精品解析：上海市嘉定区第二中学2025-2026学年高三上学期期中物理试卷

嘉定二中2025学年第一学期期中考试 高三年级物理学科试卷 一、单项选择题： 1. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】橡皮在水平方向以速度v匀速运动，在竖直方向也以速度v匀速运动，则橡皮的速度大小为 故选B。 2. 火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（　　） A. 0.2 B. 0.4 C. 2.0 D. 2.5 【答案】B 【解析】 【详解】设物体质量为m，则在火星表面有 在地球表面有 由题意知有 故联立以上公式可得 故选B。 3. 如图，在“研究平抛运动”的实验中，用小锤敲击弹性金属片，球甲沿水平方向飞出做平抛运动，同时，完全相同的球乙被释放，做自由落体运动。则（　　） A. 甲在空中运动的时间长 B. 乙在空中运动的时间长 C. 甲落地前瞬间的速度更大 D. 乙落地前瞬间的速度更大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．甲球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，则两球在空中运动时间相同，故AB错误； CD．两球落地时，在竖直方向的速度相同，当甲球具有水平分速度，由 则甲球的落地速度更大，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示为某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点，不计空气阻力。关于篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. A点投出在空中的运动时间长 B. B点投出在空中运动的时间长 C. B点投出打到P点的速度大 D. A、B两点投出打到P点的速度大小无法比较 【答案】C 【解析】 【详解】AB．篮球在空中的运动时间由竖直方向的高度差决定，根据，可知点、点投出的篮球在空中的运动时间相等，故AB错误； CD．由逆向思维可知，从点出来的篮球做平抛运动，根据 可知，水平位移越大初速度越大，则点投出打到点的速度大，故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图所示，足够长的水平传送带保持的速度匀速运动，漏斗以20kg/s的流量往传送带上装砂子，不计砂子的初速度，则与不传送砂子相比，传送带的电动机每秒要多做的功为（　　） A. 10J B. 20J C. 30J D. 40J 【答案】B 【解析】 【详解】设t时间内砂子与传送带共速，砂子达到传送带速度经历的位移为 传送带的位移 则相对运动的位移大小为 根据动能定理知 产生的热量为 根据能量守恒定律得，传送带的电动机每秒要多做的功为 故选B。 6. 两小车P、Q的质量分别为和，将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验，碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为，碰撞时间极短，则（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】PN碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有 即 根据图像可知，故； 同理，QN碰撞时，根据碰撞前后动量守恒有 即 根据图像可知，故； 故 故选D。 7. 如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球（已知重力加速度为g）（　　） A. 从1到2动能减少 B. 从1到2重力势能增加 C. 从2到3动能增加 D. 从2到3机械能不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由足球的运动轨迹可知，足球在空中运动时一定受到空气阻力作用，则从1到2重力势能增加，则1到2动能减少量大于，故A错误，B正确； CD．从2到3由于空气阻力作用，则机械能减小，重力势能减小mgh，则动能增加小于，故CD错误。 故选B。 二、情境题： 8. 建筑工地打桩过程 在高层建筑或桥梁施工中，打桩是确保地基稳固的关键环节。某工地采用重锤自由落体撞击混凝土桩的方式将桩打入地基。某建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。（重力加速度取）用起重机将重锤吊起到高处，重锤在起重机竖直向上的拉力作用下竖直向上运动，运动的图像如图所示。 （1）绳索对重物的拉力（ ） A. 一直做正功 B. 一直做负功 C. 先做正功后做负功 D. 一直不做功 （2）在、、三段时间内做功依次为、和，则它们的大小关系正确的是（ ） A. B. C. D. （3）若起重机将重锤以恒定功率吊起，重锤加速度和速度的倒数图像如图所示。 ①起重机将重锤吊起的恒定功率为________W； ②若将重锤吊起的高度为时，重锤达到了最大速度，所用时间为________s。 （4）（计算）若钢筋混凝土桩的质量，现把重锤升高，然后自由落下打出桩，混凝土桩经停止运动，碰撞过程是完全非弹性碰撞。 ①重锤打到桩后的瞬间的速度大小，以及混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小； ②打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比），结果保留两位有效数字； ③若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，混凝土桩在向下运动过程中受到的平均阻力大小，结果保留两位有效数字。 【答案】（1）A （2）A （3） ①. ②. （4）①，；②；③ 【解析】 【小问1详解】 拉力方向竖直向上，由图像可知，位移方向一直竖直向上，力与位移同方向，所以拉力一直做正功。 故选A。 【小问2详解】 由图像可知，三个阶段的位移相同，由三个阶段的运动分析可知，第一阶段的加速度向上，拉力大于重力，第二阶段的加速度为零，拉力等于重力，第三阶段的加速度向下，拉力小于重力，由做功公式 可知 故选A。 【小问3详解】 ①[1]由图像可知，当速度为2m/s时，加速度为零，拉力等于重力，所以功率为 ②[2]以恒定功率吊起时，速度变大，拉力变小，加速度变小，所以当加速度为零时，速度达到最大，结合图像，最大速度为2m/s。由能量关系 求得 【小问4详解】 ①根据动能定理可得 解得重锤与混凝土桩撞击前的速度为 再根据碰撞时，动量守恒 解得 由动量定理 解得 ②用于推进混凝土桩的能量 锤打击混凝土桩的能量 打桩的效率 ③若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，则有动量守恒 动能守恒 解得 由动量定理 解得 9. 圆周运动 圆周运动是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都做圆周运动。如图所示，在竖直平面内有一光滑圆形轨道，a为轨道最低点，c点为轨道最高点，b点、d点为轨道上与圆心等高的两点，e点为ab段的中点。一质量为的物块，从a点开始在轨道内侧做圆周运动。 （1）若物块从a点运动到c点所花的时间为，则时，物块在（ ） A. e点 B. eb之间 C. b点 D. bc之间 （2）若物块在a点的初速度为，经过时间刚好到达b点，则该过程中轨道对物体支持力的冲量大小为：________。 （3）（计算）若物块质量为，如图是物块的速度与物块和圆心连线转过的夹角的关系图像。 ①求轨道半径，结果保留两位有效数字； ②求时，物块克服重力做功的瞬时功率，结果保留两位有效数字。 【答案】（1）D （2） （3）①，② 【解析】 【小问1详解】 物块从a点运动到c点过程中一直做减速运动，可知物块沿圆弧从a点运动到b点的平均速率大于b点运动到c点的平均速率。若物块从a点运动到c点所用时间为，则在时，物块在段。 故选D。 【小问2详解】 根据动量定理，在水平方向支持力的冲量为 设支持力在竖直方向上的冲量为，根据动量定理有 故该过程中轨道对物块的支持力的冲量为 【小问3详解】 ①由图像可知，物块的初速度为，最高点位置的速度为。由动能定理得 解得 ②由图像可知时，物块的速度为，则物块克服重力做功的瞬时功率 10. 量子力学 量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。 （1）太阳内部发生的反应是核聚变，即氢原子核在高温高压条件下聚合成氦原子核并释放能量的过程；其核反应方程为，则是（ ） A. H核 B. He核 C. Li核 D. Be核 （2）（多选）若复色光的频率，用复色光照射下面金属，可以发生光电效应的是（ ） 金属的极限频率 金属 锌 钙 钠 钾 铷 频率 8.07 7.73 5.53 5.44 5.15 选项 A B C D E （3）氢原子核外电子以半径绕核做匀速圆周运动，若电子质量为，元电荷为，静电力常量为，则电子动量大小是________。 （4）一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到的较低能量状态，为里伯德常量，是真空中的光速；则在此过程中（ ） A. 吸收光子， B. 放出光子， C. 吸收光子， D. 放出光子， 【答案】（1）B （2）CDE （3） （4）D 【解析】 【小问1详解】 根据核反应过程质量数守恒，可知X的质量数为 根据核反应过程电荷数守恒，可知X的电荷数为 可知X是核。 故选B。 【小问2详解】 产生光电效应的条件是入射光的频率要大于金属的极限频率，结合题图可知复色光中钠、钾、铷的极限频率均小于该复色光的最高频率，满足光电效应发生的条件，即用复色光照射钠、钾、铷可能发生光电效应，可知CDE符合题意。 故选CDE。 【小问3详解】 分析可知库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即 解得电子的速度 则电子动量大小 【小问4详解】 根据玻尔理论，可知氢原子从n=4的激发态跃迁到的较低能量状态时要释放光子，根据巴尔末公式可知该过程满足 因为 联立解得 故选D。 11. 中子散射 中子能轻易穿过厚的铅板，但却能被水高效吸收，利用经典力学的规律就能解释这一点。已知中子质量为。 （1）发现中子的是以下哪位物理学家（ ） A. 汤姆孙 B. 卢瑟福 C. 查德威克 D. 玻尔 （2）中子通过以下核反应被释放出来其中X是________；y1是________；y2是________。 （3）中子参与的衰变的反应可表示为：，其中是________。 （4）（简答）某次实验测得中子动能为，简要说明用牛顿力学描述它的运动是否合理？ （5）（简答）中子束水平入射到存在均匀电场的区域，电场方向竖直向上，通过分析预测中子在电场中的运动情况。 （6）考虑具有一定初速度的中子碰撞静止的靶核的实验，碰撞为完全弹性的，在牛顿力学的范围中，碰撞过程中守恒的物理量为________和________。 （7）（简答）考虑初速度为（远小于光速）的中子与质量为的静止原子核发生完全弹性正碰，将碰后中子的速度记为，原子核的速度记为，试写出、、、、之间所满足的两个关系式。 【答案】（1）C （2） ①. ②. 4 ③. 2 （3）反电子中微子 （4）中子动能为 若用牛顿力学描述它的运动，则根据动能公式 可得，中子速度为 即若用牛顿力学描述它的运动，则中子的速度超过了光速，而牛顿力学适用于低速、宏观的场景，因此用牛顿力学描述该中子的运动不合理 （5）匀速直线运动 （6） ①. 动量 ②. 动能 （7）， 【解析】 【小问1详解】 查德威克通过α粒子轰击铍核的实验，实现了原子核的人工转变，发现了中子。 故选C。 【小问2详解】 [1][2][3]中子通过以下核反应被释放出来 所以，X是；y1是4；y2是2。 【小问3详解】 β衰变的本质是中子衰变为质子、电子和反电子中微子，即为反电子中微子。 【小问4详解】 略； 【小问5详解】 中子不带电，因此在电场中不受电场力作用。中子水平入射时，初速度沿水平方向，竖直方向无初速度且不受力，因此中子将保持水平方向的匀速直线运动，竖直方向速度始终为0，整体做匀速直线运动。 【小问6详解】 [1][2]完全弹性碰撞的特点是动量守恒且机械能（动能）守恒；在牛顿力学范围内，碰撞过程中系统的动量和动能均守恒。 【小问7详解】 由于碰撞为弹性正碰，则动量守恒 动能守恒 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 嘉定二中2025学年第一学期期中考试 高三年级物理学科试卷 一、单项选择题： 1. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中悬线始终竖直，则橡皮的速度大小为（ ） A. B. C. D. 2. 火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（　　） A. 0.2 B. 0.4 C. 2.0 D. 2.5 3. 如图，在“研究平抛运动”的实验中，用小锤敲击弹性金属片，球甲沿水平方向飞出做平抛运动，同时，完全相同的球乙被释放，做自由落体运动。则（　　） A. 甲在空中运动的时间长 B. 乙在空中运动的时间长 C. 甲落地前瞬间的速度更大 D. 乙落地前瞬间的速度更大 4. 如图所示为某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点，不计空气阻力。关于篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. A点投出在空中的运动时间长 B. B点投出在空中运动的时间长 C. B点投出打到P点的速度大 D. A、B两点投出打到P点的速度大小无法比较 5. 如图所示，足够长的水平传送带保持的速度匀速运动，漏斗以20kg/s的流量往传送带上装砂子，不计砂子的初速度，则与不传送砂子相比，传送带的电动机每秒要多做的功为（　　） A. 10J B. 20J C. 30J D. 40J 6. 两小车P、Q的质量分别为和，将它们分别与小车N沿直线做碰撞实验，碰撞前后的速度v随时间t的变化分别如图1和图2所示。小车N的质量为，碰撞时间极短，则（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球（已知重力加速度为g）（　　） A. 从1到2动能减少 B. 从1到2重力势能增加 C. 从2到3动能增加 D. 从2到3机械能不变 二、情境题： 8. 建筑工地打桩过程 在高层建筑或桥梁施工中，打桩是确保地基稳固的关键环节。某工地采用重锤自由落体撞击混凝土桩的方式将桩打入地基。某建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。（重力加速度取）用起重机将重锤吊起到高处，重锤在起重机竖直向上的拉力作用下竖直向上运动，运动的图像如图所示。 （1）绳索对重物的拉力（ ） A. 一直做正功 B. 一直做负功 C. 先做正功后做负功 D. 一直不做功 （2）在、、三段时间内做功依次为、和，则它们的大小关系正确的是（ ） A. B. C. D. （3）若起重机将重锤以恒定功率吊起，重锤加速度和速度的倒数图像如图所示。 ①起重机将重锤吊起的恒定功率为________W； ②若将重锤吊起的高度为时，重锤达到了最大速度，所用时间为________s。 （4）（计算）若钢筋混凝土桩的质量，现把重锤升高，然后自由落下打出桩，混凝土桩经停止运动，碰撞过程是完全非弹性碰撞。 ①重锤打到桩后的瞬间的速度大小，以及混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小； ②打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比），结果保留两位有效数字； ③若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，混凝土桩在向下运动过程中受到的平均阻力大小，结果保留两位有效数字。 9. 圆周运动 圆周运动是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都做圆周运动。如图所示，在竖直平面内有一光滑圆形轨道，a为轨道最低点，c点为轨道最高点，b点、d点为轨道上与圆心等高的两点，e点为ab段的中点。一质量为的物块，从a点开始在轨道内侧做圆周运动。 （1）若物块从a点运动到c点所花的时间为，则时，物块在（ ） A. e点 B. eb之间 C. b点 D. bc之间 （2）若物块在a点的初速度为，经过时间刚好到达b点，则该过程中轨道对物体支持力的冲量大小为：________。 （3）（计算）若物块质量为，如图是物块的速度与物块和圆心连线转过的夹角的关系图像。 ①求轨道半径，结果保留两位有效数字； ②求时，物块克服重力做功的瞬时功率，结果保留两位有效数字。 10. 量子力学 量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。 （1）太阳内部发生的反应是核聚变，即氢原子核在高温高压条件下聚合成氦原子核并释放能量的过程；其核反应方程为，则是（ ） A. H核 B. He核 C. Li核 D. Be核 （2）（多选）若复色光的频率，用复色光照射下面金属，可以发生光电效应的是（ ） 金属的极限频率 金属 锌 钙 钠 钾 铷 频率 8.07 7.73 5.53 5.44 5.15 选项 A B C D E （3）氢原子核外电子以半径绕核做匀速圆周运动，若电子质量为，元电荷为，静电力常量为，则电子动量大小是________。 （4）一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到的较低能量状态，为里伯德常量，是真空中的光速；则在此过程中（ ） A. 吸收光子， B. 放出光子， C. 吸收光子， D. 放出光子， 11. 中子散射 中子能轻易穿过厚的铅板，但却能被水高效吸收，利用经典力学的规律就能解释这一点。已知中子质量为。 （1）发现中子的是以下哪位物理学家（ ） A. 汤姆孙 B. 卢瑟福 C. 查德威克 D. 玻尔 （2）中子通过以下核反应被释放出来其中X是________；y1是________；y2是________。 （3）中子参与的衰变的反应可表示为：，其中是________。 （4）（简答）某次实验测得中子动能为，简要说明用牛顿力学描述它的运动是否合理？ （5）（简答）中子束水平入射到存在均匀电场的区域，电场方向竖直向上，通过分析预测中子在电场中的运动情况。 （6）考虑具有一定初速度的中子碰撞静止的靶核的实验，碰撞为完全弹性的，在牛顿力学的范围中，碰撞过程中守恒的物理量为________和________。 （7）（简答）考虑初速度为（远小于光速）的中子与质量为的静止原子核发生完全弹性正碰，将碰后中子的速度记为，原子核的速度记为，试写出、、、、之间所满足的两个关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $