2024學年第二學期上海市質量調研高三物理試卷考生注意：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。答題前，務必在答題紙上填寫姓名、考號。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。3.本試卷標注“多選”的試題，每小題應選兩個及以上的選項，但不可全選；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”“論述”的試題，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、演算等除特殊說明外，本卷所用重力加速度大小均取。一、氣體實驗用氣體壓強傳感器做“探究氣體等溫變化的規律”實驗，實驗裝置如圖甲所示。1.下列說法或操作正確的是（）（多選）A.在注射器柱塞上涂抹潤滑油的目的是防止封閉氣體泄露B.推拉活塞時為了穩定，應用手握緊注射器筒的空氣柱部分，并迅速推拉活塞改變氣體體積C.實驗過程中應保持周圍環境溫度不變D.多測幾組數據，記錄并作出圖像，若圖像為曲線即可說明成反比關系2.在操作規范，不漏氣的前提下，某同學測得多組壓強和體積的數據并作出圖線，如果膠管中含有一定質量的氣體，作出的圖像可能是（）A. B. C.3.在不同溫度環境下，另一位同學對相同氣體重復了上述實驗，實驗操作和數據處理均正確，得到的圖像如圖乙所示。兩次操作中氣體的溫度分別為和，則和的大小關系為___________。（選填“>”、“<”或“=”）根據所學知識，某物理實驗小組制作的下圖所示的“飲水鳥”裝置，只要面前放一杯水，小鳥就可以不停地“喝水”。小鳥體內裝有某種純液體，鳥的頭部和腹部液面上方只有該液體處于“飽和”狀態的蒸汽。已知該液體為甲、乙中的一種，液體甲和乙處于飽和狀態的蒸汽的壓強隨溫度變化如下圖所示。4.飲水鳥體內應該填充液體___________。（選填“甲”或“乙”）5.飲水鳥處于直立狀態時，頭部溫度一定___________腹部。（選填“低于”、“高于”或“等于”）二、航天計劃天舟八號貨運飛船入軌后順利完成狀態設置，成功對接于空間站天和核心艙后向端口。交會對接完成后，天舟八號將轉入組合體飛行段。后續，神舟十九號航天員乘組將進入天舟八號貨運飛船，按計劃開展貨物轉運等相關工作。6.我國的“天舟”系列飛船發射過程可以簡化為如圖所示過程，飛船發射升空后由運載火箭送入近地點為A、遠地點為的橢圓軌道上，在B點與空間站實現對接，在飛船從A運動到B的過程中，下列說法正確的是（）A加速度越來越小B機械能越來越大C.相同時間內，與地心連線掃過的面積越來越小D.克服引力做功的功率越來越小7.若在速度為的飛船上有一只完好的手表走過了，則地面上的人認為它走過這鐘“實際”上花的時間最接近的是（）A. B. C.5min D.8.已知海王星的質量約為地球的17倍，半徑約為地球的4倍，則海王星與地球上的重力加速度之比為___________，海王星與地球產生的場強之比為___________。（已知光速為）9.“天舟八號”在發射過程中，火箭本體質量為M，從發射到最終速度，噴出高溫高壓氣體總質量為，剩余燃料質量為m，噴氣時間為，取火箭發射方向為正方向。（1）若某時刻氣體與火箭相對地面的速度大小分別為、，從發射到這一時刻，噴出高溫高壓氣體總質量為，噴氣時間為，則此時火箭受到的推力為___________。（用題目中的字母表示）（2）火箭最終速度與火箭本體質量M___________，與噴氣時間___________。（均選填“有關”或“無關”）10.航天過程中常用LGS激光導星技術，通過發射特定波長的激光束，在地球大氣中生成人造參考星，以校正大氣湍流對天文觀測的干擾。（1）激光導星通常針對大氣中間層（約90公里高度）的鈉原子層（振動波長約為589納米）。通過發射一定波長的激光，激發鈉原子發光，形成一個人造“信標星”。則發射激光頻率的最佳范圍是（）A.B.CD.（2）激光導星技術是利用了激光的（）（多選）A.單色性好B.亮度高C.相干性好D.方向性好（3）在激光的照射下，3種不同金屬、、發生光電效應時，反向遏止電壓與入射光頻率之間的關系如圖所示，請你在內分別填入__________。（已知三種金屬的截止頻率）11.“天舟八號”飛船向遠處發射一束光，當光從弱引力場進入強引力場中發生微弱的紅移現象，則此時，光的波長___________，頻率___________。（均選填“變大”、“變小”或“不變”）三、離心節速器離心節速器主要構件是離心式飛錘，結構如圖（a）所示，可以隨機軸轉速的增減自動條件進入汽輪機的蒸汽流量，確保轉速不變。其中已知重錘質量均為，套筒質量為，上拉桿與水平方向夾角為，上拉桿和下拉桿之間的夾角為（和均可變化），轉軸和輕質彈簧的重力，套筒和轉軸之間的摩擦力，上拉桿與上端到轉軸的垂直距離可忽略不計。（重力加速度用表示）12.若某一時刻重錘、彈簧和拉桿系統保持靜止。（已知下拉桿對重錘的拉力方向沿下拉桿，從重錘指向遠離重錘的一端）（1）單側上拉桿和下拉桿的拉力分別記為、，則___________，___________。（均用表達）（2）若此時彈簧形變量為，則彈簧的勁度系數___________。（用、、、、、、表達）13.（計算）若上拉桿桿長為，且角度固定不變，若使轉軸帶動重錘以的角速度轉動，則應滿足的條件是什么？（用題目中的給定字母表達）14.下列關于該裝置說法正確的是（）A.若通入蒸汽的能量為，則存在某個條件使全部轉化為重錘的動能B.保持轉速不變，如果考慮套筒和轉軸之間的摩擦力，則上拉桿對套筒的拉力將變小C.保持轉速不變，如果考慮套筒和轉軸之間的摩擦力，則下拉桿對套筒的拉力將變大D.保持轉速不變，如果考慮套筒和轉軸之間的摩擦力，則夾角將先變小后變大15.若上拉桿和下拉桿桿長均為，套筒和轉軸之間的摩擦力做功為，重錘轉動周期為，進氣和出氣的過程中，提供的總能量為，機械轉化率為，取上拉桿上端所在平面為零勢能面。為使重錘的機械能始終保持在的范圍內，則角度應滿足的條件是：___________。（不計其他能量損耗）四、發電機16.某種風力發電機的原理如圖所示，發電機的線圈固定，磁體在葉片驅動下繞線圈對稱軸轉動，已知磁體間的磁場為勻強磁場，磁感應強度的大小為，線圈的匝數為10匝，面積為，電阻為，若磁體轉動的角速度為，線圈中產生的感應電流。（1）線圈中感應電動勢的有效值___________。（2）當葉片位于圖示位置時，磁通量的變化率___________（選填“最大”或“最小”），從這個位置開始轉動的過程中，電流___________（選填“一直變大”、“一直變小”、“先變大后變小”或“先變小后變大”）17.（計算）有一種新型的粒子流發電機，與風力發電機工作原理類似。一束粒子流以近似光速的速度向發電機的葉片射來，葉片的半徑為。由于工作環境近似于真空，則粒子攜帶的能量可全部用于發電，試求該粒子流發電機在時間內的發電功率。（已知粒子單個粒子的質量為，粒子的密度為，光速為）18.有人想到用海浪來發電，設計了如圖方案：浮筒通過長度不變的細繩與重錘相連，細繩上固定一根長為的水平導體棒；地磁場的水平分量視為勻強磁場，方向垂直紙面向里，磁感應強度大小為。在限位裝置（未畫出）作用下整個系統始終只在豎直方向上近似作簡諧振動，振動位移方程為。（1）浮筒的速度隨時間的變化關系式___________。（2）（論述）導體棒兩端產生的電壓為正弦交流電___________。五、變化的參考系與參考體相固連的整個延伸空間。參考體是用來確定物體的位置和描述它的機械運動而選作標準的另一個物體。為了用數值表達一個物體的位置，可在參考體上設置坐標系，稱為參考坐標系。19.若選定地面為參考系，動車進站時可看做勻減速直線運動，列車停止時，各車廂的車門正好對著站臺上對應車廂的候車點，忽略車廂之間的空隙。（1）一乘客站在5號車廂候車點候車，則1號車廂與2、3號車廂在乘客面前經過所用的時間比最接近于（）A.B.C.D.（2）已知動車在相對地面速度為的時候開始減速，加速度大小始終為，現一動車中名乘客從動車頭以相對地面速度勻速走向動車尾，且經過時間內走到動車尾，則此時若以該乘客作為參考系，畫出動車在時間內的圖像，并標出圖像中的相關信息___________。（規定列車運動方向為正方向）20.如圖是磁懸浮實驗車與軌道示意圖，圖乙是固定在車底部金屬框abcd（車廂與金屬框絕緣）與軌道上運動磁場的示意圖。水平地面上有兩根很長的平行直導軌和，導軌間有豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強磁場，二者大小相等，方向相反。車底部金屬框的邊寬度與磁場間隔相等，當方向相反的勻強磁場同時以恒定速度沿導軌方向向右運動時，金屬框會受到磁場力，帶動實驗車沿導軌運動。設金屬框垂直導軌的邊長為、總電阻為，實驗車與線框的總質量為，磁感應強度為，磁場運動速度為，已知懸浮狀態下，實驗車運動時受到恒定的阻力為。（1）設時刻，實驗車的速度為零，求金屬框中通過電流的方向為___________（選填“abcd”或“adcb”），邊框受到磁場力的方向為___________。（選填“水平向右”或“水平向左”）（2）該過程中，實驗車的最大速率___________。（3）小明繪制出了該過程中通過線框的電流與時間圖像，如圖所示。則___________，___________。之后小明思考如果在實驗車運動的過程中，選取運動的磁場作為參考系，則此時圖與縱軸的交點___________，___________。（用題目中的已知量表示，、未知）21.科學家發現一個半徑為的均勻帶電球體（或球殼）在球的外部產生的電場，與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產生的電場相同。而均勻帶電薄球殼在內部任意點產生的電場強度為零，由以上信息結合疊加原理解決下列問題。已知靜電力常量為。根據湯姆孫的原子模型，我們可以把原子看成是一個半徑為的電中性的球體，正電荷均勻分布在整個球內，電子像棗糕里的棗子一樣鑲嵌在原子里。在粒子散射實驗中，某粒子沿著原子邊緣以速度射向金原子，如圖乙所示。不考慮電子對粒子的作用。為簡單計，認為該粒子接近金原子時（即，圖中兩條平行虛線范圍內）才受金原子中正電荷的靜電作用，作用力為恒力，大小為（和分別為金原子正電荷電量和粒子電量）、方向始終與