2023-2024学年上海市徐汇区高三上学期期中考试 物理试题（解析版）

这是一份2023-2024学年上海市徐汇区高三上学期期中考试 物理试题（解析版），共12页。试卷主要包含了消防安全，简易温度计，原子，汽车等内容，欢迎下载使用。

一、消防安全
质量为60kg的消防队员在一幢高楼进行素降入宣训练,他从楼顶难着绳于下滑至距楼顶h=12m的窗口，略付停顿后理成璃商落起，再次到达成璃窗时间力猛购，实现破窗而入
1.假如这次训练中消动员下滑的如图所示，忽略墙壁对消防员的作用力
(1)(多选)下列说法正确的是（ ）
A.和两段时间内消防员的速度方向相反
B.和两段时间内消防员的加速度方向相反
C.和两段时间内消防员的平均速度相同
D.和两段时间内绳子对消防员作用力的方向相反
答案：BC
解析：和加速度方向相反，速度均在第一象限，故速度方向相同，和均做匀变速运动，根据匀变速两个重要推论可知，两个阶段的平均速度均为，两个阶段绳子对消防队员的作用力均竖直向上，只是由于消防员握住绳子的压力不同，造成滑动摩擦力不同，故加速度方向不同
(2)若，则下滑过程中消防员的最大速度为 ，加速下降时索对消防员的作用力大小为 ，减速下降时消防员处于(选填"超重"或"失重”)状态.()
答案：见解析
解析：面积为位移，故可知，故可知加速下降时的加速度为，减速下降时，可知加速度方向为竖直向上，为超重状态
2.消防员下降过程中，可将模型简化为如图所示的物须编型，脚与墙壁触点为A点，人的重力全部集中在点B，AB可简化为轻杆.OB可简化为轻绳，已知下降过程中AB的长度和AB与竖直方向的夹角保持不变，消防员初始时刻静止，在玻璃窗前停顿时相对于初始位置（ ）
A.AB杆时B的支持力变大 B.AB杆对D的支持力变小
C.OB 绳拉力保持不变 D.OB绳拉力变小
答案：B
解析：根据题意可知，画出受力分析图
逐渐减小，但绳子拉力的大小变化未知，因为拉力与AB杆支持力的方向未知，则可知道拉力可能变小，可能增大，也可能先减小再增大，取决于拉力与AB杆支持力的夹角（是否垂直）
3.高压水枪层消防员常用的灭火设备，消防员用高压水枪啃出的强力水柱冲击着火物,已知喷
水口截面积为S，水柱以速度v射出,假设水流进水枪的速度忽略不计，水的密度为
(1)时间内喷出水柱的体积为___，水枪对水所做的功率为
(2)消防员持高压木枪水平喷水。喷水具高追质为，若要准确喷务着火物，则消防员离看
火物的水中距离应为
答案：见解析
解析：可以等效为柱体模型，，根据动能定理，水枪对水做的功全部转化为水的动能，可知功率为，根据平抛运动的等时性可知：
二、简易温度计
小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温(室内的气压为一个标准大气压气压，相当于76cm汞柱产生的压强)，结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度
1.当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是（ ）
A.该测温装置利用了气体的等压变化的规律
B.B管上所刻的温度数值上高下低
C.B管内水银面的高度为22cm时，室内的温度为-3℃
D.若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际偏低
答案：C
解析：根据受力分析可知：，又B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，故可知气体做等容变化，温度越高，可知压强越大，故而温度越高，刻度的数值就越小，应为上低下高，，若把该装置放到高山上，会减小，会减小，根据刻度上低下高，测出的温度偏高，故选C
2.将这个简易温度计放入冰箱，静置一段时间后
(1)玻璃泡内的气体分子平均动能 ,气体压强（填“变大”、“变小”或“不变”），请用分子动理论的观点从微观角度解释气体压强变化的原因:

(2)温度计放入冰箱后，B管内水银柱液面会 (选填“升高"、“降低”或“不变”)。设玻璃泡内气体内能变化的绝对值为，气体做功的绝对值为，则气体在这个过程中
(选填“吸热”或“放热”)，变化的热量大小为
(3)冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明（ ）
A.热量能自发地从低温物体传到高温物体
B.热量不可以从低温物体传到高温物体
C.热量的传递过程不具有方向性
D.热量从低温物体传到高温物体，必然引起其他变化
答案：见解析
解析：（1）温度降低，可知分子平均动能减小，当气体体积不变时，温度降低，分子热运动程度降低，可知分子与容器碰撞的次数减少，故压强降低
温度降低，水银柱液面会上升，温度降低，内能降低，液面升高，外接对气体做正功，气体放热，根据
考察热力学第二定律：热传递的方向性，热量自发的从高温传到低温物体，但可以在外界的影响使得热量从低温传到高温物体，由于外界的影响也即引起了其他变化，故选D
3.在测温装置的槽内分别放入水银和水，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是（ ）
A.水不浸润玻璃 B.水银浸润玻璃
C.玻璃分子对附着层内水分子的吸引力大于水内部分子之间吸引力
D.玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力大于水银内部分子之间吸引力
答案：C
解析：水浸润玻璃，水银不浸润玻璃，浸润与否关键看附着层的分子间距与液体分子间距比较，如果附着层中的分子密度大（原因是容器壁对液体分子的吸引力大于液体分子对液体分子的吸引力），则表现为附着层中的分子作用力表现为斥力，使得液面张开，表现为浸润现象，反之相同分析，可以如图所示理解
三、原子、原子核和微观粒子
人类对原子、原子核的认识是一个由浅入深,由现象到本质,由不全面到比较全面的不断深化、不断完善的过程。这种过程将继续下去,而不会停止。
1.如图，①、②两条线表示a粒子散射实验中某两个a粒子运动的轨迹，则沿轨迹③射向原子核的a粒子经过原子核附近后可能的运动轨迹为（ ）
A.a B.b C.c D.d
答案：A
解析：粒子经过原子核时，由于库仑力增大，可知偏转会更大
2.一个氢原子中的电子从一个半径为的轨道自发地直接跃迁至另一半径为的轨道，已知，则在此过程中（ ）
A.原子辐射一系列频率的光子, B.原子吸收一系列频率的光
C.原子吸收某一频率的光子 D.原子辐射某一频率的光子
解析：由于，可知轨道能级高，因此从高能级向低能级跃迁为辐射能量，题目中为一个氢原子，故只能辐射某一特定频率的光子，即轨道能级差为定值，如果是一群氢原子从高能级跃迁至低能级，则可能出现多个频率的光子
3.光子的能量与其（ ）
A.频率成正比 B.波长成正比 C.速度成正比 D.速度平方成正比
答案：A
解析：光子的能量为，故与频率成正比，与波长成反比
4.如图所示为一光电管电路，滑动变阻暴触头位于ab上某点，用黄光照射光电管阴极,电表指针无偏转，要使电表指针偏转，可采取的可行措施有（ ）
A.增大黄光的强度 B.换用蓝光照射
C.将P向a滑动 D.将电源正,负极对对调
答案：B
解析：黄光照射无光电效应，说明入射光的能量不达标，故需要改用频率更高的入射光
5.让电子束通过电场加速后,射到金属品格(大小约m)，可得到电子的衍射图样，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.电子衍射图样说明了电子具有粒子性 B.加速电压越大，电子的物质波波长越小
C.电子物质波波长比可见光波长更长 D.动量相等的质子和电子,对应的物质波波长不相等
答案：B
解析：衍射现象说明电子具有波动性，根据动能定理：，德布罗意物质波波长公式为可知加速电压越大，物质波的波长越小，电子是实物粒子，动量更大，德布罗意波长越小，动量相等则德布罗意物质波波长相等
6.1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴键雄用钴，放射源进行了实验验证，1957年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖。实验验证的方程为:
，其中是反中微子,它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产
物的质量数和核电荷数分别为（ ）
A.60，28 B.60，26 C.59，26 D.59，28
答案：A
解析：核反应方程：核电荷数和质量数守恒，中微子的核电荷数和质量数均为零，可知为A
7、铀经过衰变形成稳定的铅，该过程中共经历了（ ）
A.8次a衰变，10次β衰变 B.5次a衰变，6次β衰变
C.8次a衰变，6次β衰变 D.5次α衰变，12次β衰变
答案：C
解析：衰变质量数不变，核电荷数增加1，故均先计算衰变的次数，质量数相差32，可知经过8次衰变，核电荷数为76，故可知又经过了6次衰变
四、汽车
汽车已成为人们出行必备的交通工具。汽车的广泛使用加快了商品的运输速度，扩大了人们生活的半径，使出行更加便利，提高了生活质量
1.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为其中正确的是（ ）
答案：B
解析：合外力指向曲线凹侧部分，且为减速运动，可知夹角为钝角
2.(多选)汽车A和汽车B(均可视为质点)在平直的公路上沿两平行车道同向行驶,A车在后(如图甲所示)。以某时刻作为计时起点，此时两车相距，汽车A运动的图像如图乙所示，汽车B运动的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A.汽车A由静止开始做匀加速直线运动
B.汽车A做匀速直线运动,速度大小为4m
C.汽车B在0-6s内的位移大小为24m
D.在=3s时，A车落后B车的距离最远
答案：BCD
解析：图像斜率代表速度，可知A做的匀速直线运动，B的加速度大小为的匀减速直线运动，可知当两者速度相等时，间距最大，故，B的位移为图丙中的面积，经过计算为24秒
3.上海公交11路是世界上首条使用超级电车实现快速充电技术商业化的公交线路。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差随电荷量的变化图像都相同
（1）请在图1中画出上述图像。类比直线运动中由图像求位移的方法。两极向电压为U时电容器所储存的电能=
（2）在如图2所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的曲线如图3中①②所示。
a.①②两条曲线不同是_ (选填E或R)的改变造成的:
b.电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充电，依据a中的结论，快速充电的途径是____
__;均匀充电的途径是___ _
答案：见解析
解析：（1）如图所示
根据横纵坐标乘积可知图形的面积为电势能，故
（2）a.电源内阻不计，当电容器充满电荷后其两端电源等于电源电动势，即，故无论哪种图像其渐近线相同，又由电流定义式可知：，可知电流越大，充电时间越短，因此电阻的大小影响充电时间
b.当电阻较小时，充电时间短，故快速充电，减小的阻值，要使其比较均匀充电，增大电阻的阻值即可
4.（多选）汽车内燃机利用奥托循环进行工作，奥托循环由两条绝热线和两条等容线组成，其中a到b和c到d为绝热过程，b到c和d到a为等容过程，下列说法正确的是（ ）
A.过程中，外界对气体做功
B.过程中，气体分子的平均动能不变
C.过程中，单位体积内气体分子数减小
D.过程中，气体从外界吸收热量
答案：AC
解析：的过程，体积减小，外界对气体做功。的过程中，气体体积不变，压强增大，故而温度升高，气体的平均动能增大，的过程中，体积增大，故单位体积内的分子减小，的过程中，气体压强减小，体积不变，温度降低，内能减小，又体积不变，没有做功，故而向外界放出能量
5、汽缸是燃油汽车发动机内的圆筒形空室，里面有一个由压力或膨胀力推动的活案。如图所示，某种气体被一定质量的活塞封闭在容积为0.5升的汽缸中。初始状态时气体的压强为，温度为，封闭气体体积为,现对气体缓慢加热，求:
(1)活塞刚上升到气缸顶部时，气体的温度
(2)气体的温度升高到时，气体的压强
答案：见解析
解析：（1）活塞刚好到顶端时，气体做等压变化，可知，
（2）从到，气体做等容变化，可知，
6.汽车发动机的额定功率为，汽车的质量为，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的k=0.1倍，
(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动，当汽车的速度为时，加速度多大
(2)若汽车以的加速度从静止开始做匀加速启动,经过多长时间汽车功率达到额定值
答案：见解析
解析：（1）设汽车阻力为，由题意可知，根据牛顿第二定律可知
（2）设达到额定功率时汽车的速度为，根据牛顿第二定律可知，根据匀变速直线运动的公式