第頁，共頁第16頁，共16頁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。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（）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.蜻蜓在水畫上“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______。A. B.C. D.【答案】1.①.②.2.A【解析】【1題詳解】[1]M和N是相鄰波峰和波谷上的兩個質點，則兩者距離半個波長，由圖可知周期為T=2t0，則距離為x=vt0；[2]由題意，N正處于波谷，滿足振動方程【2題詳解】相鄰兩圓的圓心距離是蜻蜓點水后到下一次點水運動的距離，與此同時，波傳播的距離為相鄰兩圓的半徑之差，由圖可知相鄰兩圓的圓心距離等于相鄰兩圓的半徑之差，可得蜻蜓飛行的速度恰好與水波的傳播速度相等，且蜻蜓沿x軸正方向飛，新形成的波應該在x軸上右側。故選A。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（球囊殼體的體積可忽略），熱氣球及人員總質量（不含球囊內空氣質量），若地面附近的空氣溫度、空氣密度。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______；A．B．C．D．（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______；（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的速度水平向右拋出。拋出物體后的熱氣球及其載荷的總質量為M，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______。【答案】3.4.①.A②.0.9③.1115.①.②.C③.【解析】【3題詳解】根據萬有引力定律，可得探險家與地球間的萬有引力大小為【4題詳解】[1]飛行前加熱球囊內空氣溫度升高，空氣的分子平均動能增大，速率大的分子占比增大，速率低的占比減小，分子總數不變，即為加熱前、后球囊內空氣分子熱運動的速率分布曲線Ⅰ、Ⅱ符合的要求，對各項分析，可知A項符合要求，B項中分子總數發生變化，C項中曲線Ⅰ、Ⅱ相反，D項中曲線Ⅰ、Ⅱ相反，且分子總數發生變化。故選A。[2]設熱氣球剛要離開地面時，球內熱空氣的密度為，則熱氣球剛要離開地面時，根據平衡條件有代入數據解得[3]設為使熱氣球從地面升起，球內氣溫至少要達到T。加熱過程氣體作等壓變化，根據蓋—呂薩克定律有又球囊內空氣質量不變，則有聯立可得其中，，代入數據解得則球囊內氣溫至少為【5題詳解】[1]若以水平地面為零勢能面，物體剛開始的機械能為由題知，不計空氣阻力和拋出物體受的浮力，可知物體的機械能守恒，可得物體剛要落地時的機械能為[2]水平向右拋出物體后，在水平方向物體與熱氣球滿足動量守恒，則熱氣球會獲得一個向左的水平速度；未拋出物體前，物體和熱氣球處于靜止狀態；因熱氣球所受浮力保持不變，拋出物體后，熱氣球內的質量減少，重力減少，故熱氣球具有豎直向上的加速度，所以熱氣球在水平方向上做向左的勻速直線運動和在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運動，所以其合運動軌跡為一條向上凹的曲線，故C項符合要求。故選C。[3]物體從高為H處水平向右平拋，在豎直方向上有解得落時間為根據動量定理有可得物體動量變化量的大小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、和、，則一定有______；A．B．C．D．（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，普朗克常量，元電荷。（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。【答案】6.BD7.①.B②.C8.①.A②.0.43eV③.869.【解析】【6題詳解】AB．云室內封閉一定質量的氣體，快速向下拉動活塞，時間短，可認為是絕熱過程，故；氣體體積增大，對外做功，故，根據熱力學第一定律可得可知內能減小，溫度降低，故A錯誤、B正確；CD．云室中氣體體積增大，溫度降低，由理想氣體狀態方程可知壓強減小，故C錯誤、D正確。故選BD。【7題詳解】（1）[1]AB．電場線的疏密表示電場的強弱，由圖可知，a點的電場強度一定小于b點的電場強度，故A錯誤、B正確；CD．由電場線分布情況可知，A、B帶不等量異種電荷，但由于A、B所帶電性未知，無法判斷電場線方向，也無法判斷、的關系，故C、D錯誤。故選B。（2）[2]粒子受力指向軌跡凹側，帶電粒子從a運動到b的過程中，電場力與速度之間的夾角小于90°，電場力做正功，電勢能一定能變小，故選C。【8題詳解】（1）[1]靜止的原子核X發生了一次衰變，根據動量守恒定律可知，衰變后的兩粒子速度方向相反；兩粒子在磁場中的運動軌跡是互為外切的圓，可見兩粒子電性相同，故發生的衰變應為衰變，故選A。（2）[2]光子的能量為這種光子照射在金屬鎢上，逸出光電子的最大初動能為（3）[3]原子核Y和粒子Z在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，可得解得根據動量守恒定律可知，原子核Y和粒子Z的動量大小相等。故轉動半徑R與電荷量q成反比，粒子Z的電荷數是2，原子核Y的電荷數應是，原子核X的核電荷數為。【9題詳解】粒子進入偏轉電場后做類平拋運動，平行金屬板方向做速度為的勻速直線運動；垂直金屬板方向做初速度為零的勻加速直線運動，加速度為根據類平拋運動的規律可得，聯立可得三種粒子所帶電荷量相同，質量不同，質量越小，加速度越大，向金屬板方向偏轉的越大。若能到達光屏的徑跡只有一條，則應是氚（）粒子。故平行金屬板兩端的最小電壓為氘（）粒子恰好偏轉至下極板最右邊，故有平行金屬板兩端的最大電壓為氚（）粒子恰好偏轉至下極板最右邊，故有故平行金屬板兩端的電壓范圍為。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。具有完全自主知識產權的新一代高速列車“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．電容器正在充電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。如圖（a）所示。（1）同步軌道衛星和中軌道衛星繞地球做圓周運動的線速度分別、，則______；A．B．C．（2）若這兩顆衛星之間的距離隨時間t變化的關系如圖（b）所示，則中軌道衛星的運行周期______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節車廂的作用力大小；______（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（），測得當線框完全穿過磁場時，其速度大小為，如圖所示。（1）線框abcd剛進入磁場和剛要離開磁場時，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和，則______。【答案】10.①.BD②.BCF11.①.A②.812.①.B②.2513.①.②.17514.①.6:1②.③.7:5【解析】【10題詳解】（1）[1]AB．在空氣中傳播時，5G信號與4G信號具有相同的傳播速度，均為光速，故A錯誤，B正確；CD．5G信號相較于4G信號采用了頻率更高的無線電波，則5G信號的波長小于4G信號的波長，所以5G信號與4G信號更不容易發生衍射，故C錯誤，D正確。故選BD。（2）[2]由題圖可知電流方向由下極板流向上極板，且上極板帶正電，則此時電容器正在充電；可知此時電容器電場能正在增大，線圈儲存的磁場能正在減小；根據右手螺旋定則可知線圈中磁場的方向向上。故選BCF。【11題詳解】（1）[1]衛星繞地球做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力可得可得由于同步軌道衛星半徑大于中軌道衛星半徑，則有故選A。（2）[2]由題圖可知，兩衛星每隔相距最近，則有可得中軌道衛星的運行周期為【12題詳解】（1）[1]根據圖像可知，列車做勻加速直線運動，加速度大小為乘客將一水杯放置在車廂水平桌面上，設水面與水平方向的夾角為，則有可得可知此過程中水杯里水面的形狀是一傾斜直線，且水的加速度方向與行駛方向相同。故選B。（2）[2]由題圖可知，，則列車通過此路段所用的時間為【13題詳解】（1）[1]以8節車廂整體，根據牛頓第二定律可得以后面4節車廂為整體，根據牛頓第二定律可得聯立解得第4節車廂對第5節車廂的作用力大小為（2）[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，則有則改為采用1動7拖模式后，則可得動車組的最高時速為【14題詳解】（1）[1]設線框abcd的電阻為，線框abcd剛進入磁場時，產生的電動勢為此時ab兩點間的電勢差為線框abcd剛離開磁場時，產生的電動勢為此時ab兩點間的電勢差為則有（2）[2]線框從進入磁場到離開磁場過程，根據動量定理可得又則有聯立解得線框abcd的電阻為（3）[3]設線框完全進入磁場時的速度大小為，則線框進入磁場過程，根據動量定理可得線框離開磁場過程，根據動量定理可得解得根據能量守恒可得，則有發光二極管發光二極管（LED）可高效地將電能轉化為光能，并具有單向導電性。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。某同學在時，閉合S，經過一段時間后，在時再斷開S。在此過程中，（1）一直沒發光的發光二極管是______；A.aB.bC.cD.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______。A．B.C.D.18.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______。A.B.C.D.19.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。該LED的伏安特性曲線如圖（b）所示。副線圈的輸出電壓，（1）原線圈輸入電壓有效值為______V；（2）若定值電阻的阻值為，工作時流過LED的最大電流約為______mA（保留2位有效數字）。【答案】15.D16.C17.①.C②.D18.B19.①.②.15mA##16mA【解析】【15題詳解】根據動量公式，該束光中光子的動量大小為故選D。【16題詳解】首先根據楞次定律判斷感應電流方向。當磁鐵S極朝下從圖中位置靜止釋放向下運動穿入線圈時，線圈中向上的磁通量增加，根據楞次定律“增反減同”，感應電流產生的磁場方向向下