2025届上海市奉贤区高三下学期二模考试物理试题

2024学年第二学期奉贤区高三物理练习卷 (2025年3月) 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姓名、学校、座位号，并将自 己的条形码贴在指定位置上。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，每小题应选两个及以上的选项；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”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。 一验证机械能守恒(11分) 用如图（甲）所示的装置，验证小球在空中运动时机械能守恒。将小球从斜面上某位置 处释放，利用频闪相机连续得到小球离开桌面后下落经过的若干位置，如图（乙）所示。按 比例尺，得到图中位置1与2、2与3、3与4、4与5之间对应的实际水平距离均为x,位 置1与3、2与4、3与5之间对应的实际竖直高度分别为1、h2、。已知频闪照相的频率 为万)重力加速度大小为g 图（甲） 图（乙） 1.(4分)小球经过位置2时，速度的水平分量大小为_一一，竖直分量大小为 2.(3分)为验证小球从位置2运动到4的过程中机械能守恒，须满足表达式 =8gh2 3.(4分)（多选）若小球在离开桌面后的飞行过程中机械能守恒，则飞行过程中小球的动能E 随时间1的变化率与时间1的关系图像可能为 AE △E 第1页共6页 二射线与医疗(13分) 射线广泛应用于诊断与治疗，是医生洞察人体内部结构和治疗的得力工具。 1.钴60衰变产生的y射线可用于治疗，其衰变方程为Co一→X+-。 钴60衰变过程中任意时刻的质量m与初始时刻的质量mo的比值 随时间1的变化规律如图所示。 (1)(3分)X的中子数为」 (2)(3分)钴60的半衰期为 A.t B.t C.均 2 D.t-f 2.CT扫描仪是医学诊断的重要工具，其工作原理如图所示。电子自静止起经过加速电场获 得速度，随后水平射入磁场方向垂直于纸面的矩形匀强磁场区域，最后撞击靶材于P点 并激发出X射线，进行人体扫描。已知磁场区域的宽度为小、磁感应强度大小为B,电 子的比荷为k,电子射出磁场时的速度偏转角度为，不计电子重力。则 (1)(3分)偏转磁场的方向为垂直纸面向（选涂：A.外B.里）。 (2)(4分)（计算）电子在偏转磁场中的速率”为多大？ 加速电场 偏转磁场 X射线 靶材 第2页共6页 三游乐园(11分) 游乐园里设施多样，蕴含着奇妙的物理原理，乐趣与科学并存。 1,(3分)如图所示，游乐园中的两个秋千均可视为单摆，且甲的摆长小 于乙的摆长。现将它们拉开相同的摆角（小于5）后，同时由静止释 放，并在同一位移-时间(x-0坐标系中，分别用实、虚线描绘出秋千 甲、乙的摆动图像，则可能的是 Aa,AA.MM, 2.如图所示，游乐园中用充气碰碰球进行碰撞游戏。在碰撞过程中，球内封闭气体温度不 变、体积减小，可看作理想气体。 (1)(3分)在碰撞过程中，球内气体 A.对外界做正功，同时吸热 B对外界做正功，同时放热 C.对外界做负功，同时吸热 D.对外界做负功，同时放热 (2)(5分)（论证）已知碰碰球充满气后，球内封闭气体的体积为1.60m3,压强为1.80×10Pa。 之后，球内气体无法膨胀，只能压缩，且碰撞时的最大压缩量为0.10m3。另外，安全 规范要求，球内封闭气体的压强不能超过2.00×10Pa。某同学认为，若在早晨7℃时， 将碰碰球充满气，则在中午温度升高至27℃时，用该碰碰球进行碰撞游戏存在安全隐 患。你认同他的观点吗？请通过计算分析说明。 第3页共6页 四激光(21分) 激光具有单色性佳、相干性强、方向性好、能量集中等特点，广泛应用于多个领城。 1,(6分)利用激光和平面镜观察光的干涉现象，光路原理如图所 示。用激光和单缝获得线光源S,S发出的光直接照射在竖直 光屏 光屏上，与通过水平平面镜反射的光叠加产生干涉条纹。测 得S到平面镜、光屏的垂直距离分别为aL(a<《L),光屏 上相邻明条纹的中心间距为△x,则激光的波长=；将 平面镜略微向下平移，其它条件不变，干涉条纹的间距将 平面镜 (选涂：A.变大B.变小C.不变)。 2.玻璃三棱柱的横截面如图中△PMN所示。现有一束激光从O 点以a角入射，经MN面折射后，依次在PM、PN面发生反 射，最终垂直于MN面射出。已知该三棱柱对该激光的折射 45 率为=131。 (1)(2分)补全三棱柱内的光路示意图。 (2)(4分)计算)求a角的大小（结果保留2位有效数字）。 (3)(3分)在三棱柱的PM、PN面上 A.仅PM面有光线射出 B.两个面均有光线射出 C.仅PV面有光线射出 D.两个面均无光线射出 3.一种利用光电效应原理工作的电源，简化结构如图所示。A电极为有小缺口的无色透明 导电球壳，K电极为放置在球壳中心的金属球，K电极的引线与球壳缺口之间不接触、 不放电。现用频率为V的激光照射装置，仅K电极表面有电子逸出并向A电极运动。忽 略光电子的重力及之间的相互作用。已知激光穿过A电极时光子频率不变，K电极金属 材料的逸出功为W,电子电荷量为一e,光速为c,普朗克常量为h。 (1)(3分)入射激光的一个光子动量P。 (2)(3分)两电极K、A之间的最大电压UkAm=一。 引线 第4页共6页 五神舟飞船与天宫空间站(21分) 天宫空间站是我国自主建设的太空实验室，现绕地球近似做匀速圆周运动。神舟十九号 飞船发射升空后，先进入近地圆轨道【，再进入椭圆轨道L,最终进入目标圆轨道Ⅲ与天宫 空间站完成对接。地球与三个轨道的示意图如图所示，飞船与空间站未画出。图中O点为 地球球心，a、b点为椭圆轨道Ⅱ的长轴端点，到O点的距离分别为h、2。 1.(4分)（多选）飞船的运行情况是 A.在a点由轨道I进入轨道Ⅱ时要加速 B.在b点由轨道Ⅱ进入轨道ⅢI时要减速( C.在轨道1上的运行速率大于在轨道I上的运行速率 D.在轨道I上的运行速率小于在轨道Ⅲ上的运行速率 2.(6分)已知万有引力常量为G,地球质量为M,天宫空间站总质量为m,则天宫空间站绕 地球运行的周期为，机械能为 (以无穷远处为零势能面)。 3.(4分)为保持与静置于地面上的钟快慢一致，需对天宫空间站里的钟进行校准。根据狭义 相对论，空间站里的钟应调，；根据广义相对论，空间站里的钟应调 (均选涂： A.快B.慢)。最终需综合考虑两种相对论的效应进行校准。 4.在天宫空间站验证弹性碰撞。如图所示，将直径均为D的两个小球、b静止放在同一 直线PQ上，光电门垂直于PQ、放置在小球b的右侧。给小球a一个向右的初速度o, 使小球a与b正碰。两小球碰撞后，先后经过光电门，依次记录下挡光时间、2。 (1)(2分)小球b经过光电门的速度大小为。 (2)(5分（计算）已知小球a、b的质量关系为m。-5m,则当测得的小、2的比值二为多大时， 即可验证小球α、b的碰撞为弹性碰撞？ 光电门 光孔 -0 六节能装置(23分) 为更好地利用能，生活中应用越来越多的节能装置。 1.如图所示为一种可自动控制亮度的节能路灯的电路示意图。已知电源电动势为E、内阻 为r,定值保护电阻的阻值为Ro,且R>r。L为可视作定值电阻的灯泡，需达到特定功 率才能亮。R为阻值随光照强度增大而减小的光敏电阻，⑥、④均为理想电流表。将 滑片P滑至滑动变阻器R的中间某位置，闭合开关S。当天色逐渐变暗时，灯泡先不亮， 后逐渐变亮。 (1)(4分)（多选）在此过程中 A.④表的示数变大( B.@表示数的变化量小于(A表的示数变化量 C.电源的输出电压变大 D,电源的输出功率变小 第5页共6页 (2)(3分)为了让灯泡在天色更暗时才亮，滑片P应向滑动变阻器的 (选涂：A.左 B.右)侧移动适当的距离。 2.(3分)如图所示为某风力发电节能灯的电路简化示意图 其中交流发电机的电动势表达式为e=3osin(o)(V),) 提供风力 为风速，1为时间，0=知，k为常数。调节器能感应 交流发电 风速大小并相应调节滑片P的位置，改变理想变压器 的副线圈匝数，使灯泡L正常发光，调节器不消耗副 线圈电路的电能。当风速=2.8m/s时，原、副线圈的匝数之比为1：4，灯泡L正常发光， 则灯泡的额定电压约为V(结果保留2位有效数字)。 3.电磁俘能器在汽车发动机振动时可进行减震并回收能量，结构如图（甲）所示。两对永 磁铁随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均 为B,忽略磁场的边缘效应，磁场分界面水平。边长为L、总电阻为r的单匝正方形线框 恰好完全处在磁场中，线框与储能装置连接，且均竖直固定。某时刻，磁场分界面处于 线框的水平对称轴上，如图（乙）所示，且永磁铁振动时磁场分界面不会离开线框。 储能装置 XXX h-- 场分界面 储能 ● 装 ● 图（甲） 图（乙） (1)(3分)此时线框磁通量的大小为 A.0 B.BL2 c D.2BL2 (2)现用阻值为R的电阻替换储能装置。 ①6分)当永磁体以速度？竖直向上运动时，线圈中感应电流的方向为 (选涂：A.顺 B.逆)时针方向，线框受到的安培力大小为 ②4分X计算)当永磁体从图（乙）所示位置开始，向上运动距离x(x<),求过程中经 过电阻R的电荷量大小为多少？ 第6页共6页 2024学年第二学期奉贤区高三物理练习参考答案2025.03 一、验证机械能守恒(11分) 1.东(2分)、店(2分) 2.2(房-)(3分) 3.(多选BD(4分)(BD中任选一个得2分，其它不得分) 二、射线与医疗(13分) 加速电场 偏转磁场 F====与 X射线 1.(1)32(3分) (2)D(3分) 2.(1)B(3分) (2)(4分)（计算）设电子的质量的m、电荷量大小为q 根据题意，电子在偏转磁场中做匀速圆周运动 轨迹和受力分析如图所示： 由儿何关系可知sm。即电子做匀速圆周运动的轨逢半径为R sing (1分) 2 由洛伦兹力提供向心力 f-quB-mR (1分) 解得 9BR-kBR (1分) kBd 即电子在偏转磁场中的速率 (1分) 三、游乐园(11分) 1.C(3分) 2.(1)D(3分) (2)(5分)（论证）认同。 (1分) 【方法一】从早晨到中午，球内气体温度升高，体积不变，发生等容变化 由查莲定律升务代入数招品 2 解得中午27C时，球内气体压强p2193×10Pa (2分) 碰撞过程中，球内气体温度不变，体积减小，由玻意耳定律p2= 可知当气体体积越小，球内气体压强越大 假设当球内气体的压缩量达到最大时仍安全，此时气体体积3=(1.60-0.10)m3=1.50m3 解得此时球内气体压强为分学1319206X10m>20X10p。 (2分)1 1.50 不符合安全规范要求，即中午用该碰碰球进行碰撞游戏存在安全隐患。 【方法二】假设中午碰碰球能安全的进行游戏，则当球内气体压缩量达到最大时 其温度为T2=(273+27)K=300K,体积为'=(1.60-0.10)m二=1.50m3 对于球内气体，由早晨充满气，到中午碰撞压缩量达到最大时 列出理想气体的状态方程，%2上 T T2 代入数据 1.80×103×1.602×1.50 273+7 300 (2分)日 解得此时球内气体压强为2-2.06×10Pa>2.00×10Pa (2分) 不符合安全规范要求，即中午用该碰碰球进行碰撞游戏存在安全隐患。 四、激光(21分) 1.会B分)、B6分) 2.(1)如右图所示(2分) (2)(4分)（计算）油三棱柱内光路图中的几何关系可知激光 射入MN面后的折射角=(180-30-30-90)=30° (1分) 根据折射定律 sina (1分) 可得 sima=0.655 (1分) 即 a=41 (1分) 30 (3)C(3分) 3.(0g6分) (2)6分) 五、神舟飞船与天宫空间站(21分) 1.(多选)AC(4分)(AC中任选一个得2分，其它不得分) 2.2高6分)、-物6分) 2n 3.A(2分)、B(2分) 4. )号2分别 (2)(5分)（计算）规定向右为正方向，设小球a,b碰撞后，通过光电门的速度分别为⑦。、v。 为验证小球a,b的碰撞为弹性碰撞，对于小球a,b组成的系统，碰撞前后 动量守恒：ma=maDa+m66 ① (1分) 机械能守恒2w3忆 ② (1分) :【解法一】代入ma=5mb,化简可得5F50a+v6③ 52=50a2+2 ④ ③代入④，得5(2-a)=v62-[5(o-va】2,化简为(+0a)(0-⑦a)=5(o-va)2 进一步化简为(0o-a)[(0+va)-5(-v]=0,即(-v。)(6a-4o0)=0 解得：0（舍去》和p2- (2分) 【解法二】或联立①②可得：，5，二w (1分) ma+ms 005+1030 2w2w5 Vo- (1分) 即测得的、的比值各兰时，可验证小球a、b的碰撞为弹性碰撞。 (1分) 六、节能装置(23分) 1.(1)(多选)CD(4分)(CD中任选一个得2分，其它不得分)(2)A(3分) 2.24(3分) 3.(1)A(3分) (2)①AB分)、4(3分) r+R ②4分)（计算）观察图（乙)，永磁体向上运动距离x(x<L)的过程中 !【方法一】线框的磁通量·增多BLx,×减少B(相当于·增多BL) 线框的磁通量的总的变化为·增多2BLx,即磁通量的变化量为△巾=2BLx (1分) 由楞次定律，线框中感应电流的磁场方向为×，即垂直纸面向里，感应电流方向为顺时针 E 再由电荷量 q=I△= (1分)1 平均电动势 E-dd (1分) 可解得此过程中，经过电阻R的电荷量大小为g=△三 (1分) 【方法二】磁场分界面不会离开线框。将永磁体线上运动的过程分成无数个极小时间段，永磁体在每 一个小时间段内的运动可视为匀速直线运动。设在任意一个小时间段△：内，永磁体向上运动的！ 速度大小为，线框的上、下两条边则相对永磁体以同样大小的速度)向下切割磁场。 在这任意的一个小时间段△：内 线框的感应电动势为E=Eab+E=BL+BL=2BLD (1分) 线框中的电流大小为仁E2 r+R rR ,方向为顺时针（各个小时间段内1方向均相同） (1分) 经过电阻R的电量为△g=Ar28L4:2g14 (1分) +R +R 对每个时间段的结果求和，即得过程中经过电阻R的电荷量大小为g2△gΣ29：2业 r+Rr+R (1分)