2024-2025學年上海市徐匯區(qū)位育中學高三（上）期中物理試卷（含答案）

第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學年上海市徐匯區(qū)位育中學高三（上）期中物理試卷1.正電子發(fā)射斷層掃描(PET)是一種核成像技術。檢查前，將含有放射性元素?918F的示蹤劑注入患者體內，?918F原子核衰變放出正電子。正電子與患者體內的電子湮滅過程中放出一對γ光子。探測器記錄各處放出γ光子的情況，γ光子越多，該處組織越活躍。

(1)正電子符號寫為______，?918F的平均結合能為3MeV，其結合能為______MeV。

(2)示蹤劑中的?918F可用高速質子轟擊?818O得到，核反應生成的另一個粒子是______。

A.氦原子核B.中子C.電子D.正電子

(3)若γ光子動量為p，真空速度c，該光子能量Eγ=______。

(4)(計算)如圖某組織放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，一個靜止的原子序數為Z的放射性原子核?ZAX在圖中AB連線的P處發(fā)生了一次α2.某小組同學利用“光電門傳感器”和“位移傳感器”測量運動的速度和加速度。首先，他們利用光電門測量擋光片進入光電門時的瞬時速度。將導軌一端墊高，小車上安裝擋光片，導軌上安裝光電門傳感器。通過更換不同寬度Δx的擋光片測量測量小車擋光片進入光電門時的瞬時速度v。最后，小組同學又采用分體式位移傳感器，將發(fā)射器安裝在小車上，接收器安裝在導軌的底部“0cm”處。

(1)在該小組利用“光電門測量小車擋光片進入光電門時的瞬時速度v”中如圖，實驗者通過更換擋光片改變Δx，操作方法應該是______。

A.每次從導軌上的同一位置靜止釋放小車

B.每次從導軌上的不同位置靜止釋放小車

C.每次從導軌上的同一位置輕推釋放小車

D.每次從導軌上的不同位置輕推釋放小車

(2)為了能更加準確的測量瞬時速度，他們將光電門測量的速度v和時間Δt繪制“v?Δt”圖像，其中圖線解析式如圖。由圖線得出了擋光片進入光電門的瞬時速度，該速度的大小為______m/s，加速度大小為______m/s2。

(3)在該小組利用“位移傳感器測量瞬時速度”中，測量并繪制出小車下滑x?t圖線(如圖)：該傳感器通過發(fā)射紅外線和超聲波進行測量出小車的相對接收器的位置x。

①其中紅外線屬于______(選填：A.“電磁波”、B.“機械波”)。

②當小車下滑時，接收器接收到的超聲波頻率______，波長______。(選填涂：A.“變大”、B.“變小”、C.“不變”)

③通過x?t圖線上標注的數據，小車運動速度______(選填：A.“變大”、B.“變小”、C.“不變”)，小車運動的平均加速度大小為______m/s2。3.近日，世界銀行發(fā)布第三版全球集裝箱港口績效指數，洋山深水港2022年的運營效率仍居全球首位。這一成績的取得，與碼頭上數百臺塔吊的運行密切相關。

(1)如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的行車A，行車下裝有吊著集裝箱(可視為質點)B的吊鉤。在A與B沿吊臂方向以速率v勻速運動的同時，將集裝箱B從地面向上吊起，A、B之間的距離以d=H?2t2(SI)(SI表示國際單位制，式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化：

①(多選)該集裝箱B______。

A.動量變化率不變

B.速度變化率不變

C.機械能保持不變

D.重力功率不變

②吊鉤對B的拉力F為集裝箱B重力的______倍。(本問g=10m/s2)

(2)(簡答)行車A保持靜止，將質量為M的集裝箱B從地面靜止開始豎直向上吊起，電動機輸出功率P恒定，經過一段時間達到最大速度。描述集裝箱該段時間運動情況及其達到的最大速度大小？

(3)(額定車速行車質量電源電源輸出電壓電動機額定輸出功率電動機額定工作電壓和電流18km/?40kg36V/12A?≤36V208W30V/8A請參考表中數據，完成下列問題：

①行車所配電動機內阻是多少？行車牽引力多大？

②利用該行車電源提供電能，可以維持額定車速運行多少小時？4.SpinLaunc?的發(fā)射系統(tǒng)稱為“亞軌道加速器”，其開發(fā)的系統(tǒng)不依賴于火箭燃料，而是利用電力、動能和離心機。整個離心機由一個鋼制真空室組成，旋轉室直徑為100米，離心機中間有一條到圓心O有40米長的旋臂，旋臂的一端固定要發(fā)射的航天器。在發(fā)射前將空氣從腔室中吸出，以創(chuàng)造一個低摩擦的環(huán)境。(已知第一宇宙速度7.9km/s)

(1)該發(fā)射系統(tǒng)端口水平發(fā)射，理論上若發(fā)射近地人造衛(wèi)星，則設計旋臂轉速至少為______。

A.31r/min

B.3.1r/s

C.31r/s

(2)若利用該加速器將一顆衛(wèi)星送入距地面高度為10km處，要求加速器能在10ms內將該衛(wèi)星從端口豎直射出。若衛(wèi)星射出后不計空氣阻力，運動視為豎直直線運動，則：

①衛(wèi)星離開發(fā)射口的射出速度至少約為______m/s，此時旋臂轉動的角速度為______rad/s。(保留3位有效數字)

②類比線加速度a=ΔvΔt，角加速度β的定義可為______與______之比，其單位可用國際單位符號表示為______。

③該衛(wèi)星在離心機中線加速度為α，角速度為β，其轉動半徑為r，則根據所學它們的換算關系式可為______。

(3)該系統(tǒng)不用燃料就能發(fā)射火箭，馬斯克的SpaceX星艦重量約為2000噸，若采用該裝置將星艦發(fā)射到10km高度處，你認為是否可行：

①______(選填：A“可行”、B“不可行”)。

②理由是______。5.一群處于第4能級的氫原子，都回到基態(tài)能發(fā)出幾種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖甲電路光電管的陰極K金屬上，只能測得3條電流隨電壓變化的圖像(如圖乙所示)，其中a光對應圖線與橫軸的交點坐標為Ua=5V，已知氫原子的能級圖如圖丙所示，電子電量為e=1.6×10?19C。

(1)該群氫原子回到基態(tài)可發(fā)出______不同頻率的光子。

A.12種

B.3種

C.6種

D.4種

(2)采用a光照射金屬時，逸出光電子的最大初動能Eka=______。該金屬逸出功W=______eV。

(3)(論證)若光電子運動方向始終朝向A極板，能否在光電管內加入外界勻強磁場，使得光電子在電場和磁場共同作用下勻速直線運動到A極板上？闡明理由。

(4)(計算)只有c光照射金屬時，調節(jié)光電管兩端電壓，達到飽和光電流I=3.2μA，若入射的光子有80%引發(fā)了光電效應。求此時每秒鐘照射到陰極6.施工常用的柴油錘打樁機，工作原理為如圖：豎直方向上在樁體上方的錘頭在只依靠重力作用下落，其內部有一封閉絕熱氣缸。每次“擊打”當錘頭下落到樁體最上方凸起的鐵塊時候缸內空氣封閉迅速被壓縮到最小，此時內部的柴油噴嘴噴出柴油迅速燃燒爆炸，巨大的爆炸力推動此時靜止的錘頭和樁體沿豎直相反方向分開，從而實現錘頭反復運動，樁體得以“夯”入泥土中。

(1)錘頭內部的氣缸空氣體積迅速被壓縮的過程視為絕熱過程：

①該壓縮過程中空氣分子之間的作用力______，分子勢能______。(選填：A“變大”、B“變小”、C“不變”)

②該過程如圖，Ⅰ為壓縮前空氣分子熱運動的速率分布曲線，則壓縮后空氣分子熱運動的速率分布曲線Ⅱ應為______。

(2)質量為m的錘頭下落至凸起處，缸內理想空氣被壓縮至缸體體積的110時達到最小，空氣溫度從27℃變?yōu)?00℃，此時柴油(燃點200℃)迅速爆燃產生巨大壓力。若缸體內截面積S，缸內理想空氣壓縮前氣壓為標準大氣壓p0。

①估測空氣壓縮到體積最小時缸內氣壓為______個(保留2位有效數字)p0，錘頭此時瞬時加速度大小為______，方向______。

②在氣缸內氣體爆燃的過程中，錘頭與樁體組成的系統(tǒng)的動量______(選填：A“守恒”、B“不守恒”)。

③每次缸內爆燃過程中，錘頭質量m總能提升相對凸起?1高，樁體質量M總能下沉?2，則每次氣缸內爆燃氣體釋放的內能為______。

A.等于mg?1?Mg?2

B.等于Mg?2?mg?1

C.大于mg?1?Mg?2

D.小于Mg?2?m