上海普陀区2025届高三二模物理试卷（含答案）

2024学年第二学期普陀区高三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。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。3．本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给部分分，错选不给分；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”“论证”等试题，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 蜻蜓点水“蜻蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜓“点水”会在水面上形成水波。1．蜻蜓连续“点水”于平静水面的O处，形成的水波近似看作简谐横波。某时刻（t=0）水波图样如图（a）所示，图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点，两质点振动的平衡位置均在x轴上。质点M的振动图像如图（b）所示。（1）若水波的传播速度为v，则质点M、N在x轴方向上的距离为________；（2）质点N振动的位移y随时间变化t的关系是______。2．蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿x轴正向飞行，其水平飞行速度恰好与水波的传播速度相等，且每次“点水”只形成一个向外扩展的圆形水波波纹，则蜻蜓连续三次“点水”后某时刻水波图样（俯视）可能是________。二 热气球热气球主要由球囊、吊篮和加热装置三部分构成，球囊下端有一开口，使球囊内外的气体可以流通，如图所示。热气球在运动过程中，其体积及形状可视为保持不变。3．一质量为m的探险家乘坐热气球到达离地面h高处，已知地球半径为R，质量为M，引力常量为G，则探险家与地球间的万有引力大小为________。4．某热气球的球囊容积V=2000m3（球囊壳体的体积可忽略），热气球及人员总质量M=600kg（不含球囊内空气质量），若地面附近的空气温度t0=15℃、空气密度ρ0=1.2kg/m3。忽略燃料燃烧损耗的质量、吊篮和加热装置的体积。（1）飞行前加热球囊内空气。加热前、后球囊内空气分子热运动的速率分布曲线I、II可能为________；（2）缓慢加热球囊内空气，热气球刚要离开地面时球囊内热空气的密度为________kg/m3；（3）该热气球从地面升起，球囊内气温至少为________℃。5．一载有物体的热气球悬停于地面上方。某时刻在距地面高为H的O处，将一质量为m的物体相对于地面以大小为v0的速度水平向右抛出。不计空气阻力和抛出物体受的浮力，热气球所受浮力保持不变。重力加速度为g。（1）若以水平地面为零势能面，物体刚要落地时的机械能为________；（2）水平抛出物体后，热气球相对于地面的运动轨迹可能是________；（3）在抛出到落地的过程中，物体动量变化量的大小为________。三 云室云室是利用带电粒子使气体分子电离，从而显示带电粒子运动径迹的装置。通过对不同粒子运动径迹的分析和比较，科学家可以得到粒子的带电、运动等情况的信息，甚至可以发现新粒子。6．（多选）如图，云室中封闭一定质量的气体。在快速向下拉动活塞的过程中，若不考虑云室中气体的液化，则云室中的气体________。A．温度升高 B．温度降低 C．压强增大 D．压强减小 7．云室中有A、B两个点电荷，其周围的电场线分布如图所示。通过云室观察到一带电粒子的运动轨迹为曲线ab，a为两点电荷连线中垂线上的点、b为两点电荷连线上的点。（1）a、b两点的电场强度和电势分别为Ea、Eb和φa、φb，则一定有________；A．Ea＞Eb B．Ea＜Eb C．φa＞φb D．φa＜φb（2）带电粒子从a运动到b的过程中，其电势能________。A．一定变大 B．可能变大 C．一定变小 D．可能变小8．云室置于垂直纸面向里的匀强磁场中，云室中一静止的原子核X发生了一次衰变，其衰变产物为新的原子核Y和粒子Z。观察到Y、Z在磁场中的运动轨迹是互为外切的圆，如图所示，同时测得两个圆的半径之比R1:R2=42:1。普朗克常量h=6.6×10-34J·s，元电荷e=1.6×10-19C。（1）粒子Z是________；A． B． C． D．（2）若原子核X衰变时，释放出一种频率为1.2×1015Hz的光子，那么这种光子照射在逸出功为4.52eV的金属钨上，逸出光电子的最大初动能为________eV；（3）原子核X的核电荷数为________。9．（论证）如图，云室中有一相距为d、长为L的一对平行金属板组成的偏转电场和光屏MN。将含有氕（）、氘（）、氚（）三种粒子的粒子束从偏转电场一端、两金属板中间O点，以大小为v0的速度平行金属板射入偏转电场。通过云室观察发现能到达光屏的径迹只有一条。已知氕（）的电荷量为e，质量为m，不计阻力、粒子间的相互作用和粒子重力。分析说明平行金属板两端的电压范围。四 中国高铁中国高铁利用“北斗”导航技术、5G通信技术等构建运营的“超强大脑”，实现了数字化、智能化的管理。具有\t"/item/%E5%A4%8D%E5%85%B4%E5%8F%B7%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"完全自主知识产权的新一代\t"/item/%E5%A4%8D%E5%85%B4%E5%8F%B7%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"高速列车“复兴号”投入了高铁运营。10．5G信号相较于4G信号采用了频率更高的无线电波，具有数据传输更快的特点。（1）（多选）在空气中传播时，5G信号与4G信号相比________；A．具有更快的传播速度 B．具有相同的传播速度C．更容易发生衍射 D．更不容易发生衍射（2）（多选）无线电波可由LC振荡电路产生，某时刻的电路工作状态 如图所示，此时________。+-A．电容器正在放电 B．电容器正在充+-C．线圈中磁场的方向向上 D．线圈中磁场的方向向下E．线圈储存的磁场能正在增大 F．线圈储存的磁场能正在减小中轨道卫星同步轨道卫星（a）11．“北斗”导航系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成。某一地球同步轨道卫星和一颗中轨道卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同中轨道卫星同步轨道卫星（a）0t/hΔr1224（b）（1）同步轨道卫星0t/hΔr1224（b）A．v1＜v2 B．v1＝v2 C．v1＞v2（2）若这两颗卫星之间的距离Δr随时间t变化的关系如图（b）所示，则中轨道卫星的运行周期T＝________h。12．“复兴号”列车在某段长为1000m的平直轨道上行驶，其速度的平方v2与位移x的关系，如图所示。（1）乘客将一水杯放置在车厢水平桌面上，在此过程中水杯里水面的形状可能是________；（2）列车通过此路段所用的时间为________s。13．如图，“复兴号”动车组共8节车厢，每节车厢的质量均为m，每节动力车厢能提供的最大驱动功率相同，重力加速度为g。（1）（计算）动车组采用4动4拖模式，依靠前面的4节动力车厢来带动整个列车运行。动车组在平直轨道上匀加速启时，若每节车厢所受阻力均为车厢所受重力的k倍，每节动力车厢提供的牵引力大小为F，求第4节车厢对第5节车厢的作用力大小；（2）若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则改为采用1动7拖模式后，动车组的最高时速为________km/h。14．高速列车上安装有电磁制动系统，其原理可简单描述为线框进出磁场受电磁阻尼作用。某同学进行了模拟研究：用同种导线制成边长为L、质量为m的正方形线框abcd，将其放置在光滑绝缘的水平面内。线框abcd以初速度v0进入磁感应强度大小为B、方向竖直向下，宽度为d的匀强磁场（d＞L），测得当线框刚离开磁场时，其速度大小为，如图所示。（1）线框abcd刚进入磁场和刚离开磁场时，ab两点间的电势差分别为和，则:＝________；（2）（计算）求线框abcd的电阻大小R；（3）线框abcd在进入磁场和离开磁场的过程中，线框中产生的热量分别为Q1和Q2，则Q1:Q2＝________。五 发光二极管发光二极管（\t"/item/%E5%8F%91%E5%85%89%E4%BA%8C%E6%9E%81%E7%AE%A1/_blank"LED）可高效地将电能转化为光能，并具有\t"/item/%E5%8F%91%E5%85%89%E4%BA%8C%E6%9E%81%E7%AE%A1/_blank"单向导电性。用表示，电流只有从标有“＋”的一端流入时，二极管才能发光。15．某发光二极管发出波长为λ的光，已知普朗克常量为h，光速为c，则该束光中光子的动量大小为________。A． B． C． D．16．将红、绿两个发光二极管作为指示灯，与螺线管连接成闭合回路，如图所示。磁铁S极朝下，从图中位置静止释放穿过线圈的过程中，红、绿两灯发光的情况是________。A．只有红灯亮 B．只有绿灯亮C．先红灯亮后绿灯亮 D．先绿灯亮后红灯亮17．a、b、c、d四个相同的发光二极管，与电动势为E、内阻为r的电源、自感线圈L、滑动变阻器R、开关S等元件连接成如图所示电路。某同学在t=0时，闭合S；经过一段时间后，在t=t1时再断开S。在此过程中，（1）一直没发光的发光二极管是______；A．a B．b C．c D．d（2）通过电流传感器的电流i随时间t的变化关系可能是________。ABO18．某种射灯及内部结构，如图所示。发光二极管封装在半径为R透明半球体中，其管芯的发光面AOB是半径为r的圆面，其圆心与半球体的球心O重合。若发光面发出的光第一次到达半球面时，均可从球面射出，则透明半球体的折射率应小于________ABOA． B． C． D．（b）（a）R019．某同学利用LED制作频闪光源，结构如图（a）所示，变压器原、副线圈的匝数之比为22：1。该LED的伏安特性曲线如图（b）所示。副线圈的输出电压（b）（a）R0（1）原线圈输入电压的有效值为________V；（2）若定值电阻R0的阻值为500Ω，工作时流过LED的最大电流约为________mA（保留2位有效数字）。2024学年第二学期普高三质量调研物理参考答案及评分标准一、蜻蜓点水（7分）1．（1）（2分）vt0 （2）（2分）y=-Acos（t） 2．（3分）A二、热气球（18分）3．（2分）4．（1）（3分）A （2）（3分）0.9 （3）（3分）1115．（1）（2分） （2）（3分）C （3）（2分）三、云室（23分）6．（多选）（4分）BD 7．（1）（3分）B （2）（3分）C 8．（1）（3分）A （2）（2分）0.43ev （3）（2分）86 9．（论证）（6分）三种粒子进入偏转电场后，受到垂直于v0方向的电场力作用做匀变速曲线运动。水平方向上做匀速直线运动，即L=v0t①竖直方向上做匀加速直线运动，即Eq＝＝ma得a＝②，又③由①②③得④三种粒子以相同速度进入同一偏转电场，由于所带电荷量相同，由④式可知y与m成反比。故结合题意可得：y氘＞≥y氚，即解得平行金属板两端的电压范围为四、中国高铁（33分）10．（1）（多选）（4分）BD （2）（多选）（4分）BCF11．（1）（3分）A （2）（2分）812．（1）（3分）B （2）（2分）2513．（1）（计算）（4分） 1-84F8f 设第4节车厢对第1-84F8f以动车整体为研究对象受力如图，由牛顿第二定律可知：4F-8kmg=8m