2.本考試分設試卷和答題紙。答案一律寫在答題紙上。
3.標注“簡答”的題需要給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。
一、火星探測
火星是太陽系的內(nèi)層行星，火星有兩個天然衛(wèi)星：火衛(wèi)一和火衛(wèi)二、2021年5月15日，“天問一號”帶著“祝融號”火星車成功著陸火星，開展對火星物質(zhì)結構的研究。
1. “天問一號”奔向火星的過程中，火星對“天問一號”的引力隨兩者之間距離的變化關系圖像，正確的是（ ）
A. B.
C. D.
2. 現(xiàn)已測出火衛(wèi)一距離火星，火衛(wèi)二距離火星。若僅考慮火星對其作用力，兩者繞火星轉(zhuǎn)動的線速度分別為和，周期分別為和，則（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
3. 已知火星的質(zhì)量為、半徑為，太陽的質(zhì)量為，火星與太陽的距離為。小李同學認為：由牛頓第二定律，就可以求出火星表面的重力加速度。你認為小本同學的解法是______的（選填“正確”或“錯誤”），這是因為：________________________。
4. 祝融號火星探測器在火星表面著陸過程可以簡化為三個過程：先無動力加速下降，后勻速下降，再減速下降，則祝融號在下落過程中（ ）
A. 先失重，后平衡，再超重B. 先超重，后平衡，再失重
C. 先平衡，后失重，再超重D. 先失重，后超重，再失重
5. “祝融號”火星車，其動力主要來源于太陽能電池?，F(xiàn)將“祝融號”的動力供電電路簡化如圖，其中電熱絲為定值電阻，太陽能電池電動勢，內(nèi)阻未知，電動機線圈電阻，當火星車正常行駛時，電動機兩端的電壓，電熱絲上消耗的功率為。則太陽能電池的內(nèi)電阻為______，電動機的機械功率為______。
6. 科學家設計了一種電磁阻尼緩沖裝置用于火星探測器在火星表面實現(xiàn)軟著陸，其原理如圖所示。該裝置的主要部件有兩部分：①由高強絕緣材料制成的緩沖滑塊K，其邊緣繞有閉合的矩形線圈；②包括絕緣光滑緩沖軌道等部件的探測器主體。探測器主體能產(chǎn)生方向垂直于整個緩沖軌道平面的勻強磁場。當緩沖滑塊接觸地面時，滑塊立即停止運動，探測器主體繼續(xù)下降，磁場下移，致使探測器主體減速緩沖，則在緩沖過程中（ ）
A. 磁場對線圈段的作用力向上
B. 線圈段中電流方向由到
C. 探測器主體機械能減少量等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱
D. 探測器主體的重力勢能減少量等于線圈中產(chǎn)生的焦耳熱
二、半導體技術
半導體技術在生活和生產(chǎn)中的應用，利用光伏效應制成太陽能電池，是一種清潔環(huán)保的新能源；利用半導體發(fā)光二極管制成環(huán)保、節(jié)能、輕巧的新型照明設備。
7. 關于半導體的導電性，下列說法中不正確的是（ ）
A. 在極低的溫度下，純凈的半導體不導電
B. 半導體的導電性不會因外界條件的變化而改變
C. 在有光照射時，有的半導體可以導電
D. 摻入一定雜質(zhì)后，半導體的導電性能可以變好
8. 硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導體器件。其原理如圖所示，、是硅光電池的兩個電極，、是兩塊硅半導體，、可在區(qū)形成勻強電場。的上表面鍍有一層膜，當光照射時，內(nèi)產(chǎn)生的自由電子經(jīng)區(qū)電場加速后到達半導體，從而產(chǎn)生電動勢。以下說法中正確的是（ ）
A. 電極為電池的負極
B. 電源內(nèi)部的電流方向由指向
C. 區(qū)勻強電場的方向由指向
D. 硅光電池通過靜電力做功將光能轉(zhuǎn)化為電能
9. 在一個很小的矩形的半導體（例如砷化銦）薄片上制作上四個電極、、、，即成為一霍爾元件。制作時在、間通入恒定電流、同時外加與薄片垂直的勻強磁場，此時，薄片中的載流子（不妨設其為負電荷）就會在洛倫茲力作用下，向著與電流和磁場都垂直的方向漂移（偏轉(zhuǎn)），于是、間出現(xiàn)了電壓；則（ ）
A. 點電勢高于點電勢
B. 點電勢低于點電勢
C. 保持電流恒定，則、間的電壓與磁感應強度成正比
D. 其他條件不變，將半導體薄片改為水溶液時，電勢結果仍然一樣
10. 用發(fā)光二極管制成的LED燈具有發(fā)光效率高、使用壽命長等優(yōu)點。如圖所示為某LED射燈內(nèi)部結構示意圖，發(fā)光體封裝在半徑為、折射率為的半球形介質(zhì)中，是其圓形發(fā)光面的直徑，其圓心與半球的球心重合，已知真空中的光速為。下列說法正確的是（ ）
A. 光在該介質(zhì)中的傳播速度為
B. 從點發(fā)出的光在半球形介質(zhì)中傳播到球面所需要的時間為
C. 由發(fā)光面邊緣（或）發(fā)出的光射出半球形介質(zhì)時，與面垂直的光入射角最小
D. 為確保發(fā)光面發(fā)出的光第一次到達半球面時都不發(fā)生全反射，則該發(fā)光面的最大面積為
三、電動自行車
電動自行車以其省時省力、價格低廉、較低污染、高通行率、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點成為眾多市民出行的首選交通工具。
11. 根據(jù)國家標準規(guī)定，電動自行車的最高速度不得超過。假定甲、乙、丙、丁四人騎行電動車時一段時間內(nèi)的圖像或圖像如圖所示，則沒有超速的是（ ）
A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁
12. 在倡導“節(jié)約型社會”的氛圍下，自動充電式電動自行車應運而生。電動車的前輪裝有發(fā)電機，發(fā)電機與蓄電池連接，當下坡或剎車時，自行車就可自動連通發(fā)電機向蓄電池充電，將機械能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來。當人騎車以的初動能在粗糙的水平路面上運動，第一次關閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能-位移關系如圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能-位移關系如圖線②所示。設轉(zhuǎn)化裝置的效率為，則（ ）
A. 自由滑行時，人和車所受的合力為
B. 啟動充電裝置后，人和車所受的合力先減小后增大
C. 啟動充電裝置后向蓄電池所充電能為
D. 啟動充電裝置后轉(zhuǎn)化為電能的功率保持不變
13. 我國規(guī)定摩托車、電動自行車騎乘人員必須依法佩戴具有緩沖作用的安全頭盔。小明對某輕質(zhì)頭盔的安全性能進行了模擬實驗檢測。某次，他在頭盔中裝入質(zhì)量為的物體（物體與頭盔密切接觸），使其從的高處自由落下（如圖），并與水平地面發(fā)生碰撞，經(jīng)過物體的速度減小到零。不計空氣阻力及物體和地面的形變，重力加速度取。則頭盔接觸地面前瞬間的速度大小為______，物體在頭盔與地面碰撞過程中所受平均作用力的大小為______。
14. 某學校物理課外興趣小組利用電流表和電壓表（均非理想電表）測定某電動自行車電池的電動勢和內(nèi)阻，已知這個電池的電動勢約為，內(nèi)阻小于，實驗電路圖如圖甲所示，要求盡量減小實驗誤差。
（1）實驗小組先利用圖乙所示的電路測量電流表的內(nèi)阻，實驗步驟為：
a.先將滑動變阻器滑片調(diào)至最左端，把單刀雙擲開關擲于“1”，再閉合開關，此后調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使兩表均有適當?shù)氖緮?shù)（此時電壓表示數(shù)記為、電流表示數(shù)記為）；
b.保持滑動變阻器的滑片位置不變，把S1擲于“2”，調(diào)節(jié)電阻箱使____________；
c.讀出電阻箱的示數(shù)為，此即電流表的內(nèi)阻。
（2）利用圖甲電路進行實驗，得到多組電壓和電流的值，并作出圖線如圖丙所示，可知電池的電動勢為______、內(nèi)阻為______。（結果均保留一位小數(shù)）
（3）本實驗中用非理想的電流表和電壓表測得的電動勢和內(nèi)阻______（填“有”或“無”）誤差。
四、跳臺滑雪
跳臺滑雪是冬季奧林匹克運動會最具觀賞性的項目之一。如圖甲所示為2022年北京冬奧會上以“雪如意”命名的跳臺滑雪場地。跳臺滑雪賽道的簡化圖如圖乙所示，由跳臺、助滑道、著陸坡等部分組成。
15. 可視為質(zhì)點的運動員甲以一定的初速度從平臺水平飛出，軌跡為圖中實線①所示，若質(zhì)量比甲大的運動員乙以相同的初速度從同一位置水平飛出，不計空氣阻力，則運動員乙的運動軌跡應為圖中的______（填序號），運動員甲在空中相同時間內(nèi)的速度變化量______（選填“相同”或“不同”）。
16. 比賽中，質(zhì)量（包含所有裝備的總質(zhì)量）可視為質(zhì)點的運動員從跳臺點無初速度地滑下，到達處后水平飛出，落在著陸坡上的點。已知間高度差，距離，著陸坡傾角，不計運動員受到的空氣阻力，，，重力加速度取，求：
（1）運動員從到的運動時間及從水平飛出的速度大小；
（2）運動員落在著陸坡上點時重力的瞬時功率；
（3）運動員在段運動過程中阻力所做的功。
五、艦載機
艦載機被稱為“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，艦載機應具有更優(yōu)越的性能，艦載機飛行員也需要進行更為嚴格的飛行訓練。如圖為我國第一艘服役的航空母艦“遼寧號”，航母設置輕載短距起飛跑道（左側(cè)虛線）和重載長距起飛跑道（右側(cè)虛線），搭載“殲-15”艦載機，使用滑躍式起飛。
17. 央視官宣，新“殲-15”換裝國產(chǎn)發(fā)動機，加速性能更優(yōu)。若新發(fā)動機最大起飛推力為，起飛階段平均阻力為自重的0.01倍，最小起飛速度為，航母航行速度約，將艦載機起飛階段視為勻加速直線運動。
（1）為了在輕載短距跑道安全起飛，殲15的最小起飛加速度為______，最大起飛質(zhì)量為______。（均保留2位有效數(shù)字）
（2）起飛階段發(fā)動機的功率隨時間（ ）
A.不變 B.變大 C.變小
18. 某次執(zhí)行作戰(zhàn)任務時，“殲-15”需要向海上某靜止目標投彈，如圖所示，炸彈在空中運動過程中，忽略空氣阻力。
（1）根據(jù)圖中信息判斷，此刻目標應在飛機的（ ）
A.后方 B.正下方 C.前方
（2）炸彈在空中的運動性質(zhì)是（ ）
A.勻加速直線運動 B.勻變速直線運動
C.勻變速曲線運動 D.變加速曲線運動
19. 殲15艦載機在航空母艦上著艦時的阻攔系統(tǒng)原理是：飛機著艦時，通過阻攔索對艦載機施加作用力，使艦載機在甲板上短距離滑行后停止。新一代航母阻攔系統(tǒng)的研制引入了電磁阻攔技術，基本原理如圖乙所示：在航母甲板上裝有兩相互平行間距為的水平金屬導軌和，間接一阻值為的電阻，一根質(zhì)量為、長度為的金屬棒垂直擱置在兩導軌之間，金屬棒與導軌接觸良好，電阻值也為，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為。著艦時，速度為、質(zhì)量為的艦載機關閉動力系統(tǒng)，同時通過絕緣阻攔索拉住軌道上的金屬棒，金屬棒瞬間與艦載機共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下。除安培力外艦載機系統(tǒng)所受的其它阻力均不計，且不考慮繩索的長度變化。求：
（1）艦載機剛勾住金屬棒瞬間一起滑行的速度；
（2）艦載機與金屬棒一起運動的最大加速度；
（3）艦載機整個減速過程中金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱；
（4）艦載機開始減速滑行至停下過程通過的位移的大小。
上海交通大學附屬中學2023-2024學年度第一學期
高三物理月考試卷
注意事項：
1.試卷滿分100分，考試時間60分鐘
2.本考試分設試卷和答題紙。答案一律寫在答題紙上。
3.標注“簡答”的題需要給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。
【1~6題答案】
【答案】1. C 2. B
3. ①. 錯誤 ②. 見解析 4. A
5. ①. ②. 500W 6. BC
【7~10題答案】
【答案】7. B 8. C 9. AC 10. D
【11~14題答案】
【答案】11. B 12. C
13. ①. 6m/s ②. 3050N
14. ①. 電壓表的示數(shù)保持不變 ②. 11.7 ③. 2.4 ④. 無
【15~16題答案】
【答案】15. ①. ① ②. 相同
16. （1）3.6s，24m/s；（2）2.16×104W；（3）-4320J。
【17~19題答案】
【答案】17. ①. 5.6 ②. ③. C
18. ①. C ②. B

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