上海市上海交通大学附属中学2023-2024学年高三下学期摸底考试物理试题

这是一份上海市上海交通大学附属中学2023-2024学年高三下学期摸底考试物理试题，共11页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟．
2．本考试分设试卷和答题纸．答案一律写在答题纸上．
3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选．未特别标注的选择题，每小题只能选一个选项．
4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取．
一、天宫实验室
我国的空间站又叫做天宫空间实验室，能够提供在地面无法实现的极高真空环境以及微重力条件，可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验．
1．（3分）下列实验要求在真空中进行的是（ ）
A．粒子散射实验 B．密立根油滴实验 C．卡文迪什扭秤实验 D．杨氏双缝干涉实验
*2．（4分）（多选）航天员在空间站利用下列装置进行高中物理实验，其中可行的是（ ）
A．用单摆测重力加速度实验 B．研究向心力的实验
C．验证机械能守恒定律实验 D．探究等温情况下气体压强与体积关系实验
*3．（4分）如图所示，空间站相对地面运动，地面上的观察者测得地面上光源发出的光同时到达空间站的前端和后端，则空间站中的人测得光先到达空间站__________（选填“前端”或“后端”）；这两束闪光相对空间站的速度__________（填“相等”或“不相等”）
4．（6分）如图所示，神州十六号采用径向交会对接技术．
（1）飞船先在空间站正下方做匀速圆周运动，此时飞船线速度（ ）
A．大于空间站的线速度 B．小于空间站的线速度 C．等于空间站的线速度
（2）然后缓慢提升轨道高度，逐渐靠近空间站，完成对接．在此过程中，飞船径向对接发动机提供的推力（ ）
A．变大 B．变小 C．不变
二、快堆
快堆，全称为快中子增殖反应堆，是指没有中子慢化剂的核裂变反应堆．快堆采用钚做燃料，在钚的外围放置不易发生裂变的,钚239裂变释放出的快中子被铀238吸收，转变为铀239，轴239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚239，从而实现核燃料的“增殖”．
1．（4分）铀239转变为钚239，需要经过__________次衰变，__________次衰变
2．（3分）通常的核裂变反应堆，需要将裂变产生的高速中子（快中子）减速成为速度较慢的中子（热中子）．重水作慢化剂可使快中子减速．假设速度为的中子与重水中的氘核发生正面弹性碰撞，经过一次碰撞后中子速度变为__________
*3．（4分）（多选）钚239既可能发生衰变，也可能发生衰变．将钚239核置于匀强磁场中，衰变后粒子运动方向与磁场方向垂直，图中的a、b、c、d分别表示粒子的运动轨迹，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．衰变过程中粒子的动量守恒 B．磁场方向垂直纸面向里
C．甲图是衰变，乙图是衰变 D．b为粒子的运动轨迹，c为粒子的运动轨迹
4．（3分）如图所示，两极板间的电压为,钚239衰变后放出的比荷为k粒子以初速度v从距离为d、水平长度为L的两极板中心处水平射入，不计粒子的重力，则粒子射出极板时速度方向与水平方向夹角的正切值为（ ）
A． B． C． D．
三、玻尔氢原子模型
玻尔在原子核式结构模型基础上引入量子化概念，假设电子的动量和与轨道半径r满足为普朗克常量，．玻尔运用经典理论结合上述假设，建立了氢原子模型．
1．（3分）类比引力势能公式，以无穷远处为零势能面，电子与氢原子核间静电相互作用的电势能为（ ）
A． B． C． D．
*2．（3分）电子质量为m,绕原子核运动的线速度大小为v，以无穷远处为电势能零势能面，则氢原子的能量为__________
3．（5分）（论）证明原了核外电子道半径，氢原子的能量,其中分别为电子第1条轨道半径和电子在上运动时氢原子的能量，分别表示第n条轨道半径和电子在上运动时氢原子的能量
4．（3分）图Ⅰ、Ⅱ分别是氢原子跃迁产生的两种单色光通过同一装置产生的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A．Ⅰ光的频率比Ⅱ光的频率小
B．Ⅰ光和Ⅱ光相遇能发生干涉
C．Ⅰ光的光子能量比Ⅱ光的光子能量小
D．用Ⅱ光照射某金属时，能产生光电子，则用Ⅰ光照射一定能产生光电子
四、冰壶
冰壶是常见的冰上运动．比赛时，运动员可用冰壶将对方的冰壶撞出营垒或将本方的冰壶撞向营垒圆心，同时可用冰刷在冰壶前方擦冰，使冰面融化，减小摩擦力．
1．（4分）如图所示，用频闪照相连续拍得5张冰壶的位置．已知每次拍照时间间隔均为,则冰壶加速度大小为__________,照片3拍摄瞬间冰壶速度为__________
2．（3分）（简答）分析说明两冰壶组成的系统在碰撞过程中能否认为动量守恒
可以认为动量守恒，系统所受的摩擦力远小于内力且作用时间极短，故可忽略外力的冲量，近似认为系统的动量守恒
3．（10分）（计算）冰壶比赛场地如图所示．运动员在投掷线处以速度沿虚线将冰壶投出．冰壶投出后，运动员从某处开始用冰刷在冰壶前方连续擦冰，距离为s,冰壶滑行后停止．运动员不擦冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数为0.01，擦冰后冰壶与冰面间的动摩擦因数为0.004，重力加速度大小g取．求
（1）擦冰的距离s;
（2）从何处开始擦冰可使冰壶滑行的最长时间，并求此最长时间
五、储能技术
储能技术主要是指在电网负荷低的时候，将难以储存的电能转换成更便利存储的形式．常见的储能技术有电池储能、电容储能、压缩气体储能等．
1．（6分）如图所示，用可调高内阻电池研究电池储能技术．若仅提高电池两极之间的挡板，
（1）电压传感器1的示数（ ）
A．变大 B．变小 C．不变
（2）滑动变阻器上消耗的电功率（ ）
A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
2．电容器可以储存电能，用图示电路观察电容器的充、放电现象，
甲 乙
（1）（3分）根据图甲电路在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整
（2）（3分）（多选）电容器在整个充放电过程中的图像和图像（q为电容器极板所带的电荷量，为上、下两板的电势差），可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
（3）（3分）用电流传感器替换灵敏电流计，测出电路中的电流随时间变化的图像如图所示，电源电压为,则电容器的电容约为__________（都正确）F（保留2位有效数字）
*3．（4分）压缩空气储能技术将高压空气密封存储于容器中，被密封在容器中的气体的图，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．的过程中，容器单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力增大
B．的过程中，容器单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力减小
C．的过程中，气体的体积增大
D．的过程中，气体的体积减小
4．（8分）（计算）用压缩空气推动一小型交流发电机发电．如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比为，额定电压的小灯泡正常发光，发电机输出端的电流随时间变化图像如图乙，求
甲 乙
（1）灯泡1分钟内消耗的电能
（2）从灯泡上电流为零开始的半个周期内，通过灯泡的电荷量
六、阻尼
阻尼是指阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用．
1．（3分）如图是某单摆做阻尼振动的部分位移一时间图像，则摆球在1、2时刻，相同的物理量是（ ）
A．机械能 B．加速度 C．动量 D．重力势能
2．（9分）线圈在磁场中运动时会受电磁阻尼作用．如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一边长为L的正方形线圈,其质量为m,各边电阻相等，线圈以初速度v进入一个有明显边界的磁感应强度为B的匀强磁场，磁场的宽度大于L．当线圈完全穿过磁场后，其速度变为初始的一半，求：
（1）线圈刚进入磁场瞬间，两点间的电压是多少？
（2）线圈进入磁场和离开磁场的两个过程中产生的焦耳热之比．
参考答案
高三物理摸底试卷
命题： 审核：
考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟．
2．本考试分设试卷和答题纸．答案一律写在答题纸上．
3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选．未特别标注的选择题，每小题只能选一个选项．
4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取．
一、天宫实验室
1．（3分）A
*2．（4分）BD
*3．（4分）前端 相等
4．（6分）
（1）B （2）B
二、快堆
1．（4分）0 2
2．（3分）
*3．（4分）AD
4．（3分）A
三、玻尔氢原子模型
1．（3分）D
*2．（3分）
3．（5分）由量子化假设和牛顿第二定律
，（2分）
可得
，（1分）
而能量
，（1分）
可得
,（1分）
4．（3分）D
四、冰壶
1．（4分）1.6 2.8
2．（3分）可以认为动量守恒，系统所受的摩擦力远小于内力且作用时间极短，故可忽略外力的冲量，近似认为系统的动量守恒
3．（10分）（1）;（2）从距处开始擦冰，
（1）根据动能定理
,（2分）
解得
,（2分）
（2）方法一：根据动量定理
可知当最大时总时间最长，而
可知在最后擦冰，即距处开始擦冰冰壶滑行时间最长．（2分）
方法二：根据速度图像
可知越晚擦冰总时间越长（2分）
根据牛顿第二定律
得,（2分）
由
解得
,（2分）
五、储能技术
1．（6分）
（1）B （2）A
2．电容器可以储存电能，用图示电路观察电容器的充、放电现象，
（1）（3分）根据图甲电路在图乙中用笔画线代替导线将实物电路连接完整
（2）（3分）AD
（3）（3分）
*3．（4分）C
4．（8分）（1） （2）
（1）根据变压器原理
（2分）
得
（2分）
（2）根据交流电表达式
（2分）
又
（1分）
可得
,（1分）
六、阻尼
1．（3分）D
2．（9分）（1）
（2）
（1）边刚进入磁场瞬间，边产生的感应电动势为（2分）
a、b两点的电压是路端电压，（2分）
（2）线圈刚全部进入磁场时速度为，刚离开磁场时速度为．
线圈进入磁场的过程，由动量定理得
同理，线圈离开磁场的过程，由动量定理得
,（2分）
又通过线圈的电荷量
,（1分）
可得
由动能定理得：
（1分）
得（1分）