精品解析：2025届上海市嘉定区高三下学期二模考试物理试题

2024学年高三年级第二次质量调研 物理试卷 （考试时间 60 分钟，满分 100 分） （试卷共 6 页，答题纸1张） 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，漏选得部分分数，错选不得分；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、论证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、赛车 重大赛车比赛有场地赛、直线加速赛等多种形式。 1. 如图所示为F1赛车的“上”字形赛道示意图，赛车______。 A. 一定可看作质点 B. 拐弯时速度不变 C. 运动一周位移为零 D. 运动一周平均速度为零 2. 赛车采用的是后轮驱动系统，起动时后轮和前轮对地面的摩擦力方向分别为______。 A. 向前、向前 B. 向后、向后 C. 向前、向后 D. 向后、向前 3. 某弯道倾角为θ，赛车转弯半径为r，若赛车无侧向滑动趋势，则其速度大小v为______。（重力加速度大小为g） 4. 直线加速赛采用全长1500m的直线跑道。在英里的直线加速比赛中，某辆赛车从静止起动，跑完英里（约402m）所用的时间仅为3.8s，尾速达到523km/h。 （1）有同学认为该赛车的运动为匀加速直线运动，请通过计算论证该观点是否正确____。 （2）赛车跑完英里后立即制动。若用传统刹车系统，平均制动力约为车重的0.6倍。通过计算判断采用传统刹车系统是否合理。（重力加速度大小g取10m/s2）____ 5. 狭义相对论告诉我们，长度收缩也是相对的。一辆赛车在赛道上飞驰，______。 A. 看台上的观众认为赛车变短了，赛车手认为赛道变短了 B. 看台上的观众认为赛车变短了，赛车手认为赛道变长了 C. 看台上的观众认为赛车变长了，赛车手认为赛道变短了 D. 看台上的观众认为赛车变长了，赛车手认为赛道变长了 【答案】1. CD 2. D 3. 4. ①. 不正确，见解析 ②. 不合理，见解析 5. A 【解析】 【1题详解】 A．当物体大小和形状相对于研究的问题而言可以忽略不计，则可以作为质点，若要研究赛车转弯时车轮的转动情况，则此时赛车不能作为作为质点，故A错误； B．拐弯时，赛车做曲线运动，速度方向时刻在改变，故速度变化，故B错误； CD．赛车运动一周，初末位置一样，则位移为零，平均速度也为零，故CD正确。 故选CD 2题详解】 赛车采用后轮驱动系统，则起动时后轮有相对于地面向后的运动趋势，则后轮受到地面向前的摩擦力，根据牛顿第三定律可知起动时后轮对地面的摩擦力方向向后；起动时前轮所受摩擦力向后，根据牛顿第三定律可知起动时前轮对地面的摩擦力方向向前。 故选D。 【3题详解】 由牛顿第二定律 可得其速度大小为 【4题详解】 （1）[1]设赛车做匀加速直线运动，由运动学公式 可得 末速度为大于尾速523km/h。 故说明赛车的运动不是匀加速直线运动。 （2）[2]刹车时由牛顿第二定律可得赛车刹车时的加速度大小为 由运动学公式 其中，解得 而剩余赛程为 由于 所以采用传动刹车系统不合理。 【5题详解】 狭义相对论告诉我们，长度收缩也是相对。一辆赛车在赛道上飞驰，看台上的观众认为赛车变短了，赛车手认为赛道变短了。 故选A。 二、吸管 日常生活中常见的吸管可以用来完成小实验。 6. 如图（a）所示，将多根串起的长为L的吸管水平放置，再取一根牙签置于吸管中，用力对吸管吹气，牙签被加速后从吸管口射出。（牙签可视为质点） （1）假设吹气时，牙签在吸管内受到的推力大小恒为F1，加速s距离后射出。则牙签出射时的动能为______。 （2）吸管前方固定一张纸，牙签从吸管口飞出后，戳在纸上，戳中点到吸管口的水平距离为x、竖直距离为y。牙签从吸管口射出时的速度大小约为______。（重力加速度大小为g） （3）戳在纸上的牙签静止时与竖直纸面有个夹角，如图（b）所示，已知牙签重力为G，纸对牙签的作用力为F2，画出牙签的受力示意图____。 7. 如图所示，在空的饮料罐中插入一根透明玻璃吸管，吸管内有一小段红色水柱密封饮料罐和吸管中的气体，吸管右端开口。在大气压为1.0×105Pa的环境中，记录不同温度时的水柱位置来标注相应温度，即制成一个简易气温计。（吸管壁厚度和水柱长度可忽略，装置不漏气） （1）水对玻璃是______的（选填“浸润”或“不浸润”），这是由于玻璃分子对附着层内水分子的吸引力______液体内部水分子间的吸引力。 （2）水柱离罐口的距离x随热力学温度T的变化关系图像可能为______。 A. B. C. （3）已知饮料罐的容积为200cm3，露在罐外的吸管长度为50cm，横截面积为0.2cm2，水柱离罐口20cm处温度刻度为25℃。若大气压为0.99×105Pa时，25℃时水柱离罐口距离为______cm。 【答案】6. ①. F1s ②. ③. 7. ①. 浸润 ②. 大于 ③. C ④. 30.3 【解析】 【6题详解】 （1）[1]则根据动能定理，牙签出射时的动能为 （2）[2]根据平抛运动的规律可知， 可得牙签从吸管口射出时的速度大小 （3）[3]牙签受向下的重力G，纸张对牙签的向上的作用力；受力图如图； 【7题详解】 （1）[1][2]水对玻璃是浸润的，这是由于玻璃分子对附着层内水分子的吸引力大于液体内部水分子间的吸引力。 （2）[3]气体进行等压变化，则 解得 则x-T图像为C。 （3）[4]根据玻意耳定律 即 解得x=30.3cm 三、传感器 传感器能将非电学量转化为电学量，传感器中的核心部件为敏感元件。 8. 磁传感器可以用来测量磁场的强弱，其核心敏感元件是______。 A. 条形磁铁 B. 霍尔元件 C. LC振荡电路 D. 软铁芯 9. 小李同学利用电容器极板和电介质板制成了一个电容式位移传感器，如图所示，当被测物体向左移动，会带动电介质板插入电容器极板间，在此过程中 （1）电容器极板带电量______。 A．减小 B．不变 C．增大 （2）流经灵敏电流计G的电流方向为______。 A．a到b B．先a到b再b到a C．b到a D．先b到a再a到b 10. 图（a）中的金属片和金属丝为力传感器的敏感元件。上、下表面的金属丝分别为R1和R2，当金属片受力弯曲时，其中一根金属丝被拉长，另一根被压缩。 （1）当金属片右端向下受力F弯曲时，上表面的金属丝R1阻值_____。 A．减小 B．不变 C．增大 （2）图（b）为该传感器内部的工作电路示意图，电源电动势E＝9V，内阻r＝2Ω。初始时R1＝R2＝8Ω，对金属片施加向上或向下的力，R1和R2阻值变化量的绝对值相等，且，则电阻R1两端电压变化范围为____V~____V，R1最大功率为_____W。 【答案】8. B 9. ①. C ②. C 10. ①. C ②. 2 ③. 6 ④. 3 【解析】 【8题详解】 磁传感器可以用来测量磁场的强弱，其核心敏感元件是霍尔元件。 故选B。 【9题详解】 [1]当被测物体向左移动，会带动电介质板插入电容器极板间，则增大，根据电容的决定式可知电容器的电容C增大，电容器两极板间的电压不变，根据电容的定义式可知电容器极板带电量增大。 故选C。 [2]由于电容器极板带电量增大，电容器充电过程，所以流经灵敏电流计G电流方向为b到a。 故选C 【10题详解】 [1]当金属片右端向下受力F弯曲时，上表面的金属丝被拉长，根据电阻定律可知R1阻值增大。 故选C。 [2][3]由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流 则电阻R1两端电压最小值为 则电阻R1两端电压最大值为 故电阻R1两端电压变化范围为 [4]R1的最大功率为 四、带电粒子的“照片” 在物理学的研究中，应用“气泡室”“云室”等装置可以显示带电粒子的径迹。 11. 图为带电粒子在气泡室运动径迹的照片，气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。同一条径迹半径越来越小，粒子______。 A. 速度大小不断减小 B. 速度大小不断增大 C. 所受的洛伦兹力始终对粒子做负功 D. 所受的洛伦兹力始终对粒子做正功 12. 图为一带电粒子在气泡室中穿过一金属箔的轨迹。气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中，则带电粒子______。 A. 运动方向由A到B，粒子带正电 B. 运动方向由A到B，粒子带负电 C. 运动方向由B到A，粒子带正电 D. 运动方向由B到A，粒子带负电 E. 运动方向均有可能，电性均有可能 13. 图为α粒子轰击氮核的云室照片，两分叉的径迹中，短而粗的是的径迹。写出卢瑟福发现质子的核反应方程：______。 【答案】11. A 12. A 13. 【解析】 【11题详解】 AB．由洛伦兹力提供向心力 解得 因为同一条径迹半径越来越小，故粒子的速度大小不断减小，故A正确，B错误； CD．由于粒子所受的洛伦兹力与粒子的速度垂直，故洛伦兹力始终对粒子不做功，故CD错误。 故选A。 【12题详解】 由于带电粒子在气泡室中穿过一金属箔，则速度减小，根据洛伦兹力提供向心力 可得 即带电粒子的半径减小，故粒子的运动方向由A到B，根据左手定则结合带电粒子的轨迹可知该粒子带正电。 故选A。 【13题详解】 由质量数守恒和核电荷数守恒可知，卢瑟福发现质子的核反应方程为 五、光的魔术 光能够直线传播，也能发生反射、折射、全反射、衍射、干涉等现象。 14. 如图所示，在xOy坐标系中一小球以10π rad/s的角速度绕原点O做顺时针方向的圆周运动，轨迹半径R为10cm。MN是垂直于x轴放置的大屏幕，一束平行光沿x轴正方向照射小球，观察到小球的影子在屏幕上做简谐运动。从小球经过A点开始计时， （1）影子在y轴方向上的位移y与时间t的关系式为y＝______cm。 （2）t＝0.10s时，小球的速度方向为______。 15. 将激光对准瓶上的喷水口水平照射，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，出现了“水流导光”现象。 （1）“水流导光”是一种光的______现象。 （2）为更容易发生“水流导光”现象，可以______。 A. 增大喷出的水流速度 B. 减小喷出的水流速度 C. 改用折射率大的液体 D. 改用折射率小的液体 16. 当光照射到物体表面上，光子会被反射或者吸收，此时对物体表面就会产生压强，这个压强被称为“光压”。某激光器功率为P，发射出波长为λ的激光。假设这束光垂直照射到物体表面时，光子全部被垂直反射。如图所示为Δt时间内光子束的“柱状模型”，已知光束横截面积为S，普朗克常量为h，光速为c。 （1）一个光子反射前后，动量变化量Δp为______。 （2）Δt时间内到达物体表面的光子数n为______。 （3）求激光束对物体表面产生的光压Y____。（用P、S、c表示） 【答案】14. ①. ②. 沿y轴负方向 15. ①. 全反射 ②. AC 16. ①. ②. ③. 【解析】 【14题详解】 [1]由题意可知 其中， 代入可得影子在y轴方向上的位移y与时间t的关系式为 [2]t＝0.10s时，，且小球做圆周运动的周期为，故t＝0.10s时小球运动到x轴正半轴，故小球的速度方向为y轴负方向。 【15题详解】 [1]激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生全反射，就像光导纤维一样，故“水流导光”是一种光的全反射现象。 [2]为了更容易发生“水流导光”现象，根据可得可以改用折射率大的液体，也可以增大入射角，可以通过增大喷出的水流速度，水流射程增大，即增大了激光射出水流时的入射角。 故选AC。 【16题详解】 （1）[1]一个光子发射前后，动量变化量为 （2）[2]Δt时间内激光器发射的激光的能量为 光子的能量为 可得Δt时间内到达物体表面的光子数n为 （3）[3]设该激光作用在物体表面时产生的压力为，根据牛顿第三定律可知，物体表面对激光的力大小也为，由动量定理 激光束对物体表面产生的光压为 联立可得 六、电与磁 麦克斯韦提出的“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”是电磁场理论的两个重要思想。根据楞次定律判断，当磁场增强时，电场方向应如图（a）所示。 17. 若某阶段LC振荡电路中的电流如图（b）所示。 （1）该阶段电路中______。 A.电容器正在放电 B.电流正在逐渐减小 C.磁场能转化为电场能 D.板间的电场强度在减小 （2）麦克斯韦指出，电场强度变化得越快，产生的磁场磁感应强度越大。在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度______。 A.减小 B.不变 C.增大 18. 图为某磁悬浮列车利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身底部固定N匝矩形导线框abcd，ab边长为L1，bc边长为L2，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界矩形匀强磁场MNPQ，NP也为L2，MN与ab平行。若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为v0，cd边刚离开磁场时列车恰好停止运动。已知线框总电阻为R，列车的总质量为m，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。 （1）线框abcd进入磁场时的电流方向为______。（用字母表示） （2）线框ab边刚进入磁场时列车的加速度大小a为______。 （3）求线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热Q为____ 【答案】17. ①. BC ②. A 18. ①. abcd ②. ③. 【解析】 【17题详解】 [1]由图可知，该电容器正在充电，电流逐渐减小，磁场能逐渐转化为电场能，两极板间的电压逐渐增大，根据可得板间的电场强度在增大。 故选BC。 [2]由上问可知，电容器正在充电，电场强度逐渐增大，电场强度变化得越来越慢，所以在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度逐渐减小。 故选A。 【18题详解】 [1]线框abcd进入磁场时根据楞次定律及安培定则可知，电流方向为abcd。 [2]线框ab边刚进入磁场时产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律 线框受到的安培力大小为 由左手定则可知，线框所受的安培力方向为水平向左，对线框由牛顿第二定律 解得线框ab边刚进入磁场时列车的加速度大小为 [3]线框穿过磁场的过程中，由能量守恒定律 解得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024学年高三年级第二次质量调研 物理试卷 （考试时间 60 分钟，满分 100 分） （试卷共 6 页，答题纸1张） 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，漏选得部分分数，错选不得分；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、论证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、赛车 重大赛车比赛有场地赛、直线加速赛等多种形式。 1. 如图所示为F1赛车的“上”字形赛道示意图，赛车______。 A. 一定可看作质点 B. 拐弯时速度不变 C. 运动一周位移为零 D. 运动一周平均速度为零 2. 赛车采用的是后轮驱动系统，起动时后轮和前轮对地面的摩擦力方向分别为______。 A. 向前、向前 B. 向后、向后 C. 向前、向后 D. 向后、向前 3. 某弯道倾角为θ，赛车转弯半径为r，若赛车无侧向滑动趋势，则其速度大小v为______。（重力加速度大小为g） 4. 直线加速赛采用全长1500m的直线跑道。在英里的直线加速比赛中，某辆赛车从静止起动，跑完英里（约402m）所用的时间仅为3.8s，尾速达到523km/h。 （1）有同学认为该赛车的运动为匀加速直线运动，请通过计算论证该观点是否正确____。 （2）赛车跑完英里后立即制动。若用传统刹车系统，平均制动力约为车重的0.6倍。通过计算判断采用传统刹车系统是否合理。（重力加速度大小g取10m/s2）____ 5. 狭义相对论告诉我们，长度收缩也是相对的。一辆赛车在赛道上飞驰，______。 A. 看台上的观众认为赛车变短了，赛车手认为赛道变短了 B. 看台上的观众认为赛车变短了，赛车手认为赛道变长了 C. 看台上观众认为赛车变长了，赛车手认为赛道变短了 D. 看台上的观众认为赛车变长了，赛车手认为赛道变长了 二、吸管 日常生活中常见的吸管可以用来完成小实验。 6. 如图（a）所示，将多根串起的长为L的吸管水平放置，再取一根牙签置于吸管中，用力对吸管吹气，牙签被加速后从吸管口射出。（牙签可视为质点） （1）假设吹气时，牙签在吸管内受到的推力大小恒为F1，加速s距离后射出。则牙签出射时的动能为______。 （2）吸管前方固定一张纸，牙签从吸管口飞出后，戳在纸上，戳中点到吸管口的水平距离为x、竖直距离为y。牙签从吸管口射出时的速度大小约为______。（重力加速度大小为g） （3）戳在纸上的牙签静止时与竖直纸面有个夹角，如图（b）所示，已知牙签重力为G，纸对牙签的作用力为F2，画出牙签的受力示意图____。 7. 如图所示，在空的饮料罐中插入一根透明玻璃吸管，吸管内有一小段红色水柱密封饮料罐和吸管中的气体，吸管右端开口。在大气压为1.0×105Pa的环境中，记录不同温度时的水柱位置来标注相应温度，即制成一个简易气温计。（吸管壁厚度和水柱长度可忽略，装置不漏气） （1）水对玻璃是______的（选填“浸润”或“不浸润”），这是由于玻璃分子对附着层内水分子的吸引力______液体内部水分子间的吸引力。 （2）水柱离罐口的距离x随热力学温度T的变化关系图像可能为______。 A B. C. （3）已知饮料罐的容积为200cm3，露在罐外的吸管长度为50cm，横截面积为0.2cm2，水柱离罐口20cm处温度刻度为25℃。若大气压为0.99×105Pa时，25℃时水柱离罐口距离为______cm。 三、传感器 传感器能将非电学量转化为电学量，传感器中核心部件为敏感元件。 8. 磁传感器可以用来测量磁场的强弱，其核心敏感元件是______。 A. 条形磁铁 B. 霍尔元件 C. LC振荡电路 D. 软铁芯 9. 小李同学利用电容器极板和电介质板制成了一个电容式位移传感器，如图所示，当被测物体向左移动，会带动电介质板插入电容器极板间，在此过程中 （1）电容器极板带电量______。 A．减小 B．不变 C．增大 （2）流经灵敏电流计G电流方向为______。 A．a到b B．先a到b再b到a C．b到a D．先b到a再a到b 10. 图（a）中的金属片和金属丝为力传感器的敏感元件。上、下表面的金属丝分别为R1和R2，当金属片受力弯曲时，其中一根金属丝被拉长，另一根被压缩。 （1）当金属片右端向下受力F弯曲时，上表面的金属丝R1阻值_____。 A．减小 B．不变 C．增大 （2）图（b）为该传感器内部的工作电路示意图，电源电动势E＝9V，内阻r＝2Ω。初始时R1＝R2＝8Ω，对金属片施加向上或向下的力，R1和R2阻值变化量的绝对值相等，且，则电阻R1两端电压变化范围为____V~____V，R1最大功率为_____W。 四、带电粒子的“照片” 在物理学的研究中，应用“气泡室”“云室”等装置可以显示带电粒子的径迹。 11. 图为带电粒子在气泡室运动径迹的照片，气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中。同一条径迹半径越来越小，粒子______。 A. 速度大小不断减小 B. 速度大小不断增大 C. 所受的洛伦兹力始终对粒子做负功 D. 所受的洛伦兹力始终对粒子做正功 12. 图为一带电粒子在气泡室中穿过一金属箔的轨迹。气泡室处于垂直纸面向里的匀强磁场中，则带电粒子______。 A. 运动方向由A到B，粒子带正电 B. 运动方向由A到B，粒子带负电 C. 运动方向由B到A，粒子带正电 D. 运动方向由B到A，粒子带负电 E. 运动方向均有可能，电性均有可能 13. 图为α粒子轰击氮核的云室照片，两分叉的径迹中，短而粗的是的径迹。写出卢瑟福发现质子的核反应方程：______。 五、光的魔术 光能够直线传播，也能发生反射、折射、全反射、衍射、干涉等现象 14. 如图所示，在xOy坐标系中一小球以10π rad/s的角速度绕原点O做顺时针方向的圆周运动，轨迹半径R为10cm。MN是垂直于x轴放置的大屏幕，一束平行光沿x轴正方向照射小球，观察到小球的影子在屏幕上做简谐运动。从小球经过A点开始计时， （1）影子在y轴方向上的位移y与时间t的关系式为y＝______cm。 （2）t＝0.10s时，小球的速度方向为______。 15. 将激光对准瓶上的喷水口水平照射，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，出现了“水流导光”现象。 （1）“水流导光”是一种光的______现象。 （2）为更容易发生“水流导光”现象，可以______。 A. 增大喷出的水流速度 B. 减小喷出的水流速度 C. 改用折射率大的液体 D. 改用折射率小的液体 16. 当光照射到物体表面上，光子会被反射或者吸收，此时对物体表面就会产生压强，这个压强被称为“光压”。某激光器功率为P，发射出波长为λ的激光。假设这束光垂直照射到物体表面时，光子全部被垂直反射。如图所示为Δt时间内光子束的“柱状模型”，已知光束横截面积为S，普朗克常量为h，光速为c。 （1）一个光子反射前后，动量变化量Δp为______。 （2）Δt时间内到达物体表面的光子数n为______。 （3）求激光束对物体表面产生的光压Y____。（用P、S、c表示） 六、电与磁 麦克斯韦提出的“变化的磁场产生电场”和“变化的电场产生磁场”是电磁场理论的两个重要思想。根据楞次定律判断，当磁场增强时，电场方向应如图（a）所示。 17. 若某阶段LC振荡电路中的电流如图（b）所示。 （1）该阶段电路中______。 A.电容器正在放电 B.电流正在逐渐减小 C.磁场能转化为电场能 D.板间的电场强度在减小 （2）麦克斯韦指出，电场强度变化得越快，产生的磁场磁感应强度越大。在该阶段，电容器中产生的感应磁场的磁感应强度______。 A.减小 B.不变 C.增大 18. 图为某磁悬浮列车利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身底部固定N匝矩形导线框abcd，ab边长为L1，bc边长为L2，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界矩形匀强磁场MNPQ，NP也为L2，MN与ab平行。若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为v0，cd边刚离开磁场时列车恰好停止运动。已知线框总电阻为R，列车的总质量为m，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。 （1）线框abcd进入磁场时的电流方向为______。（用字母表示） （2）线框ab边刚进入磁场时列车的加速度大小a为______。 （3）求线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热Q为____ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $