2026年上海市普通高中学业水平等级性考试物理试卷（含详细答案解析）

2026年上海市普通高中学业水平等级性考试物理试卷（含详细答案解析）考试时间：60分钟满分：100分特别提示1.标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上选项，不可全选；未标注的选择题均为单项选择。2.列式计算、逻辑推理及简答题需写出必要步骤、公式和文字说明，仅写最终答案不得满分。3.重力加速度g取9.8m/s²，解题过程中可根据题意合理近似运算。一、综合情境题（一）空间科技（12分）我国空间站在轨运行期间，依托核反应能源、天体引力规律实现稳定运行，结合相关物理知识完成下列小题。1.航天器常用铀核裂变提供能量，其核反应方程为：92235A.01nB.3012.某核反应中，反应前所有物质总静止质量为M₁，反应后所有生成物总静止质量为M₂，真空中光速为c，则该核反应释放的核能为________。3.人造卫星绕地球做圆周运动，卫星第一次下降高度H，引力势能变化量绝对值为|ΔEₚ₁|；再次下降相同高度h=H，引力势能变化量绝对值为|ΔEₚ₂|，二者大小关系正确的是（）A.|ΔEₚ₁|＞|ΔEₚ₂|B.|ΔEₚ₁|=|ΔEₚ₂|C.|ΔEₚ₁|＜|ΔEₚ₂|D.无法判断4.已知地球质量为M，引力常量为G，卫星绕地球做半径为r的匀速圆周运动，推导卫星的动能表达式。5.赤道正上方的人造卫星自西向东高速飞行，将卫星视为带正电的运动质点，地球赤道附近磁场方向近似水平向北，则卫星所受洛伦兹力方向为（）A.竖直向上B.竖直向下C.水平向西D.水平向东二、综合情境题（二）光刻技术（18分）光刻技术是芯片制造的核心工艺，依托光的干涉、电场偏转、光子能量等物理原理实现精密蚀刻，完成下列问题。1.（多选）双缝干涉实验用于校准光刻精度，若要减小干涉条纹相邻暗纹间距，可采取的操作是（）A.减小入射光波长B.增大入射光强度C.增大双缝间距D.减小双缝到光屏的距离2.平行板电容器用于光刻粒子偏转调控，极板间距为d，极板间电压为U。（1）写出极板间匀强电场的电场强度大小表达式。（2）极板间存在带负电的微观粒子，保持极板电压不变，将电容器右极板向左小幅移动，粒子偏转程度将（）A.减小B.不变C.先增大后减小D.增大（3）极板间电场方向竖直向下，一正离子从极板上沿缓慢运动至下沿，运动过程中初速度可忽略，比较始末位置电势φ₁、φ₂和电势能Eₚ₁、Eₚ₂的大小关系：________。3.光刻光子蚀刻需满足粒子衍射条件，普朗克常量为h，光子波长为λ，粒子质量为m。（1）写出单个光子的能量表达式。（2）为消除粒子衍射影响，要求粒子德布罗意波长小于光刻波长λ，则粒子运动速度最小值为（）A.hmλB.mλhC.h三、综合情境题（三）电吉他（16分）电吉他通过琴弦振动、电磁感应将机械振动转化为电信号，结合波动规律、电磁感应规律完成下列问题。1.吉他琴弦振动产生机械波传入空气中形成声波，该过程中声波保持不变的物理量是（）A.波速B.频率C.波长D.振幅2.电吉他信号电路中电容器充电、放电形成脉冲信号，规定正向充电电流为正。若电容器上极板带正电且处于充电过程，电流随时间变化图像中，对应状态最合理的时间段是t₁、t₂、t₃中的________。3.吉他拾音器由匝数N=500匝的线圈组成，琴弦振动带动磁场变化，线圈磁通量随时间周期性变化，周期T=4πs，磁通量变化幅值ΔΦ=0.05Wb。（1）求线圈中感应电动势的最大值。（2）简述琴弦振动越快，电吉他输出电信号峰值越大的物理原理。四、综合情境题（四）压缩空气引火仪（16分）压缩空气引火仪通过快速压缩密闭空气，改变气体状态实现点火，结合理想气体状态方程、热力学定律、几何光学知识作答。1.密闭圆筒内封闭一定质量理想气体（1）（多选）缓慢压缩气体，全过程温度保持不变，该过程气体状态变化规律正确的是（）A.p-V图像为反比例曲线B.p-T图像为倾斜直线C.V-T图像为水平直线D.气体内能保持不变（2）对比缓慢压缩与快速压缩过程，快速压缩更易点火的核心原因是（）A.气体做功更多B.气体散热更少，内能增幅更大C.气体分子数增多D.气体压强增长更快（3）等温压缩过程中，气体的分子平均动能、单位体积分子数变化情况为（）A.平均动能增大，单位体积分子数增多B.平均动能不变，单位体积分子数不变C.平均动能不变，单位体积分子数增多D.平均动能减小，单位体积分子数增多2.引火仪圆筒为透明介质，外圆半径为R，光线以入射角θ从空气射入筒壁，经折射后在内表面发生全反射。已知介质折射率为n，全反射临界角为α，推导筒壁厚度d的表达式。五、综合情境题（五）松鼠运动（18分）松鼠在树枝间跳跃、滑行的运动过程可简化为匀变速运动与抛体运动，已知松鼠质量m=0.30kg，不计空气阻力。1.松鼠从水平树枝水平跳出，跃至下方另一树枝，竖直下落高度为h，水平位移为l，推导松鼠完成跳跃的最小初速度表达式。2.松鼠沿倾斜树枝向上做匀加速直线运动，2s内沿树枝位移为2m，树枝与水平方向夹角60°。（1）求松鼠的加速度大小与方向。（2）求树枝对松鼠的作用力大小。3.松鼠从高处自由下落，下落10m时速度为9.0m/s。（1）求下落过程中空气阻力对松鼠做的功。（2）松鼠落地时与地面作用时间0.090s，通过计算判断落地冲击是否会造成损伤（一般冲击为重力10倍以上可造成损伤）。六、综合情境题（六）电磁速度传感器（20分）汽车电磁速度传感器由齿轮、圆柱金属笼、匀强磁场组成，车轮转动带动传感器切割磁感线，输出脉冲电压信号，实现车速、加速度检测。已知磁场磁感应强度为B，金属细条长度为L、单根电阻为r。1.齿轮转动遮挡磁场，线圈磁通量先减小后增大，关于传感器两端电势高低变化正确的是（）A.始终φₐ＞φᵦB.始终φᵦ＞φₐC.先φₐ＞φᵦ，后φᵦ＞φₐD.先φᵦ＞φₐ，后φₐ＞φᵦ2.传感器齿轮共N个齿，相邻脉冲时间间隔为t₀，车轮直径为D，求汽车匀速行驶的速度表达式。3.圆柱金属笼由三根相同金属细条组成等边三角形结构，匀速转动时单根细条切割磁感线产生的感应电动势为ε，稳定输出脉冲电压峰值为U₀。（1）推导感应电动势ε与输出电压U₀的关系。（2）求单根工作细条受到的安培力大小。（3）传感器匀加速转动，测得连续三个脉冲峰值U₁、U₂、U₃，已知角速度平方增量恒定，则U₃的表达式为（）A.2U2−U1B.（4）推导传感器的角加速度表达式（用U₁、U₂、B、L、R表示）。4.传感器与车轮同轴转动，车轮轮胎半径为nR，结合上述结论，推导汽车直线运动的加速度表达式。2026年上海物理等级考详细答案及解析一、空间科技（12分）1.答案：B解析：根据核反应质量数、电荷数守恒，左侧质量数235+1=236，电荷数92；右侧已知质量数141+92=233，电荷数56+36=92。空缺粒子总质量数为3，电荷数为0，故为3个中子。2.ΔE=(解析：根据爱因斯坦质能方程，核反应质量亏损ΔM=M₁-M₂，释放核能等于质量亏损与光速平方的乘积。3.答案：C解析：卫星引力势能Ep4.Ek解析：卫星匀速圆周运动，万有引力提供向心力：GMmr2=mv2r5.答案：A解析：赤道附近地磁场水平向北，带正电卫星自西向东运动，速度方向向东。根据左手定则：磁感线穿手心（向北），四指指向正电荷运动方向（向东），大拇指竖直向上，故洛伦兹力竖直向上。二、光刻技术（18分）1.答案：AD解析：双缝干涉暗纹间距公式Δx=2.（1）E=U解析：平行板电容器极板间为匀强电场，电场强度与电压、间距满足该公式。（2）答案：D解析：电压U不变，极板左移间距d减小，电场强度E增大，带负电粒子所受电场力增大，偏转加速度增大，偏转程度增大。（3）答案：φ₁＞φ₂，Eₚ₁＞Eₚ₂解析：电场方向竖直向下，沿电场线方向电势降低，故上沿电势φ₁更高；正电荷在高电势处电势能更大，因此Eₚ₁＞Eₚ₂。3.（1）E=hc解析：光子能量公式由普朗克公式与光速公式推导得出，为光学基础公式。（2）答案：A解析：德布罗意波长λd=hmv，要求λd三、电吉他（16分）1.答案：B解析：机械波的频率由波源决定，琴弦振动频率不变，传入空气后声波频率不变；波速由介质决定，空气与琴弦介质不同，波速改变，由v=λf可知波长随之改变。2.答案：t₁解析：上极板带正电且充电时，电路电流为正向充电电流，且充电过程电流逐渐减小，t₁时间段符合该变化特征。3.（1）答案：12.5V解析：交变感应电动势最大值公式Em=NωΔΦ，角速度ω=（2）解析：琴弦振动越快，线圈磁通量变化频率越高，角速度ω越大，由Em四、压缩空气引火仪（16分）1.（1）答案：AD解析：等温过程理想气体pV=恒量，p-V图像为反比例曲线；温度不变，分子平均动能不变，内能不变；p-T图像为垂直T轴的水平直线，V-T图像同样为水平直线，BC错误。（2）答案：B解析：快速压缩过程时间极短，气体与外界热交换极少，散热可忽略，外界对气体做功几乎全部转化为气体内能，温度急剧升高，更易引燃可燃物；缓慢压缩气体充分散热，温度变化小。（3）答案：C解析：等温过程温度不变，分子平均动能不变；压缩过程气体体积减小，分子总数不变，单位体积内分子数增多。2.d=R(1−sin解析：由折射定律sin⁡θ=nsin⁡β，全反射临界条件sin⁡α=1五、松鼠运动（18分）1.v0解析：水平方向匀速运动l=v0t，竖直方向自由落体h=2.（1）答案：1.0m/s²，方向沿树枝向上解析：匀变速位移公式s=12a（2）答案：3.2N解析：将加速度分解为水平、竖直分量：ax=acos⁡603.（1）答案：-17.3J解析：由动能定理WG+Wf=ΔE（2）答案：不会造成损伤解析：落地过程由动量定理(F−mg)Δ六、电磁速度传感器（20分）1.答案：D解析：磁通量减小时，感应磁场与原磁场同向，由楞次定律得外电路φᵦ＞φₐ；磁通量增大时，感应磁场与原磁场反向，感应电流方向反转，φₐ＞φᵦ。2.v=πD解析：单个脉冲对应齿轮一个齿隙周期，单周期时间2t₀，车轮转动总周期T=2Nt₀；车轮周长L=πD，匀速速度v=πD3.（1）ε=3U解析：单根细条为电源，内阻r，另外两根细条并联，外阻r2；路端电压U0=（2）F=2BL解析：电路总电流I=ε（3）答案：D解析：脉冲峰值U与角速度ω成正比，匀加速转动