2024年上海普陀區(qū)高三下學(xué)期二模物理試題及答案

2023學(xué)年第二學(xué)期普陀區(qū)高三質(zhì)量調(diào)研物理試考生注意：．試卷滿分100分，考試時(shí)間60分鐘。．本考試分設(shè)試卷和答題紙。答題前，務(wù)必在答題紙上填寫學(xué)校、班級、姓名。作答必須涂或?qū)懺诖痤}紙上，在試卷上作答一律不得分。每小題只能選一個(gè)選項(xiàng)。．本試卷標(biāo)注“計(jì)算”“簡答”“論證”等試題，在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。一、氣壓式升降椅（12分）如圖，某款氣壓式升降椅通過與椅面連接的氣缸上下運(yùn)動(dòng)來控制椅子升降，氣動(dòng)桿固定在底座上，氣缸與氣動(dòng)桿之間密閉一定質(zhì)量的空氣（氣椅面氣缸缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，不計(jì)氣缸與氣動(dòng)桿間的摩擦）。已知椅面與氣缸的總質(zhì)量為6.0kg30cmp0=1.0×105，重力加速度大小g=10）氣動(dòng)桿．沒有任何物體放置在椅面上時(shí)，1）密閉空氣的壓強(qiáng)為（A2.0×104．8.0×102）若降低室溫，椅面將（A．保持不動(dòng)）．1.0×10D1.2×105）．下降3）在室溫降低的過程中，密閉氣體的（A．內(nèi)能不斷減小，向外放出熱量．內(nèi)能保持不變，向外放出熱量）．內(nèi)能不斷減小，從外界吸收熱量D．內(nèi)能保持不變，從外界吸收熱量54慢下降12cm后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。該同學(xué)坐上椅面前氣缸內(nèi)密閉氣柱的長度為______cm。二、氫原子光譜（8分）氫原子光譜是指氫原子內(nèi)的電子在不同能級躍遷時(shí)所發(fā)射或nE/eV吸收不同波長的光子而得到的光譜。玻爾理論對其進(jìn)行了解釋，如∞05?0.544?0.85h=6.63×10J·se=3?1.511.6×10-）2?3.40n=4____________Hz24．一群處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子自發(fā)躍遷，輻射出的光子中僅0.2eV則該金屬的逸出功W=______eV。1?13.6．氫原子鐘是利用氫原子能級躍遷過程中產(chǎn)生的電磁波進(jìn)行校準(zhǔn)。北斗衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，根據(jù)狹義相對論，靜止在地面的氫原子鐘與安裝在北斗衛(wèi)星上的同一氫原子鐘相比（）A．走得慢．走得快．走時(shí)相同三、天宮課堂（28分）視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略地球自轉(zhuǎn)的。6．天宮空間站質(zhì)量為m，其運(yùn)行軌道半徑為r。若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則空間站在軌運(yùn)行周期為______，其具有的機(jī)械能為______（無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零）。．（多選）授課時(shí)，宇航員往金屬圈上的水膜中不斷注水，水膜“長成”了水球。與水膜成為水球原因相同的現(xiàn)象有（）/cm．若用彈簧振子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將一根彈性長繩左端與振子相連，Oax軸，振子振動(dòng)后，某時(shí)刻長繩的波形圖如圖b所示。O/m（1）該時(shí)刻，繩上x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向是（）圖aAx軸正方向．沿y軸正方向．沿x軸負(fù)方向Dy軸負(fù)方向/cm4O（2）若繩波的波速為2.5m/s，則該彈簧振子的振動(dòng)周期為______s。1234/m圖b．觀看在方格布前研究小球碰撞的授課視頻后，某同學(xué)通過軟①件每隔相等時(shí)間截取一張視頻圖片，如圖為連續(xù)截取的三張圖片。1）若小球和大球的質(zhì)量分別為m、m，則可估算出（）12Amm=12．mm=13②③1212．mm=23Dmm=1512122）通過估算可判斷兩小球的碰撞屬于（）A．彈性碰撞．非彈性碰撞10．“高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜”的簡化模型如圖所示，A和B是兩OAA的同時(shí)使B向右噴氣；又經(jīng)過時(shí)間2，關(guān)閉B，此時(shí)柜體又懸浮vAB于O點(diǎn)AB1與2的比值為______。RP的環(huán)形玻璃磚模擬光在水球中的傳播。將玻璃磚放置在水平面上，i內(nèi)壁外壁一束單色光從P點(diǎn)以入射角i射入玻璃磚，如圖所示。1i=45°n=_____。2）若單色光經(jīng)一次折射后，恰好在玻璃磚內(nèi)壁發(fā)生全反射，則入射角i=_____。四、風(fēng)的利用（28分）類對風(fēng)的有效。12．某同學(xué)靜止站在水平地面上放風(fēng)箏（風(fēng)箏的重力不能忽略），他緩慢ab若風(fēng)箏在a、b兩點(diǎn)時(shí)，細(xì)線對風(fēng)箏的拉力大小相等。ba1b兩點(diǎn)受到空氣對其的作用力大小分別為FF）abAa>Fb2ab兩點(diǎn)受到空氣對其的作用力方向與豎直方向的夾角分別為θθ，則（．a(chǎn)=Fb．a(chǎn)<Fb）abAθ＞θb．a(chǎn)=θb．＜θb13．一艘帆船受水平風(fēng)力的推動(dòng)，在靜水中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v0。若水對船阻，船帆的迎風(fēng)面積為S，空氣密度為ρ，則風(fēng)速約為（）ffρSffρSA．?v0．+0．?0D．+0供清潔能源。rArB1L的葉片獲取風(fēng)aT輪尖端的線速度的大小為______輪如圖b所示，ABr=2r。圖a圖bABAB點(diǎn)的向心加速度大小之比a∶a=______。AB（2）風(fēng)力發(fā)電的輸電原理如圖所示（變壓器均為理想變壓器）。若輸電線的總電阻為28Ω，降壓變壓器的匝數(shù)比nn=1301U=I1n1<22I33>4I4r344發(fā)電機(jī)用戶220V、輸出功率為1430kW，那么降壓變壓器輸入U(xiǎn)1U2U3U4電壓3=______V，輸電線的焦耳熱功率P______kW。=熱r．某風(fēng)速測量裝置由風(fēng)杯組系統(tǒng)和電ab所示。電磁信號產(chǎn)生系統(tǒng)由半徑為L圓形區(qū)彈性簧片OaA風(fēng)杯Ar固定于風(fēng)輪轉(zhuǎn)軸的導(dǎo)體棒OA（導(dǎo)體棒長度大于以及測量電路共同組成。勻強(qiáng)磁場的磁AOR轉(zhuǎn)軸b圖a風(fēng)杯組系統(tǒng)圖b電磁信號產(chǎn)生系統(tǒng)（俯視圖）感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向下。1A端與彈性簧片接觸時(shí)，流經(jīng)電流表的電流方向是（）Aab．→a2A端與彈性簧片接觸時(shí)流過電路的電流強(qiáng)度恒為I護(hù)電阻的阻值為，其余電阻不計(jì)。求風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。五、人工放射性（24分）1934年，約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔Al，獲得了中子和P，放射性同P和正電子。磷30是首個(gè)通過人工方法獲得的。．同位素具有相同的（）A．核子數(shù)．中子數(shù)．質(zhì)子數(shù)17．磷30具有放射性，其衰變方程為30P→30+______。30P的半衰期是2.5min，1514154gP10min后還剩______g。α離子和Si4+等五種粒子一起注入到加速電場的中心（忽略各粒子的初速度），部分粒子經(jīng)電場加速從加速電場負(fù)極板上的小孔N射出；然后沿以O(shè)1為圓心、R為半徑的圓弧通過靜電分析器，再經(jīng)速度選擇器篩選后，某種粒子進(jìn)入磁分析器中，在磁場中偏轉(zhuǎn)后被磁場邊界處的探測板收集。設(shè)原子核中每個(gè)核子的質(zhì)量均為m，已知元電荷為e（整個(gè)系統(tǒng)處于真空中，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力）。加速電場靜電分析器MPN探測板RO12B③②①磁分析器速度選擇器（1）經(jīng)電場加速從加速電場負(fù)極板上的小孔N射出的粒子有_______________。2ULO1等Si4+在加速電場中所受電場力大小為______。靜電分析器中，與圓心O1距離為R處的電場強(qiáng)度的大小為______。32②、③所示，分析說明到達(dá)探測板的粒子是Si。42O2為圓心的足夠大半圓形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為BSi4+在磁分析器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移大小。2023學(xué)年第二學(xué)期普陀區(qū)高三質(zhì)量調(diào)研物理學(xué)科參考答案一、氣壓升降椅（3+3+3+3=12分）．（1）D．202C3A二、氫原子光譜（2+2+2+2=8分）．61.6×1014．12.86．B三、天宮課堂（3+3+3+3+3+3+3+3+2+2=28分）r3GM2r．2π；?．（多選）．（1）C20.82A．（1）D．2+1．（1）2230°四、風(fēng)的利用（3+3+3+3+3+3+3+3+4=28分）．（1C．B2A2πL．（1）；12228600；70T．（1BωL+0122）導(dǎo)體棒OA轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv==BLω①2A端與彈性簧片接觸時(shí)，由閉合電路歐姆定律可知E=I(R+r)②122I(R+r)由①②得BLω=I(R+r)，解得ω=BL2五、人工放射性（3+2+2+3+3+3+4+4=24分）．C．e；0.25．（1Si、α粒子、正電子4UeLUR2）；3SiαN1212qUmUq=mv2v=Siαv<v<v；αeSiα粒子、正電子三種粒子進(jìn)入速度選擇器時(shí)受到指向負(fù)極板的電場力和指向正極板的洛倫茲力Bqv=Bqvv>v00子將向正極板偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入速度選擇器的粒子速度v越大偏轉(zhuǎn)越明顯。因此①、②、③三條運(yùn)動(dòng)軌跡對應(yīng)粒子進(jìn)入速度選擇器的速度關(guān)系為v<v<v；綜上所述，Siα粒子、③②①正電子在速度選擇器中的運(yùn)動(dòng)軌跡分別是③、②、①，故只有4+進(jìn)入磁分析器偏轉(zhuǎn)后打到探測板上。4Si4+進(jìn)入磁分析器后受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周打到探測板上qUmqBv2rmvqBm1BUmq1BUm01B15Um0由Bqv=m得r=====ee2πrv2πm60πm0m0eBT=T===qB4eB1215πm02eB1B30Um0Si4+在磁分析器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T=，位移大小s=2r=。e2023學(xué)年第二學(xué)期普陀區(qū)高三質(zhì)量調(diào)研物理試卷原稿考生注意：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)必在答題紙上填寫學(xué)校、班級、姓名。作答必須涂或?qū)懺诖痤}紙上，在試卷上作答一律不得分。3每小題只能選一個(gè)選項(xiàng)。4．本試卷標(biāo)注“計(jì)算”“簡答”“論證”等試題，在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。一、氣壓式升降椅（12分）如圖，某款氣壓式升降椅通過與椅面連接的氣缸上下運(yùn)動(dòng)來控制椅子升降，氣動(dòng)桿固定在底座上，氣缸與氣動(dòng)桿之間密閉一定質(zhì)量的空氣（氣缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，不計(jì)氣缸與氣動(dòng)桿間的摩擦）。已知椅面與氣缸的總質(zhì)量為6.0kg30cmp＝1.0×10Pa，重力加速度大小g10m/s）1．沒有任何物體放置在椅面上時(shí)，1）密閉空氣的壓強(qiáng)為A2.0×102）若降低室溫，椅面將A．8.0×10．1.0×10．下降D1.2×10．保持不動(dòng)3）在室溫降低的過程中，密閉氣體的A．內(nèi)能不斷減小，向外放出熱量．內(nèi)能保持不變，向外放出熱量．內(nèi)能不斷減小，從外界吸收熱量D．內(nèi)能保持不變，從外界吸收熱量254kg12cm后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。該同學(xué)坐上椅面前氣缸內(nèi)密閉氣柱的長度為______cm。二、氫原子光譜（8分）氫原子光譜是指氫原子內(nèi)的電子在不同能級躍遷時(shí)所發(fā)射或吸收不同波長的光子而得到的光譜。玻爾理論對其進(jìn)行了解釋，如圖為氫原子的能級圖。（普朗克常量＝6.63×10J·s，元電荷＝1.6×10）3．一群處于n＝4能級上的氫原子，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出______z24．一群處于n激發(fā)態(tài)的氫原子自發(fā)躍遷，輻射出的光子中僅有一種能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子的最大初動(dòng)能為0.2eV，則該金屬的逸出功W______eV。5．氫原子鐘是利用氫原子能級躍遷過程中產(chǎn)生的電磁波進(jìn)行校準(zhǔn)。北斗衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，根據(jù)狹義相對論，靜止在地面的氫原子鐘與安裝在北斗衛(wèi)星上的同一氫原子鐘相比A．走得慢．走得快．走時(shí)相同三、天宮課堂（28分）視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。6．天宮空間站質(zhì)量為m，其運(yùn)行軌道半徑為r。若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則空間站在軌運(yùn)行周期為______，其具有的機(jī)械能為______（無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零）。7．（多選）授課時(shí)，宇航員往金屬圈上的水膜中不斷注水，水膜“長成”了水球。與水膜成為水球原因相同的現(xiàn)象有8．若用彈簧振子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將一根彈性長繩左端與振子相連，Oax軸，振子振動(dòng)后，某時(shí)刻長繩的波形圖如圖b所示。（1）該時(shí)刻，繩上x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向是Ax軸正方向．沿y軸正方向．沿x軸負(fù)方向Dy軸負(fù)方向22.5m/s______s。91）若小球和大球的質(zhì)量分別為m、m，則可估算出12Am：m1：2．m：m＝：31212．m：m＝：3Dm：m1：512122）通過估算可判斷兩小球的碰撞屬于A．彈性碰撞．非彈性碰撞A和BO同時(shí)使A向左噴氣；經(jīng)過時(shí)間tA的同時(shí)使B向右噴氣；又經(jīng)過時(shí)間tB，此時(shí)柜體又懸浮于O點(diǎn)。若、Bt與t的比值為______。12．觀看“太空水球”光學(xué)實(shí)驗(yàn)后，某同學(xué)用內(nèi)徑為、外徑為2R的環(huán)形玻璃磚模擬光在水球中的傳播。將玻璃磚放置在水平面上，一束單色光從P入射角i射入玻璃磚，如圖所示。1）若i=45，單色光經(jīng)一次折射后，恰好與玻璃磚內(nèi)壁相切，則玻璃磚對該單色光的折射率n_____。（2）若單色光經(jīng)一次折射后，恰好在玻璃磚內(nèi)壁發(fā)生全反射，則入射角i_____。四、風(fēng)的利用（28分）類對風(fēng)的有效利用。風(fēng)箏先后經(jīng)過同一豎直線上的a、b兩點(diǎn)，如圖所示。若風(fēng)箏在a、b兩點(diǎn)時(shí)，細(xì)線對風(fēng)箏的拉力大小相等1）風(fēng)箏在ab兩點(diǎn)受到空氣對其的作用力大小分別為FFabAF＞b．＝b．＜b2ab兩點(diǎn)受到空氣對其的作用力方向與豎直方向的夾角分別為θ、θabAθaθb．θθb．θθb13．一艘帆船受水平風(fēng)力的推動(dòng)，在靜水中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v。若水對船阻力大小恒為，船帆的迎風(fēng)面積為S，空氣密度為ρ，則風(fēng)速約為ffSfSfSA．．．D．v0v0v0v0S電，為人們提供清潔能源。（1）某款風(fēng)電機(jī)組通過三片長度為L的葉片獲取arArBT______輪箱某組齒輪如圖b所示，B為齒輪上兩點(diǎn)，已知r＝r。A、B點(diǎn)的向心加速度大小之比ABaa＝______。AB圖a圖b2壓變壓器的匝數(shù)比nn＝1301，副線圈的34輸出電壓U4220V1430kW么降壓變壓器輸入電壓U3______V的焦耳熱功率P＝______k