精品解析：上海市建平中学2023-2024学年高三上学期期中物理试题

建平中学2023学年第一学期期中教学质量检测 高三物理试卷 注意事项： 1、试卷满分100分，考试时间60分钟。 2、本试卷分设试卷和答题纸。答题前务必在答题纸上填写姓名、班级、学号。 3、试卷中的选择题没有标注的即为单选；标注为多选题的，每题有两个或两个以上的答案，但不全选；有需要计算的，给出必要的图示、文字说明和公式演算等。 一、磁力缓降的奥秘 2017年6月20日，高475米的武汉綠地中心高楼旁的公寓楼外墙上，体重80公斤的试验人员利用依附于建筑外墙的逃生轨道，从高处以1.5米/秒的速度下降，并安全抵达地面，标志着中建三局工程技术研究院历时两年研发的磁力缓降高楼安全逃生装置试验成功。如图1所示，试验中技术人员身绑安全带，双手握住带有磁铁的逃生装置的两个把手下降。 我们可以将下降过程进行如下建模：一根足够长的空心铜管竖直放置，使一枚直径略小于铜管内径，质量为M的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落，如图2所示。已知重力加速度g，强磁铁在管内运动时，不与内壁摩擦，不计空气阻力。 1. 结合楞次定律进行分析，并说明强磁铁开始下落一小段距离的加速度a方向以及a和g的大小关系； 2. 该情景中的定量计算非常复杂，利用现有知识可能无法精确求解运动与受力方程，但我们可以利用学过的知识来对下述问题进行分析。实验中已经测得强磁铁在铜管中下落的最大速度为； （1）设强磁铁从静止开始下落时t=0，其下落过程中，速度大小v随时间t变化的关系图线是如图（　　） A. B. C. D. 3. 从能量守恒的角度分析，求解图2中，强磁铁达到最大速度后铜管的热功率P； 4. 强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的。如果在图2强磁铁的上面粘一个质量为m的绝缘橡胶块，那么它们下落的最大速度是多大? 二、井盖跳跃现象 在日常生活中有很多有趣的热学现象，可以用所学的气体知识来解释。例如，如果你留心观察，会发现在暴雨期间，水位迅速上涨，井盖可能出现不断跳跃的现象。 如图所示是某排水管道的侧面剖视图。井盖上的泄水孔因杂物而堵塞，井盖与井口间密封良好但不粘连。设井盖质量m=20kg，圆柱形竖直井内水面面积s=0.30m2图示时刻水面与井盖之间的距离h=2.0m，井内密封有压强刚好等于大气压强p0=1.01×105Pa，温度T0=300K的空气（可视为理想气体），重力加速度g=l0m/s2。密封空气的温度始终不变。 5. 随着水面上涨到井盖被顶起之前，对于被井盖封闭的理想气体，下列说法正确的是（　　） A. 气体经历了等压变化 B. 气体对外界放出热量 C. 气体分子平均动能不变 D. 气体的分子势能减小 6. 从图示位置起，水面上涨_________cm后，井盖第一次被顶起。（保留两位有效数字） 7. 井盖第一次被顶起后迅速回落再次封闭井内空气，此时空气压强重新回到p0，温度仍为T0，则此次向外界排出的空气当压强为p0，温度T1=290K时体积是________m3。（结果保留两位有效数字） 8. 井盖每次被顶起后，都迅速回落再次封闭井内空气，此时空气压强重新回到P0，温度仍为T0，若水面匀速上升，井盖相邻两次跳跃的时间间隔将（　　） A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 不能确定 三、中国天文探测成就： 9. 探月计划 2004年我国探月工程正式立项，确立了“绕、落、回”三步走战略规划，到2020年三步走战略圆满收官，其中嫦娥系列探测器和玉兔系列巡视器在探月过程中起到了至关重要的作用，提升了我国在国际航天航空领域的话语权。 （1）如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球水平表面处。已知探测器质量为m，四条支架腿与竖直方向夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面的弹力的方向均为________（选填“竖直向下”、“竖直向上”、“沿支架腿斜向上”或“沿支架腿斜向下”），大小为____________。 （2）图为“玉兔二号”巡视器在月球上从O处行走到B处的照片，如轨迹示意图所示，OA段是直线，AB段是曲线，巡视器质量为135kg，则该巡视器（　　） A. 受到月球的引力为1350N B. 在AB段运动时一定有加速度 C. OA段与AB段的平均速度方向相同 D. 从O到B位移大小等于OAB轨迹长度 （3）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转化为电能。衰变的核反应为，则（　　） A. 核反应中的X等于234 B. γ射线穿透能力比的强 C. 比的平均结合能小 D. 月夜的寒冷导致的半衰期变大 （4）“玉兔”回收可简化为两个过程：首先将携带“玉兔”的返回系统由月表发射到高度为h的轨道上，与在该轨道绕月球做匀速圆周运