2024届上海市徐汇区高三上学期学习能力诊断卷(一模)物理试题

2024届上海市徐汇区高三上学期学习能力诊断卷（一模）物理试题
一、单选题 (共7题)
第(1)题
电网输送的电能在进入居民家庭之前要经过变压器的降压处理，图甲为街头变压器，图乙为街头变压器通过降压给用户供电的示意图。

现将该过程做一定理想化处理：变压器为理想变压器且输入电压的有效值大小恒定不变，图中电表均为理想电表。

变压器到用户之间输电线的总电阻用表示，当用户用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数不变B．电压表的示数增大
C．电流表的示数减小D．电流表的示数增大
第(2)题
如图所示，嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。

探测器完成对月球表面的取样任务后，样品将由上升器携带升空进入环月轨道，与环月轨道上做匀速圆周运动的轨道器、返回器组合体（简称“组合体”）对接。

为了安全，上升器与组合体对接时，必须具有相同的速度。

已知上升器（含样品）的质量为m，月球的半径为R，月球表面的“重力加速度”为g，组合体到月球表面的高度为h。

取上升器与月球相距无穷远时引力势能为零，上升器与月球球心距离r时，引力势能为，G为引力常量。

M为月球的质量（未知），不计月球自转的影响。

下列说法正确的是（ ）
A．月球的质量
B．组合体在环月轨道上做圆周运动的速度v的大小为
C．上升器与组合体成功对接时上升器的能量为
D．上升器从月球表面升空并与组合体成功对接至少需要的能量为
第(3)题
如图，竖直面内两个完全相同的光滑圆弧轨道平滑对接，P、Q是等高的两端。

让一可视为质点的小球以沿切线的初速度
从P端进入轨道，则（）
A．小球在轨道最低点的机械能最大
B．小球在轨道最低点对轨道的压力最大
C．初速度足够大时，小球可能飞离“凹形”轨道
D．初速度足够大时，小球一定能通过“凸形”轨道最高点
第(4)题
如图所示为三棱镜的截面，、。

某细单色光束从边上的D点射入三棱镜，折射光线射到边上的E点，正好发生全反射，反射光线垂直射到边的F点，光线在D的入射角为，折射角为，已知B、E两点之间的距离
为L，，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．B．
C．光从E到F的传播时间为D．介质对此单色光的折射率为
第(5)题
一根带有绝缘皮的硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为S1，小圆面积均为S2，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小，B 0和k均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（ ）
A．B．
C．D．
第(6)题
两实心小球甲和乙用同种材料制成，甲球质量大于乙球质量，现让两球由离水平地面相同高度处静止下落，假设它们运动时受到的空气阻力与球的横截面积成正比，与球的速率无关。

则（ ）
A．甲球落地速度比乙球落地速度小
B．甲球落地所用时间比乙球落地所用时间长
C．下落过程甲球重力的平均功率大于乙球重力的平均功率
D．下落至同一高度时两球的重力功率可能相等
第(7)题
如图甲，套在长玻璃管上的线圈两端与电流传感器相连，将一强磁铁从竖直玻璃管上端由静止释放，电流传感器记录了强磁铁下落过程中线圈感应电流随时间变化的图像，如图乙所示，时刻电流为0，空气阻力不计，则（ ）
A．时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大
B．时刻，强磁铁的加速度等于重力加速度
C．若只增加强磁铁释放高度，则感应电流的峰值变小
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
二、多选题 (共3题)
第(1)题
分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示。

下列对图线的理解，说法正确的是（ ）
A．分子间距离等于r1时，分子势能最小
B．分子间距离等于r2时，分子间作用力最小
C．分子间距离等于r1时，分子间作用力最小
D．分子间距离小于r2时，减小分子间距离分子势能一定增大
第(2)题
一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。

下列说
法正确的是（ ）
A．波速为
B．波向左传播
C．波的振幅是
D．处的质点在时位于平衡位置
E．质点P在0~7s时间内运动的路程为
第(3)题
一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C两个过程变化到状态C，其p-V图像如图所示。

已知气体在状态A时温度为27℃，以下判断正确的是（ ）
A．气体在A→B过程中对外界做的功为2.0×104J
B．气体在B→C过程中可能吸热
C．气体在状态B时温度为900K
D．气体在A→C过程中吸收热量
三、实验题 (共2题)
第(1)题
某课外活动小组利用铜片、锌片和橙汁制作了橙汁电池，并利用所学知识设计电路测量该电池的电动势E和内阻r。

他们在一个玻璃器皿中放入橙汁，在橙汁中相隔—定距离插入铜片和锌片作为橙汁电池的正、负极。

使用的器材有∶
A．毫安表（量程0~3 mA，内阻未知）；
B．滑动变阻器（最大阻值为500 Ω）；
C．电阻箱（阻值范围为0〜999。

9Ω）；
D．开关和导线若干。

该小组成员分析发现，由于毫安表的内阻未知，所以无法直接测量该橙汁电池的电动势和内阻，经过思考后，该小组设计了如图甲所示的电路，先测出该毫安表的内阻、再测量橙汁电池的电动势E和内阻r。

（1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙实物图中的滑动变阻器接入电路，要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时。

滑动变阻器接入电路的阻值最大_________。

（2）该小组连接好电路后，首先对毫安表的内阻进行测量，请完善测量步骤。

①将滑动变阻器的滑片滑至最右端，断开开关，闭合开关；
②滑动滑动变阻器的滑片，使毫安表的指针达到满偏；
③保持________不变，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使毫安表的示数达到满偏电流的一半；④读出此时电阻箱的示数，即可求得毫安表的内阻。

（3）该小组发现，当毫安表的电流达到满偏电流的一半时，电阻箱的示数为50.0Ω，则毫安表的内阻_______Ω，用此种方法测得的毫安表的内阻与其真实值相比，测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。

（4）该小组测得毫安表的内阻之后，采用以下方法测量该橙汁电池的电动势E和内阻r。

首先将电路中滑动变阻器的滑片移
至最右端，然后多次改变电阻箱的阻值R得到了多组毫安表的电流I，根据测得的数据作出图像，如图丙所示，则该电源的电动势E=_______，内阻r=______（结果均保留三位有效数字）
第(2)题
用如图甲所示装置做“验证动能定理”的实验。

实验时，通过电磁铁控制小铁球从P处自由下落，小铁球依次通过两个光电
门a、b，测得遮光时间分别为和，两光电门中心点间的高度差为h。

（1）用游标卡尺测得小铁球直径的示数如图乙所示，则小铁球的直径______；
（2）小铁球通过光电门a的速度为_______，通过光电门b的速度为________（用测量的物理量符号表示）。

（3）若已知当地重力加速度为g，则验证动能定理的表达式为：________（用测量的物理量符号表示）。

四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图，光滑水平面上静置一质量的木板，木板右侧某位置固定一半径的光滑绝缘竖直半圆轨道，轨道下端与
木板上表面齐平，虚线右侧存在竖直方向的匀强电场，质量的物块a以的水平速度冲上木板左端，与木板的动
摩擦因数，到达木板右端时刚好与木板共速，之后物块a与静止在半圆轨道底端的物块b（质量、电荷量）发生弹性正碰，碰后物块b电荷量不变，长木板瞬间停止且不再运动。

已知物块b在半圆轨道内运动过程中对轨道各点的压力大小均相等。

g取10，求：
（1）匀强电场的场强；
（2）长木板的长度；
（3）定量计算说明物块b离开半圆轨道后能否落回木板。

第(2)题
如图所示，长为2L、质量为m的长方形箱子，放在光滑的水平地面上，箱内有一质量也为m的小滑块，滑块与箱底间无摩擦。

开始时箱子静止不动，滑块以速度从箱子的中间位置处向右运动，所有碰撞时间均可忽略。

（1）若滑块与箱子右侧壁的第一次碰撞为弹性碰撞，求小滑块从开始到再一次位于箱子中间位置经历的时间t；
（2）若滑块与箱子右侧壁第一次碰后速度方向仍然向右、大小变为，求碰后两者相对速度大小与碰前相对速度大小的比值；
（3）若滑块与箱壁每碰撞一次，两者相对速度的大小变为该次碰撞前相对速度大小的倍且，求碰撞n次后滑块的速度大小和箱子的速度大小；
（4）在满足（3）问中条件下，求滑块与箱子碰撞4次时系统损失的总动能与系统初动能的比值。

第(3)题
如图所示，xOy坐标系处在竖直平面内。

在的区域内有竖直向上的匀强电场，场强大小为，在第二象限的某个
矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为。

一带电小球以初速度沿与x轴负方向成角的方向从M点进入第一象限，在第一象限内做直线运动，而后从y轴上的P点进入第二象限。

经历一段时间后，小
球经x轴上的Q点离开电场区域，速度方向与x轴负方向成角，重力加速度取，，。

求：
（1）带电小球的带电性质及比荷；
（2）矩形区域的最小面积。