2023-2024学年上海市宝山区高三上学期期末考试（一模）物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年上海市宝山区高三上学期期末考试（一模）物理试卷（含答案），共9页。

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姓名、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须写在答题纸上，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，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。
4．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的过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5．除特殊说明外，本试卷所用的重力加速度大小 g 均取 9.8 m/s2。
一、“拔火罐”（12分）
“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。忽略罐内皮肤凸起的变化。
1．在罐内气体温度降至室温的过程中，气体经历了____________过程，才导制火罐紧贴皮肤。该过程中气体的内能________（选择：A．增加B．减少C．不变）。
f(v)
v
O
I
II
2．如图为罐内气体在不同温度下的分子速率分布曲线，曲线 Ⅰ 和 Ⅱ 对应的温度分别为 TⅠ 和 TⅡ，纵坐标 f(v) 为在速率 v 附近________内气体分子数与分子总数的比，由图可知 TⅠ ________TⅡ（选填：A．大于B．小于C．等于）
3．若罐内气体的体积为 V，摩尔体积为 V0，气体的摩尔质量为 M，分子质量为 m，则该气体单位体积所含气体的分子数为__________。
4．如图，火罐的口径有不同大小，若不同口径的火罐被加热后，倒扣在治疗部位时罐内气体的温度相同，则对于火罐冷却至室温的过程，大口径罐内气体压强的变化量________（选择：A．大于B．小于C．等于）小口径罐内气体压强的变化量；则冷却后大口径罐和小口径罐相比将________（选择：A．更容易B．更不易C．同样容易）被拔离皮肤。
二、排球运动（17分）
排球运动是球类运动的项目之一，球场长方形，中间隔有高网，比赛双方各占球场的一方，球员用手将球在网上空打来打去。
1．发球技术是排球运动的基本技术之一，运动员一只手平稳地将球向上抛出，用另一只手击打抛出的球，若要研究发球时让球旋转起来，则________（选择：A．能B．不能）将球看成质点。
2．如图，在排球运动中将对方发过来的球，用手垫回去，则在垫球前后瞬间一定发生变化的是（ ）
A．球的动能B．球的动量
C．球所受的重力D．球的质量
3．如图，排球沿图中虚线轨迹加速下落，若排球所受的空气阻力大小不变、方向与球的运动方向相反，则球在图示的下落过程中加速度的大小（ ）
A．逐渐减小B．逐渐增大
C．保持不变D．如何变化，无法确定
18 m
3 m
4．（计算）如图所示，排球场总长为 18 m，设球网离地高度为 2.24 m，运动员站在球网前 3 m，正对球网跳起，在离地高度为 2.55 m 处将球水平击出，若球被击出时的速度大小为 9 m/s，试通过计算说明该运动员击球是否成功？（不计球受到的空气阻力）
5．一个容积为 4 L 没有气的排球，用横截面积为 4 cm2、冲程为 20 cm 的打气筒打气，在打第 101 次时，打气筒中活塞至少要下压________cm，才能使空气进入排球（设打气过程中气体的温度保持不变，大气压强 p0 = 76 cmHg）。
三、“嫦娥三号”（16分）
“嫦娥三号”是我国嫦娥工程中第一个月球软着陆的无人登月探测器。其飞行轨道示意图如图，她由地月转移轨道①顺利进入环月圆轨道②，在该轨道上运行了约 4 天后，变轨进入椭圆轨道③，最后实现月球软着陆。
①
②
③
A
r
1．当质量为 m 的“嫦娥三号”沿轨道①，以相对于月球的速率 v1 接近 A 点时，发动机瞬间向前喷出质量为 Δm 的气体，“嫦娥三号”即以速率 v2 在半径为 r 的圆轨道②上绕月运动，设“嫦娥三号”仅受月球的万有引力。则“嫦娥三号”在圆轨道②上运行时的加速度大小为________，“嫦娥三号”在 A 点时喷出的气体速度大小为________。
2．当“嫦娥三号”由轨道②变轨，进入轨道③的过程中，需要______（选择：A．加速B．减速）；“嫦娥三号”在轨道③由远月点运行至近月点的过程中动能______（选择：A．增加B．不变C．减少）。
3．如图，在“嫦娥三号”到达距离月球 100 m 高度时，会在反推火箭的作用下短暂悬停。若它悬停时反推火箭单位时间内向下喷出的气体质量为 ρ，喷出的气体相对于月球表面的速度大小为 u，则反推火箭发动机输出的机械功率为________，反推火箭产生的推力为________。
4．（计算）“嫦娥三号”在反推火箭作用下慢慢下降，在距离月球表面 h = 4.0 m 的高度处再次悬停，最后关掉发动机，自由下落到月球表面，实现软着陆。已知地球质量约为月球质量的 81 倍，地球半径约为月球半径的 3.6 倍，试计算“嫦娥三号”着陆时的速度大小 v？（结果取二位有效数字）
四、电动自行车（15分）
电动自行车是指在普通自行车基础上以蓄电池作为辅助能源的交通工具，下表是一辆电动自行车的部分技术指标。
1．电池容量“14 A·h”反映的物理量是（ ）
A．电量B．电压C．电能D．电功率
2．该电动自行车电动机的内电阻是（ ）
A．1 ΩB．2 ΩC．4 ΩD．8 Ω
3．一质量为 60 kg 的快递员配送 40 kg 的货物，驾驶该车在平直的公路上从静止起，以 0.2 m/s2 加速度做匀加速直线运动，设车所受的阻力恒为车总重力的 0.03 倍（计算重力时 g 取 10 m/s2）。若不计电动自行车自身的机械损耗，则在电力驱动下保持这种运动的最长时间为________s，此过程中电动机产生的牵引力所做的功为________J。
4．快递员骑着电动自行车，正以一定速率沿着平直公路行驶，此时在其后方一辆鸣叫着 1 600 Hz 呜呜声的救护车匀速超过了他，超车后快递员听到的声音频率是 1 590 Hz，可见快递员听到的声音频率与救护车发出的声音频率不同，这种现象叫做_____________，快递员在救护车后面所听到的声音的传播速度_____________（选择：A．大于B．等于C．小于）该声音相对于静止空气的传播速度。
五、电容器（15分）
你能通过拉弹簧，或举起书本以势能的形式存储能量，你也能以电场中电势能的形式存储能量，而电容器正是使你能这样做的器件。电容器在电子或电力设备里有广泛的应用。
2
1
S
A
V
C
R
E
1．用如图所示电路给电容器进行充、放电。若单刀双掷开关 S 接通“2”位置时，电路中电压表的示数减小，则通过图中电流表的电流方向向__________（选择：A．左B．右），电容器此时处于___________（选择：A．充电B．放电）状态。
U
O
u
q
Q
2．（多选）对给定电容为 C 的电容器在不同电压下进行充电，分别记录电容器两极板间的电势差 u 和相应的电容器所带的电荷量 q，得到的 u – q 图像如图所示，则当两极板间电压为 U 时电容器所储存的电势能为（ ）
A． EQ \F(UQ,2) B．QUC． EQ \F(Q2,2C)
D．CU2E． EQ \F(CU,2)
3．如图为采用平行板电容器测量材料竖直方向尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化上下移动，两极板间电压不变。若材料温度升高膨胀时，极板上所带的电荷量增加，则电容器的电容________（选择：A．变大B．变小C．不变），极板间电场强度________（选择：A．变大B．变小C．不变）。
P
+
−
4．如图所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地（即负极板的电势为零），两板间有一个正点电荷固定在 P 处。若保持负极板不动，将正极板向下移到图示的虚线位置，在这一过程中电容器的电容增大，且与两极板间的距离成反比，则 P 处正电荷的电势能（ ）
A．增加B．减少
C．保持不变D．无法确定如何变化
六、力传感器（13分）
金属片
金属丝
金属丝
压缩时电阻变小
拉伸时电阻变大
F
力传感器是一种将力信号转变为电信号的电子元件。图中的金属丝是一种“应变片”，它将金属片在力 F 作用下的形变转换成电阻的变化。
1．金属丝电阻大小的变化遵循了（ ）
A．欧姆定律B．电阻定律
C．楞次定律D．焦耳定律
G
力传感器
受压板
R
F
2．有一种测量物体重量的电子秤，其电路原理图如图所示，主要由三部分构成：受压板、力传感器 R 和显示重量的仪表 G（实质上是电流表）。不计受压板的质量，已知电流表的测量范围为 0 ~ 3 A，内阻不计；电源电动势为 12 V，内阻为 1 Ω；电阻 R 随压力 F 变化的函数式为 R = 35 − 0.01F（F 和 R 的单位分别是 N 和 Ω）。
（1）当 F 在允许的测量范围内增大时，流过电流表的电流将________（选择：A．变大B．不变C．变小）。
（2）该秤能测量的最大重量是（ ）
A．3 500 NB．3 400 NC．3 200 ND．3 100 N
（3）（简答）该秤将电流表的电流刻度 I 转换成重量刻度 G，试问 G 的刻度是否均匀变化？请说明理由？
七、交流发电机（12分）
有一种能产生交流电的发电机，工作原理源自法拉第电磁感应定律，其基本部分由产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极组成。
1．一交流发电机的模型如图所示，n = 100 匝的矩形闭合导线框 abcd 处于磁感应强度 B = 0.1 T 的水平匀强磁场中，线框面积 S = 0.4 m2，线框绕垂直于磁场的轴 OO′ 以角速度 ω = 50 rad/s 作逆时针匀速转动，将图示时刻记为 t = 0，此时线框平面与磁场方向平行。
N
O′
S
b
ω
d
a
c
O
A
B
P
（1）t = 0 时穿过线框平面的磁通量为（ ）
A．0B．0.04 TC．4 T
（2）（计算）试推导该发电机产生的感应电动势随时间 t 变化的表达式
（3）交流发电机右边与一调压变压器相连，线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上，移动滑动触头 P，就可调节输出电压，输出端接有一灯泡，灯泡正常发光。现将 P 沿顺时针方向移动，则灯泡的亮度将________（选择：A．逐渐增强B．逐渐减弱C．保持不变）
2．有一发电机产生的交变电流如图（a）所示（图线的上下部分各为正弦曲线），将其输入如图（b）所示理想变压器的原线圈（左侧线圈），已知定值电阻 R1 的阻值为 10 Ω，滑动变阻器 R2 的最大阻值为 50 Ω，定值电阻 R3 的阻值为 10 Ω，图中电表均为理想电表。若输入原线圈的交变电流，其有效值不随负载变化，则当滑动变阻器接入电路的阻值由 50 Ω 减小到 0 的过程中：
（1）电流表的示数为________A；
（2）R2 和 R3 的总电功率的变化情况为（ ）
A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大
高三物理试卷参考答案（2024.1）
一、“拔火罐”（12分）
1．等容减压（关键要写出压强减小）（2分）；B（2分）
2．单位速率间隔（2分），B（1分）
3． EQ \F(M,mV0) （2分）
4．C（2分），B（1分）
二、排球运动（17分）
1．B（2分）
2．B（3分）
3．A（4分）
4．（4分）
解：设球在水平方向匀速运动 3 m 所用的时间为 t，有
x = vt，t = EQ \F(x,v) = EQ \F(3,9) s = EQ \F(1,3) s（1分）
设球在t时间内下落的竖直距离为 y，
y = EQ \F(1,2) gt2 = EQ \F(1,2) ×9.8× EQ \b\bc(\F(1,3))\s\up8(2) = 0.54 m（1分）
y > (2.55 – 2.24)m = 0.31 m（1分）
因为球触网，所以运动员击球失败（1分）
5．10（4分）
三、“嫦娥三号”（16分）
1． EQ \F(v22,r) （2分）； EQ \F(mv1 − (m − Δm)v2,Δm) （或 EQ \F(m(v1 − v2) + Δmv2,Δm) ）（2分）
2．B（2分）；A（2分）
3． EQ \F(1,2) ρu2（2分）；ρu（2分）
4．（4分）
解：对于地球表面的重力加速度 g，有 （1分）
对于月球表面的重力加速度 g月，有
推得 ，（1分）
对于“嫦娥三号”自由下落过程，有 v2 = 2g月h（1分）
v = EQ \R(2g月h) = EQ \R(2×1.56×4.0) m/s = 3.5 m/s（1分）
四、电动自行车（15分）
1．A（3分）
2．B（4分）
3．13.5（2分）；1 458（2分）
4．多普勒效应（2分）；A（2分）
五、电容器（15分）
1．A（2分），B（2分）
2．AC（4分，漏选得2分，有错选不得分）
3．A（2分），A（2分）
4．C（3分）
六、力传感器（13分）
1．B（3分）
2．（10分）
（1）A（3分）
（2）C（3分）
（3）（4分）
答：G 的刻度不均匀变化（2分），
因为由 I = EQ \F(E,R + r) 和 R = 35 − 0.01F 及已知量，推得 I = EQ \F(12,1 + 35 − 0.01F) ，F = 3600 − EQ \F(1200,I) （2分），即压力 F 和电流 I 不是线性关系，所以 G 的刻度不均匀变化。
七、交流发电机（12分）
1．（8分）
（1）A（2分）
（2）（4分）
解：如正视平面图，线圈经 t 时间转过的角度 θ = ωt，线框 ab、cd 边做切割磁感线运动，设产生感应电动势为 e，则
d
a
θ
v
v
B
θ
vcsθ
（1分）
因为（1分），
所以 e = nBSωcsωt（1分）
将已知量代入，得
e = 200cs50t（1分）
（3）B（2分）
2．（4分）
（1）5（2分）
（2）A（2分）最高车速
≤25 km/h
轮圈尺寸
10 in
整车质量
60 kg
充电时间
6 h
最大载重
120 kg
电动机额定输出功率
216 W
电池容量
14 A·h
电动机额定电压/额定电流
48 V/6 A