上海市浦东新区2023-2024学年高三上学期一模（期末）教学质量检测物理试题
试卷更新日期：2024-03-11 类型：高考模拟
一、飞行之旅(共25分)
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1. 某同学购买了一张学程机票。此次飞行的相关信息见图1、2。在这趟飞行过程中他不仅领略了祖国的大好河山，更是发现了不少有趣的物理现象。(1)、机票中的“08：30”指的是(选填“时间”或“时刻”)，若整个行程约为2100km， 则飞机全程的平均速率约为km/h.
(2)、机场开放了自助值机与行李托运。若经济舱旅客的免费托运限额为20kg，超出部分每千克按机票票价的1.5%收取费用。该同学将行李自动称重后，系统内部压力传感器显示的“F-t”图像如图3所示，已知该同学的机票票价为1000.0元。g=10m/s2。则他还需补缴的金额为元。
(3)、过安检时，工作人员查看了该同学的充电宝。充电宝铭牌上写有“74W·h”。此参数反映了充电宝所具有的____A、电荷量值 B、额定电流值 C、额定能量值 D、额定功率值(4)、登机入座后，该同学透过舷窗看到初升太阳，如图4所示。已知大气的折射率随着海拔的升高而减小，则太阳的实际位置在____
A、A 处 B、B 处(5)、飞机在空中水平飞行时，该同学将靠背上的小桌板放下，其上放质量为m的饮料杯(含饮料)，如图5所示。①当飞机匀速飞行时，关于饮料杯对桌板作用力F的示意图，正确的是
A.
B.
C.
D.
②若饮料杯的重心在轻桌板OA、轻杆OB交点的正上方，保持轻桌板桌面水平，将杆OB调整至OB'位置，如图6所示。则OB'上受到的弹力(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
③在飞机水平飞行的一段时间内，该同学发现饮料杯中的液面与小桌板成α角，如图7所示。则飞机在做运动(选填“匀加速”、“匀减速”或“匀速”。取重力加速度为g. 此时飞机运动的加速度大小为。
(6)、飞机着陆后，机场的行李口开始工作。后台工作的示意图如图8(a)所示，其中K为光源，电源电动势E=12V，内阻不计。R1为定值电阻，R2为光敏电阻(无光照射时阻值大，有光照射时阻值小)。行李随传送带匀速采运动，当行李通过光源K与R2之间时，射向R2的光束被挡住。某段时间内，电压传感器的示数U随时间t变化的关系如图8(b)所示。则t0时刻，R2与K之间(选填“有”或“没有”)行李箱；有光照射和无光照射时R2的功率之比为。
二、变化的电流(共20分)
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2. 当今人类生存环境是一个“电的世界”，我们生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化电流。(1)、感应电流
如图所示，左端接有阻值R=2Ω电阻的足够长光滑导体框，固定在水平面上，整个装置处于坚直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=lT。一根长L=1m，质量m=1kg的导体棒在水平外力F的作用下由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小a=2m/s2。若框与导体棒的电阻不计，则外力F 随时间t变化的函数表达式为F=(N)，0～2s内流经导体棒的电量为C。
(2)、交流电的产生①交流发电机原理示意图如图所示。当线框转至和中性面重合时，穿过线框的磁通量（选填“最大”或“最小”）。
②(多选)下图中属于交流电的是
(3)、家庭电路所用的是如图所示的正弦交流电。
（1）该交流电的频率为Hz；电原有效值V。
（2）在研究交流电的功率时，通常用有效值表示交流电产生的效果。有效值的引入体现了
A、控制变量的思想 B、极限的思想
C、微小量放大的思想 D、等效替代的思想
（3）指出图12示的家庭电路中存在的三个安全隐患：
①；②；
③；
三、电动牙刷(共19分)
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3. 现在越来越多的人开始使用电动牙刷。某同学拆解了一支电动牙刷，发现它内部的主要部件除了电路板之外，还有电动机、(直流)充电电池、线圈等，如图13所示。该电动牙利使用了元线充电技术，充电座中的线圈接入交流电，牙刷内的线圈两端获得一定电压，再通过控制电路对牙刷内直流电池充电。
(1)、某段时间内充电底座线固有如图14所示方向正在增大的电流，从俯视的角度看，在牙刷内置线圈会产生（选填“顺时针“或“逆时针”)方向的感应电流。用多用电表测得充电时内置线圈两端的电压为4V，已知底座线圈接220V交流电，两线圈可视为理想变压器，则充电底座线圈与内置线圈的匝数之比为。
(2)、牙刷工作时，驱动电动机转动。电动机的额定电压为3V，额定电流为450mA，内阻为1Ω，则电动机正常工作时输出的机械功率为W(保留三位有效数字)，工作效率为%。(3)、①牙刷电动机正常工作时频率为30000r/min，声速为340m/s. 则电动机振动产生的声波波长为m。②当该同学启动牙刷并甩来甩去时，能听到牙刷振动发出声音的音调忽高忽低，这是因为声被的
A、共振 B、干涉 C、反射 D、多普勒效应
(4)、①该同学把牙刷内充满电的电池拆解出来后接入如图15(a)所示的电路中进行放电测试，测得电压表和电流表的示数随时间的变化关系如图15(b)所示，则滑动变阻器消耗的最大功率为W。
②(多选)关于实验后期，电压表示数急剧变小，下列说法正确的是
A、滑动变阻器的电压急剧变小；
B、滑动变阻器的电压主急剧变大；
C、可能是电池内阻急剧变大导致的；
D、可能是电池内阻急剧变小导致的。
四、蹦床运动(共18分)
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4. 2023年10月2日杭州亚运会蹦床比赛中，我国选手朱雪莹、胡译包揽冠亚军。该项目是运动员借助弹力床的弹力弹向空中，在空中做各种体操动作的竞技运动。在这次比赛中，若运动员的质量为m=60kg，某一次下落、反弹的过程中，传感器记录到运动员脚底从离水平网而h1=3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦到脚底离水平网面h2=5m的高处，运动员在空中始终保持四肢并拢的直立状态，与网接触的时间为t=1.5s。重力加速度g=10m/s2 ， 忽咯空气阻力。(1)、运动员比赛过程中：
①着网时的速度大小v1=m/s；
离开网时的速度大小v2=m/s 。
②计算从开始下落到蹦至5m高处这一过程中运动员重力冲量I的大小。
③计算触网时间内，网对运动员的平均作用力的大小。
④在此次触网时间内运动员机械能的变化量∆E=J。
(2)、关于蹦起高度比下落高度更高的情况，两位同学展开了讨论：甲同学说：“这是不可能的。根据机械能守恒，能量不可能无中生有地创造出来!”
乙同学说：“这是可能的。在运动员触间的整个过程中， 蹦床始终给人提供额外的能量。”
甲、乙两位同学的说法正确吗? 谈谈你的观点。
①同学 A．正确/B．错误 你的观点 甲 ①③乙 ②
②
③五、质谱仪(共18分)
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5. 质谱仪通常用作分离和检测物质组成，一般由加速电场、速度选择器、偏转磁场、质谱仪底片组成。如图16所示，一束含有多种成分的带电粒子（其所受重力均可忽咯)，无初速从0点进入加速电场，此电场中有0、a、b三点，沿着水平方向(x轴)上该三点的电势变化如图17所示，经电场加速后进入速度选择器，最后，部分粒子经半个圆周的偏转射到质谱仪底片上。通过计算机的处理，可分析粒子成分。
(1)、带电粒子的加速①a、b 两点的电场强度大小
A、Ea>Eb B、Ea<Eb C、Ea=Eb D、法确定
②(2分)若某带电粒子的电荷量为q，质量为m，则经过加速电场后，粒子离开加速电场的速度ν=。(图17中已知)
(2)、速度选择器中有垂直于纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大B1 ， 上下两极板之间的电势差为U，板间距为d，两板间可视为匀强电场。不考虑粒子的重力，经加速电场加速的粒子从极板的正中央进入速度选择器。①若粒子能水平匀速通过速度选择器，则粒子的速度大小=.
②若粒子不能水平匀速通过速度选择器，则粒子(选填“会”或“不会”)在速度选择器中做匀变速曲线运动。
(3)、质谱仪检测 不同的带电粒子匀速通过速度选择器后就能进入磁感应强度为B2的匀强偏转磁场，磁场方向垂直于纸面向里。①若某种粒子通过速度选择器后的速度为V0 ， 电荷量为e，质量为m。通过推导，写出该粒子偏转到质谱仪底片上的坐标Y的表达式：
②实际上，加速电场的电势差是不稳定的，会在区间[-∆U，+∆U]内浮动。现有某粒子和它的同位素，它们的电荷量相同，质量之比为1：2。调节速度选择器的参数，先后使这两个粒子匀速通过并进入偏转磁场发生偏转，为了不让这两个粒子落在底片上的位置重叠，通过计算，求出：∆U的取值范围。
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