2024學年第二學期普陀區高三質量調研物理試卷考生注意：1．試卷滿分100分，考試時間60分鐘。2．本考試分設試卷和答題紙。作答必須涂或寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。3．本試卷標注“多選”的試題，每小題有2~3個正確選項，漏選給部分分，錯選不給分；未特別標注的選擇類試題，每小題只能選一個選項。4．本試卷標注“計算”“論證”等試題，在列式計算、邏輯推理以及回答問題過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。一 蜻蜓點水“蜻蜓點水”的字面意思是蜻蜓輕輕觸碰水面，蜻蜓“點水”會在水面上形成水波。1．蜻蜓連續“點水”于平靜水面的O處，形成的水波近似看作簡諧橫波。某時刻（t=0）水波圖樣如圖（a）所示，圖中實線、虛線分別表示波峰、波谷。M和N是相鄰波峰和波谷上的兩個質點，兩質點振動的平衡位置均在x軸上。質點M的振動圖像如圖（b）所示。（1）若水波的傳播速度為v，則質點M、N在x軸方向上的距離為________；（2）質點N振動的位移y隨時間變化t的關系是______。2．蜻蜓在水面上“點水”飛行。若蜻蜓沿x軸正向飛行，其水平飛行速度恰好與水波的傳播速度相等，且每次“點水”只形成一個向外擴展的圓形水波波紋，則蜻蜓連續三次“點水”后某時刻水波圖樣（俯視）可能是________。二 熱氣球熱氣球主要由球囊、吊籃和加熱裝置三部分構成，球囊下端有一開口，使球囊內外的氣體可以流通，如圖所示。熱氣球在運動過程中，其體積及形狀可視為保持不變。3．一質量為m的探險家乘坐熱氣球到達離地面h高處，已知地球半徑為R，質量為M，引力常量為G，則探險家與地球間的萬有引力大小為________。4．某熱氣球的球囊容積V=2000m3（球囊殼體的體積可忽略），熱氣球及人員總質量M=600kg（不含球囊內空氣質量），若地面附近的空氣溫度t0=15℃、空氣密度ρ0=1.2kg/m3。忽略燃料燃燒損耗的質量、吊籃和加熱裝置的體積。（1）飛行前加熱球囊內空氣。加熱前、后球囊內空氣分子熱運動的速率分布曲線I、II可能為________；（2）緩慢加熱球囊內空氣，熱氣球剛要離開地面時球囊內熱空氣的密度為________kg/m3；（3）該熱氣球從地面升起，球囊內氣溫至少為________℃。5．一載有物體的熱氣球懸停于地面上方。某時刻在距地面高為H的O處，將一質量為m的物體相對于地面以大小為v0的速度水平向右拋出。不計空氣阻力和拋出物體受的浮力，熱氣球所受浮力保持不變。重力加速度為g。（1）若以水平地面為零勢能面，物體剛要落地時的機械能為________；（2）水平拋出物體后，熱氣球相對于地面的運動軌跡可能是________；（3）在拋出到落地的過程中，物體動量變化量的大小為________。三 云室云室是利用帶電粒子使氣體分子電離，從而顯示帶電粒子運動徑跡的裝置。通過對不同粒子運動徑跡的分析和比較，科學家可以得到粒子的帶電、運動等情況的信息，甚至可以發現新粒子。6．（多選）如圖，云室中封閉一定質量的氣體。在快速向下拉動活塞的過程中，若不考慮云室中氣體的液化，則云室中的氣體________。A．溫度升高 B．溫度降低 C．壓強增大 D．壓強減小 7．云室中有A、B兩個點電荷，其周圍的電場線分布如圖所示。通過云室觀察到一帶電粒子的運動軌跡為曲線ab，a為兩點電荷連線中垂線上的點、b為兩點電荷連線上的點。（1）a、b兩點的電場強度和電勢分別為Ea、Eb和φa、φb，則一定有________；A．Ea＞Eb B．Ea＜Eb C．φa＞φb D．φa＜φb（2）帶電粒子從a運動到b的過程中，其電勢能________。A．一定變大 B．可能變大 C．一定變小 D．可能變小8．云室置于垂直紙面向里的勻強磁場中，云室中一靜止的原子核X發生了一次衰變，其衰變產物為新的原子核Y和粒子Z。觀察到Y、Z在磁場中的運動軌跡是互為外切的圓，如圖所示，同時測得兩個圓的半徑之比R1:R2=42:1。普朗克常量h=6.6×10-34J·s，元電荷e=1.6×10-19C。（1）粒子Z是________；A． B． C． D．（2）若原子核X衰變時，釋放出一種頻率為1.2×1015Hz的光子，那么這種光子照射在逸出功為4.52eV的金屬鎢上，逸出光電子的最大初動能為________eV；（3）原子核X的核電荷數為________。9．（論證）如圖，云室中有一相距為d、長為L的一對平行金屬板組成的偏轉電場和光屏MN。將含有氕（）、氘（）、氚（）三種粒子的粒子束從偏轉電場一端、兩金屬板中間O點，以大小為v0的速度平行金屬板射入偏轉電場。通過云室觀察發現能到達光屏的徑跡只有一條。已知氕（）的電荷量為e，質量為m，不計阻力、粒子間的相互作用和粒子重力。分析說明平行金屬板兩端的電壓范圍。四 中國高鐵中國高鐵利用“北斗”導航技術、5G通信技術等構建運營的“超強大腦”，實現了數字化、智能化的管理。具有\t"/item/%E5%A4%8D%E5%85%B4%E5%8F%B7%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"完全自主知識產權的新一代\t"/item/%E5%A4%8D%E5%85%B4%E5%8F%B7%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"高速列車“復興號”投入了高鐵運營。10．5G信號相較于4G信號采用了頻率更高的無線電波，具有數據傳輸更快的特點。（1）（多選）在空氣中傳播時，5G信號與4G信號相比________；A．具有更快的傳播速度 B．具有相同的傳播速度C．更容易發生衍射 D．更不容易發生衍射（2）（多選）無線電波可由LC振蕩電路產生，某時刻的電路工作狀態 如圖所示，此時________。+-A．電容器正在放電 B．電容器正在充+-C．線圈中磁場的方向向上 D．線圈中磁場的方向向下E．線圈儲存的磁場能正在增大 F．線圈儲存的磁場能正在減小中軌道衛星同步軌道衛星（a）11．“北斗”導航系統主要由地球同步軌道衛星和中軌道衛星組成。某一地球同步軌道衛星和一顆中軌道衛星在同一平面內環繞地球做勻速圓周運動，且繞行方向相同中軌道衛星同步軌道衛星（a）0t/hΔr1224（b）（1）同步軌道衛星0t/hΔr1224（b）A．v1＜v2 B．v1＝v2 C．v1＞v2（2）若這兩顆衛星之間的距離Δr隨時間t變化的關系如圖（b）所示，則中軌道衛星的運行周期T＝________h。12．“復興號”列車在某段長為1000m的平直軌道上行駛，其速度的平方v2與位移x的關系，如圖所示。（1）乘客將一水杯放置在車廂水平桌面上，在此過程中水杯里水面的形狀可能是________；（2）列車通過此路段所用的時間為________s。13．如圖，“復興號”動車組共8節車廂，每節車廂的質量均為m，每節動力車廂能提供的最大驅動功率相同，重力加速度為g。（1）（計算）動車組采用4動4拖模式，依靠前面的4節動力車廂來帶動整個列車運行。動車組在平直軌道上勻加速啟時，若每節車廂所受阻力均為車廂所受重力的k倍，每節動力車廂提供的牽引力大小為F，求第4節車廂對第5節車廂的作用力大??；（2）若動車組在高速行駛過程中所受阻力與其速率成正比，采用4動4拖模式，最高時速可達350km/h，則改為采用1動7拖模式后，動車組的最高時速為________km/h。14．高速列車上安裝有電磁制動系統，其原理可簡單描述為線框進出磁場受電磁阻尼作用。某同學進行了模擬研究：用同種導線制成邊長為L、質量為m的正方形線框abcd，將其放置在光滑絕緣的水平面內。線框abcd以初速度v0進入磁感應強度大小為B、方向豎直向下，寬度為d的勻強磁場（d＞L），測得當線框剛離開磁場時，其速度大小為，如圖所示。（1）線框abcd剛進入磁場和剛離開磁場時，ab兩點間的電勢差分別為和，則:＝________；（2）（計算）求線框abcd的電阻大小R；（3）線框abcd在進入磁場和離開磁場的過程中，線框中產生的熱量分別為Q1和Q2，則Q1:Q2＝________。五 發光二極管發光二極管（\t"/item/%E5%8F%91%E5%85%89%E4%BA%8C%E6%9E%81%E7%AE%A1/_blank"LED）可高效地將電能轉化為光能，并具有\t"/item/%E5%8F%91%E5%85%89%E4%BA%8C%E6%9E%81%E7%AE%A1/_blank"單向導電性。用表示，電流只有從標有“＋”的一端流入時，二極管才能發光。15．某發光二極管發出波長為λ的光，已知普朗克常量為h，光速為c，則該束光中光子的動量大小為________。A． B． C． D．16．將紅、綠兩個發光二極管作為指示燈，與螺線管連接成閉合回路，如圖所示。磁鐵S極朝下，從圖中位置靜止釋放穿過線圈的過程中，紅、綠兩燈發光的情況是________。A．只有紅燈亮 B．只有綠燈亮C．先紅燈亮后綠燈亮 D．先綠燈亮后紅燈亮17．a、b、c、d四個相同的發光二極管，與電動勢為E、內阻為r的電源、自感線圈L、滑動變阻器R、開關S等元件連接成如圖所示電路。某同學在t=0時，閉合S；經過一段時間后，在t=t1時再斷開S。在此過程中，（1）一直沒發光的發光二極管是______；A．a B．b C．c D．d（2）通過電流傳感器的電流i隨時間t的變化關系可能是________。ABO18．某種射燈及內部結構，如圖所示。發光二極管封裝在半徑為R透明半球體中，其管芯的發光面AOB是半徑為r的圓面，其圓心與半球體的球心O重合。若發光面發出的光第一次到達半球面時，均可從球面射出，則透明半球體的折射率應小于________ABOA． B． C． D．（b）（a）R019．某同學利用LED制作頻閃光源，結構如圖（a）所示，變壓器原、副線圈的匝數之比為22：1。該LED的伏安特性曲線如圖（b）所示。副線圈的輸出電壓（b）（a）R0（1）原線圈輸入電壓的有效值為________V；（2）若定值電阻R0的阻值為500Ω，工作時流過LED的最大電流約為________mA（保留2位有效數字）。2024學年第二學期普高三質量調研物理參考答案及評分標準一、蜻蜓點水（7分）1．（1）（2分）vt0 （2）（2分）y=-Acos（t） 2．（3分）A二、熱氣球（18分）3．（2分）4．（1）（3分）A （2）（3分）0.9 （3）（3分）1115．（1）（2分） （2）（3分）C （3）（2分）三、云室（23分）6．（多選）（4分）BD 7．（1）（3分）B （2）（3分）C 8．（1）（3分）A （2）（2分）0.43ev （3）（2分）86 9．（論證）（6分）三種粒子進入偏轉電場后，受到垂直于v0方向的電場力作用做勻變速曲線運動。水平方向上做勻速直線運動，即L=v0t①豎直方向上做勻加速直線運動，即Eq＝＝ma得a＝②，又③由①②③得④三種粒子以相同速度進入同一偏轉電場，由于所帶電荷量相同，由④式可知y與m成反比。故結合題意可得：y氘＞≥y氚，即解得平行金屬板兩端的電壓范圍為四、中國高鐵（33分）10．（1）（多選）（4分）BD （2）（多選）（4分）BCF11．（1）（3分）A （2）（2分）812．（1）（3分）B （2）（2分）2513．（1）（計算）（4分） 1-84F8f 設第4節車廂對第1-84F8f以動車整體為研究對象受力如圖，由牛頓第二定律可知：4F-8kmg=8m