上海市普陀區(qū)高三下學(xué)期二模試題物理

2023學(xué)年第二學(xué)期普陀區(qū)高三質(zhì)量調(diào)研物理試卷考生注意：1．試卷滿分100分，考試時間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．本試卷標注“多選”的試題，每小題應(yīng)選兩個及以上的選項；未特別標注的選擇類試題，每小題只能選一個選項。4．本試卷標注“計算”“簡答”“論證”等試題，在列式計算、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）氣動桿椅面氣缸如圖，某款氣壓式升降椅通過與椅面連接的氣缸上下運動來控制椅子升降，氣動桿固定在底座上，氣缸與氣動桿之間密閉一定質(zhì)量的空氣（氣缸氣密性、導(dǎo)熱性良好，不計氣缸與氣動桿間的摩擦）。已知椅面與氣缸的總質(zhì)量為6.0kg，氣動桿的橫截面積為30cm2。（大氣壓強p0=1.0×105Pa，重力加速度大小g=10m/s氣動桿椅面氣缸1．沒有任何物體放置在椅面上時，（1）密閉空氣的壓強為（）A．2.0×104Pa B．8.0×104Pa C．1.0×105Pa D．1.2×105Pa（2）若降低室溫，椅面將（）A．上升 B．保持不動 C．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 B．內(nèi)能不斷減小，從外界吸收熱量C．內(nèi)能保持不變，向外放出熱量 D．內(nèi)能保持不變，從外界吸收熱量2．在室溫恒定的房間中，質(zhì)量為54kg的某同學(xué)坐上空的椅面（雙腳始終懸空），椅面緩慢下降12cm后達到穩(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）1?13.6?1.51?0.85?0.540?3.402345nE/eV∞氫原子光譜是指氫原子內(nèi)的電子在不同能級躍遷時所發(fā)射或吸收不同波長1?13.6?1.51?0.85?0.540?3.402345nE/eV∞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______種不同頻率的光，其中最小頻率為______Hz（保留2位有效數(shù)字）。4．一群處于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)生的電磁波進行校準。北斗衛(wèi)星繞地球運動，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 B．走得快 C．走時相同三、天宮課堂（28分）中國宇航員利用“天宮”空間站的微重力環(huán)境，進行的太空授課活動。將空間站的運動視為勻速圓周運動，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。6．天宮空間站質(zhì)量為m，其運行軌道半徑為r。若地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則空間站在軌運行周期為______，其具有的機械能為______（無窮遠處引力勢能為零）。7．（多選）授課時，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（）y/cmy/cmx/mOOy/cmx/m4?44321圖a圖bC．草上的露珠成球形D．玻璃上的石蠟熔化呈圓形A．水黽可停在水面上B．空間站中形成的“水橋”8．若用彈簧振子進行實驗，將一根彈性長繩左端與振子相連，O是振子振動的平衡位置，如圖a所示。垂直于彈簧沿繩建立x軸，振子振動后，某時刻長繩的波形圖如圖b所示。（1）該時刻，繩上x=2.5m處的質(zhì)點振動方向是（）A．沿x軸正方向 B．沿x軸負方向C．沿y軸正方向 D．沿y軸負方向（2）若繩波的波速為2.5m/s，則該彈簧振子的振動周期為______s。①②③9．觀看在方格布前研究小球碰撞的授課視頻后，某同學(xué)通過軟件每隔相等時間截取一張視頻圖片，如圖為連續(xù)截取的①②③（1）若小球和大球的質(zhì)量分別為m1、m2，則可估算出（）A．m1：m2=1∶2 B．m1：m2=1∶3C．m1：m2=2∶3 D．m1：m2=1∶5（2）通過估算可判斷兩小球的碰撞屬于（）A．彈性碰撞 B．非彈性碰撞ABv10．“高微重力科學(xué)實驗柜”的簡化模型如圖所示，A和B是兩個噴氣裝置。宇航員演示時，先使柜體懸浮于空間站中O點。然后給其一個向左的初速度，同時使A向左噴氣；經(jīng)過時間t1，關(guān)閉A的同時使B向右噴氣；又經(jīng)過時間t2，關(guān)閉B，此時柜體又懸浮于O點。若A、B噴氣時對柜體的作用力大小恒定且相等（忽略噴出氣體的質(zhì)量），則t1與t2的比值為ABvi內(nèi)壁外壁P11．觀看“太空水球”光學(xué)實驗后，某同學(xué)用內(nèi)徑為R、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點以入射角ii內(nèi)壁外壁P（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）風(fēng)是由空氣流動引起的一種自然現(xiàn)象。從放飛風(fēng)箏、風(fēng)帆助航，到風(fēng)力發(fā)電……都是人類對風(fēng)的有效利用。ab12．a(chǎn)b（1）風(fēng)箏在a、b兩點受到空氣對其的作用力大小分別為Fa、Fb，則（）A．Fa>Fb B．Fa=Fb C．Fa<Fb（2）風(fēng)箏在a、b兩點受到空氣對其的作用力方向與豎直方向的夾角分別為θa、θb，則（）A．θa＞θb B．θa=θb C．θa＜θb13．一艘帆船受水平風(fēng)力的推動，在靜水中做勻速直線運動，速度大小為v0。若水對船阻力大小恒為f，船帆的迎風(fēng)面積為S，空氣密度為ρ，則風(fēng)速約為（）A．EQ\R(\F(f,ρS))?v0 B．EQ\R(\F(f,ρS))+v0 C．EQ\F(f,ρS)?v0 D．EQ\F(f,ρS)+v0圖a圖brArB14．圖a圖brArB（1）某款風(fēng)電機組通過三片長度為L的葉片獲取風(fēng)能，如圖a所示。葉片勻速轉(zhuǎn)動一周的時間為T，葉輪尖端的線速度的大小為______。升速齒輪箱某組齒輪如圖b所示，A、B為齒輪上兩點，已知rA=2rB。A、B點的向心加速度大小之比aA∶aB=______。rU1I1I2I4U4發(fā)電機用戶n3>n4U3U2n1<n2I3r（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，rU1I1I2I4U4發(fā)電機用戶n3>n4U3U2n1<n2I3r圖a風(fēng)杯組系統(tǒng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)軸OAOA彈性簧片AabR圖b電磁信號產(chǎn)生系統(tǒng)（俯視圖）15．某風(fēng)速測量裝置由風(fēng)杯組系統(tǒng)和電磁信號產(chǎn)生系統(tǒng)組成，如圖a、b所示。電磁信號產(chǎn)生系統(tǒng)由半徑為L圓形區(qū)域的勻強磁場，阻值為r圖a風(fēng)杯組系統(tǒng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)軸OAOA彈性簧片AabR圖b電磁信號產(chǎn)生系統(tǒng)（俯視圖）（1）風(fēng)推動風(fēng)杯繞軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動，A端與彈性簧片接觸時，流經(jīng)電流表的電流方向是（）A．a(chǎn)→b B．b→a（2）（計算）若導(dǎo)體棒A端與彈性簧片接觸時流過電路的電流強度恒為I，測量電路中保護電阻的阻值為R，其余電阻不計。求風(fēng)杯轉(zhuǎn)動的角速度ω。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2713Al，獲得了中子和3015P，放射性同位素3015P又衰變產(chǎn)生3014Si和正電子。磷30是首個通過人工方法獲得的放射性同位素。16．同位素具有相同的（）A．核子數(shù) B．中子數(shù) C．質(zhì)子數(shù)17．磷30具有放射性，其衰變方程為3015P→3014Si+______。3015P的半衰期是2.5min，4g3015P經(jīng)過10min后還剩______g。18．如圖所示，將α粒子、中子、正電子，以及離子P3和Si4+等五種粒子一起注入到加速電場的中心P（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)原子核中每個核子的質(zhì)量均為m0，已知元電荷為e（整個系統(tǒng)處于真空中，不計粒子重力和粒子間的相互作用力）。（1）經(jīng)電場加速從加速電場負極板上的小孔N射出的粒子有_______________。（2）若加速電場兩極板間的電壓大小為U，兩極板間距為L；靜電分析器中與圓心O1等距離的各點場強大小相等，方向指向圓心。則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處的電場強度的大小為______。（3）（論證）在（2）的條件下，若粒子進入速度選擇器后，它們的運動軌跡如圖中虛線①、②、③所示，分析說明到達探測板的粒子是Si4+。加速電場靜電分析器速度選擇器磁分析器B探測板O2O1RPMN加速電場靜電分析器速度選擇器磁分析器B探測板O2O1RPMN①②③

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．（1）D （2）C （3）A2．20二、氫原子光譜（2+2+2+2=8分）3．6；1.6×10144．12.865．B三、天宮課堂（3+3+3+3+3+3+3+3+2+2=28分）6．2πEQ\R(\f(r3,GM))；?EQ\F(GMm,2r)7．（多選）ABC8．（1）C （2）0.89．（1）D （2）A10．EQ\R(2)+111．（1）EQ\R(2) （2）30°四、風(fēng)的利用（3+3+3+3+3+3+3+3+4=28分）12．（1）C （2）A13．B14．（1）EQ\F(2πL,T)；1∶2 （2）28600；7015．（1）B（2）導(dǎo)體棒OA轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv=BLEQ\F(ωL+0,2)=EQ\F(1,2)BL2ω ①A端與彈性簧片接觸時，由閉合電路歐姆定律可知E=I(R+r) ②由①②得EQ\F(1,2)BL2ω=I(R+r)，解得ω=EQ\F(2I(R+r),BL2)五、人工放射性（3+2+2+3+3+3+4+4=24分）16．C17．01e；0.2518．（1）Si4+、α粒子、正電子（2）EQ\F(4Ue,L)；EQ\F(U,R)（3）Si4+、α粒子、正電子帶正電經(jīng)加速電場作用將從小孔N射出，然后進入靜電分析器，做勻速圓周運動。粒子在加速電中有EQ\F(1,2)Uq=EQ\F(1,2)mv2，解得v=EQ\R(\F(qU,m))。由此可知，Si4+、α粒子、正電子三種粒子進入速度選擇器時的速度由粒子的電荷量與質(zhì)量的比值決定，可得到vSi<vα<ve；Si4+、α粒子、正電子三種粒子進入速度選擇器時受到指向負極板的電場力Eq和指向正極板的洛倫茲力Bqv的作用。若Eq=Bqv0時，將沿軌跡③運動，則當粒子速度v>v0，粒子將向正極板偏轉(zhuǎn)，進入速度選擇器的粒子速度v越大偏轉(zhuǎn)越明顯。因此①、②、③三條運動軌跡對應(yīng)粒子進入速度選擇器的速度關(guān)系為v③<v②<v①；綜上所述，Si4+、α粒子、正電子在速度選擇器中的運動軌跡分別是③、②、①，故只有Si4+進入磁分析器偏轉(zhuǎn)后打到探測板上。（4）Si4+進入磁分析器后受洛倫茲力作用做勻速圓周運動，運動半個圓周打到探測板上由Bqv=mEQ\F(v2,r) 得r=EQ\F(mv,qB)=EQ\F(m\R(\F(qU,m)),qB)