精品解析：上海市上海交通大学附属中学2024届高三上学期摸底考试物理试题（原卷版）

上海交通大学附属中学2023-2024学年度第一学期高三物理摸底试卷注意事项：1.试卷满分100分，考试时间60分钟；2.本考试分设试卷和答题纸。答案一律写在答题纸上。3.标注“简答”的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。智能手机智能手机可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入，具有独立的操作系统，大多数采用大容量电池、电容式触摸屏，并可安装第三方程序，功能强大实用性高。1.5G（第五代移动通信技术）采用的通信频率比4G更高，则相比4G信号（）A.5G信号传播速度更快 B.5G信号波长更长C5G信号更趋近于直线传播 D.5G信号与4G信号相遇会发生干涉2.电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上、下两极板A、B分别接在一恒压直流电源的两端，当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，电容器的电容变大，在这过程中下列说法正确的是（）A.电容器所带电荷量增大 B.直流电源对电容器充电C.极板间的电场强度减小 D.电阻R上有从b到a的电流3.如表所示为某手机电池的铭牌数据，当以1A电流充电时，此电池从电量为零到充满至少需要______h；充满消耗的电能为______kWh。类型锂离子电池电压4.0V容量4000mAh充电限制电压DC5.0V4.智能手机有许多的传感器，如加速度传感器。小明用手平托着手机，迅速向下运动，然后停止。以竖直向上为正方向，手机记录了手机竖直方向的加速度a随时间t变化的图像如图所示。则下列判断正确的是（）A.时刻手受的压力最小 B.手机时刻比速度更小C.时刻手受的压力比手机重力小 D.时刻手机速度最大载人登月我国将在2030年前实现中国人首次登陆月球。载人登月任务主要过程为：首先发射月面着陆器，月面着陆器在环月轨道停泊等待，然后再发射新一代载人飞船，飞船与着陆器在环月轨道交会对接。航天员从飞船进入着陆器，着陆器与飞船分离后下降到月面，航天员开展月面活动。之后，航天员乘坐着陆器起飞上升与飞船对接，航天员进入飞船。飞船与着陆器登月舱分离后，返回地球。5.当月面着陆器在环月轨道做匀速圆周运动时，下列物理量发生变化的是（）A.动能 B.动量 C.角速度 D.机械能6.假设我国航天员登上月球，在月球表面水平抛出小球，如图所示是小球闪光照片的一部分。已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此分析：月球上的重力加速度为______；已知月球半径为R，着陆器返回停泊轨道时最小发射速度为______。7.若地球上人测得飞船从月球返回地球的时间为，飞船中的航天员测得飞船从月球返回地球的时间为，仅考虑狭义相对论效应，则（）A B. C. D.无法判断8.航天员离开着陆器登陆月面前必须身穿航天服。航天服内封闭了一定质量的理想气体，其体积，压强，温度。打开舱门前，需对舱内进行泄压直到舱内外压强相等，此时航天服内气体体积，温度，压强______Pa；为便于月面活动，航天员还需把航天服内的一部分气体缓慢放出，使体积恢复，气压降到。假设释放气体过程中温度不变，则放出的气体与原来气体的质量之比为______。室温超导2023年7月22日，韩国研究团队发布论文，声称合成了全球首个室温常压超导体。室温超导，即在室温条件下实现的超导现象。而通常情况下，材料只有在非常低的临界温度之下，电阻才会突然降到零，进入超导状态。9.如图虚线框内为高温超导限流器。当通过限流器的电流时，将造成超导体失超，从超导态转变为正常态（一个纯电阻，且）。已知超导临界电流为，限流电阻，小灯泡L上标有“6V6W”的字样，电源电动势，内阻。原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则（）A.灯泡L短路前通过的电流为B.灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态，通过灯泡电流为零C.灯泡L短路后通过的电流为4AD.灯泡L短路后通过的电流为10.如果能够实现常温超导，用超导体代替常规导线输电将会节约大量的电能。如图是远距离输电示意图，已知发电机的功率为300kW，输出电压300V，用户电压220V，升压变压器匝数比，输电导线总电阻为。变压器可视为理想变压器。求：①若用超导体代替常规导线，可以节省的功率是______；②降压变压器匝数比______。11.亿钡铜氧（YBCO）超导线材在94K时，将呈现超导特征，但常温下，仍然为一般导体。某同学在实验室找到一根用YBCO材料制成的弹性导电绳，想测量其电阻率。实验过程如下：如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。先闭合开关、，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数和。①断开开关，电流表的示数______（选填“变大”或“变小”），电压表的示数______（选填“变大”或“变小”），调节滑动变阻器R的滑片，使电流表示数为。记下此时电压表示数以及弹性导电绳AB间的距离和横截面积，则此时导电绳的电阻______（结果用含、和的式子表示）。②多次拉伸导电绳，每次都测量并记录AB间的距离L和导电绳横截面积S，调节滑动变阻器R的滑片的位置，使电流表的示数为，记下此时的电压表示数U。绘制如图（c）所示的图像。已知图线的斜率为k、纵截距为d，若不考虑电流表的内阻，则弹性导电绳的电阻率______。（结果用含k或d的式子表示）③若考虑电流表的内阻，则（2）中的电阻率的测量值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。带电粒子的运动电场和磁场都可以对带电粒子发生作用，因此可以利用电场和磁场来控制带电粒子的运动。12.托卡马克（一种磁约束装置）利用磁场对带电粒子的作用来实现可控核聚变，使一个氘核（）和一个氚核（）聚变结合成一个氦核（），同时放出一个粒子并向外辐射一个光子，放出的粒子为（）A质子 B.中子 C.电子 D.正电子13.甲、乙两点电荷相距L，乙的质量为m，在库仑力的作用下，它们由静止开始运动。刚开始运动时甲的加速度为a，乙的加速度为6a，经过一段时间后，乙的加速度变为a，速度为v，则此时两电荷相距______，甲的速度为______。14.电子在加速器中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，光的频率是电子圆周运动频率的n倍。设同步辐射光频率为，电子质量为m，电荷量为e，则加速器中的匀强磁场的磁感应强度______，若电子运动半径为R，则它的速率为______。15.如图所示，一质量为、带电荷量大小为的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向夹角为。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度g取。求：（，）①电场强度E的大小；②若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度大小v及方向。③若撤去电场，求小球摆到最低点时细线的弹力的大小。磁悬浮列车磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。16.有一种磁悬浮地球仪，通电时，地球仪会悬浮起来（如图甲），其原理如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来，则下列叙述中正确的是（）A.增大线圈中的电流，地球仪静止时受到的磁力变大B.线圈电路中的电源必须是交流电源C.线圈的a端应连接直流电源的正极D.线圈的a端应连接直流电源的负极17.上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处，其中最大转弯处半径达到8000米，而转弯处最小半径也达到1300米。一个质量50kg的乘客坐在以360km/h不变速率驶过半径2500米弯道的车厢内，重力加速度g取，下列说法不正确的是（）A.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适B.弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度C.乘客受到来自车厢的力大小约为539ND.乘客受到来自车厢的力大小约为200N18.与“磁悬浮”对应的一种技术叫“电悬浮”。如图所示，竖直平面内有a、b、c三个带电小球，其中a、b固定于绝缘水平面上，三球的连线恰好组成正三角形，“电悬浮”恰好能使小球c静止，则（）A.a、b的电荷量必相等B.a、b、c的电荷量必相等C.a、b有可能带相反电性的电荷D.c的重力大小等于a、c间的库仑斥力大小19.图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图，图乙是固定在车底部金属框abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场和，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场和同时以恒定速度沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨的ab边长、总电阻，实验车与线框的总质量，磁感应强度，磁场运动速度。已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力，求：①设时刻，实验车的速度为零，求金属框受到的磁场力的大小和方向；②求实验车的最大速率；③实验车以最大速度做匀速运动时，为维持实验车运动，外界需提供的总功率是多少？