2023-2024学年上海交大附中高三(上)期中物理试卷

2023-2024学年上海交大附中高三（上）期中物理试卷一、解答题1．2015年12月，中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破﹣可见光通信的实时通信速率已经提高至50Gbps，相当于0.2s即可下载一部高清电影．（1）关于可见光，下列说法正确的是A．可见光中的红光比紫光的频率低B．可见光不能在真空中传播C．可见光波长越长，越容易发生衍射D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波（2）真空中一束波长为6×10﹣7m的可见光，频率为Hz，已知光在真空中的速度为3×108m/s．该光进入水中后，其波长与真空中的相比变（选填“长”或“短”）．（3）可见光通信是利用LED灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术．如图所示，ABCD是LED闪光灯的圆柱形封装玻璃体，其横截面的直径AB＝d，厚度AD＝d．LED灯（可视为点光源）固定在玻璃体CD面的圆心O．玻璃体的折射率为，光在真空中的传播速度为c．求：①光在玻璃体中传播的速度；②光线OA在AB面发生折射时的折射角．2．气体液体和固体——对物质基本性质的研究，是人类研发新材料及其应用技术的基础。（1）下列说法正确的是。A．液体中做布朗运动微粒的大小会影响其布朗运动的明显程度B．一定质量的理想气体，温度越高压强一定越大C．物体的温度越高内能一定越大D．分子势能随分子间距离的增大而一定增大（2）随着现代工艺提升，最薄的金箔比人的指甲还薄一百万倍，仅两个原子厚度。黄金的密度约为2.0×104kg/m3，质量为0.1kg的黄金可以打造金箔的最大面积约为。A．102m2B．104m2C．106m2D．108m2（3）如图，两端封闭、上粗下细的导热玻璃管竖直放置，中间用一段水银柱封闭了A、B两部分气体。现环境温度略有上升，重新稳定后A、B两部分气体压强的增量分别为ΔpA、ΔpB，则水银柱略（选填“向上”或“向下”）移动，ΔpAΔpB（选填“大于”“小于”或“等于”）。3．关于手机——科技改变生活，在应用的同时引发我们的思考和探究。（1）如图1所示，质量为m的手机放置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为θ，手机与接触面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。手机始终保持静止状态。下列说法正确的是。A．手机对支架的压力大小为mg，方向垂直于斜面向下B．手机受到的摩擦力大小为μmgcosθ，方向沿斜面向上C．若θ增大，则支架对手机的摩擦力随之减小D．若θ增大，则支架对手机的作用力保持不变（2）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机（图2），经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为120g，从离人约20cm的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为0.02s，取重力加速度g＝10m/s2；下列分析正确的是。A．手机接触头部之前的速度约为1m/sB．手机对头部的冲量大小约为0.24N•sC．手机对头部的作用力大小约为10.8ND．手机与头部作用过程中手机动量变化约为0.24kg•m/s（3）（多选）如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图3所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1，受电线圈的匝数为n2，且n1：n2＝10：1。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，则下列说法正确的是。A．受电线圈cd两端的输出电压为22VB．充电时，两线圈上所接电阻的阻值R＝20ΩC．充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为20VD．充电时，受电线圈cd两端的输出电压为21.8V（4）某兴趣小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究。如图4所示为的实验原理图，已知电池组的电动势约3V，内阻约2Ω。现提供的器材如下：A．电池组B．电压表V1（量程0～10V）C．电压表V2（量程0～3V）D．电阻箱R（0～999.9Ω）E．定值电阻R1＝2.0ΩF．定值电阻R2＝100ΩG．开关和导线若干①如图4所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择（选填“B”或“C”）；定值电阻R0应选择（选填“E”或“F”）。②改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图5所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为﹣b、a，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该电池组的电动势为，内阻为（用字母表示）。③调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化（选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”）。电源的效率如何变化（选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”）。4．自然界中存在各种形式的运动，各种运动都对应某种形式的能量，各种能量之间可以相互转化。（1）如图1所示，半径为R的半圆形凹槽放在光滑水平面上，凹槽内侧光滑，其质量为M＝2m，A点是凹槽圆弧上的一点，与圆心等高，现有一个可视为质点，质量为m的滑板小孩从距离A点高R处由静止开始下落，恰好从A点沿圆弧的切线方向进入凹槽（忽略空气阻力和小孩体内能量的转化），下列说法正确的是。A．从滑板小孩开始下落到运动到最低点过程中，滑板小孩机械能守恒B．从滑板小孩开始下落到运动到最低点过程中，滑板小孩和凹槽组成的系统动量守恒C．滑板小孩运动到最低点的速度为D．滑板小孩运动到最高点与静止下落位置等高（2）如图2所示为冲击摆实验装置，一飞行子弹射入沙箱后与沙箱合为一体，共同摆起一定的高度，则下面有关能量的转化的说法中正确的是。A．子弹减少的机械能转变成沙箱和子弹增加的内能B．子弹减少的机械能转变成了沙箱增加的机械能C．子弹减少的动能等于沙箱增加的机械能D．子弹减少的机械能转变成沙箱和子弹的内能以及沙箱增加的机械能（3）某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图3所示，若“太空电梯”成为可能，宇航员就可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。当“太空电梯”停在距地面高度为h处，地球的自转不能忽略且地球可视为均质球体，则对“太空电梯”里的宇航员，下列说法正确的是。A．当h＝0时，宇航员绕地心运动的线速度大小约为7.9km/sB．当h与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态C．h越小，宇航员绕地心运动的向心加速度越大D．h越大，宇航员绕地心运动的角速度越大，线速度越小（4）质量为m的人造地球卫星与月心的距离为r时，重力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量，若“嫦娥三号”在原来半径为R1的轨道上绕月球做匀速圆周运动，由于受到及稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，已知：月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，地球表面的重力加速度为g，此过程中因摩擦而产生的热量为。A．B．C．D．（5）已知某横波的频率为1.0×105Hz，某时刻该波在某介质中沿x轴正方向传播的波动图像如图4所示，图中的质点P位于处，则。A．该波的传播速度为1.5×106m/sB．质点P在半个周期内振动的路程为2AC．该时刻P点的加速度方向沿y轴负方向D．该时刻后再经过sP点位于波谷（6）假设某太空飞船的长度为L0＝90m，一站在地面上的观察者观察到该太空飞船相对自己沿太空飞船长度方向以速度v＝0.8c从正上方飞过。地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间为秒，太空飞船上的人测量的太空飞船飞过观察者的时间为秒。5．电荷在电磁场中的运动及能量转化（1）（多选）如图1所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图2所示，则该振荡电路。A．0∼1×10﹣6s电容器处于放电过程B．t＝2×10﹣6s时磁场能最大C．增大电容器C的板间距，则周期会增大D．t＝4×10﹣6s时，电路中电流为零（2）如图3所示，正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处，将另一电荷量为q2、质量为m的带正电小球，从轨道的A处无初速度释放，则小球运动到B点时的速度大小为；小球在B点时对轨道的压力大小为。（3）如图4，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一个带电小球，整个装置以一定的速度沿垂直于磁场方向进入方向垂直纸面向内的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出，下列说法中正确的是。A．该过程中由水平速度产生的洛伦兹力不做功B．小球的运动轨迹是一条直线C．从能量转化角度看小球机械能的增加是因为洛伦兹力做功D．小球在竖直方向做匀加速运动（4）（多选）我国利用自主研发的电子束焊接技术，成功焊接了4500米载人深潜器的球壳。电子束焊接机中的电子枪如图5所示，K为阴极电势为φK，A为阳极电势为φA，仅在电场力作用下电荷量为e的电子由静止从K运动到A，则。A．电子做匀加速直线运动B．从K到A电势逐渐升高C．电场力对电子做功为e（φA﹣φK）D．电子电势能增加e（φA﹣φK）（5）如图6所示，在同一水平面内足够长的、平行光滑支架ab、cd，放在磁感应强度B＝1T、方向竖直向上的匀强磁场中，导体棒MN垂直于支架放置，将它用水平细线跨过定滑轮连接重物G，支架中接有电源E（内阻不计）。已知支架宽l＝40cm，图中电阻R＝0.4Ω，其他部分电阻不计。当重物G1＝2N时MN恰好静止不动，则①电源E的电动势V；②当重物G2＝4N时，MN由静止开始运动起来，则它可达到的最大速度m/s；③在上面第（2）问的情况下，当MN达到最大速度以后图示系统中的能量是如何转化。（6）如图7所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m。电压为10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0＝0.1T