上海市位育中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

2024 学年第一学期位育中学期中考试试卷 高三年级 物理学科 (考试时间60分钟,总分100分命题:王勇 审题:张黎芳) 考生注意: 1. 试卷满分100分,考试时间60分钟。本试卷无特殊说明g-9.8m/s2 2. 本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、学校、座位号,并将自已的条形 码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。 3. 本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项;未特别标注的选择类试题,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 一、PET技术 正电子发射断层扫描(PET)是一种核成像技术。检查前,将含有放射性元素F的示踪剂注 入患者体内,F原子核衰变放出正电子。正电子与患者体内的电子涯灭过程中放出一对/光子。 探测器记录各处放出?光子的情况,”光子越多,该处组织越活跃。 _,"F的平均结合能为3MeV,其结合能为 1.正电子符号写为 MeV。 2. 示踪剂中的F可用高速质子轰击O得到,核反应生成的另一个粒子是( _ C. 电子 B. 中子 A. 氢原子核 D. 正电子 3.若V光子动量为P,真空速度c,该光子能量E,=__。 4.(计算)如图某组织放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场电,一个静止的原子序数为Z的放射 性原子核x在图中AB连线的P处发生了一次a衰变释放新核Y。放射出的a粒子在与磁场垂 直的平面内做半径为R。的圆周运动。求: (1)写出该衰变方程式 (2)新核Y在磁场中做圆周运动的半径Ry 2024学年第一学期高三物理期中试卷 第1页 二、测速 某小组同学利用“光电门传感器”和“位移传感器”测量运动的 光电传感器 速度和加速度。首先,他们利用光电门测量挡光片进入光电门时 挡光片 的瞬时速度。将导轨一端垫高,小车上安装挡光片,导轨上安装 小车 _ 光电门传感器。通过更换不同宽度Ax的挡光片测量测景小车挡光 勃 片进入光电门时的瞬时速度。最后,小组同学又采用分体式位移 传感器,将发射器安装在小车上,接收器安装在导轨的底部“0cm” 处。 1. 在该小组利用“光电门测量小车挡光片进入光电门时的瞬时速度v”中如上图,实验者通过更换挡 光片改变△x,操作方法应该是( ) A.每次从导轨上的同一位置静止释放小车 B.每次从导轨上的不同位置静止释放小车; =0.66744r+0.8211 C.每次从导轨上的同一位置轻推释放小车 D.每次从导轨上的不同位置轻推释放小车 2. 为了能更加准确的测量瞬时速度,他们将光电问测 量的速度v和时间△绘制“v-△”图像,其中图线解析 式如右图。由图线得出了挡光片进入光电门的瞬时 速度,该速度的大小为 m/s,加速度大小 为__m/s2. 3. 在该小组利用“位移传感器测量瞬时速度”中,测量并绘制出小车下滑x-t图线(如下图):该传 感器通过发射红外线和超声波进行测量出小车的相对接收器的位置x (1)其中红外线属于__(选填涂:A“电磁波”、B“机械波”)。 (2)当小车下滑时,接收器接收到的超声波频率_,波长。(选填涂:A.“变大” B.“变小”C.“不变”) (3)通过xt图线上标注的数据,小车 x(m) 运动速度 (选填涂:A.“变 . 70.01 --.456.7 大”B.“变小”C.“不变”), ._._ 60 __ ......._.... -.8.5058.6 小车运动的平均加速度大小为 700 -0.65:460 m/s2。 :0 1060.512~ 0.70.422 300 t._..__. 200 2 0.00 610 0.20 650 6.40 050 0.60 0.70 680 090 100 1.10 1.20 ____ 3页 =. 集装箱塔吊 近日,世界银行发布第三版全球集装箱港口绩效指数,洋山深水港2022年的运营效率仍居全 球首位。这一成绩的取得,与码头上数百台塔吊的运行密切相关。 1.如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的行车A,行车下装有吊着集装箱(可视为质点) B的吊钩,在A与B沿吊臂方向以速率v匀速运动的同时,将集装箱B从地面向上吊起,A、B 之间的距离以d-H-2r2(SI)(SI表示国际单位制,式中H为吊臂离 地面的高度)规律变化: )) (1)(多选)该集装箱B ( A. 动量变化率不变 B. 速度变化率不变 C. 机械能保持不变 D 重力功率不变 (2)吊钩对B的拉力F为集装箱B重力的倍。(本问g-10m/s) 2. (简答)行车A保持静止,将质量为M的集装箱B从地面静止开始竖直向上吊起,电动机输出 功率P恒定,经过一段时间达到最大速度。描述集装箱该段时间运动情况及其达到的最大速度 大小? 3.(计算)下表是某个简易塔吊模型上行车的部分技本指标,其中额定车速是指行车以额定功率 匀速行驶的速度。 进行 额定 电源 电源输 电动机额定输出 电动机额定工作电. 车速 功率 出电压 压和电流: 18km/h 36V/12Ah 208W 36V 30V/8A 请参考表中数据,完成下列问题: (1)行车所配电动机内阻是多少?行车牵引力多大 (2)利用该行车电源提供电能,可以维持额定车速运行多少小时? 四、亚轨道加速器 SpinLaunch的发射系统称为“亚轨道加速 器”,其开发的系统不依赖于火箭燃料,而是利用 电力、动能和离心机。整个离心机由一个钢制真 空室组成,旋转室直径为100米,离心机中间有 一条到圆心O有40米长的旋臂,旋臂的一端固定 要发射的航天器。在发射前将空气从腔室中吸出,以创造一个低摩擦的环境。(已知第一字宙速 度7.9km/s) 2024学年第一学期高三物理期中试卷 第2 1.该发射系统端口水平发射,.理论上若发射近地人造卫星,则设计旋臂转速至少为( B. 3.1r/s A. 31r/min C. 31rs 2.若利用该加速器将一颗卫星送入距地面高度为10km处,要求加速器能在10ms内将该卫星从端 口竖直射出。若卫星射出后不计空气阻力,运动视为竖直直线运动,则: (1)卫星离开发射口的射出速度至少约为m/s,此时旋臂转动的角速度为rad/s。(保 留3位有效数字) (2)类比线加速度a-△v/△t,角加速度B的定义可为 与__之比,其单位 可用国际单位符号表示为 (3)该卫星在离心机中线加速度头 角速度为B,其转动半径为r,则根据所学它们的换算关 系式可为 3.该系统不用燃料就能发射火箭,马斯克的SpaceX星舰重量约为2000吨,若采用该装置将星躯 发射到10km高度处,你认为是否可行: (1) (选填涂:A“可行”、B“不可行”)(2)理由是 五. 光电管 一群处于第4能级的氢原 _ 子,都回到基态能发出几种不 _ F/eV #K# 同频率的光,将这些光分别照 射到图甲电路光电管的阴极K 金属上,只能测得3条电流随 电压变化的图像(如图乙所 -3.6 乙 A 示),其中a光对应图线与横 轴的交点坐标为V.一5V。已知氢原子的能级图如图丙所示,电子电量为e-1.6×10-19C。 1.该群氢原子回到基态可发出不同频率的光子。 A. 12种 B.3种 C6种 D.4种 2.采用a光照射金属时,逸出光电子的最大初动能-Ea-__.该金属逸出功W-__eV. 3.(论证)若光电子运动方向始终朝向A极板,能否在光电管内加入外界匀强磁场,使得光电子 在电场和磁场共同作用下匀速直线运动到A极板上?阐明理由 4.(计算)只有c光照射金属时,调节光电管两端电压,达到饱和光电流/一3.21A,若入射的光 子有80%引发了光电效应,求此时每秒钟照射到阴极K的光子总能量E 共3页 六、柴油打桩机 施工常用的柴油锤打桩机,工作原理为如图:竖直方向上在柱 体上方的锤头在只依靠重力作用下落,其内部有一封闭绝热气 缸。每次“击打”当锤头下落到桩体最上方凸起的铁块时候缸内 空气封闭迅速被压缩到最小,此时内部的柴油喷嘴喷出柴油迅速 气缸 燃烧爆炸,巨大的爆炸力推动此时静止的锤头和桩体沿竖直相反 方向分开,从而实现锤头反复运动,桩体得以“夯”入泥土中。 1. 锤头内部的气缸空气体积迅速被压缩的过程视为绝热过程 凸起 (1)该压缩过程中空气分子之间的作用力__,分子势能 。(选填涂:A“变大”B“变小”C“不变”) (2)该过程如图,I为压缩前空气分子热运动的速率分布曲线,,则压缩后空气分子热运动的速率 分布曲线II应为( ) ##_”##。#### 2. 质量为m的锤头下落至凸起处,缸内理想空气被压缩至缸体体积的1/10时达到最小,空气温 度从27C变为300C,此时柴油(燃点200C)迅速爆燃产生巨大压力。若缸体内截面积S 缸内理想空气压缩前气压为标准大气压P (1)估测空气压缩到体积最小时缸内气压为 个(保留2位有效数字)P,锤头此时瞬时加 速度大小为_ (2)在气缸内气体爆燃的过程中,锤头与桩体组成的系统的动量(选填涂:A“守恒” B“不守恒”)。 (3)每次缸内爆燃过程中,锤头质量m总能提升相对凸起hi高,桩体质量M总能下沉h2,则每 次气缸内爆燃气体释放的内能为 {) ) A. 等于mghj-Mgh2 B. 等于Mgh2-mgh! C. 大于mgh!-Mgh2 D. 小于Mgh2-mgn 3. (计算)某工程地基对桩体的阻力f大小随桩体夯入深度h的变化图像如图所示,其斜率为 k。为了将一根长度为L的桩体打入地基,每次气缸内气体爆燃释放内能均为AE,锤头离开桩 体的高度均相同。桩体质量分别为n和M,求需要该打 桩机夯锤次数至少多少次? 2024学年第一学期高三物理期中试卷 第3)