2023-2024年上海市嘉定區(qū)高三上學(xué)期一模物理試卷(解析版)

物理試卷一、氧氣制備富含氧氣的空氣是天然的制氧原料。工業(yè)制氧先使空氣降溫液化，再適當(dāng)升溫分餾出高純度液氧。液氧在航天、醫(yī)療等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。干燥純凈空氣在制冷裝置中多次循環(huán)后，得到冷凝的液化空氣。1.空氣在循環(huán)時(shí)會(huì)經(jīng)歷劇烈的膨脹降溫過程。降溫前空氣分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布曲線Ⅰ如圖所示，降溫后空氣分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布曲線Ⅱ可能為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】降溫前，氣體分子的平均動(dòng)能較大，即速率大的分子數(shù)點(diǎn)分子總數(shù)的比例偏多，故D圖是降溫后空氣分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布曲線。故選D。2.達(dá)到冷凝溫度前，一定質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體）經(jīng)某一過程，放出熱量，外界對空氣做功，在這一過程中氣體溫度下降，則（、均為正值）（）A.B.C.D.【答案】D【解析】根據(jù)熱力學(xué)第一定律，由于溫度降低，則，同時(shí)氣體放熱，可知。故選D。3.當(dāng)血氧飽和度過低時(shí)，需立即給病人供氧。如圖為容積的醫(yī)用氧氣袋，充滿氧氣后內(nèi)部氣壓約為。若該氧氣袋輸出的氧氣壓強(qiáng)保持在閥門的出氣流速恒為，則該袋氧氣最多可供氧________。（在此過程中氣體溫度不變，結(jié)果保留位有效數(shù)字）【答案】【解析】標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為，由玻意耳定律得,使用時(shí)間為。二、航天技術(shù)從東方紅一號(hào)到天宮空間站，我國的航天技術(shù)經(jīng)過五十多年的發(fā)展，已達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。4.年，我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星以某種波向太空發(fā)送《東方紅》樂曲信號(hào)，該波屬于（）A.機(jī)械波 B.引力波 C.物質(zhì)波 D.電磁波【答案】D【解析】向太空發(fā)送《東方紅》樂曲，是通過電磁波進(jìn)行傳輸?shù)模蔇正確，故選D。5.長征號(hào)運(yùn)載火箭長為，發(fā)射初期火箭總質(zhì)量為，平均推力為，估算火箭離地上升距離所需的時(shí)間?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)牛頓第二定律可得火箭加速度為，則根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系可得，解得火箭離地上升距離所需的時(shí)間為。6.天舟二號(hào)采用自主快速交會(huì)對接模式，成功對接天和核心艙后向端口。二者對接前、后瞬間的總動(dòng)量大小分別為、；總動(dòng)能分別為、，則（）A.， B.，C.， D.，【答案】D【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可知，二者對接前、后瞬間的總動(dòng)量、總動(dòng)能相等，故D正確，故選D。7.天宮空間站的質(zhì)量為，繞地球運(yùn)行的線速度大小為以無窮遠(yuǎn)處為零勢能面，求空間站的機(jī)械能。【答案】【解析】天宮空間站繞地球運(yùn)行由萬有引力提供向心力，則有，可得，則天宮空間站的引力勢能為，天宮空間站的動(dòng)能為，則空間站的機(jī)械能為。8.航天員在空間站做了一系列實(shí)驗(yàn)。（1）地面環(huán)境下某液體可沿一豎直毛細(xì)管爬升高度。若在空間站中將相同毛細(xì)管插入同種液體相同深度，管內(nèi)、外液面間距為，則該液體對毛細(xì)管（）A.浸潤，大于 B.浸潤，小于C.不浸潤，大于 D.不浸潤，小于（2）若航天員用彈簧振子做振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到振子的振動(dòng)圖線如圖所示。在內(nèi)，振子速度大小不斷增大的時(shí)間段是（）A. B. C. D.【答案】（1）A；（2）BD【解析】（1）液體可沿一豎直毛細(xì)管爬升，則該液體對毛細(xì)管浸潤，空間站中處于失重狀態(tài)，相同毛細(xì)管插入同種液體相同深度，管內(nèi)、外液面間距為，大于。故選A。（2）彈簧振子在某段時(shí)間內(nèi)速度越來越大，說明振子在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，由于位移的起點(diǎn)總在平衡位置，所以位移在減小。故選BD。光梳是一種復(fù)色光，包含頻率等間距分布的多種單色光，其中各單色光光強(qiáng)與頻率的關(guān)系如圖所示。各單色光的頻率可以表示為，其中是中心頻率，相鄰兩單色光的頻率差為。9.某光梳的光強(qiáng)與頻率的關(guān)系如題圖所示，則光強(qiáng)與波長的關(guān)系可能為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】由題圖可知，中心頻率的光強(qiáng)最強(qiáng)，比中心頻率小的單色光有兩束，且頻率越小光強(qiáng)越??；比中心頻率大的單色光有四束，且頻率越高光強(qiáng)越小。對應(yīng)的，中心波長的光強(qiáng)最強(qiáng)，比中心波長大的單色光有兩束，且波長越大光強(qiáng)越??；比中心波長小的單色光有四束，且波長越小光強(qiáng)越小。根據(jù)可得，則有，當(dāng)不變，隨著波長的增大，也增大，故也增大，即相鄰的波長間距也逐漸增大。故選D。10.為把光梳中不同頻率的單色光分開，可利用同種玻璃對不同頻率光的折射率不同這一規(guī)律。使光束斜射入一矩形玻璃磚，光束通過玻璃磚后各個(gè)單色光會(huì)分開并平行地從玻璃磚射出。為測定玻璃磚對某一單色光的折射率，將玻璃磚置于方格紙上，用插針法得到四個(gè)大頭針、、、的位置如圖所示。（1）畫出入射光線、折射光線和出射光線________；（2）由此得到玻璃磚對該單色光的折射率________（保留位有效數(shù)字）【答案】①.見解析；②.【解析】（1）如下圖所示：（2）根據(jù)折射率的定義有。11.如圖，由玻璃磚出射的多束平行單色光經(jīng)單縫后垂直入射到刻有雙縫的不透明平面。雙縫間距為，雙縫所在平面與光屏之間距離為。（1）為使光屏上干涉條紋間距變大，可________雙縫平面與光屏之間的距離。（2）同步地上、下移動(dòng)單縫和雙縫平面，分別得到兩種不同頻率單色光的相鄰干涉條紋間距為和，這兩種單色光的頻率差為________?！敬鸢浮竣?增大；②.【解析】（1）根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式可得，要使干涉條紋間距變大，可增大雙縫平面與光屏之間的距離。（2）根據(jù)條紋間距公式可得，，則兩種單色光的頻率分別為，，頻率差為。12.無線充電器的發(fā)射線圈產(chǎn)生交變磁場，在接收設(shè)備（手機(jī)等）內(nèi)的線圈中產(chǎn)生交變電流，實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。從上往下俯視，當(dāng)無線充電發(fā)射線圈中的電流逆時(shí)針增大時(shí)，接收設(shè)備線圈中的電流為方向。若接收線圈獲得的正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖（a）所示。（1）以為時(shí)間的單位，為電壓的單位，此交流電電壓隨時(shí)間變化的方程為________；（2）此交流電壓的有效值與圖（b）所示交流電電壓的有效值之比為________。A．B．C．D．【答案】①.；②.B【解析】[1]根據(jù)題意可得。[2]此交流電的有效值為，對圖（b）的交流電，根據(jù)電流的熱效應(yīng)有，解得，所以。13.某發(fā)電廠發(fā)出的交流電電壓為，功率為。遠(yuǎn)距離輸電線路的總電阻為?，F(xiàn)采用電壓達(dá)的特高壓輸電技術(shù)進(jìn)行輸電，變電站理想升壓變壓器輸入線圈和輸出線圈的匝數(shù)比為________；輸電線上損失的功率為________?！敬鸢浮竣?；②.【解析】[1]根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系，可得。[2]輸電線上損失的功率為。14.如圖（a），某無線充電裝置接收線圈匝數(shù)為、半徑為、電阻為。一勻強(qiáng)磁場垂直穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖（b）所示。外接定值電阻阻值為。求：（1）在時(shí)間內(nèi)，接收線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。（2）在時(shí)間內(nèi)，通過定值電阻的電荷量。（3）在、兩段時(shí)間內(nèi)，定值電阻上產(chǎn)生的熱量之比為________。A.B.C.D.【答案】（1）；（2）；（3）C【解析】（1）在時(shí)間內(nèi)，接收線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢。（2）在時(shí)間內(nèi)，通過接收線圈中的感應(yīng)電流，通過定值電阻的電荷量。（3）時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢，通過接收線圈中的感應(yīng)電流，則，根據(jù)，可知在、兩段時(shí)間內(nèi)，定值電阻上產(chǎn)生的熱量之比為。故選C。15.另一種無線充電技術(shù)是利用電容兩個(gè)極板的靜電耦合實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。（1）在做“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)時(shí)，先將開關(guān)撥到位置，一段時(shí)間后再撥到位置。在此過程中，根據(jù)電壓傳感器與電流傳感器測量數(shù)據(jù)得到的和圖線可能為________。A．B.C.D.（2）將一電容為的電容器與一電壓恒定的電源連接，電容器充電完成后，兩極板上的電荷量分別為和，則電源電壓為________?！敬鸢浮竣?A；②.【解析】（1）開關(guān)撥到位置，是電容器充電過程，此時(shí)由圖像可知電流傳感器中的電流正在減小，電壓傳感器中的電壓正在增大。開關(guān)撥到位置，是放電過程，此時(shí)由圖像可知電流傳感器中的電流正在減小，電壓傳感器中的電壓正在減小。充電電流與放電電流方向相反，充電時(shí)與放電時(shí)都是電容器右邊極板是正極板。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。（2）由，可知電源電壓為，如圖為某質(zhì)譜儀的原理圖。真空中，一質(zhì)量為、帶電量為的正離子以大小為的初速度沿軸運(yùn)動(dòng)，經(jīng)長度為的區(qū)域Ⅰ后，運(yùn)動(dòng)到與區(qū)域Ⅰ邊界相距為的平面。16.若區(qū)域Ⅰ中僅存在沿軸正方向的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度大小為。（1）該離子在剛進(jìn)入磁場時(shí)所受洛倫茲力的方向沿________。A．軸正方向B．軸負(fù)方向C．軸正方向D．軸負(fù)方向（2）該離子在磁場中做半徑________的圓周運(yùn)動(dòng)；離子穿出磁場時(shí)垂直于軸方向的速度分量大小________；【答案】①.C；②.；③.【解析】[1]根據(jù)左手定則可知，離子在剛進(jìn)入磁場時(shí)所受洛倫茲力的方向沿軸正方向。故選C。[2][3]根據(jù)，可知，速度偏轉(zhuǎn)角正弦為，離子穿出磁場時(shí)垂直于軸方向的速度分量大小。17.若在區(qū)域Ⅰ中僅存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為。求離子落在平面上時(shí)距原點(diǎn)的距離。【答案】【解析】在區(qū)域Ⅰ中僅存在沿軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為，則沿軸正方向，，且，解得，，在長空間內(nèi)，，解得，落在平面上時(shí)距原點(diǎn)的距離。五、彈弓彈弓是一種傳統(tǒng)非遺技藝項(xiàng)目的器械。圖（a）是一種“”型彈弓，兩根完全相同的皮筋一端和彈兜相連，另一端分別固定在形支架的兩個(gè)弓眼上，彈兜和皮筋質(zhì)量均可忽略不計(jì)。使用者先拉伸皮筋，并保持彈丸靜止，此時(shí)兩皮筋長度相同，如圖（b）所示，然后釋放彈丸，讓其彈出。18.用力拉皮筋使彈丸處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩側(cè)皮筋間夾角為。若僅增大弓眼間距，再用力拉皮筋使彈丸處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)兩皮筋間的夾角仍為，則________。A. B. C.【答案】C【解析】保持兩皮筋間的夾角為不變，僅增大弓眼間距，根據(jù)幾何關(guān)系可知，兩皮筋變長，則皮筋上的彈力變大，而兩力夾角不變，根據(jù)力的合成可知，合力變大，彈丸處于靜止?fàn)顟B(tài)，則外力與兩皮筋合力等大反向，所以外力變大，則，故選C。19.在時(shí)，以初速度豎直向上射出一質(zhì)量的彈丸，其上升的最大高度。彈丸在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小與其