上海市建平中学2025-2026学年第二学期学习活动高三物理试卷

上海市建平中学2025学年第二学期学习活动 高三物理 考生注意： 1.本场考试时间60分钟，满分100分。 2本试卷标注“多选“的试题，每小题有2至3个正确选项，漏选给部分分，错选不给 分；未特别标注的选择性试题，每小题只有1个正确选项。 3,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、神州十五号 神舟十五号的发射与交会对接过程如图，其中[为近地圆轨道，半径可认为等于地 球半径，Ⅱ为椭圆变轨轨道，I为天和核心舱所在轨道。P、Q分别为轨道Ⅱ与【、Ⅲ轨道 的交会，点。已知神舟十五号质量为m,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有 引力常量为G。 1.地球质量M作 2.神州十五号在1轨道上运行14圆周的过程中，万有引力对其冲量大小1作 3.若轨道半径为nR(n>1),试通过计算分析论证神舟十五号在轨道I运动时的周期T小于 在轨道Ⅱ运动时的周期T。 4.取无穷远处引力势能为零，要使神舟十五号从轨道迁移到轨道，试求所要提供的最小能量。 (忽略空气阻力，摩擦引起的能量损失) 二、近代物理百年 上个世纪随着人们对于物质微观层面的深入研究。随着人类对物质结构的不断层层深入的探索，原子 物理、原子核物理、粒子物理领域莲勃发展，也使得人类对于物质的认识上升到了一个新的阶段。 5.如图所示为由波尔模型求得氢原子的能级示意图，下列说法正确的 n EleV 是() 5 8 A.大量处于=4激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中，能 3 -1.51 辐射4种不同频率的光子 -3.40 B.电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，需要吸收能量为0.85eV的光 子 -13.6 C.电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，电子的动能减小、电势能增大 D.用4.00eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，可以使其电离 1/6 6.氢(Rn-222)是一种室内空气污染物，联合国原子辐射效应科学委员会估计，人体受到来自天然 的辐射中，氢及其子体的贡献占54%。Rn-222常常存在于刚装修好的房间中，因此刚装修好的房 子需要空置一段时间后方可入住。己知Rn-222的半衰期为3.8天，为使房间内的Rn-222放射性 降低到初始值的0.1%，侧大约需要多久方可入住() A.20天 B.40天 C.60天 D.80天 7.如图是查德威克等科学家通过实验发现中子的实验模拟图，实验中涉及有三种粒子，侧() A.x1是中子 B.x2是中子 C.x3是中子 D.x3是a粒子 8.在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的轨迹是非常重要的实验证据。根据对不同粒 子轨迹的分析和比较，科学家可以得到粒子的带电情况、运动情况等许多信息，甚至可以发现新 粒子。现将一粒子源装入放在匀强磁场的云室中（粒子源不固定，且云室中阻力忽略不计），粒子 源不断向相反方向同时放出一对电荷量为p,质量为km的正离子(p、k均为常量且都大于I) 和电荷量为e,质量为m的电子，下列说法正确的是( ) 粒子源 粒子源 A.两种粒子的运动轨迹如图甲所示，且半径大的一定是电子 B.两种粒子的运动轨迹如图乙所示，且半径大的一定是电子 C.若正离子和电子的速度之比为k,则粒子源不会移动 D.若正离子和电子的速度之比为，则粒子源不会移动 9.2025年10月1日，位于安微合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破，BEST 装置主机关键部件—杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生核聚变时的核反应方程为 H+H-→X+。n+17.6MeV,则下列说法正确的是() A.7Al+He→P+。n也属于核聚变 B.一个H和一个H聚变时，质量亏损约为3.13×1029kg C.因为核聚变释放能量，根据△E=△mC2可知核聚变后的总质量数减少 D.新核X为He 216 10.李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用Co的阝衰变完成实验验证，衰变方 程是9Co→Ni+e+。,.是反中微子。侧() A.反中微子不带电 B.衰变放出的电子来自原子外层 C.衰变过程吸收能量 D.”Co比Ni更稳定 判断下列说法的正误：(A为正确、B为错误) 11.目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成。() 12.强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子。（) 13.电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子。() 14.夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍。() 三、闪电现象 闪电是自然界中一种强大的电能表现形式。闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带负 电，顶部带正电。云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时，云层与云层之间或云层与地 面之间发生的短时放电现象就是闪电。 某次闪电的i-1图像如图所示。云层底部与地面之间的距离 个i 100kA h=9m,击穿空气所需的电场强度3×10V/m,假设云层底部与地面 间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，回 答15-19题。 15.则() 0.Imst A.一次闪电释放的总电荷量为50C B.闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为50kA C.一次闪电释放的能量为W=2.7×10J D.地球上每年闪电3.2×10次，全年闪电放出的总能量约为10kWh 16.云层底面的电势比地面」 (A“低”、B“高) 17.（接上题) V 18.云层底面与地面构成的电容器的电容为 F(保留3位有效数字) 19.(接上题)发生闪电后，云层底面与地面间的电容 (A变大、B变小、C不变”)。 3/6 20.如图，雷雨时一头牛栓在树下，闪电击中了树，一个持续40s的电流 -200kV 脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的 -400kV 身体电阻为5002，则闪电过程中耗散在牛体内的能量约为( 600kV ) 800k A.1000J B.2000J C.3200J D.4000J 四、电能的产生与传输 电力是现代人类发展必不可少的能源。我国在不但电能产生大国，远 0 距离输电技术也位于世界领先地位。 学校的某课外探究小组设计了如图所示的电路探寻电的产生，用一边 长为L的单匝正方形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕 OO轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为R相连，不计其它电阻， 变压器左右线圈匝数之比为k,回答21-24题： 21.当线圈平面与磁场 (A垂直、B.平行)时，磁通量最大， 22.(接上题)此时线圈中的电动势为 23.当线圈平面与磁场垂直时，开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 24.线圈转动过程中电阻R的功率一。 电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明 用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的 总电阻为42。全校共有22个班，每班有“220V,40W灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，回答25-27 题： R 12=13 升压变压器 降压变压器 25.降压变压器副线圈的电流4= 26.输电线损失的功率△P= 27.升压变压器的输入电压U= 4/6 五、导弹 2025年9月3日，我国举行盛大阅兵仪式，“东风-50”液体洲际战略核导弹接受检阅。“东风-5C” 液体洲际战略核导弹是我国战略反击体系中的重要组成，打击范围覆盖全球。 28.“东风-5C”从发射到命中目标，整个过程仅耗时20多分钟，飞行速度高达25马赫（即声速的 25倍)，射程约12000公里，创下了全球洲际导弹实际测试中的最远纪录。下列说法正确的是 () A.题目中“射程约12000公里”指的是位移 B.题目中“马赫为国际单位制中的基本单位 C.上边图片中正在加速上升的导弹处于超重状态 0F-5C D.导弹的惯性随着飞行速度的增大而增大 29.近年来，中国在高超音速滑翔飞行器 (HypersonisGlide Vehicle,HGV)技术领域取得突破 性进展。某型HGV采用“助推-滑翔”弹道技术，由运 大气层 载火箭发射至大气层边缘后，用类似打水漂的方式以 地球 关机点 超过5马赫的速度进行无动力滑翔飞行，其弹道轨迹 攻击点 如图所示。下列说法错误的是() 起飞点 A.导弹的速度方向沿弹道轨迹的切线方向 B.导弹在a点所受合力的方向指向地球 C.导弹在b点所受合力的方向沿轨迹切线方向 D.导弹在a点速率不为零 30.（多选)如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，假设导弹仅在地球引力作用下沿 ACB椭圆轨道飞行并击中地面目标B,C为轨道的远地点，距地面高度为h.己知地球半径为 R,地球质量为M,引力常量为G.则下列结论正确的是() A.导弹在C点的速度大于 GM R+h B B.地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点 地球M C.导弹在c点的加速度等于cM (R+h)2 D.导弹在运动过程中只受重力作用，做匀变速曲线运动 5/6 31.加速度计是测定物体加速度的仪器，在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等 制导系统的信息源。图为应变式加速度计的示意图。当系统加速时，加速度计中的敏感元件也 处于加速状态。敏感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上， 支架与待测系统固定在一起，敏感元件的下端与滑动变阻器 敏感元件 R上自由滑动的滑片连接在一起，当系统加速运动时，敏感 元件发生位移并转换为电信号输出。已知敏感元件是绝缘 体，它的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动 输出信号 滑动变阻器R 势为E,电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R,有效 长度为1，静态时，输出电压为Uo,试求： (1)静态时，滑动变阻器的滑片到左端的距离x: (2)试推导加速度a与输出电压U的关系式。 六、气压式升降椅 某款气压式升降椅通过与椅面连接的气缸上下运动来控制椅子升降，气动杆固 定在底座上，气缸与气动杆之间密闭一定质量的空气（可视为理想气体，气缸气密 性、导热性良好，不计气缸与气动杆间的摩擦)。已知椅面与气缸的总质量为kg, 气动杆的横截面积为30cm2。大气压强Po=l0Pa,重力加速度g取10m/s2,环境 气动材 温度不变。 32.没有任何物体放置在椅面上时，气缸内密闭空气的压强为() A.8×10°Pa B.2×104PaC.1.2×10Pa D.1.0×10Pa 质量为60kg的某同学坐上空的椅面，双脚悬空，椅面迅速下降，回答33-35题。 33.该过程中，气缸内气体的温度( A.升高 B.降低 C.不变 34.又过了较长时间，椅子达到稳定状态，椅面相较于空置时下降了12cm。求该同学坐上椅面前气 缸内密闭气柱的长度为 cm。(保留3位有效数字) 35.升降椅可以用不同材料制作。若将不同材料制作的甲、乙细管竖直插入水中，如图所示，甲管 内水面低于管外水面，乙管内水面高出管外水面。下列说法正确的是( A.水与甲管的现象叫做浸润，水与乙管的现象叫做不浸润 B.与甲管接触附着层内的水分子之间的作用表现为斥力 C.两图现象均是毛细现象 D.用乙管材料制作防水衣防水效果比甲管材料好 6/6 上海市建平中学2025学年第二学期学习活动 高三物理 批注A小：1)地球表面物体重力等于万有引力 考生注意： GMm mg= R2 M=gR ,所以 G: 1.本场考试时间60分钟，满分100分。 2本试卷标注”多选“的试题，每小题有2至3个正确选项，漏选给部分分，错选不给 批注A2非m/2gR 分；未特别标注的选择性试题，每小题只有1个正确选项。 3.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。 批注A3引：神舟十五号在轨道上有R2三mR T 一、神州十五号 神舟十五号的发射与交会对接过程如图，其中I为近地圆轨道，半径可认为等于地 =周图 球半径，Ⅱ为椭圆变轨轨道，Ⅲ为天和核心舱所在轨道。P、Q分别为轨道Ⅱ与上、Ⅲ轨道 R+R 的交会点。已知神舟十五号质量为m,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有 R3 2 引力常量为G。 L.地球质量M上 根据开普勒第三定律有了 2.神州十五号在I轨道上运行1/4圆周的过程中，万有引力对其冲量大小1 R(n+1) T2=π 3.若Ⅲ轨道半径为R(n>1),试通过计算分析论证神舟十五号在轨道I运动时的周期T小于 轨道的周期 2g ,所以T<T: 在轨道Ⅱ运动时的周期T。 4.取无穷远处引力势能为零，要使神舟十五号从轨道/迁移到轨道，试求所要提供的最小能量。 (忽略空气阻力，摩擦引起的能量损失) 批注A4:在I轨道上有 R E=-Gm R 二、近代物理百年 m 在Ⅲ轨道上有 (nR)nR E2 =-GMin 上个世纪随着人们对于物质微观层面的深入研究。随着人类对物质结构的不断层层深入的探索，原子 nR 物理、原子核物理、粒子物理领域莲勃发展，也使得人类对于物质的认识上升到了一个新的阶段。 神舟十五号从迁移到轨道过程中，飞船增加的机械能 5.如图所示为由波尔模型求得氢原子的能级示意图，下列说法正确的 即神舟十五号所要提供的最小能量为 EleV 0 是() =8 2m-GMm (1 nR m-G）-mgR(a- R 2n A.大量处于n=4激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中，能 -1.51 辐射4种不同频率的光子 -3.40 批注A5孙【答案】D B.电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，需要吸收能量为0.85eV的光 【详解】A.大量处于n=4激发态的氢原子，在向较低 子 -13.6 能级跃迁的过程中，能辐射6种不同频率的光子，A错 C.电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，电子的动能减小、电势能增大 误： D.用4.00eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，可以使其电离 B.电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，需要吸收能 量为l.89eV的光子，B错误： C.电子从”=3能级跃迁到n=2能级时，电子的动能 增大，电势能减小，C错误： D.用4.00eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，可 以使其电离，D正确。 故选D 116 6.氢(R-222)是一种室内空气污染物，联合国原子辐射效应科学委员会估计，人体受到来自天然 的辐射中，氢及其子体的贡献占54%。R-222常常存在于刚装修好的房间中，因此刚装修好的房 批注A6:【答案】B 子需要空置一段时间后方可入住。已知Rn-222的半衰期为3.8天，为使房间内的Rn-222放射性 降低到初始值的0.1%，则大约需要多久方可入住() 【详解】根据衰变公式m。 A.20天 B.40天 C.60天 D.80天 代入数据可知 1=1og0.001=log:1000≈10 7.如图是查德威克等科学家通过实验发现中子的实验模拟图，实验中涉及有三种粒子，侧() 则有1=10r=38天 长秦 故大约需要40天方可入住。 故选B。 批注A7:【答案】B 【详解】查德威克发现中子的实验，是利用钋(Po)衰 A.x,是中子 B.x2是中子 C.x是中子 D.是a粒子 变放出的a粒子轰击铍(Be)产生的中子能将石蜡中的 质子打出来，则是粒子，x:是中子，x是质子。 8.在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的轨迹是非常重要的实验证据。根据对不同粒 故选B。 子轨迹的分析和比较，科学家可以得到粒子的带电情况、运动情况等许多信息，甚至可以发现新 粒子。现将一粒子源装入放在匀强磁场的云室中（粒子源不固定，且云室中阻力忽略不计），粒子 批注A8:【答案】D 源不断向相反方向同时放出一对电荷量为p,质量为km的正离子(p、k均为常量且都大于1) 【详解】AB.两种电性不同的带电粒子在同一磁场中同 时向相反的方向运动，根据左手定则可知，两粒子的轨 和电荷量为e,质量为m的电子，下列说法正确的是() 迹在出发点相切，且互为内切圆：粒子在磁场中运动， XX 洛伦滋力充当向心力，有 即=马黄 XX 粒子源× 可得 甲 ®=器 A.两种粒子的运动轨迹如图甲所示，且半径大的一定是电子 则可知两粒子在磁场中运动的轨迹半径分别为 B.两种粒子的运动轨迹如图乙所示，且半径大的一定是电子 Re=kmig C.若正离子和电子的速度之比为k,则粒子源不会移动 Bpe D.若正离子和电子的速度之比为大，则粒子源不会移动 R爱 可知正粒子和电子的半径比为 9.2025年10月1日，位于安微合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破，BES7 批注A9:L.A.核聚变是轻核聚合成重核的反应，而 装置主机关键部件一杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生核聚变时的核反应方程为 3A1+;He→P+。n属于原子核的人工转变，A错 H+H→X+n+17.6MeV,则下列说法正确的是() 误： B.根据质能方程△E=△mC2,已知 A.A1+He→P+。n也属于核聚变 △E=17.6MeV=2.816×10-2J 可得△m≈3.13×1029kg,B正确： B.一个H和一个H聚变时，质量亏损约为3.13×10”kg C.核聚变的质量数守恒（核子数不变），但由于质量亏 C.因为核聚变释放能量，根据AE=△mc2可知核聚变后的总质量数减少 损（部分质量以能量形式释放），是总质量减少，而非 D.新核X为He “总质量数减少”，C错误： D。根据核反应过程中，质量数守恒，电荷数守恒， 2/6 10.李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用Co的B衰变完成实验验证，衰变方 批注AI0:【答案】A 【详解】A.根据衰变过程电荷数、质量数守恒，反中微 程是9Co→Ni+c+,是反中微子。则() 子的电荷数为27-(28-1)=0，质量数为60-60-0=0，因此不 带电，故A正确： A.反中微子不带电 B.衰变放出的电子来自原子外层 B.P衰变释放的电子是原子核内中子衰变为质子时产生 C.衰变过程吸收能量 D.Co比Ni更稳定 的，并非来自原子外层电子，故B错误： C.自发衰变过程存在质量亏损，根据质能方程会释放能 判断下列说法的正误：(A为正确、B为错误) 量，故C错误： D,自发衰变的方向是从不稳定原子核向更稳定的原子核 11.目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成。() 12.强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子。() 转化，因此然Ni比C0更稳定，故D错误。 13.电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子。() 故选A。 14.夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍。() 批注A1I小：答案】 错误正确错误 错误 三、闪电现象 【详解】(1)[1]现在已经发现的粒子达400多种。它们 闪电是自然界中一种强大的电能表现形式。闪电是由云层所累积的电荷引起的，通常是云层底部带负 大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子 电，顶部带正电。云层下的地面带正电。当电场强度增大到足以击穿空气时，云层与云层之间或云层与地 几种类别，(1)错误。 面之间发生的短时放电现象就是闪电。 (2)[2]强子是参与强相互作用的粒子。质子是最早发现 的强子，质子和中子都是强子，(2)正确。 某次闪电的-1图像如图所示。云层底部与地面之间的距离 个i 100kA (3)【3]科学家们认识到电子、质子和中子并不“基本”。 h=9km,击穿空气所需的电场强度3×10V/m,假设云层底部与地面 这是因为，一方面，科学家们逐渐发现了数以百计的不 间的电场可看作匀强电场，且每次闪电击向地面输送的电荷量相同，回 同种类的新粒子，它们并不能看作由质子、中子、电子 答15-19题。 组成的：另一方面，科学家们又发现质子、中子等本身 15.则() 也有自己的复杂的结构。所以，从20世纪后半期起，就 0.1ms 将“基本”二字去掉，统称为粒子。(3)错误。 A.一次闪电释放的总电荷量为50C 批注A12小：B.平均电流 B.闪电时，云层底部和地面之间的平均电流为50kA 1=、 C.一次闪电释放的能量为W=2.7×10°J 0.1x10A=50kA,B正确： 5 D.地球上每年闪电3.2×10次，全年闪电放出的总能量约为10kW-h C,云层与地面间的电压U=Eh,释放的能量 W=QU代入数据可得W=1.35×10J,C错误： D.一次闪电能量换算后为3.75×10kwh:全年的总能量 16.云层底面的电势比地面 (A“低”、B“高) 远远大于10kwh,D错误。 17.(接上题) V。 故选B. 18.云层底面与地面构成的电容器的电容为 F(保留3位有效数字) 批注A13孙：已]闪电是云层（带负电）向地面（带正电） 19.(接上题)发生闪电后，云层底面与地面间的电容 ,(A变大、B变小、C不变)。 放电，因此云层底面电势比地面低 2]U=Eh=2.7×10V 批注A14:U电容C=号=1.85x100F U [2]云层与地面的距离d和面积S均不变，因此电容不 变 3/6 20.如图，雷雨时一头牛栓在树下，闪电击中了树，一个持续40μs的电流 -200kV 脉冲流过地面，这段时间地面形成的等势面如图。如果前后两脚间的 -400kV 批注A15印：华前后脚向的电势差 身体电阻为5002，则闪电过程中耗散在牛体内的能量约为() U=200kV=2×10V,电能W= R代入数据可 A.1000J B.2000J C.3200J D.4000J 得W=3200J,C正确， 故选C 批注A16:【答案】(1)垂直0(2) 四、电能的产生与传输 e=BLosinon.(3)BLo 2Rk 电力是现代人类发展必不可少的能源。我国在不但电能产生大国，远 【解析】(1)[1【2]当线圈平面与磁场垂直时，磁通量最 距离输电技术也位于世界领先地位。 大，线圈中的电动势为0：转动过程中，当线圈平面与 磁场平行时，线圈中的电动势最大，电动势的最大值为 学校的某课外探究小组设计了如图所示的电路探寻电的产生，用一边 长为L的单匝正方形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕 E =BSo=BL'o OO轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为R相连，不计其它电阻， (2)3]当线圈平面与磁场垂直时，开始计时，线圈中的 变压器左右线圈匝数之比为k,回答21-24题： 电动势e随时间变化的关系式为 e=E sin ot BL'osin ot 21.当线圈平面与磁场 (A.垂直、B.平行)时，磁通量最大， (3)线周转动过程中变压器原线周电压有效值 22.(接上题)此时线圈中的电动势为。 u-务器 23.当线圈平面与磁场垂直时，开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 24.线圈转动过程中电阻R的功率。 线图电压有效值U,=兰=B k√2k 电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明 电题R的功率P=g_BZ如 用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的 R=2R2 总电阻为42。全校共有22个班，每班有“220V,40W灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，回答25-27 批注A17:【答案】(1)24A：(2)144W:(3) 题： 226V:(4)973% 【详解】(1)降压变压器的输出功率为 = P=40×22×6W=5280W 降乐变压器刷线圈的电流 P5280A=24A 升压变压器 降压变压器 1,-0 (2)降压变压器原线圆的电流 25.降压变压器副线圈的电流4= 26.输电线损失的功率△P= =%1=x24A=6A 几3 27.升压变压器的输入电压U= 输电线损失的功率△P=IR=144W (3)降压变压器原线圈电压为 U,=U,=4×220V=880V 416