2025年高考第一次模拟考试物理（上海卷）（全解全析）

上海市2025年高考第一次模拟考试物理·全解全析（考试时间60分钟，满分100分）特别提示：1．本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。2．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。一、从宏观探分子能（17分）物质是由分子组成的，人类无法直接观察分子的运动，通过分析各种宏观现象来获得分子运动和相互作用的信息。分子的运动也对应着能量的转化和守恒。1．（3分）关于分子热运动和布朗运动，下列说法中正确的是()A．布朗运动是指在显微镜下看到的液体分子的无规则运动B．布朗运动间接地反映了分子在永不停息地做无规则运动C．当物体温度达到0℃时，物体分子的热运动就会停止D．悬浮颗粒越大，某一瞬间与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著2．（3分）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是()A．从图A中可以看出任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时要大B．微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动C．当两个相邻的分子间距离为r₀时，它们之间相互作用的引力和斥力的合力为零D．实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等3．（4分）标准状况下，水蒸气的摩尔体积，，水的摩尔质量M=18g/mol，水的密度，请进行下列估算：（结果均保留1位有效数字）（1）水蒸气分子的平均间距约为。（2）水分子的直径约为。4．（3分）右图是一个测量分子速率分布的装置。圆筒绕其中心匀速转动，侧面开有狭缝N，内侧贴有记录薄膜，M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的某指定温度的银原子蒸气穿过屏上s缝后进入狭缝N，在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。一段时间后，展开的薄膜上银原子的分布最接近下图中的()A． B．C． D．5．（4分）假定某一温度下，气体分子运动的平均速率为v，气体分子质量为m，那么一个分子垂直碰撞器壁前后的动量改变量大小约为（碰撞可视为弹性碰撞）；设时间内有N个这样的分子碰撞器壁一次，被碰撞器壁的总面积为，那么这些分子对器壁产生的压强为。【答案】1．B2．C3．4．A5．【知识点】气体压强的微观意义、布朗运动的定义、现象和解释、分子直径大小的数量级、气体温度的微观意义、气体分子速率分布图像、动量定理的内容【解析】1．A．布朗运动是指在显微镜下看到的悬浮在液体中的微粒的无规则运动，故A错误；B．布朗运动是悬浮微粒在液体分子的撞击下所做的无规则运动，间接地反映了分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；C．物体分子的热运动是永不停息的，故C错误；D．悬浮颗粒越小，某一瞬间与它碰撞的液体分子越不均匀，布朗运动越显著，故D错误。故选B；2．A．从图A中可以看出即使温度相同，分子速率也有大有小，所以100℃时有的分子速率比0℃时要小，故A错误；B．微粒的运动就是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故B错误；C．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们之间相互作用的引力和斥力大小相等、方向相反，所以合力为零，故C正确；D．图中模拟气体压强的产生，分子的速率不是完全相等，所以也不要求小球的速率一定相等，故D错误。故选C；3．（1）[1]水蒸气分子的平均间距约为[2]水分子可以看成球形，则水分子的体积联立可得水分子的直径约为4．根据气体分子速率分布规律可知，速率很大和很小的分子比例较小，而速率中等的分子比例较大，根据圆周转动的情况可知，速率越大的银原子越靠近M，速率越小的越靠近N，速率中等的银原子到达的位置分布在Q附近，所以M、N附近银原子少，Q附近银原子多。故选A；5．[1]如果是弹性碰撞，则碰撞前后的速率不变，方向相反，则有[2]由动量定理有则器壁对分子作用力的大小为根据牛顿第三定律分子对器壁的作用力大小这些分子对器壁产生的压强为二、燃油车加速过程（18分）燃油汽车是常见的交通工具，它使用的能源是汽油。某燃油车从静止开始做匀加速直线运动，经5s后速度达到72km/h。1．汽油是能源中的不可再生能源。（1）（2分）以下也属于不可再生能源的是()A．风能B．水能C．天然气D．太阳能（2）（3分）汽车行驶过程中，汽油的化学能转化为了汽车及环境的内能和汽车的能。2．（2分）该汽车在加速过程中的加速度大小为，5s内运动的距离为m。3．（3分）若汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，输出功率约为9.1kW，求此时汽车受到的阻力大小。4．余老师驾驶汽车上下班。（1）（2分）他使用北斗卫星导航系统导航，导航系统传递信息是利用()A．机械波B．超声波C．引力波D．无线电波（2）（2分）余老师家到学校的直线距离为6km，某次他驾驶汽车行驶了7.2km到学校，用时10min，则此次他的平均速度大小为m/s。（3）（2分）如图，他上班左转通过某十字路口，路面水平，则提供汽车向心力的是()A．重力B．弹力C．摩擦力（4）（2分）若他以54km/h匀速行驶，发现前方60m处路口交通信号灯是红灯，立即开始刹车做匀减速直线运动，到路口时恰好停止，则汽车减速的加速度大小约为()A．B．C．【答案】1．C机械2．4503．364N4．D10CA【知识点】无线电波的特性及作用、能源与环境、判断哪些力提供向心力、有关向心力的简单计算、匀变速直线运动位移与时间的关系、机车的额定功率、阻力与最大速度【解析】1．[1]像太阳能、风能、水能这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源；而像煤、石油和天然气这类化石或矿物能源，一旦消耗就很难再生的能源属于不可再生能源。故选C。[2]汽车行驶过程中，汽油的化学能转化为了汽车及环境的内能和汽车的机械能。2．[1]该汽车在加速过程中的加速度大小为[2]汽车5s内运动的距离为3．由于汽车做匀速直线运动，则汽车的牵引力根据可得，此时汽车受到的阻力大小为4．[1]他使用北斗卫星导航系统导航，导航系统传递信息是利用无线电波。故选D。[2]余老师此次的平均速度大小为[3]由于路面水平，则转弯时摩擦力提供汽车行驶的向心力。故选C。[4]根据匀变速直线运动规律有可得，汽车减速的加速度大小为故选A。三、航天科技（16分）我国的航天科技飞速发展，在运载火箭、人造卫星、载人航天、天体探测以及失重条件下的各种实验等方面都取得了辉煌的成就。1．（2分）总质量为M（含燃料）的小型试验火箭，在极短的时间内将质量为m的气体以相对地面v0的速度竖直向下喷出后，火箭在重力作用下开始做匀变速直线运动。已知重力加速度大小为g，则气体喷出后，火箭获得的速度为，火箭上升的最大高度为。2．（多选）（4分）关于空间站的运行速度，正确的是（）A．空间站离地越高，运行速度越小B．空间站离地越高，运行速度越大C．空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度D．空间站的运行速度介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间3．（3分）天宫搭载的红外线热成像仪，是通过收集待成像物体辐射的红外线能量而成像的。红外线与可见光相比，红外线（）A．频率更高B．更容易发生衍射现象C．真空中传播速度更快D．在同一装置中双缝干涉条纹更窄4．（4分）航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得。5．（3分）如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站、地球位于同一直线。则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（）A．大小为零B．大小不为零，方向指向空间站C．大小不为零，方向背离空间站【答案】1．2．AC3．B4．慢快5．B【知识点】红外线的特性及作用、火箭的原理、第一宇宙速度的意义及推导、干涉条纹间距与波长的关系、卫星的各个物理量计算【解析】1．[1]在燃气喷出后的瞬间，根据动量守恒可得解得在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为[2]火箭上升的最大高度为2．假定地球质量为M、引力常量为G，绕地球圆周运动空间站的质量为m、轨道半径为r，根据万有引力提供向心力可知则有由题意可知，空间站离地越高，运行速度越小；由于天宫空间站的轨道半径大于地球半径，而第一宇宙速度的轨道半径为地球半径，则空间站的运行速度小于第一宇宙速度，更小于第二宇宙速度。故选AC。3．A．红外线波长更大，则频率更低，A错误；B．因红外线的波长更大，则更容易发生衍射现象，B正确；C．电磁波在空气中传播速度都相同，C错误。D．根据可知，相同条件下，因红外线的波长更大，则双缝干涉图样中相邻明纹中心间距更宽，D错误。故选B。4．[1][2]航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变慢；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得快。5．设机械臂的长度为d，微型卫星与空间站一起做角速度为ω的匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，空间站质量为，空间站轨道半径为r，由万有引力提供向心力，对空间站有微型卫星其中联立解得所以连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力大小不为零，方向指向空间站。故选B。四、我国星探结硕果（16分）我国开展的火星和空间探测，卓有成就。1．（3分）两个人造卫星是在同一圆形轨道上绕火星运行，它们的质量关系为，则它们运行的线速度大小关系为（）A． B． C． D．2．（4分）两火星卫星公转的周期分别是、，轨道视为圆，引力常量为G、则a、b公转半径之比为，据上述信息（选涂：A．能，B．不能）求出火星的质量。3．（多选）（4分）“天问一号”被火星捕获后，经一系列变轨进入如图的椭圆停泊轨道。P为椭圆的近火点，Q为远火点。关于探测器在停泊轨道上的运动（忽略其他天体的影响）。下列说法正确的有（）A．探测器的机械能守恒 B．探测器经过P点时的速度最大C．探测器经过Q点时的加速度最小 D．探测器经过Q点时做离心运动4．（2分）小明乘速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的小军，小军的飞行速度为0.5c，小明向小军发出一束光进行联络，则小明观测到该光束的传播速度为（）A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c5．（论证）（3分）元元查资料发现，在地球上可以探测到子，子自身的平均寿命为，地球大气层的厚度。请你帮元元证明：寿命如此短的子以速度（c是真空中光速）运动时，可以穿过如此厚的大气层。【答案】1．B2．B3．ABC4．D5．见解析【知识点】卫星发射及变轨问题中各物理量的变化、卫星的各个物理量计算、开普勒第三定律、狭义相对论的两个基本假设【解析】1．两个人造卫是在同一圆形轨道上绕火星运行，轨道半径相等，由万有引力提供向心力，则有，解得故选B。2．[1]两火星卫星公转的周期分别是、，轨道视为圆，根据开普勒第三定律有解得[2]卫星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有解得由于轨道半径不知道，则据上述信息不能求出火星的质量。故选B。3．A．天问一号在椭圆停泊轨道上运动，仅仅有万有引力做功，探测器的机械能守恒，故A正确；B．P为椭圆的近火点，Q为远火点。从近火点到远火点，万有引力做负功，探测器动能减小，可知，探测器经过P点时的速度最大，故B正确；C．根据解得探测器经过Q点时，距离火星间距最大，则加速度最小，故C正确；D．探测器经过Q点，随后在万有引力作用下靠近火星，可知探测器做近心运动，故D错误。故选ABC。4．根据爱因斯坦相对论原理可知，光速不变，即小明观测到该光束的传播速度为1.0c。故选D。5．若根据狭义相对论，从地面观察子的“运动寿命”为则子在大气中运动的距离为结合上述解得证明子可以穿越大气层。五、平行极板电子加速（12分）如图所示是一个电子加速装置，AB是相距为d的两个平行极板，该平行极板的电容为C，极板A、B与电源连接，电子（电量为-e，质量为m）从A极板的孔中不断飘入（可视为无初动能），在电场力的作用下进行加速，从同一水平线的B极板小孔中飞出，且电场被限制在AB板间。1．（4分）若在AB间接入电动势为E的直流电源，则AB极板间的电场强度为，此时A极板上所带的电荷量是。2．若在AB间接一如图所示的交流电压，若电子在极板间运动时间远小于交变电压周期T。（1）（2分）电子在B极板飞出时具有的最大动能是。（2）（6分）为了使电子能够多次从极板间进行加速，且每次加速都能获得最大的动能加成，需要在空间中施加一个匀强磁场，则该磁场磁感应强度的最大值是，方向为（用xyz坐标系表示，不考虑极板对电子的阻挡）。【答案】1．2．沿yOz轴所在平面【知识点】匀强电场中电势差与电场强度的关系、回旋加速器的综合计算【解析】1．[1]根据匀强电场与电势差的关系可知[2]根据电容器的定义式可知2．（1）[1]根据动能定理可知（2）[2][3]为了使电子能够多次从极板间进行加速，且每次加速都能获得最大的动能加成，则粒子在磁场中转动半圈后再次进入电场的时间至少为电场周期的一半，则有解得该磁场磁感应强度的最大值为磁场方向与速度方向垂直，即与x轴方向垂直，所以磁场方向可沿yOz所在平面。六、磁生电现象揭秘（21分）电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一，它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。1．（3分）下列现象属于电磁感应现象的是（）A．电磁炮发射出膛B．通电导线在磁场中受到力的作用C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性D．当交变电流通过变压器的原线圈，能使副线圈中产生感应电动势2．（3分）关于电磁感应在生产、生活中的应用，下列说法正确的是（）A．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼作用B．真空冶炼炉的工作原理主要是电流的磁效应C．变压器使用硅钢作为铁芯材料，原因是硅钢是铁磁性材料且电阻率较小D．电磁炉可以用陶瓷材料的锅加热食物3．（3分）如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。实验过程中两灯泡均未烧坏，下列说法正确的是（）A．开关S由断开变为闭合时，A灯泡逐渐变亮B．开关S由断开变为闭合时，B灯保持亮度不变C．开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐变暗D．开关S由闭合变为断开时，B灯先变亮再逐渐变暗，直到熄灭4．（4分）面积为S的单匝矩形线圈，放在磁感应强度为的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕轴匀速转动；从图示位置开始计时，则磁通量随时间的变化规律为；感应电动势的大小随时间变化的规律为。5．（8分）如图甲所示，间距为L的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的左端连接一阻值为R的定值电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒cd放在导轨上。导体棒运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻可忽略不计。（1）若对导体棒cd施加一水平向右的恒力，使其以速度v向右做匀速直线运动，求此力的大小。（2）若对导体棒cd施加一水平向右的瞬时冲量，使其以速度开始运动，并最终停在导轨上。①求整个过程中，电阻R产生的热量；②求整个过程中，通过电阻R的电荷量q；③在图乙中定性画出导体棒cd两端的电势差随位移x变化的图像。【答案】1．D2．A3．AD4．5．（1）；（2）①；②；③【知识点】求导体棒运动过程中通过其截面的电量、含自感线圈的电路闭合及断开后电流的变化及其图像、涡流的原理、应用与防止、正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导【解析】1．A．电磁炮发射出膛是电磁驱动现象，不是电磁感应现象，故A错误；B．通电导线在磁场中受到力的作用不是电磁感应现象，故B错误；C．一些物体在磁体或电流