2023-2024学年上海市延安中学高三(上)期中物理试卷

2023-2024学年上海市延安中学高三（上）期中物理试卷一、核电（19分）1．核电被视为人类解决能源问题的终极方案，我国在核电应用和研究方面目前都处于国际一流水平。我国第四代反应堆—钍基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破，该反应堆以钍为核燃料。钍俘获一个中子后，经过若干次β衰变转化成铀。铀233的一种典型裂变产物是钡和氪，同时释放巨大能量。铀核裂变的核反应方程为。（1）核能的利用离不开人类对微观世界的不断探索。下图表示了科学家对原子认识的演变史，下列说法正确的是（多选）；A.汤姆孙基于道尔顿的实心小球模型和电子的发现事实建构了枣糕模型B.卢瑟福建构的行星模型不仅揭示了原子内存在原子核而且揭示了原子核的组成结构C.玻尔基于行星模型和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广D.基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值（2）下列说法正确的是（单选）；A.铀233、铀235、铀238化学性质相同B.铀233、铀235、铀238的半衰期相同C.铀核裂变后，核子的比结合能减小D.此反应堆的增殖因数f＝3（3）已知铀核233的质量为m1，钡核142的质量为m2，氪核89的质量为m3，质子的质量为mp，中子的质量为mn，真空中光速为c，则此铀核裂变一次释放的能量E＝。（4）天然放射性元素钍经过一系列α衰变和β衰变之后，变成铅，则铅208比钍232少个中子；此衰变过程中共有次α衰变和次β衰变。（5）钍232的半衰期为140亿年，若一块矿石中含有2kg钍232，发生衰变的钍232均变成了铅208，则经过70亿年还剩下kg钍232，生成了kg铅208。（结果保留2位有效数字）二、交通安全（18分）2．交通安全，人人有责。“道路千万条，安全第一条”。（1）骑车时应注意安全，避免急停急起。下列物理量中描述“急停急起”最恰当的一个是（单选）；A.瞬时速度B.平均速度C.速度改变量D.加速度（2）我国道路交通安全法规定：严禁超速，严禁超载，严禁疲劳驾驶，驾乘人员必须系好安全带等，这些规定的物理依据是（单选）；A.汽车超速会增大汽车的惯性B.汽车超载会增大汽车的惯性C.疲劳驾驶会缩短驾驶员的反应时间D.系安全带会减小驾乘人员的惯性（3）如图所示，自动卸货车静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下缓慢增大倾角θ的过程中，货物m相对车厢始终静止，下列分析正确的是（多选）；A.货物对车厢的压力变大B.货物受到车厢的摩擦力变大C.地面对货车的支持力不变D.地面对货车的摩擦力增大（4）一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是（单选）；A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s（5）如图甲是某货车运送圆柱形钢管的情景，所装钢管规格相同，如图乙是从车尾看钢管堆放的示意图。已知钢管间的动摩擦因数为μ，每根钢管的质量为m，重力加速度为g，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下层钢管被固定不能移动。汽车在水平路面上，下列分析正确的是（多选）。A.直线行驶时，要A不发生相对滑动，汽车的加速度最大为μgB.直线行驶时，要A不发生相对滑动，汽车的加速度最大为C.直线行驶加速度为a时，则钢管A受到B和C的作用力为D.转弯时，A可能对内侧钢管无压力作用三、天问一号（14分）3．2020年7月23日，我国首个火星探测器“天问一号”成功发射，升空后经历7个月左右的长途跋涉靠近火星，开展火星环绕、表面降落、巡视探测三大任务。火星的自转周期与地球接近，火星的直径为地球的0.531倍，火星的质量为地球的0.107倍。火星和地球绕日公转可近似为圆轨道，火星的公转半径为地球的1.52倍。（1）“天问一号”的发射离不开物理学的发展，而任何理论都有一定的条件和适用范围。关于牛顿力学和相对论，下列说法正确的是（多选）；A.在研究“天问一号”环绕火星的“高速”运动时，牛顿力学仍然适用B.在强引力场情况下，牛顿力学不再适用C.在解释微观粒子的物理现象时，牛顿力学不再适用D.相对论和牛顿力学是相互对立、互不相容的两种理论（2）假设环绕器绕火星运行的轨道半径为火星同步卫星的，那么环绕器绕火星一圈需要的时间最接近（单选）；A.1小时B.3小时C.6小时D.12小时（3）火星表面的重力加速度为地球的倍，火星的第一宇宙速度为地球的倍。（结果保留3位有效数字）（4）“火星冲日”是指火星绕太阳公转过程中运行到与地球和太阳成一直线的状态，此时火星和太阳分别位于地球的两侧。已知火星的公转周期为T，地球的公转周期为T0，则“火星冲日”的周期为。四、体育运动（15分）4．体育是一种复杂的社会文化现象，以身体活动为基本手段，增强体质、增进健康及其培养人的各种心理品质为目的。（1）标准田径场跑道全长为400m，由两个直道和两个弯道组成。在标准田径场上进行200m比赛，下列判断正确的是（多选）；A.选手跑完全程的路程约为200mB.选手跑完全程的位移约为200mC.冠军的冲刺速率最大D.冠军的平均速率最大（2）用背越式跳高过杆时，（如图1）重心在横杆下方约0～5cm左右，背越式跳高的世界纪录为2.45m。若空气阻力作用可忽略，下列判断正确的是（多选）；A.选手上升过程中处于失重状态B.研究选手在空中姿态时可将其视为质点C.选手起跳时对地面的压力与地面对他的支持力大小相等D.选手起跳的速度约为7m/s时，成绩可接近世界纪录（3）在乒乓球比赛中运动员发了一个高抛球，乒乓球以初速度v0竖直向上抛出，乒乓球在空中运动过程中空气阻力大小与速率成正比，落到与抛出点等高的球拍上时速度大小为v1，下列判断正确的是（单选）；A.乒乓球的上升时间与下落时间相等B.乒乓球上升过程的平均速度等于C.乒乓球上升过程的平均速度大于D.乒乓球下降过程的平均速度大于（4）如图2，某次网球比赛中，选手将球在边界中点正上方沿中线水平向右击出，空气阻力忽略不计。若球刚好过网落在对方场地中间位置，则击球高度h1与球网高度h2之比为；若已知击球高度h1、球网高度h2、半个球场的长度x，球既不出界又不触网，其初速度v0大小的范围为。五、实验题（8分）5．图（a）装置可以研究物体质量一定时，其加速度与合外力的关系。实验时，气垫导轨水平放置，右侧适当位置的上方固定光电门，调整定滑轮的高度，使滑块与滑轮间的细绳水平。（1）测量前，力传感器是否需要调零；A.需要B.不需要（2）在右侧吊篮中放入砝码，将滑块由静止释放，力传感器测得细绳中的拉力F，光电门测得宽度为d的挡光片的挡光时间Δt。保持滑块质量不变，增加吊篮中砝码的个数，再将滑块由静止释放，测得多组拉力F和对应的挡光时间Δt。建立图（b）所示的坐标系，若希望从图像方便而又准确地得出加速度与合外力的关系，则每次滑块是否必须从相同位置释放；A.必须B.不必（3）要使图（b）中图线的斜率减小，可在适当范围内增大的物理量有（多选）。A.挡光片的宽度B.滑块释放位置与光电门之间的距离C.滑块的质量D.吊篮中砝码的个数六、简答题（需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。）6．攀岩过程中，攀岩者常常要协调手足之间的发力，才能更好地保持平衡，如图甲所示。为方便地分析此时手脚的受力，将攀岩者简化成图乙情景：攀岩者简化为重球A，其质量为50kg，与两根轻细绳AB和AC连接，两绳另一端连接于竖直墙上，细绳AB与水平线成θ角，细绳AC垂直于墙，轻杆AD一端固定于重球上，另一端链接在竖直墙上，杆对重球产生一个方向与水平线成θ角的弹力F，θ＝60°，g取10m/s2。攀岩者要能在此处保持平衡，求弹力F的大小范围。7．劲度系数为k的轻弹簧一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的