上海市嘉定区第一中学2024-2025学年高三上学期期中物理试卷（A）(无答案)

这是一份上海市嘉定区第一中学2024-2025学年高三上学期期中物理试卷（A）(无答案)，共9页。

练习时间：60分钟 满分：100分
一、单选题（1-7题2分一题，8-13题3分一题，共32分）
1．在人类探索微观世界的过程中，许多科学家做出了巨大的贡献，下列说法符合历史事实的是（ ）
A．汤姆孙通过阴极射线在电、磁场中的偏转，发现阴极射线由带负电的粒子组成
B．贝克勒尔通过石墨对X射线的散射实验，说明光子不仅具有能量还具有动量
C．玻尔最早引入能量子的观点，破除了“能量连续变化”的传统观点
D．康普顿发现了天然放射现象，说明原子核内部具有复杂结构
2．下列说法正确的是（ ）
A．是衰变B．是聚变
C．是衰变D．是裂变
3．太阳辐射能量主要来自太阳内部的（ ）
A．化学反应B．放射性衰变C．裂变反应D．热核反应
4．下列四幅图中，、、和质子四种粒子，标注正确的是（ ）
A．B．
C．D．
5．强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子极短时间内能吸收到多个光子而从金属表面逸出，如图为实验室进行光电效应实验装置．用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压，在k、A之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大反向电压，当电压为U时，光电流恰好减小到零．（其中为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）下列说法正确的是（ ）
A．用频率为v的普通光源照射阴极k，只要时间足够长也有光电子从k表面逸出
B．阴极k的截止频率小于v
C．电子的最大初动能可能为
D．遏止电压U可能为
6．关于粒子的说法，正确的是（ ）
A．发生衰变时放出的射线是电子流，射线来自原子核，说明原子核里有电子
B．德布罗意通过实验验证了实物粒子具有波动性
C．发生光电效应时，从金属表面逸出的光电子是一次性吸收光子的全部能量，不需要积累的时间
D．光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子，叫作“基本粒子”
7．衰变为的半衰期约为5700年．已知植物存活其间，其体内与比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，下列说法正确的是（ ）
A．该古木在距今约为5700年前生命活动结束
B．10个原子核，经过一个半衰期，一定有5个原子核发生衰变
C．衰变为过程中一定放出三种射线
D．增加样品测量环境的压强将加速的衰变
8．氢原子中的电子以不同的半径绕原子核做匀速圆周运动，第一条轨道半径，第二条轨道半径则在两条轨道上运动相比较，下列说法不正确的是（ ）
A．第二条轨道的动能大B．第二条轨道的电势能大
C．第二条轨道的动能、电势能之和大D．第二条轨道的运动周期长
9．一块太阳能电池板面积，中午正对太阳光时发电功率．电池板光电转换效率为日地距离为亿千米．可估算出太阳内部由于核聚变每秒亏损的质量最接近的是（ ）
A．B．C．D．
10．金属铝熔化成液体后通入氢气，在液态铝内产生大量气泡，冷凝后得到带有微孔的泡沫铝，如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．泡沫铝是晶体，某些物理性质具有各向异性
B．在冷凝过程中，气泡收缩，外界对气体做功，气体内能增加
C．液态铝与氢气泡的接触面存在表面张力，将会阻碍气泡的膨胀
D．由于充入了气体，泡沫铝分子间距离增大，分子间只存在分子引力
11．如图甲所示，在光滑水平面上有一个质量为m、内外壁均光滑的汽缸，汽缸内活塞的质量也为m，活塞的横截面积为S，汽缸内密封一定质量的理想气体，理想气体的温度为，体积为V，整体静止在水平面上，大气压强为．如图乙所示，对活塞施加一方向水平向左、大小为mg的推力，整体向左做匀加速直线运动，若此时气体的体积仍然为V，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．此时气体的温度为B．此时气体的温度为
C．此种情况下，气体的压强为D．此种情况下，气体的压强为
12．介子方程为，其中介子和介子是带负电的基元电荷，介子不带电．一个介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径与之比为2∶1，如图所示，介子的轨迹未画出，由此可知介子的动量大小与介子的动量大小之比为（ ）
A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶6
13．“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性．弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验．实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少．在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示．科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释．下列说法错误的是（ ）
A．汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9eV
B．KG间电压低于4.9V时，电流随电压增大而上升，是因为电子能量越高，越容易克服反向电压到达A极
C．KG间电压在5~10V之间时，出现电流随电压增大而上升的一段图线，是因为单位时间使汞原子发生跃迁的电子个数增加
D．即使KG间电压高于4.9V，电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性
二、多选题（4分一题，共20分，多选错选不得分，少选得2分）
14．下列说法中正确的是（ ）
A．分子距离增大，分子力可能先增大后减少，而分子势能一直增大
B．天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶是非晶体
C．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
D．“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积
E．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
F．浸润液体在毛细管里上升，不浸润液体在毛细管里下降
15．下列说法正确的是（ ）
A．质子、中子属于强子，电子属于轻子
B．高速行进的火车上向前射出的光，其速度大于光速c
C．量子力学是统一描述微观世界物理规律的普遍性理论
D．爱因斯坦光电效应理论、康普顿散射理论、玻尔氢原子理论以及德布罗意物质波假说等一系列理论都和普朗克常量紧密相关
16．如图甲所示为氢原子的能级图，用同一光电管研究氢原子发出的a、b、c三种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙．则这三种光（ ）
A．光子动量
B．照射该光电管时c光使其逸出的光电子初动能最大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大
D．若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，则c光的波长可以表示为
17．如图所示，甲图是铀核裂变，铀核在被中子轰击后分裂成钡和氪，同时释放中子，产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，乙图是反应堆中放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的平均结合能与质量数之间的关系图像，丁图为粒子散射图景，下列判断正确的是（ ）
A．甲图，铀核裂变反应方程为
B．乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半
C．丙图，原子核结合能低于
D．丁图，其中有少数粒子发生大角度偏转，是因为粒子受到原子核的库仑斥力
18．托里拆利实验装置如图所示，导热良好的玻璃管上端封闭，下端插入水银槽中，实验过程中，玻璃管内不小心混入少量气体．下列判断正确的是（ ）
A．外界压强恒定，玻璃管内外水银面的高度差与温度成线性关系
B．外界温度恒定，测得的大气压强小于实际值
C．外界温度恒定，大气压强增大时，玻璃管内水银面上升
D．若缓慢向下按玻璃管，玻璃管内水银面下降，封闭气体压强减小
三、填空题（2分一空，共16分）
19．我国大型核实验装置“东方超环”（EAST）取得重大突破，在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，通过__________（选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的核能．如图为核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核电站能量转化是核能内能__________电能．
20．氢原子的能级如图所示，当氢原子从向的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为__________eV．现有一群处于的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有__________种．
21．如图，甲分子固定于坐标原点0，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，为斥力，为引力，a、b、c、d为x轴上的四个特定位置．现把乙分子沿x轴负方向从a处移动到d处，则在__________位置分子间作用力最小，在__________位置分子势能最小．（两空均选填“a”、“b”、“c”或“d”）
22．房间内室温为300K，大气压强为．在此房间内给一玻璃瓶充入压缩气体，用圆柱形轻质软木塞塞住横截面为圆、面积为S的瓶颈使瓶口密封，瓶内压缩气体的温度与室温相同，压强，软木塞相对于瓶颈保持静止，如图所示．再将该玻璃瓶放入温度为77K的液氮中充分冷却，随后迅速放回房间，此时瓶颈与软木塞之间的静摩擦力大小为__________．若软木塞与瓶颈之间的弹力大小始终为N，则二者之间的静摩擦因数满足条件__________（用题给物理量表示）时，才能使瓶颈内的软木塞一直保持不动．假设瓶子和软木塞的热胀冷缩可忽略，瓶内气体可视为理想气体．
四、综合题（多选2分一题，填空4分一空共8分）
23．一位质量为60kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，并在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．
（1）（多选）关于气球内气体的压强，下列说法正确的是（ ）
A．大于大气压强B．是由于气体重力而产生的
C．是由于气体分子之间的斥力而产生的D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的
（2）（多选）在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是（ ）
A．球内气体体积变大B．球内气体体积变小
C．球内气体内能变大D．球内气体内能不变
（3）为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面向气球一侧表面贴上格子边长为2.0cm的方格纸．表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示．若表演时大气压强为，g取，则气球内气体的压强为__________Pa（结果保留4位有效数字）．
五、在实际情况中，空气阻力的影响总是不可避免的．水滴从树梢上滴落的过程能被近似为自由落体运动；而雨滴从云层上下落的过程就不能忽略空气阻力的影响．（已知球体体积公式：）
24．（2分）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为v，求这一过程中克服空气阻力所做的功__________；（重力加速度用g表示）
25．（3分）雨滴在下降过程中，由于水汽的凝聚，雨滴质量将逐渐增大，同时由于速度逐渐增大，空气阻力也将越来越大，最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降，在此过程中（ ）
A．雨滴所受到的重力逐渐增大，重力产生的加速度也逐渐增大
B．雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度逐渐减小
C．由于雨滴质量逐渐增大，下落的加速度逐渐减小
D．由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小
26．（3分）雨滴由静止开始下落（不计空气阻力），遇到水平方向吹来的风，设风对雨滴持续作用，下列说法中正确的是（ ）
A．雨滴质量越大，下落时间将越短B．雨滴质量越小，下落时间将越短
C．同一雨滴风速越大，着地时动能越小D．同一雨滴风速越大，着地时动能越大
27．（3分）高空云层中水气遇冷后凝聚成雨滴下落，设有大小不同的两个雨滴a、b（a雨滴较大）．它们在下，落的过程中受到的阻力，其中S是雨滴的横截面积，v是雨滴下落的速度，k为一常数．取雨落下落时为，设雨滴为球形，则a、b两雨滴下落过程中的速度随时间变化的图像为（ ）
A．B．
C．D．
28．（3分）“水往低处流”是自然现象，但下雨天落在快速行驶的小车的前挡风玻璃上的雨滴，相对于车却是向上流动的，对这一现象的正确解释是（ ）
A．车速快使雨滴落在挡风玻璃上的初速度方向向上，雨滴由于惯性向上运动
B．车速快使空气对雨滴产生较大的作用力，空气的作用力使雨滴向上运动
C．车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的吸引力，吸引力吸引雨滴向上运动
D．车速快使挡风玻璃对雨滴产生较大的支持力，支持力使雨滴向上运动
29．（10分）雨滴下落时由于空气阻力的作用，经过一段加速后会趋近匀速下落．为解释雨滴下落过程中的各种现象，某同学查阅资料发现，若将雨滴视作半径为r的球体，则在竖直下落过程中雨滴所受的阻力满足公式，其中k为常数，v为雨滴下落的速度大小．已知雨滴的密度为，重力加速度为g．
（1）取雨滴由静止开始下落的时刻作为计时起点，请在下面的图中定性画出雨滴从高空开始下落后直至落地前的过程中，其速度随时间的变化图像（取竖直向下为正方向，且不考虑与其它雨滴的碰撞）；
（2）若某一雨滴的半径为，某时刻在竖直方向加速下落的速度大小为，求该时刻雨滴加速度的大小a；
（3）高空中的雨滴竖直下落后打在沙滩上会留下深浅不一的小坑，该同学查阅资料后认为坑的深浅取决于雨滴撞击地面时的平均压强．为简化问题，雨滴撞击地面时可视为圆柱体形状，且撞击时间极短，撞击后的速度为零．请你帮助该同学推导此雨滴撞击地面时平均压强p的表达式（结果用、g、k和r表示）