2024屆上海市虹口區(qū)高三下學(xué)期二模（4月）物理試卷

虹口區(qū)2023學(xué)年度第二學(xué)期期中學(xué)生學(xué)習(xí)能力診斷測試高三物理試卷考生注意：1.試卷滿分100分，考試時間60分鐘，共8頁。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、班級，并將條形碼貼在規(guī)定位置處。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。3.標(biāo)注“多選”的試題，每小題應(yīng)選兩個及以上的選項，但不可全選；未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只能選一個選項。標(biāo)注“計算”、“簡答”的試題，在列式計算、邏輯推理以及回答問題的過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。一、雷電雷電是大氣中的放電現(xiàn)象，多形成在積雨云中。通常下部的雷云因摩擦而帶負(fù)電，上部的雷云帶正電。當(dāng)某處積聚的電荷密度很大，周圍產(chǎn)生強電場，就可擊穿空氣分子，形成雷電，釋放巨大能量。1.由于靜電感應(yīng)，會使雷云下方附近的地面積聚___________電荷，在云層和地面之間產(chǎn)生電場的大致方向：___________。2.為避免雷電造成損害，高大的建筑物會裝有避雷針。如圖，雷雨天，在避雷針附近產(chǎn)生電場，其等勢面的分布如虛線所示。（1）A、B、C三點中，場強最大的位置是___________。一帶電量為-2.0×10-7C的電荷q，由B運動到到C點，則其電勢能的變化量?Ep=___________J。（2）沿水平方向在某區(qū)域建立坐標(biāo)軸Ox，軸上各點電勢分布如圖所示，b為圖線最高點，則（）A．b點場強為零B．b點場強豎直向上C．a(chǎn)、c兩點場強相同D．沿水平方向b點距離避雷針比c點更遠(yuǎn)3.1752年6月的一天，富蘭克林在空曠地帶高舉裝有金屬桿的風(fēng)箏，剛好一道閃電從風(fēng)箏上掠過，他將風(fēng)箏線上的電引入萊顧瓶中，回家進(jìn)行了各種電學(xué)實驗，證明雷電與人工摩擦產(chǎn)生的電具有相同的性質(zhì)。已知萊頓瓶的電容C=1000pF，測出其兩端的電壓U=120V，則富蘭克林收集到雷電的電量Q=___________C．（1pF=10-12F）二、秋千蕩秋千是非常普遍的娛樂運動。4.如圖，蕩秋千的人連同座椅可看做質(zhì)點，僅在豎直面內(nèi)運動，不計阻力，A、C為左右兩側(cè)的最高點。（1）人在A處（）A．合力不為零B．向心力為零C．合力沿切線b的方向D．向心力沿d的方向（2）從A蕩到C點的過程中，其動能隨時間的變化關(guān)系圖像為（）A．B．C．D．5.小明同學(xué)蕩秋千時，發(fā)現(xiàn)秋千在運動過程中具有周期性，于是他在實驗室找到一些器材進(jìn)行探究。（1）為了能夠滿足“單擺”模型要求，應(yīng)（）A．選用1米左右的輕質(zhì)細(xì)線B．選用質(zhì)量較小的塑料球C．將線緊密纏繞在水平橫桿上D．?dāng)[角盡可能?。?）測量擺長時，先用游標(biāo)卡尺測量小球直徑，方法正確的是___________圖。（3）小明用拉力傳感器替代光電門傳感器，按圖（丙）所示安裝好。擺球在小角度擺動的過程中，啟動計算機軟件，得到圖（丁）所示的圖像。則t=1.5s時擺球在___________位置，擺球的振動周期T=___________s。三、跳跳球跳跳球的彈性很好，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體，是有趣的兒童玩具。為方便討論，均不計空氣阻力，重力加速度g取9.8m/s2。6.接觸地面后，跳跳球在被擠壓的過程中，不計內(nèi)能的變化。（1）關(guān)于能量的變化，下列說法正確的是（）A．動能一直減小B．動能一直增大C．彈性勢能一直增大D．人機械能總量保持不變（2）為了能彈起更高，接觸地面后，人應(yīng)___________。7.如圖，跳跳球還可用來跳繩比賽。某同學(xué)1分鐘跳繩120次，離開地面后重心均升高h(yuǎn)=10cm。若將人看做質(zhì)點，則一次跳躍過程中，球與地面接觸的時間t=___________s（保留2位有效數(shù)字）。8.夏天27℃時給跳跳球充氣，球內(nèi)氣體壓強為1.5atm。不計球的容積變化，在不漏氣的情況下，冬天-13℃時，球內(nèi)氣體分子熱運動的平均動能___________（填寫其變化情況），球內(nèi)氣體的壓強p′=___________atm。9.（簡答題）某同學(xué)購買的是無法充氣的質(zhì)地稍硬的跳跳球，玩耍時不慎撞成圖示的凹陷，檢查發(fā)現(xiàn)也沒漏氣。請你幫他設(shè)計一個易于操作的方法把球恢復(fù)原狀，并簡要說明其物理原理。四、“隔空取物”的光學(xué)鑷子光具有能量，也有動量，光照射到物體表面時會產(chǎn)生壓力，稱為光壓。光鑷技術(shù)就是用一束高度匯聚激光形成輻射壓力，在基本不影響周圍環(huán)境的情況下對捕獲物進(jìn)行亞接觸、無損活體的操作，如同“隔空取物”的光學(xué)鑷子。10.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，光子的動量與光的傳播方向一致，其大小p=，h為普朗克常量，λ為光的波長。該公式表明：光具有的特性是___________。頻率為ν的光子垂直照射到平面鏡，在反射的過程中，動量改變量的大小Δp=___________，從而對平面鏡產(chǎn)生一定的壓力（光速取真空中的速度c）。11.光射達(dá)物質(zhì)界面時會發(fā)生折射，遵循折射定律，傳播方向發(fā)生變化會導(dǎo)致其動量改變，從而產(chǎn)生光壓。如圖，一束光線從真空中入射到均勻分布的微球的A點，兩次折射后從B點射出。（1）實驗中測出折射角β小于入射角α，則光線在微球內(nèi)的傳播速度___________真空中的光速c。從B點射出后的折射角θ=___________（用α、β表示）。（2）光束經(jīng)過微球的過程中，其動量變化量（）A．由A指向B，對微球產(chǎn)生的光壓指向BB．由A指向B，對微球產(chǎn)生的光壓指向AC．與AB垂直，對微球產(chǎn)生的光壓垂直AB向上D．與AB垂直，對微球產(chǎn)生的光壓垂直AB向下12.運用時，可以將兩束相同的光同時對稱的射入微球，相當(dāng)于鑷子的兩個臂，產(chǎn)生對稱的壓力，從而穩(wěn)定捕捉微球。（1）如圖，對稱的入射光a、b射入微球甲，c、d射入微球乙，入射方向關(guān)于中心線對稱，則兩球所受合力的方向（）A．兩球所受合力均向上B．兩球所受合力均向下C．甲球受合力向下，乙球受合力向上D．甲球受合力向上，乙球受合力向下（2）已知微球偏離平衡位置微小位移x時，光線對微球總的作用力近似滿足F=-kx，則微球從平衡位置開始運動的位移x隨時間t變化的圖像為（）A．B．C．D．五、微觀粒子的碰撞通過對微觀粒子碰撞研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子、中子和中微子等基本粒子，對微觀世界的認(rèn)識不斷深入。13.下列粒子中，質(zhì)量最小的是（）A．電子B．質(zhì)子C．中子D．粒子14.圖為盧瑟福所做微觀粒子撞擊的實驗裝置圖。該裝置中，放射源R放出的粒子是___________。轉(zhuǎn)動顯微鏡，在熒光屏S上觀察到有個別粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，據(jù)此提出了原子的___________模型。15.查德威克用釙放出的α射線轟擊鈹，從而發(fā)現(xiàn)了中子。裝置圖中的粒子B為___________，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：+→___________+。16.（計算題）在核反應(yīng)堆中常用石墨做減速劑。已知碳核質(zhì)量是中子質(zhì)量的12倍，碰撞前中子的動能為Ek0，碳核均處于靜止?fàn)顟B(tài)，中子與碳核相遇即發(fā)生彈性正碰。（1）與碳核發(fā)生一次碰撞，中子損失的動能ΔEk為多少？（2）一個中子至少與碳核發(fā)生幾次碰撞，其動能才可減小為原來的萬分之一？六、發(fā)電機從發(fā)電廠、變電站引出的輸電線，將電能輸送到鄉(xiāng)村、工廠和千家萬戶，為我們的美好生活做出了巨大貢獻(xiàn)，而發(fā)電機則是功不可沒。17.圖示為交流發(fā)電的裝置簡圖，邊長為L、匝數(shù)為N的正方形線框abcd，在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞OO′軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動。（1）從圖示位置開始計時，e、f兩點間電勢差Uef隨時間t的變化關(guān)系圖像為（）A．B．C．D．（2）已知線框邊長L=0.1m，匝數(shù)N=200，線框總電阻r=4Ω，負(fù)載電阻R=16Ω。穿過線框的磁通量按圖示規(guī)律變化，則磁感應(yīng)強度B=___________T；輸出電壓UR=___________V。18.（證明題）圖示為某直流發(fā)電機的簡化原理圖。以O(shè)點為圓心、半徑為l的圓弧形金屬導(dǎo)軌MN固定在紙面內(nèi)，長為l的導(dǎo)體棒OA可繞O點以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直紙面向里。請運用法拉第電磁感應(yīng)定律，證明導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=Bωl2。