2025届上海市静安区高三上学期一模物理试卷（原卷版+解析版）

静安区2024学年度第一学期期末教学质量调研高三物理试卷考生注意：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、姓名、准考证号等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，每小题应选有两个及以上的选项，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过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。火箭发射长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具，具备发射低、中、高不同轨道，不同类型卫星及载人飞船的能力。1.若为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗，则发射场应尽量选择在（）A.低纬度地区 B.中纬度地区 C.高纬度地区2.若火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面，则发动机的喷气方向可能为（）A. B.C. D.3.处于同一圆轨道平面的两质量相等的人造地球卫星a、b，离地高度ha<hb。（1）两卫星的在轨稳定运行速度大小va和vb的关系为______A.va>vbB.va=vbC.va<vbD.不确定（2）两卫星的机械能Ea和Eb的关系为______A.Ea>EbB.Ea=EbC.Ea<EbD.不确定4.如图所示是某兴趣小组设计的“水火箭”，安装在发射架上的“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，通过下方的活塞封闭了瓶内1L的水，此时瓶内空气压强为p0可通过与活塞相连的打气筒向箭体内充气，打气筒每次能将压强为p0的200mL外界空气压入瓶内，当箭体内部气压达到5p0时可将活塞顶出，向后喷水，箭体被发射出去。要使火箭发射出去，至少需要打气______次；在瓶内的水喷出的较短时间内，箭体内气体的温度将______（选填“增大”“不变”或“减小”）。冰壶运动冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示，比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，冰壶的停止位置越靠近圆心O越好，AB中点P与O相距L=30m。某次训练中，运动员使冰壶从P点以v0=3m/s的速度向圆心O滑出，已知冰壶和冰面间的动摩擦因数μ=0.02，g取10m/s2.5.冰壶滑行过程中的加速度大小a=______m/s2，冰壶滑行的总位移大小x=______m。6.若冰壶滑出后，运动员发现冰壶的速度偏小，队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面，使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的50%，最终冰壶恰好停在圆心O处。（1）（计算）队员们摩擦冰面的长度d为多少？（2）（多选）若从更靠近P点的位置开始擦冰，则（）A.需要摩擦冰面距离更短B.需要摩擦冰面的距离一样长C.冰壶滑行的总时间更短D.冰壶滑行的总时间一样长E.冰壶滑行总时间更长电场的性质场是物质存在的一种形态。场看不见摸不着，我们常常通过放入场中的不同物体的受力、运动以及能量变化等情况，来认识场的性质，并加以利用。7.在电场中A点，引入不同的试探电荷，会变化的是（）A.A点的电场强度 B.A点的电势C.在A点的电势能 D.A点与电场中另一点间的电势差8.如图所示是三个电场的等势面，A、B两点在等势面上。若带电量为+1μC的物体从A点移动到B点，三种情况下电场力做功分别为WⅠ、WⅡ、WⅢ，则（）A.WⅠ最大 B.WⅡ最大 C.WⅢ最大 D.WⅠ=WⅡ<WⅢ E.WⅠ=WⅡ=WⅢ9.示波器可以利用电场对被加速的电子的偏转来观察电信号随时间变化的情况。示波器的基本原理如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为−e，加速电场电压为U0。偏转电场可看作匀强电场，由加在平行电极板上的待测信号电压产生，已知极板长度为L、板间距为d。忽略电子所受重力。（1）（计算）求电子射入偏转电场时的初速度大小v0；（2）（计算）若已知电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离为Δy，求待测信号电压U的大小。（3）对同一待测电信号，若要使偏转距离Δy更大，请提出一种可行办法：_______________水波与光波水波与光波在本质上虽然不同，但具有波动共同特征。10.如图所示，利用发波水槽形成的水波向四周传播，S是波源，质点M、Q与S在同一条直线上，若波源沿直线MQ向Q匀速移动，则M、Q两点接收到的水波频率的大小关系是fM______fQ。11.如图为两波源S1、S2在水槽中产生的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。为使两波在相遇区域能发生干涉，应（）A.增大S1与S2的间距 B.降低S1的振动周期C.将槽中的水换成油 D.增大S2的振动频率12.在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，为减小实验误差，应测量（）A.相邻明条纹的间距 B.相邻暗条纹的间距C.不相邻明条纹的间距 D.不相邻暗条纹的间距13.浮桶式发电灯塔可以利用波浪发电。如图所示，浮桶内磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，线圈始终处于磁体产生的方向沿半径向外的水平辐射磁场中，与线圈串联的灯泡阻值R=15Ω。已知线圈匝数N=100，总阻值r=1Ω，直径D=0.4m，线圈所处位置的磁感应强度B=0.1T，取π2=10，若线圈随波浪简谐运动的速度为v=0.4πsinπtm/s，则：（1）若线圈正向上运动，俯视时线圈中感应电流方向为____________（选填：“顺时针”或“逆时针”）方向；（2）灯泡亮度最大时，线圈处于简谐运动的（）A.最高点B.平衡位置C.最低点（3）线圈感应电动势的最大值为______V，1分钟内灯泡获得的电能为______J。磁传感器根据霍尔效应用半导体材料制成的元件叫霍尔元件，可以利用霍尔元件制成磁传感器测量磁感应强度。14.如图所示，某霍尔元件的主要部分由一块边长为a、厚度为h的正方形半导体薄片构成，M和N、P和Q是相互两两正对的面，半导体薄片水平放置并通以从M到N的电流后，施加磁感应强度为B竖直向上的匀强磁场。已知该半导体薄片的自由电荷是电子。（1）在刚施加匀强磁场时，电子在__________力的作用下发生侧向偏转，使得图中_________面的电势降低，与其正对的面之间出现电势差，称霍尔电势差。（2）若电子沿电流方向的定向移动速率为v，电子电荷量为−e，则稳定后的霍尔电势差大小U=_____________；若仅增大所施加的匀强磁场的磁感应强度，则U将____________；若仅稍微改变半导体薄片与水平面的夹角，则U将____________。（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”）15.利用该霍尔元件制成的磁传感器，研究通电螺线管产生的磁场。（1）在对螺线管通电_________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。（2）磁传感器的霍尔元件位于通电螺线管外部某位置时，磁传感器读数为2mT，则该位置的磁感应强度一定（）A.≤2mTB.<2mTC.=2mTD.≥2mTE.>2mT雨滴雨滴通常形成于几百米以上的高空，但落到地面的速度通常仅为几米每秒。将雨滴看作半径为r的球体，设其在无风情况下竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。16.（简答）列式说明雨滴在整个下落过程中作怎样的运动；17.（简答）设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落过程中的最大速度vm与半径r的关系式；18.设某雨滴刚开始下落时的机械能为E0，离地高度为H。在图中定性画出雨滴从静止开始下落到落地的整个过程中，雨滴机械能E随雨滴下落高度h变化的E–h图像；19.（论证）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻。

静安区2024学年度第一学期期末教学质量调研高三物理试卷考生注意：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、姓名、准考证号等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，每小题应选有两个及以上的选项，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过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。火箭发射长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具，具备发射低、中、高不同轨道，不同类型卫星及载人飞船的能力。1.若为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗，则发射场应尽量选择在（）A.低纬度地区 B.中纬度地区 C.高纬度地区2.若火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面，则发动机的喷气方向可能为（）A. B.C. D.3.处于同一圆轨道平面的两质量相等的人造地球卫星a、b，离地高度ha<hb。（1）两卫星的在轨稳定运行速度大小va和vb的关系为______A.va>vbB.va=vbC.va<vbD.不确定（2）两卫星的机械能Ea和Eb的关系为______A.Ea>EbB.Ea=EbC.Ea<EbD.不确定4.如图所示是某兴趣小组设计的“水火箭”，安装在发射架上的“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，通过下方的活塞封闭了瓶内1L的水，此时瓶内空气压强为p0可通过与活塞相连的打气筒向箭体内充气，打气筒每次能将压强为p0的200mL外界空气压入瓶内，当箭体内部气压达到5p0时可将活塞顶出，向后喷水，箭体被发射出去。要使火箭发射出去，至少需要打气______次；在瓶内的水喷出的较短时间内，箭体内气体的温度将______（选填“增大”“不变”或“减小”）。【答案】1.A2.B3.①.A②.C4①.20②.降低【解析】【1题详解】地球自转角速度相等，纬度越低的位置线速度越大，为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗，则发射场应尽量选择在低纬度地区。故选A。【2题详解】火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动，则加速度沿虚线向上，合力方向沿虚线向上，根据力的合成规律可知，只有第二个选择项满足要求。故选B。【3题详解】[1]根据万有引力提供向心力有解得由于ha<hb则有va>vb故选A。[2]由于两卫星质量相等，则轨道半径越大，卫星的机械能越大，则有Ea<Eb故选C。【4题详解】[1]打气之前气体体积每次打气的体积根据玻意耳定律有解得[2]在瓶内的水喷出的较短时间内，可以近似认为还没有来得及发生热传递，则有箭体内部气压达到5p0时可将活塞顶出，向后喷水，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，则温度降低。冰壶运动冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示，比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，冰壶的停止位置越靠近圆心O越好，AB中点P与O相距L=30m。某次训练中，运动员使冰壶从P点以v0=3m/s的速度向圆心O滑出，已知冰壶和冰面间的动摩擦因数μ=0.02，g取10m/s2.5.冰壶滑行过程中的加速度大小a=______m/s2，冰壶滑行的总位移大小x=______m。6.若冰壶滑出后，运动员发现冰壶的速度偏小，队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面，使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的50%，最终冰壶恰好停在圆心O处。（1）（计算）队员们摩擦冰面的长度d为多少？（2）（多选）若从更靠近P点的位置开始擦冰，则（）A.需要摩擦冰面的距离更短B.需要摩擦冰面的距离一样长C.冰壶滑行的总时间更短D.冰壶滑行的总时间一样长E.冰壶滑行的总时间更长【答案】5.①.0.2②.22.56.（1）15m；（2）BE【解析】【5题详解】[1]冰壶滑行过程中对冰壶由牛顿第二定律得解得冰壶滑行过程中的加速度大小为[2]由，可得【6题详解】（1）冰壶减速过程受力分析如图设冰壶质量为m，整个减速过程中。由动能定理得放手后擦冰前摩擦力做功擦冰过程中摩擦力做功解得（2）AB．由可知，需要摩擦冰面的距离一样长，故A错误，B正确；CDE．设冰壶滑到用刷子摩擦过的冰面时速度为v，则冰壶滑行的总时间为若从更靠近P点的位置开始擦冰，v大，则t长，即冰壶滑行的总时间更长，故CD错误，E正确。故选BE。电场的性质场是物质存在的一种形态。场看不见摸不着，我们常常通过放入场中的不同物体的受力、运动以及能量变化等情况，来认识场的性质，并加以利用。7.在电场中A点，引入不同的试探电荷，会变化的是（）A.A点的电场强度 B.A点的电势C.在A点的电势能 D.A点与电场中另一点间的电势差8.如图所示是三个电场的等势面，A、B两点在等势面上。若带电量为+1μC的物体从A点移动到B点，三种情况下电场力做功分别为WⅠ、WⅡ、WⅢ，则（）A.WⅠ最大 B.WⅡ最大 C.WⅢ最大 D.WⅠ=WⅡ<WⅢ E.WⅠ=WⅡ=WⅢ9.示波器可以利用电场对被加速的电子的偏转来观察电信号随时间变化的情况。示波器的基本原理如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为−e，加速电场电压为U0。偏转电场可看作匀强电场，由加在平行电极板上的待测信号电压产生，已知极板长度为L、板间距为d。忽略电子所受重力。（1）（计算）求电子射入偏转电场时的初速度大小v0；（2）（计算）若已知电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离为Δy，求待测信号电压U的大小。（3）对同一待测电信号，若要使偏转距离Δy更大，请提出一种可行的办法：_______________【答案】7.C8.E9.（1）；（2）；（3）仅减小加速电场电压U0（或仅减小d或仅增大L）【解析】【7题详解】在电场中A点，引入不同的试探电荷，会变化的是不同的试探电荷在A点的电势能。试探电荷不会改变电场本身的性质，即不会改变A点的电场强度与电势，以及A点与电场中另一点间的电势差。故选C。【8题详解】根据电场力做功因三个电场中A点到B点的电势差均相等，故三种情况下电场力做功相同，即WⅠ=WⅡ=WⅢ故选E。【9题详解】（1）对电子在加速电场被加速的过程，根据动能定理得解得（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，则由平行于极板方向做匀速直线运动得由垂直于极板方向做匀加速直线运动得根据牛顿第二定律得联立解得（3）由，可得对同一待测电信号，即U一定，要使偏转距离更大，一种可行的办法是仅减小加速电压（或仅减小d或仅增大L）。水波与光波水波与光波在本质上虽然不同，但具有波动的共同特征。10.如图所示，利用发波水槽形成的水波向四周传播，S是波源，质点M、Q与S在同一条直线上，若波源沿直线MQ向Q匀速移动，则M、Q两点接收到的水波频率的大小关系是fM______fQ。11.如图为两波源S1、S2在水槽中产生的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。为使两波在相遇区域能发生干涉，应（）A.增大S1与S2的间距 B.降低S1的振动周期C.将槽中的水换成油 D.增大S2的振动频率12.在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，为减小实验误差，应测量（）A.相邻明条纹的间距 B.相邻暗条纹的间距C.不相邻明条纹的间距 D.不相邻暗条纹的间距13.浮桶式发电灯塔可以利用波浪发电。如图所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，线圈始终处于磁体产生的方向沿半径向外的水平辐射磁场中，与线圈串联的灯泡阻值R=15Ω。已知线圈匝数N=100，总阻值r=1Ω，直径D=0.4m，线圈所处位置的磁感应强度B=0.1T，取π2=10，若线圈随波浪简谐运动的速度为v=0.4πsinπtm/s，则：（1）若线圈正向上运动，俯视时线圈中感应电流方向为____________（选填：“顺时针”或“逆时针”）方向；（2）灯泡亮度最大时，线圈处于简谐运动的（）A.最高点B.平衡位置C.最低点（3）线圈感应电动势的最大值为______V，1分钟内灯泡获得的电能为______J。【答案】10.<11.B12.C13.①.逆时针②.B③.16④.450【解析】【10题详解】根据多普勒效应，波源沿直线MQ向Q匀速移动，则Q点接收到的水波频率大于波源的振动频率，而M点接收到的水波频率小于波源的振动频率，可知fM<fQ【11题详解】AC．增大S1与S2间距或将槽中的水换成油，并不能改变两波源的振动频率，不能使两波在相遇区域能发生干涉，故AC错误；BD．由图可知波源S1在水槽中产生的波的波长比S2的长，根据可得波源S1的振动频率比S2的低，根据发生干涉的条件，应使两波源的振动频率相同，故对于波源S1应增大其振动频率或降低其振动周期，对于波源S2，应降低其振动频率或增大其振动周期，故B正确；D错误。故选B【12题详解】在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，因在明条纹处才能看清测量的分划线，故应测量明条纹的间距，为减小实验误差，应测量不相邻n条明条纹的间距x，再用求得相邻明条纹的间距，故C正确；ABD错误。故选C。【13题详解】（1）[1]线圈正向上运动，根据右手定则，可知俯视时线圈中感应电流方向为逆时针方向。（2）[2]根据法拉第电磁感应定律，可知圆形线圈切割磁感线的速度越大，产生的感应电动势越大，灯泡亮度越大。灯泡亮度最大时圆形线圈的速度最大，故线圈处于简谐运动的平衡位置，故B正确；AC错误。故选B。（3）[3]线圈感应电动势的最大值为[4]电动势的有效值为回路的电流有效值为1分钟内灯泡获得的电能为联立，解得磁传感器根据霍尔效应用半导体材料制成的元件叫霍尔元件，可以利用霍尔元件制成磁传感器测量磁感应强度。14.如图所示，某霍尔元件的主要部分由一块边长为a、厚度为h的正方形半导体薄片构成，M和N、P和Q是相互两两正对的面，半导体薄片水平放置并通以从M到N的电流后，施加磁感应强度为B竖直向上的匀强磁场。已知该半导体薄片的自由电荷是电子。（1）在刚施加匀强磁场时，电子在__________力的作用下发生侧向偏转，使得图中_________面的电势降低，与其正对的面之间出现电势差，称霍尔电势差。（2）若电子沿电流方向的定向移动速率为v，电子电荷量为−e，则稳定后的霍尔电势差大小U=_____________；若仅增大所施加的匀强磁场的磁感应强度，则U将____________；若仅稍微改变半导体薄片与水平面的夹角，则U将____________。（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”）15.利用该霍尔元件制成的磁传感器，研究通电螺线管产生的磁场。（1）在对螺线管通电_________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。（2）磁传感器的霍尔元件位于通电螺线管外部某位置时，磁传感器读数为2mT，则该位置的磁感应强度一定（）A.≤2mTB.<2mTC.=2mTD.≥2mTE.>2mT【答案】14.①.洛伦兹②.Q③.Bav④.增大⑤.减小15.①.前②.D【解析】【14题详解】（1）[1][2]在刚施加匀强磁场时，电子在洛伦兹力的作用下发生侧向偏转，电流从M流向N，则电子从N流向M，根据左手定则，电子向Q面偏转，使得Q面聚集电子，电势降低，与其正对的P面电势升高，P、Q面之间出现电势差，称为霍尔电势差。（2）[3][4][5]设稳定时电子所受洛伦兹力和电场力平衡，可得解得霍尔电势差大小若仅增大所施加匀强磁场的磁感应强度B，由U=avB可知，U将增大。若仅稍微改变半导体薄片与水平面的夹角，电子沿垂直磁场方向的速度分量减小，根据U=avB（此时v为垂直磁场