上海市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷

2024學(xué)年第一學(xué)期期中考試高三物理試卷考試時(shí)間：60分鐘滿分：100分一、鳥類飛行(21分)鳥類作為生物界中的飛行高手，其飛行機(jī)制涉及豐富的物理知識(shí)。1.1(3分)如圖，一只鳥沿虛線斜向上勻速飛行，空氣對(duì)其作用力可能是()A.F1B.F2C.F3D.F41.2(3分)一只鳥由靜止起沿直線勻加速飛行，設(shè)其位移為x，時(shí)間為t，繪制關(guān)系圖像如圖所示。則其飛行的加速度大小為()A.1m/s2B.2m/s2C.4m/s2D.8m/s21.3(3分)飛行中的鳥改變飛行方向時(shí)，要將其身體傾斜，其轉(zhuǎn)彎所需的向心力由重力和空氣對(duì)它的作用力的合力來(lái)提供。質(zhì)量為m的飛鳥，以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，空氣對(duì)鳥作用力的大小為(重力加速度為g)__________。1.4(6分)鳥能飛起來(lái)的必要條件是空氣對(duì)鳥的升力大于鳥的重力。設(shè)升力為f，它與鳥的翅膀面積S和飛行速度v有關(guān)，另外鳥是在空氣中飛行的，因而可能與空氣的密度有關(guān)，人們猜測(cè)f與這些有關(guān)因素之間的關(guān)系式為：，其中C為無(wú)量綱的比例常數(shù)，則該公式中的a、b、c應(yīng)分別為_________、_________、__________。1.5(6分)翠鳥被譽(yù)為自然界的“跳水皇后”，它常以高速俯沖進(jìn)入水中捕食。在平靜的湖面激起水波。將某次翠鳥捕食激起的水波視為在xoy平面內(nèi)傳播的簡(jiǎn)諧波，繪得t=0時(shí)所有波峰、波谷的波面分布如圖1所示(實(shí)線代表波峰，虛線代表波谷)，此刻坐標(biāo)(0，2)處的質(zhì)點(diǎn)Р處于波峰。質(zhì)點(diǎn)Р的振動(dòng)圖像如圖2所示，z軸正方向豎直向上。則該波的傳播速度為_________m/s，t=_______s時(shí)，坐標(biāo)(4，0)處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)。二、沙漏(16分)沙漏是一種古老而有趣的計(jì)時(shí)裝置。如圖所示，一放在水平面上的沙漏由沙子全部集中在上部容器里開始計(jì)時(shí)，到沙子全部落到下部容器里時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束。沙子經(jīng)沙漏中部細(xì)孔時(shí)速度很小。可視為零，沙子可近似看作隨時(shí)間均勻漏下，不計(jì)空氣阻力和沙子間作用力的影響。2.1(6分)某同學(xué)用高速攝像機(jī)拍得一張沙漏的照片如圖。觀察照片發(fā)現(xiàn)砂粒在空中時(shí)看不出砂粒本身的形狀，而是形成條狀痕跡，疏密分布也不均勻。則出口下方10cm處的痕跡長(zhǎng)度約是5cm處的_______倍，出口下方0~2cm范圍內(nèi)的砂粒數(shù)約與2~8cm范圍的砂粒數(shù)之比為___________。2.2(2分)時(shí)刻一，容器底部沒(méi)有沙子，部分沙子正在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，此時(shí)桌面對(duì)沙漏的支持力大小________(請(qǐng)選擇；A.大于B.小于C.等于)沙漏與所有沙子的總重力大小。2.3(8分)時(shí)刻二，容器底部已堆積了部分沙子，還有部分沙子正在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)。(1)若已知在極短時(shí)間△t內(nèi)，撞擊容器底部靜止沙面的落沙質(zhì)量為△m，沙漏中部細(xì)孔到底部靜止沙面的高度為h，落沙對(duì)底部靜止沙面的沖擊力F1為多大?(重力加速度為g)(2)試證明，由此刻起桌面對(duì)沙漏的支持力保持不變且等于沙漏與沙漏中所有沙子的總重力。三、萬(wàn)有引力與航天技術(shù)(29分)萬(wàn)有引力定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)于天文學(xué)和航天技術(shù)的發(fā)展有很大的推動(dòng)作用。3.1(3分)1970年我國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”，至今已有五十余載。遙記當(dāng)年“東方紅一號(hào)”以某種波讓《東方紅》樂(lè)曲信號(hào)“唱響”太空，該波屬于()A.機(jī)械波B.引力波C.物質(zhì)波D.電磁波3.2(6分)“東方紅一號(hào)”目前仍在橢圓軌道上運(yùn)行，其軌道近地點(diǎn)高度約為440km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060km；后續(xù)發(fā)射的“東方紅二號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空36000km的同步衛(wèi)星軌道上。設(shè)“東方紅一號(hào)”在近地點(diǎn)的加速度為，線速度為，“東方紅二號(hào)”的加速度為，線速度為，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為，線速度為。試比較、、的大小關(guān)系：__________，、、的大小關(guān)系：___________。3.3(4分)(多選題〉2020年12月，“采擷月壤”的嫦娥五號(hào)榮耀歸來(lái)。嫦娥五號(hào)是通過(guò)“太空水漂”的方式返回地球的。如圖所示，返回器關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，從a點(diǎn)第一次進(jìn)入大氣層，調(diào)整返回器姿態(tài)后，經(jīng)b點(diǎn)升高，再?gòu)腸點(diǎn)“跳”出大氣層，升高到d點(diǎn)后，再次從e點(diǎn)進(jìn)入大氣層返回地球并著陸。則下列說(shuō)法正確的是()A.返回器在a、c兩點(diǎn)的速度大小相等B.返回器在c、e兩點(diǎn)的速度大小相等C.返回器從c運(yùn)動(dòng)到d過(guò)程中處于失重狀態(tài)D.返回器從e運(yùn)動(dòng)到著陸過(guò)程中處于失重狀態(tài)3.4(4分)隨著人類太空活動(dòng)日益頻繁，太空垃圾給航天活動(dòng)帶來(lái)了安全隱患。設(shè)某人造衛(wèi)星繞地球沿橢囫軌道運(yùn)行，若衛(wèi)星在距地心r=8000km、速度為v=7km/s時(shí)，與一個(gè)高速的太空垃圾發(fā)生劇烈碰撞，試分析計(jì)算，撞擊后的衛(wèi)星碎片速度要達(dá)到多大。碎片才能脫離地球引力范圍到達(dá)無(wú)窮遠(yuǎn)處。(地球半徑為6.37×103km，重力加速度g取9.8m/s2)3.5(4分)地球周圍存在引力場(chǎng)，類比電場(chǎng)或磁場(chǎng)用假想的線描述引力場(chǎng)，如圖甲、乙、丙所示，其中最合理的是圖____________。若地球的質(zhì)量為M，萬(wàn)有引力常量為G，地球的半徑為R，類比電場(chǎng)強(qiáng)度，地球表面的重力場(chǎng)強(qiáng)度大小為________________。3.6(4分)(多選題)學(xué)習(xí)了廣義相對(duì)論后，某同學(xué)設(shè)想通過(guò)使空間站圍繞過(guò)環(huán)心并垂直于環(huán)面的中心軸旋轉(zhuǎn)，使空間站中的航天員獲得“人造重力”解決太空中因長(zhǎng)期失重帶來(lái)的困擾。廣義相對(duì)論的基本原理是()A.相對(duì)性原理B.光速不變?cè)鞢.等效原理D.廣義相對(duì)性原理E.質(zhì)能關(guān)系3.7(4分〉如圖所示，空間站的環(huán)狀管道內(nèi)側(cè)壁到轉(zhuǎn)軸的距離為r1、外側(cè)壁到轉(zhuǎn)軸的距離為r2。當(dāng)空間站開始旋轉(zhuǎn)，航天員感受到的“人造重力”的方向?yàn)開___________。為使其獲得的“人造重力”與其在地面上受到的一樣大，空間站的轉(zhuǎn)速應(yīng)為__________(地球表面重力加速度為g)。四、醫(yī)學(xué)物理(34分)醫(yī)學(xué)物理學(xué)為臨床診斷提供了先進(jìn)的器械設(shè)備，在臨床治療中也被廣泛應(yīng)用。4.1(4分)(多選題)智能照明控制系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用很廣泛。某院用光敏電阻制作光控開關(guān)來(lái)控制照明系統(tǒng)，光敏電阻在不同照度下的阻值如下表(光越強(qiáng)照度越大，照度的單位為L(zhǎng)x)?？刂齐娐吩砣鐖D，電阻R1和R2一個(gè)是定值電阻，另一個(gè)是光敏電阻。已知直流電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻不計(jì)，院內(nèi)某室某日的光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化曲線如圖，當(dāng)控制開關(guān)兩端電壓U≥2V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)。則下列說(shuō)法正確的是()照度/Lx0.20.40.60.81.01.2電阻/kΩ754024201815A.R1為定值電阻，R2為光敏電阻B.照度越大，該電路控制開關(guān)兩端的電壓越小C.若將定值電阻的阻值變?yōu)?0kΩ，該天6：00后該系統(tǒng)即可工作D.該電路中定值電阻阻值越大，該天的照明系統(tǒng)工作的時(shí)間越短4.2(4分)(多選題)醫(yī)療CT機(jī)是重要的輔助診斷設(shè)備。如圖為CT機(jī)X射線的產(chǎn)生部分，M、N之間為一加速電場(chǎng)，虛線框內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。電子束從M板由靜止起沿帶箭頭的實(shí)線打到靶上產(chǎn)生X射線，將電子束打到靶上的點(diǎn)記為P點(diǎn)。則()A.M處的電勢(shì)高于N處的電勢(shì)B.磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里C.僅增大M、N之間的加速電壓可使Р點(diǎn)左移D.僅減小偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可便Р點(diǎn)右移4.3(4分)自動(dòng)體外除顫器(AED)是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，其工作原理是向儲(chǔ)能電容器充電，而后對(duì)患者皮膚上的兩個(gè)電極板放電，讓一部分電荷通過(guò)心臟，刺激心顫患者心臟使之恢復(fù)正常。某型號(hào)AED的電容器電容是16μF，充電后電容器的電壓達(dá)到4kV，某次對(duì)某患者進(jìn)行除顫時(shí)，平均放電電流達(dá)到16A(電荷量Q=平均放電電流×放電時(shí)間)，則電容器的平均放電時(shí)間為_______s，不同患者進(jìn)行除顫時(shí)平均電流______(填“相同”或“不同”)。4.4(4分)為觀察電容器充、放電現(xiàn)象，某實(shí)驗(yàn)小組搭建電路如圖所示。先使開關(guān)S與1端相連，穩(wěn)定后得到圖甲和圖乙所示的圖像，然后把開關(guān)S擲向⒉端，穩(wěn)定后得到圖丙和圖丁所示的圖像。根據(jù)圖像，在表格內(nèi)各空格處填上合理的答案。開關(guān)位置電容器是在充電還是在放電電流傳感器中的電流正在增大還是減小電容器兩端的電壓正在增大還是減小S與1端相連____________________增大S與2端相連__________減小__________4.5(4分)(多選題)同學(xué)丙多次測(cè)量，獲取某電容器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出的圖像如下所示，其中正確的是()A.B.C.D.4.6(14分)某科技小組進(jìn)行醫(yī)用無(wú)人機(jī)試飛實(shí)驗(yàn)。如圖在xoy豎直平面內(nèi)有足夠高的P、O、Q三點(diǎn)，點(diǎn)Р為試飛起點(diǎn)，PO沿豎直方向，∠OPQ=60°，，設(shè)無(wú)人機(jī)每次試飛前均已獲得相同的初動(dòng)能。第一次試飛讓無(wú)人機(jī)關(guān)閉引擎從Р點(diǎn)水平向左飛出，在其運(yùn)動(dòng)過(guò)