上海市南洋模范中学2024-2025学年高三下学期阶段性检测物理试卷

2024学年第二学期南模阶段性检测卷 共1张 4页 考生注意： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．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；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 3．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。 4．除特别说明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8 m/s2。 一、肥皂泡（9分） 空中漂浮的肥皂泡几乎呈球形，水平桌面上的肥皂泡可能呈半球形。 1．（2分）用黄光照射一个半球形的肥皂泡，观察到如图所示的干涉条纹，越靠近下部，条纹越密。该肥皂泡的厚度 A．上厚下薄 B．上薄下厚 C．厚薄处处相同 D．由上往下均匀变厚 2．（3分）如图所示，一球形肥皂泡稳定时的半径为R。已知肥皂泡内、外表面单位长度的总张力大小为f，大气压强为p0，则肥皂泡内气体压强为_______。 3．（4分）吹出的肥皂泡在空中往往先上升、后下降，某同学假设这是因为从嘴中吹入肥皂泡的温度较高，随着肥皂泡运动，内部气体温度逐渐与外界相同。肥皂泡内的气体可视为理想气体，在内部气体温度降低的过程中。 （1）气体的内能_______（选涂：A．增大 B．减小 C．不变）。 （2）气体对外界_______（选涂：A．做正功 B．不做功 C．做负功）。 二、放射性同位素电池（11分） 某植入人体的微型核电池内部装有150 mg钚-238（），体积仅18 mm3。已知钚-238的半衰期为88年，衰变时放出α射线和γ射线，生成新核X。 1．（2分）写出钚-238衰变的核反应方程：_______。 2．（3分）经过132年，质量为_______mg的钚-238发生了衰变（结果保留3位有效数字）。 3．（3分）X的平均结合能_______（选涂：A．大于 B．等于 C．小于）钚-238的平均结合能。 4．（3分）若钚-238衰变过程中释放的能量E＝5.5 MeV，已知元电荷e＝1.6×10-19 C，普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s。则γ射线的波长λ＝_______m（结果保留3位有效数字）。 三、风能的利用（21分） 某风力发电厂共有200台风力发电机，一周内约有100个小时可以正常发电。每台风力发电机的叶片长L＝80 m，且风能转化为电能的效率η＝20%。该风力发电厂所在地区的平均风速v＝20 m/s，空气密度ρ＝1.3 kg/m3。 1．（3分）风车叶片旋转得很慢，通过齿轮变速，可将很低的风轮转速变为很高的发电机转速。某齿轮组如图所示，A、B、C三点位于齿轮不同位置，已知rA＝2rB＝2rC，则A、B、C三点的转速之比nA:nB:nC＝______。 2．（5分）（计算）该发电站一周能发多少度电？（结果保留3位有效数字） 3．风电厂向用户供电的线路图如图所示，T1、T2分别为升压变压器和降压变压器，变压器均为理想变压器，降压变压器原、副线圈匝数比n3:n4＝10:1。已知发电厂的输出电压保持240 V不变，用户端电压为220 V、功率为11 kW，输电线总电阻40 Ω。 （1）（2分）输电线上消耗的电功率为______kW。 （2）（3分）升压变压器原、副线圈匝数比n1:n2为 A．3:25 B．6:55 C．1:10 D．1:15 （3）（3分）若用户端消耗的功率增大，在发电厂的输出电压不变的情况下，用户端获得的电压 A．减小 B．不变 C．增大 D．无法确定 4．（5分）（计算）若用U＝320 kV高压直流输电，所用电缆线中心是半径R＝2.2 cm的铜线，已知铜的电阻率ρ＝1.68×10-8 Ω·m，某电缆长s＝265 km，发电厂的输出功率P0＝800 MW，求铜线上消耗的电功率P。（结果保留3位有效数字） 四、简谐运动（24分） 作为理想模型的简谐运动，其规律在机械运动、电磁运动中都有体现。 1．如图所示，波源O沿y轴做简谐运动，形成两列简谐横波，一列波在介质I中沿x轴正方向传播，另一列波在介质II中沿x轴负方向传播。t＝0时刻完整波形如图所示，此时两列波分别传到x1＝6 m和x2＝－4 m处。t＝1 s时质点M的位移不变，振动方向相反。 （1）（3分）波源的振动周期T＝_______s。 （2）（3分）若波源振动的周期大于1 s，波源的振动方程为_______（cm）。 （3）（2分）设波在介质I、II中的波速分别为v1、v2，则v1:v2 A．1:1 B．1:2 C．2:3 D．3:2 2．（7分）如图所示，劲度系数为k的弹簧竖直固定在地面上，弹簧上端安装一质量为M的平台，初始时平台静止。一团质量为m的黏土从距离平台上方h处由静止下落。忽略黏土与平台的碰撞时间，黏土落到平台上，随平台一起运动。过程中弹簧保持竖直、平台保持水平。不计空气阻力，已知重力加速度大小为g。h （1）（计算）黏土与平台撞击后的速度大小v。 （2）已知弹簧的弹性势能Ep与弹簧形变量x的关系为。黏土和平台碰撞后向下运动到速度最大处，该过程中弹簧弹性势能的变化量ΔEp＝_______。 3．在如图（a）所示的LC振荡电路中，通过P点的电流i随时间t的变化关系如图（b）所示。规定电流向右通过P点为正。（a） （b） （1）（3分）t＝0时刻，电容器的上极板 A．带正电 B．不带电 C．带负电 （2）（4分）（多选）电路中电场能最大的时刻是 A．t1 B．t2 C．t3 D．t4 E．t5 （3）（2分）实际电路中存在能量损耗，i的最大值将逐渐减小，在此过程中，i的随t的变化 A．周期减小 B．周期不变 C．周期增大 五、无绳电梯模型（11分） 有人设计了一种电磁驱动的无绳电梯模型，其简化原理图如图所示。光滑的平行长直金属导轨置于竖直面内，间距L＝1 m，导轨下端接有阻值R＝1 Ω的电阻。电梯轿厢抽象为质量m＝0.1 kg的导体棒，垂直跨接在导轨上，导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B＝0.5 T的匀强磁场，导体棒始终处于磁场区域内，g取10 m/s2。t＝0时刻，磁场以速度v1＝5 m/s匀速向上移动，同时由静止释放该导体棒。v1 1．在t＝0时刻， （1）（2分）导体棒中的感应电流方向为_______（选涂：A．向左 B．向右）。 （2）（5分）（计算）导体棒的加速度大小a。 2．（4分）经过时间t，导体棒的速度大小为v2，取竖直向上为正方向。设时间t内，安培力所做的功为WA、安培力的冲量大小为IA，克服重力所做的功为WG、重力的冲量大小为IG。则＝_______，mv2＝_______。 六、光电效应（24分） 用一束光照射铜，发生光电效应。已知铜的逸出功为4.6 eV。 1．（5分）利用晶体可以获取单色光，如图所示，波长为λ的光在晶面发生反射，入射和反射的X射线与晶面的夹角均为θ，普朗克常量为h，则反射前后，光子动量变化量的大小为_______，方向为_______。θ θ 2．（2分）铜的表面有一铜原子，其内一电子脱离铜原子的束缚需要消耗4.0 eV能量。该电子吸收光子后以5.0 eV的动能从铜表面逸出，假设电子在逸出前未发生碰撞。则该电子吸收的光子能量为_______eV（结果保留3位有效数字）。 3．（4分）电子从铜的表面进入真空时，速度会发生变化，其运动情况类似于光的折射，设真空“折射率”μ0＝1。根据第2题中的信息可知，铜的“折射率”μ＝_______（结果保留3位有效数字）；若电子在铜内的“入射角”θ1＝40°，如图所示，则在真空中的“折射角”θ2＝_______（结果保留整数）。θ1 真空 铜 4．用静电分析器可以研究光电子的能量。如图所示，两个共轴的半圆柱面形电极A、B间的缝隙中存在电场，一电子沿顺时针方向做半径为R的匀速圆周运动，轨迹如图中虚线所示。v B A （1）（4分）（多选）关于缝隙间的电场，下列说法正确的是 A．电场沿半径方向指向电极A B．电场沿半径方向指向电极B C．缝隙间的电场是匀强电场 D．靠近电极A处的电场更强 （2）（3分）已知电子轨迹上各点的场强大小为E，元电荷为e，电子的质量为m。电子重力不计，则电子进入静电分析器的动能Ek＝_______。 （3）（6分）（计算）若入射电子的动能Ek'＜Ek，为了让电子仍沿虚线运动，某同学设想在缝隙间加一垂直纸面的匀强磁场，求该磁场的磁感应强度。 高三物理 参考答案 一、肥皂泡（共9分） 1．B（2分） 2．（3分） 3．（1）B（2分） （2）C（2分） 二、放射性同位素电池（共11分） 1．（2分，U写成X或不写γ不扣分） 2．97.0（3分） 3．A（3分） 4．2.26×10-13（3分） 三、风能的利用（共21分） 1．1:2:1（3分） 2．一台风力发电机Δt时间内接收到的风的质量（1分） 接收到的风的动能（1分） 每台风力发电机的发电功率（1分） 一周发电量（公式1分，结果1分） 3．（1）1（2分） （2）C（3分） （3）A（3分） 4．铜线的电阻（公式1分，结果1分） 通过铜线的电流（公式1分） 铜线上消耗的电功率（公式1分，结果1分） 四、简谐运动（共24分） 1．（1）（3分） （2）（3分） （3）D（2分） 2．（1）黏土撞击平台前瞬间的速度大小（1分） 黏土与平台碰撞过程中，内力远大于外力且时间极短，黏土与平台组成的系统动量守恒（1分） 取竖直向下为正方向，（1分） 解得（1分） （2）（3分） 3．（1）A（3分） （2）BD（4分，漏选得2分） （3）B（2分） 五、无绳电梯模型（共11分） 1．（1）B（2分） （2）导体棒中的感应电动势（1分） 通过导体棒的电流（1分） 导体棒受到的安培力大小（1分） 根据牛顿第二定律（1分） 解得导体棒的加速度大小（1分） （3）WA－WG（2分）；IA－IG（2分） 六、光电效应（共24分） 1．（3分）；垂直晶面向上/竖直向上（2分） 2．13.6（2分） 3．1.39（2分）；63°（2分） 4．（1）BD（4分，漏选得2分） （2）（3分） （3）当电子的动能小于Ek时，（1分） 需要施加沿半径指向电极B的洛伦兹力（1分） 根据左手定则，匀强磁场的方向垂直于纸面向外（1分） 电子做匀速圆周运动（1分） 将（1分）代入 解得（1分） 2 学科网（北京）股份有限公司 $$