2024屆上海市嘉定區(qū)高三下學(xué)期二模物理試題

學(xué)年高三年級(jí)第二次質(zhì)量調(diào)研物理試卷考生注意：1．試卷滿分100分，考試時(shí)間60分鐘。2．本考試分設(shè)試卷和答題紙。答題前，務(wù)必在答題紙上填寫姓名、學(xué)校和班級(jí)，并將核對(duì)后的條形碼貼在指定位置。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。3．本試卷標(biāo)注“多選”的試題，每小題應(yīng)選兩個(gè)及以上的選項(xiàng)，但不可全選；未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只能選一個(gè)選項(xiàng)。4．本試卷標(biāo)注“計(jì)算”“簡(jiǎn)答”“論證”的試題，在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問(wèn)題過(guò)程中，須給出必要的圖示、文字說(shuō)明、公式、演算等。（本卷所用重力加速度為g）一、實(shí)驗(yàn)和理論物理學(xué)中，實(shí)驗(yàn)與理論密不可分，實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察和測(cè)量為理論提供依據(jù)和驗(yàn)證，而理論則通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與解釋，提煉出普適規(guī)律并對(duì)新的現(xiàn)象做出預(yù)測(cè)。1．（配對(duì)）將下列物理實(shí)驗(yàn)與其對(duì)應(yīng)的推理結(jié)論進(jìn)行配對(duì)。A．奧斯特實(shí)驗(yàn) B．邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn) C．α粒子轟擊鈹原子核實(shí)驗(yàn)D．焦耳定律實(shí)驗(yàn) E．密立根油滴實(shí)驗(yàn) F．α粒子散射實(shí)驗(yàn)（1）（）間接驗(yàn)證了電子電荷的存在，并測(cè)定了元電荷的數(shù)值。（2）（）獲得一種穿透性極強(qiáng)的中性粒子流，為原子核模型理論提供重要的證據(jù)。（3）（）未能觀察到地球相對(duì)于以太的運(yùn)動(dòng)，對(duì)以太假說(shuō)產(chǎn)生了質(zhì)疑，為愛(ài)因斯坦的相對(duì)論提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。（4）（）揭示了電能轉(zhuǎn)化為熱能的定量關(guān)系，驗(yàn)證了能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電熱效應(yīng)中的有效性。（5）（）首次發(fā)現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，揭示了電與磁的相互聯(lián)系。2．（多選）下列物理現(xiàn)象中可以在牛頓力學(xué)的框架下得到解釋的有（）A．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)B．鳥的飛行 C．中子星的自轉(zhuǎn) D．子彈的飛行E．激光 F．加速器中高能粒子的運(yùn)動(dòng)G．引力波H．量子通信 I．電子的運(yùn)動(dòng)3．一個(gè)質(zhì)量為m、半徑為R的天體所產(chǎn)生的引力場(chǎng)強(qiáng)弱通常用一個(gè)數(shù)來(lái)描寫，其中G為引力常量，c為真空中的光速。對(duì)于黑洞，這個(gè)值接近于1。根據(jù)國(guó)際單位制推斷c的指數(shù)x的數(shù)值為_(kāi)_____。4．玻爾運(yùn)用經(jīng)典理論結(jié)合量子化假設(shè)描述了氫原子的軌道和能級(jí)。（1）n為量子數(shù)，rn、En分別表示第n條可能的軌道半徑和電子在半徑為rn軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)氫原子的能量，r1為核外電子第1條（離原子核最近的一條）可能的軌道半徑。以下符合玻爾理論的是（）rrnAO1r234nnrn2BO1r2341111EnnCO1234EEnn2DO1234E（2）氫原子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)向外輻射電磁波，電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能______，電子與氫原子核間的電勢(shì)能______。（選填“增大”“減小”或“不變”）二、自行車自行車是一種常見(jiàn)的代步工具，騎車出行不僅環(huán)保，還兼具健身作用。右圖所示為自行車的主要傳動(dòng)部件，鏈輪和飛輪用鏈條相連，踏板通過(guò)曲柄和鏈輪固定連接，后輪與飛輪固定連接。當(dāng)用力蹬踏板時(shí)，后輪就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使自行車前進(jìn)。名稱鏈輪飛輪齒數(shù)48382816182124281．表中給出了某變速自行車的鏈輪、飛輪的齒數(shù)，通過(guò)匹配兩者不同的齒數(shù)，可以改變踏板轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)自行車的行進(jìn)距離。已知該自行車前后輪的周長(zhǎng)均為2m，人腳踩踏板轉(zhuǎn)速1.5r/s恒定。（1）當(dāng)自行車在水平地面上沿直線騎行時(shí)，后輪為主動(dòng)輪，后輪對(duì)地面的摩擦力的方向（）A．水平向前B．水平向后（2）曲柄長(zhǎng)度為170mm，踏板做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為_(kāi)_____，線速度為_(kāi)_____。（3）（計(jì)算）求騎行的最大速度。2．保持適當(dāng)?shù)妮喬鈮簩?duì)延長(zhǎng)輪胎壽命和提升騎行感受至關(guān)重要，已知某款自行車輪胎容積為1.8L且保持不變，在環(huán)境溫度27°C時(shí)胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2.1atm，外界大氣壓強(qiáng)始終為1atm。（1）（計(jì)算）長(zhǎng)時(shí)間騎行后胎內(nèi)溫度上升為37°C，此時(shí)胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為多少？（2）車胎的氣門芯會(huì)緩慢漏氣，每天漏出的氣體在環(huán)境中的體積為0.2L，經(jīng)過(guò)______天輪胎內(nèi)氣壓降低為1.2atm。（3）（簡(jiǎn)答）若車胎被扎一個(gè)小洞，氣體從小洞沖出會(huì)導(dǎo)致胎內(nèi)氣體溫度下降，對(duì)此現(xiàn)象做出解釋。三、彈簧和球CBA（a）如圖（a）所示，輕彈簧豎立在地面上，正上方有一質(zhì)量為m的球從A處自由下落，落到BCBA（a）1．AB距離為d，球剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能Ek=______；2．（簡(jiǎn)答）某同學(xué)認(rèn)為：從A運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中球的機(jī)械能不變。以上說(shuō)法你認(rèn)同嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。axaxO（b）A．FN<2mgB．FN=2mgC．FN>2mg4．（作圖）取A處為坐標(biāo)原點(diǎn)O，豎直向下為正方向，建立x軸，在圖（b）中定性畫出從A運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中球的加速度a隨位移x變化的圖像。四、光的認(rèn)識(shí)人類對(duì)于光的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程，從牛頓的微粒說(shuō)，到惠更斯的波動(dòng)說(shuō)，麥克斯韋的電磁說(shuō)，一直到光的波粒二象性學(xué)說(shuō)，認(rèn)識(shí)不斷深入。（a）1．光的微粒說(shuō)認(rèn)為光子由大量具有質(zhì)量的微粒構(gòu)成，這些微粒在均勻介質(zhì)中以確定速度傳播。微粒說(shuō)對(duì)折射定律的解釋如下：彈性粒子由空氣入射到介質(zhì)表面時(shí)受到介質(zhì)對(duì)其的引力作用，其方向垂直介質(zhì)表面指向介質(zhì)內(nèi)部，因此入射粒子與介質(zhì)表面平行的速度分量并不改變，即v0||=v||，而垂直介質(zhì)表面的速度分量由于引力作用而由v0⊥增大為v⊥，入射粒子和折射粒子的速度及其分量如圖（a）所示，由此可以得到入射角（a）（b）2．冰的折射率為1.31，用直徑為10cm、長(zhǎng)為1m的冰柱代替玻璃制作“冰纖”，使光在冰柱內(nèi)沿圖（b）所示路徑傳播，入射角為，則sin（b）3．干涉、衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)。（c）（1）雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖（c）所示，雙縫干涉條紋分布特征是______，可使用______傳感器來(lái)觀察干涉圖樣；根據(jù)，通過(guò)測(cè)量L、d、x這三個(gè)物理量可以間接測(cè)得波長(zhǎng)λ，該關(guān)系式中L是______，調(diào)節(jié)L使其減小，相鄰條紋間距x將______；為減小x的測(cè)量誤差，測(cè)得相鄰N個(gè)條紋的間距為D，則x=______。（c）（2）在“觀察光的衍射現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，保持縫到光屏的距離不變，增加縫寬，屏上衍射條紋間距將______。衍射現(xiàn)象表明，光沿直線傳播只是一種近似規(guī)律，只有在______情況下，光才可以看作是沿直線傳播的。五、噴瓜果實(shí)果柄（a）（b果實(shí)果柄（a）（b）莖1．圖（b）為靜止低垂的果實(shí)的示意圖，果實(shí)對(duì)果柄的作用力方向最接近的是（）ABCD2．像噴瓜這樣，系統(tǒng)在內(nèi)力作用下向某一方向發(fā)射部分物質(zhì)從而使系統(tǒng)的剩余部分向相反方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，稱為_(kāi)_____現(xiàn)象，舉出該現(xiàn)象的另一個(gè)例子______。3．若向下噴出種子后瞬間，果實(shí)質(zhì)量為m，獲得向上的作用力為F，此時(shí)該果實(shí)的加速度大小為_(kāi)_____。4．假設(shè)兩顆質(zhì)量相同的種子，水平噴出時(shí)相對(duì)于果實(shí)的速度相同，有兩種噴出情況：①兩顆種子同時(shí)噴出；②兩顆種子依次噴出。則果實(shí)所獲得的水平速度（）A．情況①下更大 B．情況②下更大C．兩種情況一樣大5．若一果實(shí)噴完種子后飛出（忽略空氣阻力的影響）：（1）假設(shè)果實(shí)水平射出，射程為x，要估算水平的初速度v0，還需要知道的物理量及其符號(hào)是______，v0=______。（2）（多選）若該果實(shí)以相同初速度大小，從同一高度分別豎直向上和水平飛出，落地瞬間果實(shí)的()A．動(dòng)能相同B．動(dòng)能不同C．動(dòng)量相同D．動(dòng)量不同(3)豎直向上和水平飛出兩種情況中該果實(shí)所受重力的沖量分別為I1、I2。則（）A．I1>I2 B．I1=I2C．I1<I2六、著艦著艦是艦載機(jī)降落在航母上的過(guò)程，其中包括攔阻階段，即借助甲板的阻攔索系統(tǒng)，在短時(shí)間內(nèi)急劇減速，安全停在航母甲板上。ABCD1．設(shè)航母靜止，甲板上的水平跑道簡(jiǎn)化后如右圖所示，A為降落點(diǎn)，C處裝有阻攔索，為避免阻攔索所承受的拉力過(guò)大，阻攔索中點(diǎn)被拉至D處開(kāi)始工作，艦載機(jī)做加速度大小為a的勻減速運(yùn)動(dòng)到達(dá)B處停下。AD=s，艦載機(jī)質(zhì)量為m，在D處速度為vD，艦載機(jī)降落過(guò)程受到恒定阻力為f（不包括阻攔索的作用）。為保證在著艦失敗的情況下能再次起飛，著艦過(guò)程中艦載機(jī)始終保持FABCD（1）（作圖）畫出艦載機(jī)在AD間運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力示意圖；（2）（計(jì)算）求艦載機(jī)的著艦距離SAB；（3）（計(jì)算）求艦載機(jī)在A點(diǎn)的著艦速度vA；（4）（論證）阻攔索如果設(shè)計(jì)成剛勾住時(shí)就開(kāi)始工作，是不合理的。說(shuō)明其中的原因。MNQPabRv0ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ2．（計(jì)算）我國(guó)新一代航母福建艦采用了電磁阻攔技術(shù)，其工作原理如右圖，電阻不計(jì)的平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)，軌道左端連接阻值為R的電阻。長(zhǎng)度為L(zhǎng)、阻值為r、質(zhì)量不計(jì)的導(dǎo)體棒abMNQPabRv0ⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ若軌道間不加磁場(chǎng)，艦載機(jī)需滑行距離s后才能靜止。若軌道間存在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab棒與軌道始終接觸良好且垂直于軌道，艦載機(jī)滑行時(shí)間t后減速到靜止，則滑行距離為多少？

參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、實(shí)驗(yàn)和理論（18分）1.（1+1+1+1+1=5分）（1）E（2）C（3）B（4）D（5）A2.（4分）ABD（單選A、單選B、單選D、只選AB、只選BD、只選AD這6種情況屬于漏選，得2分；其余情況不得分）3.（2分）24.（1）（3分）C（2）(2+2=4分）增大；減小二、自行車（19分）1.（1）（2分）B（2）（2+2=4分）3πrad/s（或者9.42rad/s）；1.6m/s（3）（4分）解：設(shè)鏈輪與飛輪齒數(shù)比為k，后輪周長(zhǎng)為l。鏈輪與腳踏板的轉(zhuǎn)速n相同，后輪與飛輪的轉(zhuǎn)速相同，鏈輪與飛輪的線速度相同，即得到所以后輪轉(zhuǎn)速，每秒前進(jìn)距離為lnk （1分）當(dāng)齒數(shù)比取時(shí)，速度最大 （1分） （2分）2.（1）（4分）解：輪胎內(nèi)的密閉氣體做等容變化，由查理定律 （1分） （1分） （2分）（2）（3分）8.1（3）（2分）可以從宏觀角度，也可以從微觀角度解釋。定律、理想氣體、碰撞模型等，得1分；體現(xiàn)溫度與分子平均動(dòng)能的關(guān)聯(lián)，得1分。三、彈簧和小球（10分）1.（2分）mgd2.（3分）我不認(rèn)同該同學(xué)的說(shuō)法。這個(gè)說(shuō)法沒(méi)有分清對(duì)象（系統(tǒng)），球的機(jī)械能包括球的動(dòng)能、球（與地球構(gòu)成的系統(tǒng)）的重力勢(shì)能。AB段的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，球的機(jī)械能守恒。BC段彈力對(duì)球做負(fù)功，球機(jī)械能減小。[或者指出正確表述：從A到C的過(guò)程中，球與彈簧（包括地球）構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。]（判斷1分，理由2分）axOgaxOg4.（3分）四、光的認(rèn)識(shí)（13分）1.（2分）這個(gè)解釋會(huì)得出“空氣中的光速小于介質(zhì)中的光速”的結(jié)論，這與光疏介質(zhì)中的光速大于光密介質(zhì)的事實(shí)不符。2.（3分）0.133.（1）（1+1+1+1+1=5分）明暗條紋等間距分布；光強(qiáng)分布；雙縫間距；增大；D/(N?1)（2）（1+2=3分）變??；障礙物或孔的尺寸遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)（或者波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于障礙物或孔的尺寸）五、噴瓜（20分）1.（3分）D2.（1+2=3分）反沖；例1，魷魚通過(guò)向后噴射水流使自身快速向前游動(dòng)例2，高溫高壓的氣體以很大的速度從火箭尾部向后噴出，將火箭推向前方例3，發(fā)射炮彈，炮身后退例4，園林噴灌裝置一邊噴水一邊旋轉(zhuǎn)（舉例2分，舉例合理且有描述即可，如果只出現(xiàn)名詞，得1分。）3.（2分）4.（3分）B5.（1）（2+2=4分）第一種答案：飛行時(shí)間t；。第二種答案：離地高度h；（2）（3分）AD（單選A或單選D屬于漏選，得1分；其余情況不得分）（3）（2分）A六、著艦（20分）1.（1）（2分）AD區(qū)間阻攔索尚未工作，艦載機(jī)受到重力G（豎直向下）、甲板支持力FN（豎直向上）、恒定推力F0（水平向前）、和阻力f（水平向后）四個(gè)力。（受力圖略，字母需要表示完整。）（2）（3分）DB過(guò)程為勻減速直線運(yùn)動(dòng)由可得。 （2分）著艦距離 （1分）（3）（4分）AD過(guò)程，由動(dòng)能定理， （2分）解得在A點(diǎn)的速度 （2分）（4）（3分）畫出阻攔索在夾角θ接近180°時(shí)阻攔索中點(diǎn)受艦載機(jī)拉力