2025届上海市闵行区高三上学期学业质量调研（一模）物理试卷

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024学年第一学期高三年级学业质量调研物理试卷考生注意：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。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”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。一、青蛙青蛙的后腿肌肉非常发达，其长腿和短身体结构在跳跃时能够保存更多的机械能量，增加跳跃的力量和距离。1．如图（a），青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动，形成的水面波近似为简谐横波，如图（b）所示，O处为波源，实线圆、虚线圆表示相邻的波峰和波谷，波源垂直xOy平面振动。质点A的振动图像如图（c）所示。（a）（a）0.5y/cmx/cmO0.25A（b）t/×10−2s0.51.51.0−12.01Oz/cm（c）（1）水面波的传播速度大小为___________m/s；（2）（多选）如图（d），波遇到固定在水面的挡板后继续传播，但靠近挡板浮在水面的一片树叶没有明显振动，下列改变有可能使树叶振动起来的是（）OO挡板树叶（d）A．增加板长 B．减小板长C．当青蛙发出更低沉的鸣叫 D．当青蛙发出更尖锐的鸣叫2．（多选）内径为h、深度为h的圆柱体枯井如图所示。水的折射率n=EQ\F(4,3)，当井水灌满后，蹲在井底中央处的青蛙（视为质点）（）hhh花地面A．看到井外的范围变小B．看到井外的范围变大C．若可看到井外地面上的花，竖直向上跳到的位置距离井口最远为EQ\F(2,3)hD．若可看到井外地面上的花，竖直向上跳到的位置距离井口最远为EQ\F(\R(7),6)h3．质量为M的滑板在水平地面上以速度v0做匀速运动，突然有一只质量为m的青蛙从树上竖直跳下，落到滑板上与滑板一起向前运动，如图所示，则青蛙与滑板一起运动的速度v=___________。vv4．（计算）如图，四片荷叶伸出水面，一只青蛙在湖岸上。设湖岸、荷叶高出水面高度分别为H=6h，ha=hb=4h，hc=hd=h，荷叶a、b中心与青蛙在同一竖直平面内。四片荷叶茎部与水面的交点是一个与河岸平行、边长为l的正方形的四个顶点，荷叶a与湖岸水平距离也为l。将青蛙的跳跃视作平抛运动，重力加速度为g。aalHhllcdb（1）跳跃一次，青蛙成功落至荷叶a上，求青蛙的起跳速度v0；（2）跳跃一次，青蛙落到哪片荷叶上的起跳速度最小？写出分析过程。二、大国重器大国重器，是国家核心竞争力的关键支撑。它们彰显科技实力，推动产业升级，在国际舞台展现中国力量，助力民族伟大复兴征程。1．“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，质量为1.2×107kg。（1）一种破冰方式为滑上冰层借助自身重力破冰。在船头相对冰层向上滑动时，受到冰层的作用力，在如图（a）所示的a、b、c、d四个方向中，可能是（）vv（a）A．a B．b C．c D．d（2）另一种破冰方式是靠强大的动力和坚固的船身冲击冰层，如下图（b）所示，某次破冰过程，“雪龙2号”以4m/s的速度正对浮冰碰撞，2.5s后撞停，求此过程中，冰层受到水平方向的冲击力大小为_______N。冰层冰层v（b）2．图（a）是有“中国天眼”美誉的FAST——目前世界最大口径的射电望远镜，其核心部件之一是馈源舱，重29.8吨，由六根钢索固定在球面反射镜的上方，负责搜集球面反射回的电磁波信号。馈源舱馈源舱（b）（a）馈源舱（1）如右图（b），馈源舱静止时，六根钢索拉力大小相等，且均与竖直方向成60°角，此时一根钢索上的拉力大小为______N（g=9.8m/s2，保留2位有效数字）。（2）（多选）FAST发现了目前所知周期最短的双星系统，如下图（c），A、B两颗脉冲星（质量为mA和mB）各自绕两星间连线上的一定点O做周期为T的匀速圆周运动，轨道半径RA<RB。关于两颗脉冲星，下列说法正确的是（）OOABRARB（c）A．角速度相等 B．线速度大小相等C．mA>mB D．mA<mB3．（计算）C919是中国首款具有自主知识产权的中程干线客机。该飞机总质量约为6×104kg，发动机最大输出功率是5.25×107W，最大平飞速度为260m/s。若飞机到达指定巡航高度后沿直线飞行，空气对飞机的升力与其重力平衡，空气阻力与速度的平方成正比，即f=kv2，求：（结果均保留2位有效数字）aa（1）比例系数k；（2）飞机在指定巡航高度从130m/s以最大功率加速时，加速度a0的大小？（3）定性画出飞机在指定巡航高度从130m/s加速至最大平飞速度过程中的v–t图像。三、沿椭圆轨道的运动行星在椭圆轨道绕日运行，卫星在椭圆轨道绕地运动，生活中也有类似的椭圆轨道运动，有时可将其视作圆周运动进行研究。1．若将太阳系行星轨道近似视作圆，轨道平均半径为R和绕日公转周期为T，下列关于常用对数lgR与lgT的关系图像正确的是（）lglgRlgTOABCDlgRlgTOlgRlgTOlgRlgTO2．卫星绕地球运行的椭圆轨道如图，a、b、c、d为轨道上四点，b是a、d的中间位置，c是b、d的中间位置。则卫星（）卫星卫星地球adcbA．在a的速度等于在d的速度B．从b运动到c的时间等于从c运动到d的时间C．从c运动到d的过程，引力做负功D．从b运动到c的过程，引力势能减小3．用国际单位制中的基本单位表示万有引力常量G的单位，为___________。4．北斗卫星绕地球做高速椭圆轨道运动，只考虑地球引力场的广义相对论效应，星载原子钟比地面接收钟走时更__________。（选涂“A．快”或“B．慢”）5．（多选）如图（a），场地自行车的赛车场为椭圆盆形，图（b）是将最内侧弯道视作坡度为30°斜坡的简化图。某时刻运动员在最内侧弯道的骑行速度为20m/s，转弯半径为54m，运动员和自行车整体（）（（b）30°自行车坡道（a）A．向心力方向沿水平方向B．沿坡道方向不受静摩擦力C．受到沿坡道向上的静摩擦力D．受到沿坡道向下的静摩擦力四、摆悬锤静候，因重力而兴舞；摆线轻牵，借周期以复回。动止有法，高低错落皆循理；往返有常，左右参差亦守规。1．如图，用绝缘细线悬挂一个带电金属球，球心到悬点距离为L。左侧空间存在有界匀强磁场B，已知重力加速度为g，（1）在图示位置，由静止释放金属球，则其第一次到达最低点的速率为v1=______。（2）若金属球第二次到达最低点时的速率为v2，则v1_______v2（选涂：A．> B．< C．=）2．如右图，在悬点正下方有一个能挡住摆线的钉子A，现将单摆向右拉开一个角度后无初速度释放。（1）若绳子碰到钉子前、后两个瞬间摆球角速度分别为ω1、ω2，则ω1_______ω2（选涂：A．> B．< C．=）（2）若摆球在左、右两侧最大摆角处的加速度为a1、a2，则a1_______a2（选涂：A．> B．< C．=）3．如图（a），某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端为力传感器，可测摆绳上的张力F。（1）图（b）为F随时间t变化的图像，在0~1s内，摆球在最低点的时刻为_____s，该单摆的周期T=______s。（2）该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T。描点，作出T2–L图线，如图（c），图线的横、纵截距为−p和q。在图线上选取A、B两点，坐标为（LA，TA2）和（LB，TB2），则重力加速度g=_________；摆球的直径d=__________。五、电容器电容器是一种可以储存电荷和电能的装置，用平行板电容器还可以产生匀强电场，常使用于电子仪器中。如图（a）为一个含有电容器、电阻器、二极管、电流传感器eq\o\ac(\s\do0(○),\s\up2(A))、电键K和电源的电路。MMNA红绿KR1R2（a）1．（1）图（a）中，初始时电键K闭合，在断开K的瞬间，关于二极管发光的情况正确的是（）A．红色发光，绿色不发光 B．都发光C．绿色发光，红色不发光 D．都不发光（2）电键K断开，电容器放电；其他条件不变，若使R2增大，则放电时间会（）A．不变 B．增加 C．减小（3）如图（b）为电容器放电时，电流传感器测得的I–t图，请推测并画出：当R2增大后，电容器放电时电流传感器测得的I–t图。IItO（b）2．图（a）中，电源电动势为E=10V，忽略电源内阻和二极管电阻，R1=5Ω，R2最大阻值为10Ω。则R2功率的最大值为________W；此时电容器的电压UMN=___________V。3．在图（a）中，保持电键K闭合，完成充电的电容器MN竖直放置，如图（c），其长为L，宽为d，金属板间电压为UMN，在两板中间区域加垂直于纸面的匀强磁场。质量为m、电量为q的带电油滴从板上高h处由静止自由下落，并经两板上端中央P点进入板间，油滴在P点所受的电场力与洛伦兹力恰好大小相等方向相反，且最后恰好从金属板的下边缘离开。空气阻力不计，重力加速度为g。MMNPhLd（c）（1）（多选）下列说法正确的是（）A．磁场方向垂直于纸面向里 B．磁场方向垂直于纸面向外C．可以判断油滴带正电 D．油滴的电性不能确定（2）P点的电场强度E=__________；（3）油滴离开金属板时的动能Ek=___________。六、地球磁场地球磁场是地球生命的保护罩。利用智能手机中的传感器可以测量磁感应强度B，如图手机显示屏所在平面为xOy面，保持z轴正向竖直向上，某同学在A地对地磁场进行测量，结果如下表。利用下表数据，完成本情景中的题目。1．（1）A地位于地球的__________（选涂“A．北半球”或“B．南半球”）；（2）测量时x轴正方向指向什么方向？_________A．东 B．南 C．西 D．北2．为解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在下图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是哪一个？（）西西东A西东B西东D西东C3．在A地，如图，有一个竖直放置的圆形线圈，在其圆心O处放一个可在水平面内转动的小磁针。线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致。调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内；给线圈通上电流后，小磁针偏转了45°，求：线圈线圈小磁针O（1）电流在圆心O处产生的磁感应强度大小B0=___________T；（2）将线圈和电源断开，与电流传感器串联构成闭合回路，使其绕过圆心的竖直轴以恒定角速度ω转动，若0时刻线圈与静止的小磁针在同一竖直平面内，则在一个周期内，线圈中电流方向变化的时刻是_____________。4．（多选）在低纬度区域，来自太阳风的高能带电粒子流在地磁场的作用下偏转未能接近地球；在高纬度区域，有部分高能带电粒子进入地球，撞击空气分子后动能减小，大气分子受激发而发光，产生美丽的极光。假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图（a）所示，某粒子运动轨迹如图（b）所示。下列说法正确的是（）A．粒子受到的磁场力不断增大B．粒子从M沿逆时针方向射向NC．高速粒子带正电D．若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向西偏转5．（计算）在A地，悬挂一个边长为0.2m的正方形单匝导体线框，如图所示，ad边固定在东西方向的转轴上，线框总电阻为2Ω。起始时刻线框平面处于水平面内的位置1，释放后线框沿顺时针方向转动，t时刻到达竖直平面内的位置2。只考虑地磁场，求：位置位置2东北西转动方向dabcBθc南位置1（1）从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值；（2）线框在位置2时，cd边内感应电流的方向；（3）从位置1转动到位置2的过程，线框中平均感应电流的大小。——★参考答案★——一、青蛙（16分）1．（1）（2分）0.25 （2）（3分）（多选）BC（选对1个得2分，错选不得分）2．（3分）（多选）BD3．（2分）EQ\F(M,M+m)v04．（6分）（1）青蛙落到荷叶a上，竖直方向2h=EQ\F(1,2)gta2 故ta=2EQ\R(\F(h,g)) （1分）水平方向v0=EQ\F(x,ta)=EQ\F(l,2\R(\F(h,g)))=EQ\F(l,2)\R(\F(g,h)) （1分）（2）青蛙竖直下落高度y=EQ\F(1,2)gt2，水平位移x=v0t，故起跳速度v0=xEQ\R(\F(g,2y)) （1分）青蛙落到荷叶b、c、d上的水平位移xb=2l，xc=EQ\R(2)l，xd=EQ\R(5)l （1分）竖直高度yb=2h，yc=5h，yd=5h故起跳速度v0b=lEQ\R(\F(g,h))，v0c=lEQ\R(\F(g,5h))，v0d=lEQ\R(\F(g,2h)) （1分）可见青蛙落到荷叶c上的起跳速度最小。 （1分）（备注：①也可以求出落到荷叶b、c、d上的初速度各1分，最后结论1分；②也可以分别比较落到荷叶a和b、c和d上的情况）二、大国重器（17分）1．（1）（2分）C （2）（2分）1.92×1072．（1）（2分）9.7×104 （2）（3分）（多选）AC3．（8分）（1）以最大速度平飞时：Fmin=fmax=kvmax2 （1分）Pmax=Fmin·vmax=kvmax3 （1分）解得：k=3.0N·s2/m2 （1分）v/m·s−1t/sO130260（2）加速过程中F−kv2=v/m·s−1t/sO130260EQ\F(Pmax,v)−kv2=ma （1分）将v0=130m/s，m=6×104kg代入，解得此过程初始时刻加速度a0=5.9m/s2 （1分）（3）（2分）（图像能体现加速度大小在逐渐减小可得1分）三、沿椭圆轨道的运动（11分）1．（2分）B 2．（2分）D3．（2分）m3·kg−1·s-2 4．（2分）A5．（3分）（多选）AD（选对