上海市普陀区2023届高三下学期二模试题 物理 含答案

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2023 学年第二学期普陀区高三质量调研
物 理 试 卷
考生注意：
1．试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、班级、姓名。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”等试题，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、气压式升降椅（12 分）
如图，某款气压式升降椅通过与椅面连接的气缸上下运动来控制椅子
升降，气动杆固定在底座上，气缸与气动杆之间密闭一定质量的空气（气
缸气密性、导热性良好，不计气缸与气动杆间的摩擦）。已知椅面与气缸
的总质量为 6.0 kg，气动杆的横截面积为 30 cm2。（大气压强 p0 = 1.0×105
Pa，重力加速度大小 g = 10 m/s2）
1．没有任何物体放置在椅面上时，
（1）密闭空气的压强为（ ）
A．2.0×104Pa B．8.0×104Pa C．1.0×105Pa D．1.2×105Pa
（2）若降低室温，椅面将（ ）
A．上升 B．保持不动 C．下降
（3）在室温降低的过程中，密闭气体的（ ）
A．内能不断减小，向外放出热量 B．内能不断减小，从外界吸收热量
C．内能保持不变，向外放出热量 D．内能保持不变，从外界吸收热量
2．在室温恒定的房间中，质量为 54 kg 的某同学坐上空的椅面（双脚始终悬空），椅面缓
慢下降 12 cm 后达到稳定状态。该同学坐上椅面前气缸内密闭气柱的长度为______cm。
二、氢原子光谱（8分）
氢原子光谱是指氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或
吸收不同波长的光子而得到的光谱。玻尔理论对其进行了解释，
如图为氢原子的能级图。（普朗克常量 h = 6.63×10−34 J·s，元电荷
e = 1.6×10-19C）
3．一群处于 n = 4 能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出_____
_种不同频率的光，其中最小频率为______Hz（保留 2 位有效数
字）。
4．一群处于 n = 5 激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅
有一种能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为 0.2
eV，则该金属的逸出功 W = ______eV。
5．氢原子钟是利用氢原子能级跃迁过程中产生的电磁波进行校准。北斗卫星绕地球运动，
根据狭义相对论，静止在地面的氢原子钟与安装在北斗卫星上的同一氢原子钟相比（
）
A．走得慢 B．走得快 C．走时相同
1−13.6
−1.51
−0.85
−0.54
0
−3.402
3
4
5
nE /eV
∞
气动杆
椅面
气缸
三、天宫课堂（28 分）
中国宇航员利用“天宫”空间站的微重力环境，进行的太空授课活动。将空间站的运
动视为匀速圆周运动，忽略地球自转的影响。
6．天宫空间站质量为 m，其运行轨道半径为 r。若地球质量为 M，引力常量为 G，则空
间站在轨运行周期为______，其具有的机械能为______（无穷远处引力势能为零）。
7．（多选）授课时，宇航员往金属圈上的水膜中不断注水，水膜“长成”了水球。与水膜
成为水球原因相同的现象有（ ）
8．若用弹簧振子进行实验，将一根弹性长绳左端与振子相连 ，
O 是振子振动的平衡位置，如图 a 所示。垂直于弹簧沿绳建立
x 轴，振子振动后，某时刻长绳的波形图如图 b 所示。
（1）该时刻，绳上 x = 2.5 m 处的质点振动方向是（ ）
A．沿 x 轴正方向 B．沿 x 轴负方向
C．沿 y 轴正方向 D．沿 y 轴负方向
（2）若绳波的波速为 2.5 m/s，则该弹簧振子的振动周期为___
___s。
9．观看在方格布前研究小球碰撞的授课视频后，某同学通过
软件每隔相等时间截取一张视频图片，如图为连续截取的三张
图片。
（1）若小球和大球的质量分别为 m1、m2，则可估算出（
）
A．m1：m2 = 1 2∶B．m1：m2 = 1 3∶
C．m1：m2 = 2 3∶D．m1：m2 = 1 5∶
（2）通过估算可判断两小球的碰撞属于（ ）
A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞
10．“高微重力科学实验柜”的简化模型如图所示，A 和 B 是两
个喷气装置。宇航员演示时，先使柜体悬浮于空间站中 O 点。然
后给其一个向左的初速度，同时使 A 向左喷气；经过时间 t1，关
闭 A 的同时使 B 向右喷气；又经过时间 t2，关闭 B，此时柜体又
悬浮于 O 点。若 A、B 喷气时对柜体的作用力大小恒定且相等
（忽略喷出气体的质量），则 t1 与 t2 的比值为______。
11．观看“太空水球”光学实验后，某同学用内径为 R、外径为
2R 的环形玻璃砖模拟光在水球中的传播。将玻璃砖放置在水平面
上，一束单色光从 P 点以入射角 i 射入玻璃砖，如图所示。
（1）若 i = 45°，单色光经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切，
则玻璃砖对该单色光的折射率 n = _____。
（2）若单色光经一次折射后，恰好在玻璃砖内壁发生全反射，则
入射角 i = _____。
C．草上的露珠成球形 D．玻璃上的石蜡熔化呈圆形A．水黾可停在水面上 B．空间站中形成的“水桥”
y/cm
x/m
O
O
y/cm
x/m
4
−4
4
3
21
图 a
图 b
①
②
③
A B
v
i
内壁
外壁
P
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