2022-2023學(xué)年上海市閔行區(qū)高二（下）期中物理試卷（合格考）-普通用卷

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2022-2023學(xué)年上海市閔行區(qū)高二（下）期中物理試卷（合格考）1.北斗衛(wèi)星

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，目前由三十多顆分布于對(duì)地靜止軌道和中地球軌道等處的人造地球衛(wèi)星組成。衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)可近似視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)地靜止軌道上的衛(wèi)星與地面保持相對(duì)靜止，其繞地球公轉(zhuǎn)的半徑約為地球半徑的6.6倍。

(1)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用了混合軌道部署模式，三十多顆北斗衛(wèi)星的圓軌道擁有共同的圓心，向心力是由______力提供。

(2)北斗衛(wèi)星中，最大的環(huán)繞速度最接近______。

A.第一宇宙速度

B.第二宇宙速度

C.第三宇宙速度

(3)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用來(lái)傳遞信息的是______。

A.聲波

B.電磁波

C.引力波

(4)在對(duì)地靜止軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的角速度為_(kāi)_____rad/s，(保留2位有效數(shù)字)若地球半徑為6.4×106m，對(duì)地靜止軌道上的衛(wèi)星的環(huán)繞速度大小約為_(kāi)_____m/s。(保留2位有效數(shù)字)

(5)一中地球軌道衛(wèi)星的距地高度約為地球半徑的3倍，

①該衛(wèi)星的軌道處的重力加速度為地球表面重力加速度的______。

A.13

B.14

C.15

D.116

②該衛(wèi)星的向心加速度比對(duì)地靜止衛(wèi)星的向心加速度______。

A.大

B2.北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)是我國(guó)第一臺(tái)高能加速器，是高能物理研究的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，其外形似一個(gè)碩大的羽毛球拍(圖1)。長(zhǎng)202米的直線(xiàn)加速器、輸運(yùn)線(xiàn)似羽毛球拍桿，周長(zhǎng)240米的圓型加速器(也稱(chēng)儲(chǔ)存環(huán))、高6米重500噸的北京譜儀和圍繞儲(chǔ)存環(huán)的同步輻射實(shí)驗(yàn)裝置似羽毛球拍頭。正負(fù)電子在“拍頭”對(duì)撞，通過(guò)巨大的相互作用能來(lái)研究物質(zhì)的深層結(jié)構(gòu)。

(1)電子束從電子槍中加速到240MeV時(shí)，轟擊一個(gè)約1cm厚的鎢轉(zhuǎn)換靶，得到正負(fù)電子對(duì)。

①正電子是電子的反粒子，帶正電，質(zhì)量和電荷量與電子相同。正電子的電荷量是______C。(保留2位有效數(shù)字)

②電子的質(zhì)量約為9.1×10?31kg，按照牛頓力學(xué)，240MeV動(dòng)能的電子速度為多大？此速度值是否合理？為什么？

(2)如圖2用兩個(gè)平行金屬板制作一個(gè)直線(xiàn)加速器，兩極板間的電壓為U，兩極板間距為d，電子電量為e，質(zhì)量為m，求：

①兩平行金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為_(kāi)_____，在圖2中畫(huà)出電場(chǎng)線(xiàn)。

②電子在加速器中的加速度為_(kāi)_____，計(jì)算加速度時(shí)______(選涂：A.可以B.不可以)忽略電子的重力。

③若電子的初速度為零，經(jīng)過(guò)此加速電場(chǎng)獲得的動(dòng)能為_(kāi)_____，是由______能量轉(zhuǎn)化而來(lái)。

④若電子的初速度不為零，且方向向上，電子在加速電場(chǎng)中做______(選涂：A.直線(xiàn)B.曲線(xiàn))運(yùn)動(dòng)。

⑤若每個(gè)極板的帶電量為Q，把兩個(gè)平行金屬板看作一個(gè)電容器，其電容為_(kāi)_____、

A.QU

B.2QU

C.UQ

D.2UQ

(3)如圖3(a)，為讓正負(fù)電子束流以接近光速正碰，需要高精度電磁鐵控制束流的偏轉(zhuǎn)和聚焦。

①18203.艦載飛機(jī)艦載飛機(jī)被稱(chēng)為“航母之矛”，受限于航母的起降距離，為完成安全起降，相較于陸基飛機(jī)，艦載機(jī)應(yīng)具有更優(yōu)越的性能，艦載機(jī)飛行員也需要進(jìn)行更為嚴(yán)格的飛行訓(xùn)練。如圖1為我國(guó)第一艘服役的航空母艦“遼寧號(hào)”，航母設(shè)置輕載短距起飛跑道(左側(cè)虛線(xiàn))和重載長(zhǎng)距起飛跑道(右側(cè)虛線(xiàn))，搭載“殲?15”艦載機(jī)，使用滑躍式起飛。

(1)央視官宣，新“殲?15”換裝國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，加速性能更優(yōu)。若新發(fā)動(dòng)機(jī)最大起飛推力為2.64×105N，起飛階段平均阻力為自重的0.01倍，最小起飛速度為50m/s，航母航行速度在15m/s左右，將艦載機(jī)起飛階段視為勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

①為在110m輕載短距跑道安全起飛，殲15的最小起飛加速度______m/s2，(保留2位有效數(shù)字)最大起飛質(zhì)量是______kg。(保留2位有效數(shù)字)

②起飛階段發(fā)動(dòng)機(jī)的功率隨時(shí)間______。(選填：A.不變B.變大C.變小)

(2)為了執(zhí)行某次遠(yuǎn)程偵察任務(wù)，“殲?15”需要增加燃油的負(fù)重，你對(duì)艦載機(jī)的飛行員的起飛準(zhǔn)備工作有什么建議______？

(3)某次執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，“殲?15”需要向海上的某靜止目標(biāo)投彈，如圖2所示，炸彈在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，忽略空氣阻力。

①根據(jù)圖中信息判斷，此刻目標(biāo)應(yīng)在飛機(jī)的______。

A.后方

B.正下方

C.前方

②炸彈在空中的運(yùn)動(dòng)是______

A.勻速運(yùn)動(dòng)

B.勻變速運(yùn)動(dòng)

C.變加速運(yùn)動(dòng)

(4)艦載機(jī)降落時(shí)依靠飛行員手動(dòng)操作鉤住“攔阻索”(圖3)使其速度從200km/h左右?guī)缀跛查g歸零。將這段運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

①4.電阻率的測(cè)定有非常重要的意義，如為滿(mǎn)足集成電路的性能要求，對(duì)金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體等電阻率進(jìn)行測(cè)定；又如土壤電阻率是表征土壤電導(dǎo)性能的指標(biāo)，被廣泛應(yīng)用于雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、研究土壤的腐蝕性等方面。

(1)“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)的電路如圖1所示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中：

①用______測(cè)量金屬絲長(zhǎng)度，用______(選涂：A.刻度尺B.螺旋測(cè)微器)測(cè)量金屬絲的直徑，為減小誤差進(jìn)行多次測(cè)量求平均值，得到金屬絲長(zhǎng)度L和直徑d。

②根據(jù)電路圖連接電路，開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片滑到______(選涂：A.a?B.b)端。閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄多組電壓和電流。

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出______圖，由圖線(xiàn)的斜率得出金屬絲的阻值為R。由此可知金屬絲的電阻率ρ為_(kāi)_____(用L、d、R表示)。

(2)由于土壤的電阻率一般較大，因此小理同學(xué)在測(cè)量土壤樣品的電阻率時(shí)，改用如圖2所示的電路。圖中圓柱形玻璃管兩端有導(dǎo)電活塞(活塞電阻可忽略)，右活塞固定，左活塞可自由移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材有電源(電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻可忽略)，電壓表V1、V2(均可視為理想電表)，定值電阻R1(阻值為4.00kΩ)，定值電阻R2(阻值為2.00kΩ)，電阻箱R(最大阻值9999Ω)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線(xiàn)若干，游標(biāo)卡尺，刻度尺。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量玻璃管的內(nèi)徑d=60.00mm；

②向玻璃管內(nèi)填滿(mǎn)土壤，并測(cè)量土壤長(zhǎng)度L；

③把S撥到1位置，記錄電壓表V1示數(shù)U1；

④把S撥到2位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表V2示數(shù)與電壓表V1示數(shù)相同，記錄電阻箱的阻值R；

⑤改變玻璃管內(nèi)土壤長(zhǎng)度，重復(fù)步驟③、④，記錄每次土壤長(zhǎng)度L和電阻箱阻值R；

⑥斷開(kāi)S，整理好器材。

Ⅰ.步驟③中通過(guò)土壤的電流為_(kāi)_____(用U1、R1表示)。

Ⅱ.步驟④中的V2示數(shù)為_(kāi)_____(用E、5.蹦床是一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員利用蹦床的反彈在空中表現(xiàn)雜技技巧的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，屬于體操運(yùn)動(dòng)的一種，有“空中芭蕾”之稱(chēng)。2023年全國(guó)蹦床錦標(biāo)賽于4月6日在青島國(guó)信體育館拉開(kāi)戰(zhàn)幕。圖1為奧運(yùn)冠軍、天津選手朱雪瑩的比賽照片。

(1)如圖2為蹦床運(yùn)動(dòng)示意圖。A為某次下落運(yùn)動(dòng)員的最高點(diǎn)，B為運(yùn)動(dòng)員下落過(guò)程中剛接觸蹦床時(shí)的位置，C為運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn)。

①運(yùn)動(dòng)員自A落至C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法不正確的是______。

A.A至B，運(yùn)動(dòng)員加速運(yùn)動(dòng)

B.B至C，運(yùn)動(dòng)員減速運(yùn)動(dòng)

C.運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)，速度為零，加速度不為零

②運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能守恒的過(guò)程是______。

A.A→B

B.B→C

C.A→C

③B至C，蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員______(選涂：A.做正功B.做負(fù)功C.不做功)，蹦床的彈性勢(shì)能______(選涂：A.不變B.增大C.減小)。

(2)對(duì)蹦床運(yùn)動(dòng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，將運(yùn)動(dòng)員看為質(zhì)量為m的小球，徑直落入一端自由懸空另一端固定在地面，且勁度系數(shù)為k的輕彈簧上，如圖3。A為小球從靜止下落的位置，距地面高度為H；B為小球下落過(guò)程中接觸彈簧的位置，距地面高度為x0；C為小球到達(dá)的最低點(diǎn)。以地面為零勢(shì)能面。

①小球下落過(guò)程中動(dòng)能最大時(shí)的重力勢(shì)能為_(kāi)_____(用字母m、g、H、答案和解析1.【答案】萬(wàn)有引

A

B

7.3×10?5

3.0×103【解析】解：(1)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用了混合軌道部署模式，三十多顆北斗衛(wèi)星的圓軌道擁有共同的圓心，向心力是由萬(wàn)有引力提供。

(2)根據(jù)GMmr2=mv2r，可得v=GMr

可知北斗衛(wèi)星中，中地衛(wèi)星的環(huán)繞速度最大，最大的環(huán)繞速度最接近第一宇宙速度，故A正確，BC錯(cuò)誤。

故選：A。

(3)由于真空中無(wú)介質(zhì)，所以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用來(lái)傳遞信息的是電磁波，故AC錯(cuò)誤，B正確。

故選：B。

(4)在對(duì)地靜止軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的周期為24h，根據(jù)ω=2πT可得對(duì)地靜止軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的角速度ω≈7.3×10?5rad/s

對(duì)地靜止軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的線(xiàn)速度v=ωr，其中r=6.6×6.4×106m=6.204×107m

代入數(shù)據(jù)可得v≈3.0×103m/s

(5)①在地球表面，有GMmR2=mg

中地衛(wèi)星處，有GMm(4R)2=mg′

可得g′=g16，故2.【答案】1.6×10?19

Ud

qUmd

A

qU

電勢(shì)能

B【解析】解：(1)①正電子所帶電荷量與電子相等，為1.6×10?19C；

②根據(jù)Ek=12mv2，又1MeV=1.6×10?13J，代入數(shù)據(jù)解得：

v=2Ekm=2×240×1.6×10?139.1×10?31m/s≈9.2×109m/s；

不合理，由于9.2×109m/s大于光速，所以不合理；

(2)①兩平行金屬板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=Ud，電場(chǎng)線(xiàn)如圖

②電子在加速器中的加速度為a=Eqm=Uqdm，電子質(zhì)量很小，計(jì)算加速度時(shí)可以忽略電子的重力；

③若電子的初速度為零，經(jīng)過(guò)此加速電場(chǎng)獲得的動(dòng)能為3.【答案】5.6

4.6×104

B

按照路程增加燃油質(zhì)量后，若超過(guò)輕載短距跑道的最大起飛質(zhì)量，更換重載長(zhǎng)距起飛跑道

C

B

30

2.1【解析】解：(1)①為在110m輕載短距跑道安全起飛，設(shè)殲15的最小起飛加速度為a，以航母為參考系，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

2aL=v相2?0=(v?v0)2?0

可得：a=(v?v0)22L=(50?15)22×110m/s2≈5.6m/s2

設(shè)最大起飛質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律可得

F?kmg=ma

可得：m=Fkg+a=2.64×1050.01×10+5.6kg≈4.6×104kg

②根據(jù)P=Fv，可知起飛階段發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力不變，速度隨時(shí)間變大，則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率隨時(shí)間變大，故AC錯(cuò)誤，B正確。

故選：B。

(2)為了執(zhí)行某次遠(yuǎn)程偵察任務(wù)，按照路程增加燃油質(zhì)量后，若超過(guò)輕載短距跑道的最大起飛質(zhì)量，更換重載長(zhǎng)距起飛跑道。

(3)①忽略空氣阻力，炸彈在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做平拋運(yùn)動(dòng)，則此刻目標(biāo)應(yīng)在飛機(jī)的前方，故AB錯(cuò)誤，C正確。

故選：C。

4.【答案】A

B

A

U?I

πRd24L

U【解析】解：(1)①用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度(選A)，用螺旋測(cè)微測(cè)金屬絲的直徑(選B)；

②為保護(hù)電路，開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片滑到最大阻值，故選：A。

③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出U?I圖，由圖線(xiàn)的斜率得出金屬絲的阻值為R。

根據(jù)電阻定律有：R=ρLS，根據(jù)幾何知識(shí)有：S=πd24

整理得：ρ=πRd24L

(2)Ⅰ.土壤與定值電阻R1串聯(lián)，通過(guò)土壤的電流為：I1=U1R1

Ⅱ.電阻箱與定值電阻R2串聯(lián)，則有U2E=RR+R2，步驟④中的V2示數(shù)為：U2=RR+R2E

根據(jù)電路的特點(diǎn)可知：RxR1=5.【答案】B

A

B

B

mg【解析】解：(1)①A、A至B，運(yùn)動(dòng)員只受重力，自由落體運(yùn)動(dòng)，是加速運(yùn)動(dòng)，故A正確；

B、B至C，由于一開(kāi)始蹦床形變小，向上對(duì)運(yùn)動(dòng)員施加的彈力較小，小于重力，合力向下，與運(yùn)動(dòng)員速度方向一致，所以B至C，開(kāi)始一段加速，后面才有一段減速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C、由于B至C過(guò)程，有一段減速過(guò)程，說(shuō)明蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的向上的彈力大于重力，所以加速度不為零，一直到C點(diǎn)速度減為0，故C正確；

本題選說(shuō)法不正確的；

故答案為：B。

②以運(yùn)動(dòng)員和地球組成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，根據(jù)機(jī)械能守恒的條件：只有重力做功的情況下，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能才守恒，故A正確，BC錯(cuò)誤；

故答案為：A。

③B至C，蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力方向向上，而位移向下，力和位移的方向相反，所以做負(fù)功；B至C，蹦床的形變逐漸變大，故彈性勢(shì)能變大，

故答案為：B；B。

(2)①小球下落的B至C過(guò)程，開(kāi)始小球受彈力小于重力，小球的合力與速度方向相同，加速運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力大于重力，合力與速度方向相反，小球減速運(yùn)動(dòng)，從以上分析可知，當(dāng)彈力等于重力時(shí)速度最大，動(dòng)能最大，設(shè)此時(shí)彈簧形變?yōu)閤，則kx=mg，x=mgk，此時(shí)距離地面