2024屆上海市虹口區(qū)高三年級上冊期終學生學習能力診斷測試（一模）物理試卷（解析版）

高三物理試卷

考生注意：

1.試卷滿分100分，考試時間60分鐘，共7頁。

2.本考試分設試卷和答題紙。答題前，務必在答題紙上填寫姓名、學校、班級，并將條形碼

貼在規(guī)定位置處。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。

3.標注“多選”的試題，每小題應選兩個及以上的選項，但不可全選；未特別標注的選擇類

試題，每小題只能選一個選項。標注“計算”、“簡答”的試題，在列式計算、邏輯推理以

及回答問題過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。

一、“嫦娥”探月

2004年，國務院批準繞月探測工程立項，命名為“嫦娥工程”。2020年12月17日凌晨，“嫦娥五號”攜

帶1731克月球樣品滿載而歸，標志著我國探月工程“繞、落、回”三步走規(guī)劃如期完成。

1.2007年10月24日我國首個月球探測器“嫦娥一號”成功發(fā)射，于11月7日進入離月球表面200公里

的圓形工作軌道勻速繞行?！版隙鹨惶枴保ǎ?/p>

A.處于平衡狀態(tài)B.做勻變速運動

C.受到月球引力和向心力兩個力的作用D.受到月球的引力作為向心力

2.如圖，“嫦娥”探測器前往月球的過程中，首先進入“停泊軌道”繞地球旋轉，在P點變速進入“地月

轉移軌道”，接近月球時，被月球引力“俘獲”，再在“工作軌道”上勻速繞月飛行，然后擇機降落。則

探測器（）

轉移軌道

“嫦娥”探測器

'GQ

工作軌道/

、、、停泊軌道

A.在“停泊軌道”上的繞行速度大于7.9km/s

B.在P點加速，然后變軌到轉移軌道

C.在。點向后噴氣，然后變軌到工作軌道

D.在轉移軌道上關閉發(fā)動機運行時，動量不變

3.“嫦娥三號”探測器到達距離月球表面5km的位置，立即開動發(fā)動機，向(選填"上”、

“下”)噴氣，減速下行，實施“軟著陸”。該過程中，探測器的機械能(選填“增大”、

“減小”或“不變”)。

4.如圖，靜止的“玉兔”月球車在高度/?=0.8m的位置，將一質量機=0.02kg的小物體以w=2m/s的速度沿

水平方向彈射出去，測出小物體的水平射程k2m。求：

(1)彈射器對物塊所做的功W;

(2)月球表面的重力加速度g月。

【答案】LD2.B

3.①.下②.減小

4.(1)0.04J；(2)1.6m/s2

【解析】

【1題詳解】

A.“嫦娥一號”在離月球表面200公里的圓形工作軌道勻速繞行，速度方向不斷改變，即運動狀態(tài)不斷

在改變，故A錯誤；

B.加速度恒定不變時才做勻變速運動。但勻速圓周運動的向心加速度的方向不斷在改變，故B錯誤；

CD.“嫦娥一號”只受到月球的引力，月球的引力提供向心力，故C錯誤，D正確。

故選D。

【2題詳解】

A.在地球表面的軌道衛(wèi)星有

—Mmv2

G——=m—

R2R

可得

GM「c,,

v=------?7.9km/s

R

而“停泊軌道”的軌道半徑大于地球半徑R,則探測器在“停泊軌道”上的繞行速度小于7.9km/s,故A

錯誤；

B.探測器在“停泊軌道”上的P點點火加速，做離心運動，然后變軌到轉移軌道，故B正確；

C.在。點需要減速，然后變軌到工作軌道，所以是向前噴氣，故C錯誤；

D.在轉移軌道上關閉發(fā)動機運行時，速度方向始終在改變，所以動量也在改變，故D錯誤。

故選B。

【3題詳解】

[1]要減速下行，實施“軟著陸”，則需要立即開動發(fā)動機，向下噴氣，獲得向上的反作用力。

⑵“軟著陸”的過程中，探測器高度降低，重力勢能減小，探測器速度也在減小，則動能也減小，則探測

器的機械能減小。

【4題詳解】

（1）根據動能定理可得，彈射器對物塊所做的功為

1,1。

W=-mv^=-X0.02X22J=0.04J

2°2

（2）根據平拋運動規(guī)律有

x=vot

丸=gg*

聯立解得

g月=1.6m/s2

二、滑雪比賽

冬奧會的單板滑雪比賽場地由助滑區(qū)、起跳臺、著陸坡、終點區(qū)構成。運動員與滑雪板一起從高處滑下，通

過跳臺起跳，完成空翻、轉體、抓板等技術動作后落地。分析時，不孝申運動員空翻、轉體等動作對整體運

動的影響。

5.若空氣阻力不可忽略，運動員在空中滑行時所受合力的圖示正確的是（）

6.簡化的賽道如圖所示，其中為助滑區(qū)，水平部分NP為起跳臺，與NP間平滑連接?？梢暈橘|點

的運動員從M點由靜止自由滑下，落在足夠長的著陸坡上的。點。運動過程中忽略摩擦和空氣阻力，g取

(1)/到。的過程中，運動員的速度大小為V、加速度大小為下列v-r圖或圖正確的是()

(2)要求運動員離開起跳臺時的速度不低于10m/s,則MN的高度至少為m。在現有的賽道上，

若運動員希望增大起跳的速度，可以采取的辦法是

(3)已知著陸坡的傾角a=37。，運動員沿水平方向離開起跳臺的速度vo=lOm/s,他在空中可以有

s的時間做花樣動作。若起跳速度提高到加=12m/s,則運動員落到著陸坡時的速度與坡道的夾

角將(選填“增大”、“減小”或“不變”)。

(4)甲、乙兩名運動員先后在同一賽道上比賽，若空氣阻力不可忽略，固定在著陸坡上的傳感器測出他們

在豎直方向的速度內與時間f的變化關系如圖所示(均從離開尸點開始計時)。圖中九、f2分別是甲、乙運

動員落在著陸坡上的時刻，兩條圖線與才軸之間所圍的面積相等，則()

^v/m-s-1

甲乙

A.甲、乙的落點在同一位置

B.甲的落點在乙的右側

C.該過程中甲的平均速度一定大于乙

D.vy=8m/s的時刻，甲所受空氣阻力的豎直分量大于乙所受空氣阻力的豎直分量

【答案】5.C6.①.C②.5③.使用助力器?.1.5⑤.不變AC##CA

【解析】

[5題詳解】

若空氣阻力不可忽略，運動員在空中滑行時受重力和空氣阻力，空氣阻力與運動方向相反，所以合力方向

如圖C所示。

故選Co

【6題詳解】

（1）口]運動員從〃點由靜止自由滑下，運動過程中，忽略摩擦和空氣阻力，在斜面上運動，加速度

q=gsin夕

勻加速直線運動，平拋后

%=g

勻變速曲線運動，速度大小是水平勻速和豎直自由落體的合速度，與時間不成正比，故ABD錯誤C正

確。

故選C。

（2）[2][3]要求運動員離開起跳臺時的速度不低于10m/s,則MN的高度至少為

mgn,=1—mv2

解得

h=5m

運動員希望增大起跳的速度，可以采取的辦法是使用助力器。

（3）[4]⑸根據

12

2gt

tan37。=^—

引

解得

%=1.5s

速度與水平方向夾角正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，所以

tan（（z+9）=2tana

速度與坡道的夾角將不變。

（4）[6]AB.兩條圖線與f軸之間所圍的面積相等，則豎直位移相同，出發(fā)位置相同，所以甲、乙的落點

在同一位置，故A正確B錯誤；

C.該過程中甲的平均速度一定大于乙，因為出發(fā)位置相同，末位置相同，位移相同，但甲的時間短，所以

甲的平均速度大，故c正確；

D.根據圖像可以判斷加速度豎直分量關系，根據斜率，但是不清楚兩者的質量關系，無法判斷阻力豎直分

量的關系，故D錯誤。

故選AC。

反射與折射現象

波到達兩種不同介質的界面時，通常會同時發(fā)生反射與折射。

7.如圖，站在清澈湖邊，可以同時看到湖旁景物的倒影和水底的枯枝。（）

A.景物的倒影是光在水面折射形成的

B.看到的枯枝是光在水面反射形成的

C.看到枯枝的深度比湖底的深度更大一些

D.人在湖邊看到景物的倒影，潛在水中向上也能看到湖邊景物，說明光在水面同時發(fā)生了反射與折射

8.光導纖維呈圓柱形，中間是直徑為微米級的纖芯A,外面包裹材料B,最外層是塑料護套C,它能遠距

離、高效傳導各種光信號。（）

A.光導纖維運用了光的色散原理

B.纖芯A的折射率最小

C.包裹材料B的折射率最大

D.可以選用折射率由內向外逐漸減小的漸變型纖芯

9.如圖，游泳池注滿水，光源S在水面下2.0m處，離水池右側的邊緣為1.5m,水的折射率為1.33。

（1）光在水中傳播的速度___________光在空氣中傳播的速度（選填“大于”、“小于”或“等于”）o

（2）從池邊觀察，看到光源S的像離水面的距離約為___________m（保留2位有效數字）。

10.水深小于波長區(qū)域的水波叫淺水波。水的深度發(fā)生變化，淺水波的傳播方向會發(fā)生變化，傳播速度也

隨之變化。淺水波的波速n=J質，其中g為重力加速度，/?為水的深度。如圖，從左側發(fā)出一列水波，途

經A、B兩處。

（1）由圖可知，A處水波的波長B處水波的波長，A處的水深B處的水深（均選填

“大于”、“小于”或“等于”）；

（2）假設水波的折射與光的折射遵從相同規(guī)律，8相對于A的等效折射率”=L5,A處水深//A=L8cm,則8

處水深加3為cm。

【答案】7.D8.D

9.①.小于②.L1

10.①.大于②.大于③.0.8

【解析】

【7題詳解】

A.景物的倒影是光在水面反射形成的，故A錯誤；

B.看到水底的枯枝是光在水面折射形成的，故B錯誤；

C.由于光的折射，導致我們看到枯枝的深度比湖底的深度更小一些，故C錯誤。

D.人在湖邊看到景物的倒影，潛在水中向上也能看到湖邊景物，說明光在水面同時發(fā)生了反射與折射，

故D正確。

故選D。

【8題詳解】

A.光導纖維利用了光的全反射原理，故A錯誤；

BC.全反射發(fā)生在光從光密介質進入光疏介質的情況下，光密介質折射率相對較大，光疏介質折射率相對

較小，所以纖芯A的折射率大，包裹材料B的折射率小，故BC錯誤；

D.由上分析可知，可以選用折射率由內向外逐漸減小的漸變型纖芯，故D正確。

故選D。

【9題詳解】

(1)口］由于水的折射率大于空氣的折射率，則根據丫=￡可知，光在水中傳播的速度小于光在空氣中傳

n

播的速度。

(2)［2］根據題意可得，光路如下圖所示

sin;_Nd?+*_萩+_JlS+Z.CP

sinrd^d2+h2A/1.52+/I2

y/d-+H2

解得，從池邊觀察，看到光源S的像離水面的距離為

7z?1.1m

【10題詳解】

（1）口]由圖可知，A處水波的波長大于8處水波的波長。

⑵波的頻率由波源決定，與介質無關，所以A、B兩處水波的頻率相同。由于A處水波的波長大于2處水

波的波長，則根據v=九/可知，A處水波的波速大于8處水波的波速，則根據波速尸向，可知A處的

水深大于8處的水深。

（2）[3]8相對于A的等效折射率w=1.5,根據丫=￡可知，A處水波的波速等于1.5倍的8處水波的波

n

速，則有

/gh^=1.5y[gh^

解得

hB=0.8cm

四、測量電源的電動勢和內阻實驗

某小組做“測量電源的電動勢和內阻”實驗，可提供的器材有：待測干電池一節(jié)（電動勢約L5V,內阻小

于1Q）；電壓表V（量程3V,內阻約3kQ）；電流表A（量程0.6A,內阻約1。）；滑動變阻器R（最大阻值

20。，允許通過電流2A）；定值電阻Ri（阻值20）；定值電阻&（阻值5Q）；開關一個；導線若干。

11.按圖連接電路，移動變阻器的滑片P使電流表示數逐漸增大。讀取數據發(fā)現：電流表的示數從不足

0.1A增大到0.6A的過程中，電壓表的指針偏轉范圍很小。該現象的主要原因是（）

A.電壓表分流

B.干電池內阻較小

C.電流表內阻較小

D.滑動變阻器最大阻值較小

12.對此問題，同學們在提供器材的基礎上改進了實驗方案。

（1）在圖中用筆畫線代替導線，補齊改進后的連線。

（2）正確連接電路，閉合電鍵后，移動變阻器滑片,

發(fā)現電壓表、電流表始終不偏轉（已知電池無故障）。同學們猜測可能是某導線斷路，為確認猜測是否正確，

小王同學找到一只數字式多用電表，將表筆插入插孔，選擇開關撥到圖的位置，你認為他的選擇是

（選填“合理”或“不合理”）的。若他將選擇開關逆時針從圖位置旋轉到下一檔，再將黑表

筆接電源負極。，紅表筆分別接c、e,電表讀數均為1.49V,則斷路的導線是0

（3）更換故障導線后，重新實驗，測得數據記錄在下表，并在U—1圖上描出對應的數據點，如圖所示。

序

1234567

號

I/A0.080.140.200.260.320.360.40

UN1.351.201.050.880.730.710.52

①請在圖中，依據所描的數據點，畫出該電池的伏安特性曲線。

②由實驗數據可知，所選定值電阻為（填“R”或）。

【答案】ILB12.②.不合理③.ae④.

⑤.Ri

【11題詳解】

移動變阻器的滑片P使電流表示數逐漸增大，電流表的示數從不足0.1A增大到0.6A的過程中，電壓表的

指針偏轉范圍很小，根據閉合電路歐姆定律石=。+〃可知，則該現象的主要原因是干電池內阻較小，使

得電壓表示數U始終接近于干電池的電動勢及

故選B。

【12題詳解】

(1)[1]使電壓表示數變化明顯，可將一個定值電阻與干電池串聯，所得電路如下圖所示

(2)[2]干電池為直流電源，選擇開關撥到圖的位置為交流電壓擋位，所以選擇是不合理的。

[3]他將選擇開關逆時針從圖位置旋轉到下一檔，即為直流電壓擋，此時相當于電壓表。再將黑表筆接電源

負極紅表筆分別接c、e,電表讀數均為L49V,即約為電源電動勢的大小，則斷路的導線是數。

(3)①[4]依據所描的數據點，畫出該電池的伏安特性曲線，如下圖所示

②⑸根據閉合電路歐姆定律有

U=E-I(r+R)

結合圖像可得

1.5-0

。?2.59。

AI0.6-0.02

則所選定值電阻為所。

五、無線充電寶

無線充電寶是一種無線移動電源，在發(fā)送端（充電寶）和接收端（手機）各有一個線圈。工作時，發(fā)送端的

線圈中通有高頻變化的電流，兩者彼此靠近時，就可以將充電寶中的電能傳送到被充電的手機里。

13.無線充電寶實現能量的轉移，在工作原理上與之最接近的電器是（）

A.電熱水壺B,電冰箱

C.電風扇D,變壓器

14.如圖，送電線圈、受電線圈分別安裝在充電寶和手機內。在給手機無線充電的過程中（）

A.送電線圈周圍產生穩(wěn)恒不變的磁場

B.送電線圈與受電線圈中的電流始終反向

C.兩個線圈是通過互感現象實現能量傳遞的

D.送電線圈中通入恒定電流時也能給手機充電

15.某同學利用同一充電寶的無線充電與有線充電功能分別給同款手機充電。手機兩次電量均從1%充到

93%,充電電壓視為恒定，記錄的充電量與充電時間如圖所示。由圖線可知（）

充電寶放電測試（全程約2個半小時）

100%

8o%

6o%

4O%

20%

1%

0306090120150

充電時間（min）

A.無線充電的平均電流較大

B.有線充電的平均電流較大

C.無線充電與有線充電平均功率的比值約為3:5

D.無線充電與有線充電平均功率的比值約為9:25

16.某款無線充電寶具有磁吸功能，將手機倒吸在充電寶上也不會脫落，如圖所示，則充電寶對手機產生

.個力的作用，增大手機屏幕與水平方向的夾角a,充電寶對手機的合力.（選填

“增大”、“減小”或“不變”）。

17.已知受電線圈的匝數是送電線圈匝數的2倍，送電線圈中通以圖示的交流電，不計能量損失。則受電

產生的電流的有效值為A?

17.①.1.25x105②.0.272或0.283

【解析】

【13題詳解】

無線充電寶是利用電磁感應原理進行充電的。電熱水壺利用的是電流的熱效應，電冰箱和電風扇主要是利

用磁場對通電導體具有力的作用，而變壓器也是利用電磁感應原理。

故選D。

【14題詳解】

A.送電線圈接的是正弦交變電流，產生的是周期性變化的磁場，故A錯誤；

B.根據楞次定律可知，當送電線圈中的電流在減弱時，受電線圈中的感應電流方向與送電線圈中的電流

方向相同，故B錯誤；

C.送電線圈和受電線圈的能量傳遞是通過互感現象實現的，故C正確；

D.送電線圈中通入恒定電流時，產生恒定的磁場，則受電線圈中磁通量不會發(fā)生變化，不會產生感應電

流，則不能給手機充電，故D錯誤。

故選C。

【15題詳解】

AB.由于手機兩次電量均從1%充到93%,則兩次充電過程中通過某一截面電荷量q相同，則根據

/=且可知，有線充電的時間f較短，所以有線充電的平均電流較大，故A錯誤，B正確；

t

w

CD.由于手機兩次電量均從1%充到93%,則兩次充電過程中所做的功相同，則根據〃=—可知，無線

t

充電與有線充電平均功率的比值約等于90min比150min,即為3:5,故C正確，D錯誤。

故選BC。

【16題詳解】

［1］由于充電寶將手機倒吸在充電寶上也不會脫落，則充電寶對手機有一個垂直于手機屏幕向上的吸引力、

一個垂直于手機屏幕向下的彈力和一個沿手機屏幕向上的靜摩擦力，則充電寶對手機產生3個力的作用。

⑵增大手機屏幕與水平方向的夾角a,手機倒吸在充電寶上也不會脫落，則充電寶對手機的合力始終等于

手機重力保持不變。

【17題詳解】

口］由圖可知，送電線圈中電流的頻率為

f=-=—5―Hz=1.25xlO5Hz

T8x10-6

則受電線圈中產生的電流的頻率等于送電線圈中電流的頻率即為L25X1()5HZ。

⑵由圖可知，送電線圈中電流的有效值為

0.8A

1=O.40A

則根據變壓器的原理有

1_生

，2〃1

可得，受電線圈中產生的電流的有效值為

/2=0.2血A

六、霍爾推進器

我國“天和號”核心艙配備了四臺全國產化的ZJ/T-100霍爾推進器，雖然單臺推力只有80毫牛，但在關鍵性

能上已經反超國際空間站?；魻柾七M器工作時，將氣體推進劑電離成電子和離子，這些離子在電場的作用下

被加速后以極高的速度噴出，在相反的方向上對航天器產生了推力。

18.單位質量的推進劑所產生的沖量叫“比沖量”，也叫“比推力”，是衡量推進器效率的重要參數。在國際

單位制中，其單位可表示為o

19.霍爾推進器工作時需要用磁場將帶電粒子約束在一定區(qū)域內，產生霍爾效應?！盎魻栃笨捎脠D示模

型進行理解：將長方形金屬導體置于勻強磁場中，磁場3與電流/的方向如圖所示且垂直，導體中的自由

電子在洛倫茲力的作用下發(fā)生漂移，在導體的一側聚集積累，從而在相對的兩個表面之間出現電勢差，即

“霍爾電壓”。圖中的兩個表面間會產生霍爾電壓，電勢較高的是表面（均選填

“上、下、左、右、前、后”）。若勻強磁場的磁感應強度為8,電流強度為/,電子電量為e,電子沿電流

方向的平均定向移動速率為v,導體長、寬、高分別為。、b、c,則最大“霍爾電壓”為o

20.霍爾推進器工作原理簡化如圖，放電通道兩端的電極A、2間存在一加速電場E。工作時，工作物質抗

氣進入放電通道后被電離為氤離子，再經電場加速噴出，形成推力。若某次試驗中有96.0%的猷氣被電

離，抗離子從右端噴出電場的速度v=2.00xl04向其比荷上幺=7.30xl05C7kg?？闺x子進入通道的初速度

m

可以忽略，電子質量遠小于債離子的質量。當推進器產生的推力達到80.0毫牛時(1毫牛=10-3牛頓)，

求：

(1)加速電壓UAB;

(2)每秒進入放電通道的值氣質量M)；

(3)流離子向外噴射形成的電流(結果均取3位有效數字)

_______放電通道廣

I

?

Ln-cOag??

?

AB

21.某同學從網上查到：雖然推力小，但相比傳統的火箭，霍爾推進器的優(yōu)勢主要有兩點：一是效率更

高，持續(xù)時間更長；二是無需隨身攜帶更多的燃料。所以，要執(zhí)行更遠的探索任務，霍爾推進器一定是首

選。請你就所學知識，對該資料做出科學的評價。

【答案】18.米/秒

19.①.上、下②.下③.Bvc

20.(1)274V；(2)4.17xl0-6kg；(3)2.92A

21.見解析

【解析】

【18題詳解】

單位質量的推進劑所產生的沖量叫“比沖量”，所以

沖量

比沖量=

質量

單位為

N?skg?m/s2?s