燥纯净空气在制冷装置中多次循环后，得到冷凝液化空气。（1）空气在循环时会经历剧烈的膨胀降温过程。降温前空气分子热运动的速率分布曲线Ⅰ如图所示，降温后空气分子热运动的速率分布曲线Ⅱ可能为（）A.B．C．D．（2）达到冷凝温度前，一定质量的空气（可视为理想气体）经某一过程，放出热量Q，外界对空气做功W，在这一过程中气体温度下降，则（W、Q均为正值）（）A．B．C．D．2.当血氧饱和度过低时，需立即给病人供氧。如图为容积50L的医用氧气袋，充满氧气后内部气压约为。若该氧气袋输出的氧气压强保持在，阀门的出气流速恒为2.0L/min，则该袋氧气最多可供氧______min。（在此过程中气体温度不变，结果保留2位有效数字）〖答案〗1.（1）A（2）D2.2.2〖解析〗【1题详析】（1）[1]降温后，分子平均动能减小，速率低的分子占比增大，速率高的占比减小，分子总数不变，所以降温后的图像如图A所示。故选A。（2）[2]根据热力学第一定律可知因为气体温度下降，内能减小，所以故选D。【2题详析】气体温度不变，做等温变化，根据可知，的气体在状态下的体积为该袋氧气最多可供氧二、航天技术从东方红一号到天宫空间站，我国的航天技术经过五十多年的发展，已达到了世界领先水平。3.1970年，我国发射的第一颗人造地球卫星以某种波向太空发送《东方红》乐曲信号，该波属于（）A.机械波 B.引力波 C.物质波 D.电磁波4.长征5号运载火箭长为L，发射初期火箭总质量为m，平均推力为F，估算火箭离地上升距离L所需的时间t。5.天舟二号采用自主快速交会对接模式，成功对接天和核心舱后向端口。二者对接前、后瞬间的总动量大小分别为、；总动能分别为、，则（）A.， B.，C.， D.，6.天宫空间站的质量为m，绕地球运行的线速度大小为v。以无穷远处为零势能面，求空间站的机械能E。7.航天员在空间站做了一系列实验。（1）地面环境下某液体可沿一竖直毛细管爬升高度d。若在空间站中将相同毛细管插入同种液体相同深度，管内、外液面间距为，则该液体对毛细管（）A．浸润，大于dB．浸润，小于dC．不浸润，大于dD．不浸润，小于d（2）若航天员用弹簧振子做振动实验，得到振子的振动图线如图所示。在0~1.0s内，振子速度大小不断增大的时间段是（）A．0~0.25sB．0.25~0.5sC．0.5~0.75sD．0.75~1.0s〖答案〗3.D4.5.B6.7.（1）A（2）BD〖解析〗【3题详析】电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，而机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，所以我国发射的第一颗人造地球卫星以某种波向太空发送《东方红》乐曲信号，该波属于电磁波，故选D。【4题详析】对火箭，根据牛顿第二定律可得结合联立求得5题详析】二者对接前、后瞬间内力远大于外力，系统的总动量守恒，由于对接时存在能量损耗，所以可知总动能故选B。【6题详析】设天宫空间站绕地球运行的轨道半径为，以无穷远处为零势能面，则空间站的引力势能为空间站的机械能空间站在轨道上运行时，根据牛顿第二定律有联立可得【7题详析】（1）[1]毛细现象是液体表面对固体表面的吸引力引起的。在附着层分子的分布要比液体内部稀疏些，分子之间的吸引力大于排斥力，因此分子力体现为液体表面层的吸引力，它的作用结果是使液体表面绷紧，形成表面张力。地面环境下液体沿竖直毛细管爬升高度d，若在空间站中将相同毛细管插入同种液体相同深度，由于液体处于完全失重状态，则管内、外液面间距为故选A。（2）[2]若航天员用弹簧振子做振动实验，得到振子的振动图线如题图所示。当弹簧振子向平衡位置运动时，振子的速度不断增大，所以在0~1.0s内，振子速度大小不断增大的时间段是0.25~0.5s和0.75~1.0s这连个时间段，故选BD。三、弹弓弹弓是一种传统非遗技艺项目的器械。图（a）是一种“Y”型弹弓，两根完全相同的皮筋一端和弹兜相连，另一端分别固定在Y形支架的两个弓眼上，弹兜和皮筋质量均可忽略不计。使用者先拉伸皮筋，并保持弹丸静止，此时两皮筋长度相同，如图（b）所示，然后释放弹丸，让其弹出。8.用力拉皮筋使弹丸处于静止状态时，两侧皮筋间夹角为。若仅增大弓眼间距，再用力拉皮筋使弹丸处于静止状态，此时两皮筋间的夹角仍为，则（）A. B. C.9.在时，以初速度竖直向上射出一质量的弹丸，其上升的最大高度。弹丸在运动过程中所受空气阻力大小f与其速率v的关系满足，其中。（1）弹丸从射出到运动至最高点的过程中，其图线可能为（）A.B．C．D．（2）（论证）分析说明弹丸在整个上升过程中所受空气阻力的冲量大小______；（3）（计算）求弹丸从射出到运动至最高点的时间t。（结果保留2位有效数字）______〖答案〗8.C9.（1）A（2）见〖解析〗（3）2.0s〖解析〗【8题详析】保持两皮筋间的夹角为不变，仅增大弓眼间距，根据几何关系可知，两皮筋变长，则皮筋上的弹力变大，而两力夹角不变，根据力的合成可知，合力变大，弹丸处于静止状态，则外力与两皮筋合力等大反向，所以外力变大，则,故选C。【9题详析】（1）[1]根据牛顿第二定律随着速度减小，加速度减小，做加速度减小的减速运动，图像斜率变小。故选A。（2）[2]空气阻力的冲量大小根据图像面积代表位移可知（3）[3]根据动量定理其中，解得四、光梳光梳是一种复色光，包含频率等间距分布的多种单色光，其中各单色光光强I（）与频率的关系如图所示。各单色光的频率可以表示为，其中是中心频率，相邻两单色光的频率差为。10.某光梳的光强I与频率的关系如题图所示，则光强I与波长的关系可能为（）A. B.C. D.11.为把光梳中不同频率的单色光分开，可利用同种玻璃对不同频率光的折射率n不同这一规律。使光束斜射入一矩形玻璃砖，光束通过玻璃砖后各个单色光会分开并平行地从玻璃砖射出。为测定玻璃砖对某一单色光的折射率，将玻璃砖置于方格纸上，用插针法得到四个大头针a、b、c、d的位置如图所示。（1）画出入射光线、折射光线和出射光线______；（2）由此得到玻璃砖对该单色光的折射率______。（保留2位有效数字）12.如图，由玻璃砖出射的多束平行单色光经单缝后垂直入射到刻有双缝的不透明平面。双缝间距为d，双缝所在平面与光屏之间距离为D。（1）为使光屏上干涉条纹间距变大，可______双缝平面与光屏之间的距离D。（2）同步地上、下移动单缝和双缝平面，分别得到两种不同频率单色光的相邻干涉条纹间距为和，这两种单色光的频率差为______。〖答案〗10.C11.（1）见〖解析〗（2）1.712.（1）增大（2）〖解析〗【10题详析】根据，可知光频率与波长成反比，从单色光光强I（）与频率的关系如图可知，随着的等间距增大，光强先变大后变小，光强最小值出现在最右边，最大值为正数第3条图线，则可知单色光光强I与频率的关系变化情况与光强I与频率的变化情况相反，即光强度的最小值出现在最左边，且光强度的最大值出现在正数的第5条图线上，由于频率等间距变化，波长不会出现等间距变化，也即是右边图线较密，左边较稀疏，结合选项图像，故选C。【11题详析】（1）[1]根据题意，可作出入射光线AO及折射光线OP和出射光线PB，如图所示[2]根据光路图，以入射点O为圆心，半径R画圆，分别过圆与入射光线和折射光线的交点作垂线NM和EF，如图所示设正方向每一小格的长度为，可得根据折射定律，可得【12题详析】（1）[1]根据双缝干涉条纹间距公式，可知为使光屏上干涉条纹间距变大，可增大双缝平面与光屏之间的距离D；（2）[2]根据结合可得同步地上、下移动单缝和双缝平面，分别得到两种不同频率单色光的相邻干涉条纹间距为和，则有这两种单色光的频率差为五、无线充电器无线充电器的发射线圈产生交变磁场，在接收设备（手机等）内的线圈中产生交变电流，实现电能的无线传输。13.从上往下俯视，当无线充电发射线圈中的电流逆时针增大时，接收设备线圈中的电流为______方向。14.若接收线圈获得的正弦交流电的电压随时间变化规律如图（a）所示。（1）以s为时间t的单位，V为电压u的单位，此交流电电压随时间变化的方程为_______；（2）此交流电压的有效值与图（b）所示交流电电压的有效值之比为_______A.B．C．D．15.某发电厂发出的交流电电压为，功率为P。远距离输电线路的总电阻为r。现采用电压达的特高压输电技术进行输电，变电站理想升压变压器输入线圈和输出线圈的匝数比为______；输电线上损失的功率为______。16.如图（a），某无线充电装置接收线圈匝数为N、半径为a、电阻为r。一匀强磁场垂直穿过线圈，其磁感应强度B随时间t变化规律如图（b）所示。外接定值电阻阻值为R。求：（1）（计算）在时间内，接收线圈中的感应电动势E______。（2）（计算）在时间内，通过定值电阻电荷量q_______。（3）在、两段时间内，定值电阻上产生的热量之比为______A.B．C．D．17.另一种无线充电技术是利用电容两个极板的静电耦合实现电能的传输。（1）在做“观察电容器的充、放电现象”实验时，先将开关S拨到位置1，一段时间后再拨到位置2。在此过程中，根据电压传感器与电流传感器测量数据得到的和图线可能为______A.B．C．D．（2）将一电容为的电容器与一电压恒定的电源连接，电容器充电完成后，两极板上的电荷量分别为和，则电源电压为______V。〖答案〗13.顺时针14.（1）（2）B15.16.（1）（2）（3）C17.（1）A（2）12〖解析〗【13题详析】从上往下俯视，当无线充电发射线圈中的电流逆时针增大时，根据安培定则，接收设备线圈中的电流为顺时针方向；【14题详析】（1）此交流电电压随时间变化的方程为（2）此交流电压的有效值（b）所示交流电电压的有效值此交流电压有效值与图（b）所示交流电电压的有效值之比为故选B。【15题详析】[1]变电站理想升压变压器输入线圈和输出线圈的匝数比为[2]升压变压器输入端上的电流输电线上的电流输电线上损失的功率为【16题详析】（1）在时间内，接收线圈中的感应电动势（2）在时间内，通过定值电阻的电荷量（3）在时间内，感应电流为在时间内，定值电阻上产生的热量在时间内，感应电动势为在时间内，感应电流为在时间内，定值电阻上产生的热量定值电阻上产生的热量之比为故选C。【17题详析】（1）充电电流方向与放电电流方向相反，且随着充电进行，电容器两端电压变大，充电电流增加的变慢，电量积累变慢，根据可知，电压增加变慢，放电时图像斜率同样减小，故选A。（2）根据可得电容器两端电压为则电源电压为六、质谱仪如图为某质谱仪的原理图。真空中，一质量为m、带电量为q的正离子以大小为的初速度沿x轴运动，经长度为d的区域Ⅰ后，运动到与区域Ⅰ边界相距为L的yOz平面。18.若区域Ⅰ中仅存在沿y轴正方向的匀强磁场，磁感强度大小为B。（1）该离子在刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向沿（）A.y轴正方向B．y轴负方向C．z轴正方向D．z轴负方向（2）该离子在磁场中做半径______的圆周运动；离子穿出磁场时垂直于x轴方向的速度