精品解析：2026届上海市复旦大学附属中学高三下学期等级考模拟物理试卷

2026届上海市复旦大学附属中学高三等级考模拟 物理试卷 考试时间60分钟 满分100分 考号：______ 考生注意： 1．本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项. 2．在列式计算，逻辑推理以及简答，论证题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示. 3．试卷共8页，答题纸共2页，请作答在答题纸上. 4．请自备科学计算器（卡西欧）并准确填写考号. 5．若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2. 1. 水火箭 物理兴趣社的小昕同学制作了水火箭并探究其相关物理性质。为了探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭的塑料容器竖直固定，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计，如图（a）所示。在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，不计容器的容积变化。 （1）设充气过程中气体温度不变，则充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为（　　） A. B. C. D. （2）打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图（b）中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。则气体在状态N与状态M时的热力学温度之比为（　　） A. B. C. D. （3）图（b）中虚线是容器内气体在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强p与体积V的变化关系图线，试判断气体在图（b）中沿实线从M到N的过程是吸热还是放热。（论证题） 【答案】（1）C （2）A （3）由图像与横坐标轴所围面积表示气体做功可知，从M到N的过程对外做功更多，和都是从状态变化而来，应该相同，可得；可知从M到N的过程内能降低的更少。由热力学第一定律可知，从到的过程绝热，内能降低等于对外做功；从到的过程对外做功更多，内能降低反而更少，则气体必然吸热。 【解析】 【小问1详解】 设充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为V，充气过程中气体温度不变，则有 解得 故选C。 【小问2详解】 容器内气体从状态M变化到状态N，由理想气体的状态方程可得 解得 故选A。 【小问3详解】 略。 2. 地铁换乘 魔都政府为了保证高考期间的地铁换乘的便利与安全作出了许多布控。 （1）地铁车体和屏蔽门之间安装有光电传感器主要用于检测间隙中的异物，防止夹人事故。如图甲所示的光电传感器，若光线被挡住，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 由题述可知光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV B. 光线发射器中发出的光有两种可见光 C. 若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小 D. 由题述可知，a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光 （2）为了考生换乘地铁方便，厦门海沧区政府在地铁口和主要干道上投放了大量共享电动车。骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（　　）（多选题） A. 霍尔元件下表面电势高于上表面 B. 霍尔元件下表面电势低于上表面 C. 从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm D. 其他条件不变，调大电流I，可以增大vm 【答案】（1）C （2）AD 【解析】 【小问1详解】 AB．光线发射器中发出的光子的能量分别为 可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，光线发射器中发出的光只有一种为可见光； 根据光电效应方程，E1照射光电管时光电子飞出阴极时的初动能最大为，故AB错误； C．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，因为光子数量减少，则光电子数量减小，光电流变小，故C正确； D．由图丙可知，a光遏止电压小于b光遏止电压，由 得a光能量小于b光能量，则a光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 AB．霍尔元件工作时载流子为电子，由左手定则可知电子所受洛伦兹力指向上表面，所以霍尔元件下表面电势高于上表面，故A正确，B错误； C．设霍尔元件上、下表面的距离为d，可得 解得 已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，则穿过霍尔元件的磁场变弱，vm减小，故C错误； D．根据 联立解得，可知其他条件不变，调大电流I，则增大，则可以增大vm，故D正确。 故选AD。 3. 浮筒式波浪发电机 南海上某哨塔想采用浮桶式波浪发电补充生活用电，其原理简化如图甲。能产生如图乙辐向磁场的磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈内置于浮桶中。浮桶随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。该线圈与阻值的指示灯相连。如图乙所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成，图乙中斜线阴影部分为产生磁场的磁体；匝数匝的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度，线圈直径，内阻不计。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动为简谐运动，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S，海水密度为，重力加速度为g，忽略海水对浮桶的阻力。 （1）装置入海后，浮筒随海浪上下运动为受迫振动，产生正弦交流电。已知浮桶作简谐运动的固有周期公式为：，其中m为振子质量，海浪的周期始终为； ①k的国际基本单位为______。 ②浮桶做简谐运动的回复力满足，则系数k的表达式应为下列选项中的（ ） A. B. C. D. ③当浮桶及线圈的总质量m=______时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高； ④浮筒相邻两次达到最大速率的过程中，重力的（ ） A.冲量和做功均为零 B.冲量不为零，做功为零 C.冲量和做功均不为零 D.冲量为零，做功不为零 （2）假设浮桶振动的速度可表示为，取。 ①求：灯丝在1小时内产生的焦耳热； ②若输出端通过理想变压器给哨塔供电，如图丙所示，当闭合，断开时，原线圈中电流表示数为，已知图中灯泡标称为“”，恰能正常发光，电动机线圈电阻为，求：此时图中电动机的机械功率。 【答案】（1） ①. ②. A ③. ④. B （2）57600J，42W 【解析】 【小问1详解】 [1] 简谐运动的周期 分别代入国际基本单位可得k的国际基本单位为 [2] 设浮桶的平衡位置为O，当浮桶偏离平衡位置的位移为时，浮力的变化量为 根据简谐运动回复力的定义，回复力 结合简谐运动回复力，可得 故选A。 [3] 结合回复力系数，可得浮桶与线圈做简谐运动的固有周期 当时，浮筒振幅最大，浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高 可得 [4] 重力的冲量 重力做功 故选B。 【小问2详解】 ①根据浮桶振动速度的表达式可知，线圈的最大速度为 最大感应电动势为 则最大感应电流为 由于浮桶速度随时间变化的规律为正弦函数，故产生正弦式交变电流，感应电流的有效值为 由焦耳定律得，灯丝在1小时内产生的焦耳热为 联立解得 ②灯泡恰能正常发光，根据 得 变压器原线圈两端电压 副线圈两端电压 则变压器原、副线圈的匝数比为 变压器原、副线圈中电流之比为 可得 通过电动机的电流为 电动机的机械功率 代入数据得 4. 新能源汽车的能量回收系统 依靠物理原理，新能源汽车的能量回收系统设计不仅可以增长续航，更有利于实现碳中和。 （1）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　） A. B. C. D. （2）一质量为1500kg的电动汽车沿斜坡倾角的斜坡匀减速下坡。从72km/h减速至18km/h用时5s。若这5s内系统完全使用再生制动，且该车在行驶过程中受到的除制动力以外的其余阻力大小为500N，则这5s内该车的位移大小x=______m，再生制动提供的制动力大小F=_______N。 （3）某兴趣小组为研究电动汽车能量回收装置原理，设计了如图所示的模型：两个半径不同的同轴圆柱体间存在由内至外沿半径方向的辐向磁场。有一根质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒MN通过导电轻杆与中心轴相连，可绕轴转动，金属棒所在之处的磁感应强度大小均为B，整个装置竖直方向放置。中心轴右侧接一单刀双掷开关：开关接通1，由电动势为E，内阻为r的电源给金属棒供电，棒MN受到阻力f方向与速度相反，大小与速度成正比，，k为已知常数。当MN运动的路程为s时已经匀速运动。若开关接通2，开始能量回收，给电容为C的电容器充电。初始时电容器不带电、金属棒MN静止，电路其余部分的电阻不计。 Ⅰ.在开关接通1瞬间，求：棒MN受安培力大小； Ⅱ.开关接通1，求：稳定后棒MN的最大速度； Ⅲ.接第Ⅱ问，若最大速度已知，记为，则 ①求：开始转动到最大速度过程中，电源把多少其他形式能转化为电能； ②达到最大速度后，开关接通2，若此后阻力不计，在一段时间后金属棒将再次匀速转动，求：此时电容器C上的带电量Q。 【答案】（1）B （2） ①. 62.5 ②. 5200 （3） Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． ①，② 【解析】 【小问1详解】 A.该电路中当开关S断开时，整个电路均断开，则不能给电池充电，A错误； B．该电路中当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当电源，电源U与L中的自感电动势共同加在电池两端，且此时二极管导通，从而实现给高压充电，B正确； C．该电路中当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时L也与电路断开，还是只有回收系统的电压U加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，C错误； D．该电路中当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时电源U也断开，只有L产生的自感电动势相当电源加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1] 小车的位移 [2] 小车的加速度 方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 Ⅰ． 由闭合电路的欧姆定律 安培力 可得 Ⅱ．匀速转动时回路中电流，则 匀速转动，动力与阻力平衡 解得 Ⅲ． ①根据动量定理 解得： 其他形式能转化为电能： ②令再次匀速v，电容器电量Q，由 解得 5. 嫦娥奔月 “嫦娥”五号探测器是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。现研究探测器先环绕地球再变轨，采集月壤后回到地球的过程。设探测器质量为m，首先在近地轨道上绕地球运行，如图甲所示。地球质量M，引力常量G，地球半径为R。 （1）将探测器推至月球附近的过程，为了安全需经历多次变轨。研究其第一次变轨，在地表附近的A点迅速启动发动机，使探测器进入椭圆轨道，该轨道的远地点B距地心为8R。已知探测器的引力势能可表示为（无限远处势能为零） ①求：变轨前探测器的机械能； ②结合开普勒第二定律，求：点火过程中发动机对探测器做的功W。 （2）月球有类似于地球的南北两极和纬度。如图所示，月球半径为R，表面重力加速度为，不考虑月球自转。从月球北极正上方水平发射一物体，要求落在纬度的M处，其运动轨迹为椭圆的一部分。假设月球质量集中在球心O点，如果物体沿椭圆运动的周期最短，则（　　）（多选题） A. 发射点离月面的高度 B. 物体沿椭圆运动的周期为 C. 此椭圆两焦点之间的距离为 D. 若水平发射的速度为v，发射高度为h，则物体落到M处的速度 （3）在返回器完成研究任务、返回至地表附近时速度过大，以此速度直接冲入大气层会损伤返回器。科学家提出采用半弹道跳跃方式再入返回；如图所示，通过小角度擦入大气层，以“打水漂”的形式多次跳跃再入，通过返回器与大气层的摩擦逐步减速至安全速度内。返回器在“打水漂”过程中减少的动能转变为其内能主要通过烧蚀材料带走，剩余少量能量则通过向四周辐射的形式耗散。有天文爱好者质疑该计划的安全性；返回器产生的辐射是否会对地球表面产生显著影响？请你结合第一次“打水漂”过程的相关数据，与太阳对地球的辐射进行比较，给出结论并进行合理解释。（相关计算结果可保留一位有效数字）以下为可能用到的数据：返回器质量，第一次进入大气层的速度约为第二宇宙速度，跳出大气层的速度，返回器跳跃一次并恢复初始温度的总时长，辐射能量占比，跳跃时离地平均高度。地球半径，太阳辐射至地表的单位面积功率为。（简答题） 【答案】（1）， （2）BC （3）根据能量守恒定律，结合题意可得第一次“打水漂”过程探测器辐射的能量为 假设这些能量均匀向四周辐射，辐射到地球表面（即平均辐射到以h为半径的球面）时单位面积的能量为 因此单位面积功率为 代入数据，解得 已知太阳辐射至地表的单位面积功率为 可得 可见返回器产生的辐射远小于太阳对地球的辐射，故返回器产生的辐射不会对地球表面产生显著影响。 【解析】 【小问1详解】 [1]探测器变轨前在近地轨道上环绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得 变轨前探测器的动能为 变轨前探测器的引力势能为 变轨前探测器的机械能为 [2]变轨后探测器在椭圆轨道上运动，设其在A、B点的速度大小分别为、。 变轨后探测器从A到B的过程，根据机械能守恒定律得 根据开普勒第二定律可得 联立解得 变轨的瞬间探测器的引力势能不变，根据功能关系可得点火过程中发动机对探测器做的功为 【小问2详解】 C．根据题意可知椭圆轨道的一个焦点为，设椭圆的另外一个焦点为，如图所示 设椭圆的半长轴为，焦距为，根据椭圆知识可知 根据开普勒第三定律可知如果物体沿椭圆运动的周期最短，则椭圆的半长轴最小，根据几何关系可知当垂直于时，半长轴最小，如图所示 由几何关系有 解得 根据几何关系可得椭圆的焦距，故C正确； A．根据几何关系可得发射点离月面的高度，故A错误； B．设物体绕月球表面做匀速圆周运动时的周期为，则由重力提供向心力得 结合开普勒第三定律 联立可得物体沿椭圆运动的周期为，故B正确； D．由引力势能公式 结合万有引力公式 结合机械能守恒定律有 联立可得，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 略。 6. 春晚机器人 两届春晚，物理学赋予宇树人形机器人做出一系列高难度工作的动力。 （1）2026年马年春晚上机器人展示中国功夫，某机器人先做匀速直线运动，再做匀加速直线运动，以开始匀加速的时刻为0时刻。运动的时间用表示，速度用表示，位移用表示，加速度用表示，则下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. （2）2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。某时刻机器人转手绢使得手绢上各点绕竖直转轴O在水平面内做匀速圆周运动，手绢可简化成如图所示，则手绢上质点A、B的物理量一定相同的是（　　） A. 线速度 B. 周期 C. 向心加速度 D. 向心力大小 （3）小昕同学对春晚机器人抛接手绢视频逐帧分析后发现，抛出后的手绢在细线拉力的作用下被回收。某段时间内，手的位置O点不变，手绢可视为做匀速直线运动，其运动轨迹如图乙中虚线段PQ所示，则手绢从P到Q运动过程中受到的（　　） A. 空气阻力先增大后减小 B. 空气阻力大小不变 C. 细线的拉力一直增大 D. 细线的拉力一直减小 （4）有两个机器人静止在舞台上，持续发出同相、同频率的声波。收音设备在舞台上移动，收到声波的振幅随位置变化时大时小。收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，a点到这两个机器人的距离分别为10m和16m，则该声波的波长可能为______。 （5）机器人的避障系统使用超声波。甲、乙两机器人正沿同一直线相向运动，若甲发射一列频率为的超声波，乙测得接收到波的频率为，甲测得乙反射波的频率为，则（　　）（多选题） A. B. C. D. E. F. （6）机器人利用激光借助舞台上的水晶装饰柱进行精准定位。已知水晶折射率。 ①一束激光从水晶进入空气，入射角为，则满足<______。 ②水晶装饰柱是一透明圆柱体，其横截面如图所示。PQ是截面内的一条直径。机器人从柱体外发射一束平行于PQ的激光，调节入射点的位置，使这束激光射入水晶柱体后恰好从P点射出，则光线从P点再次进入空气时折射角的度数为______°。（结果小数点后均保留1位数字） （7）春晚舞台上机器人后空翻的精彩演出离不开技术人员对机器人跳跃动作的反复测试，一次实验测试情况如图所示，三块厚度相同、质量相等的木板A、B、C（上表面均粗糙）并排静止在光滑水平面上，尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知三块木板质量均为2kg，A木板长度为，机器人质量为6kg，忽略空气阻力。 ①机器人从A木板左端走到A木板右端时，求：A、B木板间的水平距离； ②机器人走到A木板右端相对木板静止后，以做功最少的方式从A木板右端跳到B木板左端，求：起跳过程机器人做的功，及跳离瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值； ③若机器人以做功最少的方式跳到B木板左端后立刻与B木板相对静止，随即相对B木板进行连续不停地3次等间距跳到B木板右端，此时B木板恰好追上A木板。求：该时刻A、C两木板间距与B木板长度的关系。 【答案】（1）C （2）B （3）D （4） （5）AD （6） ①. 0.7 ②. 82.8 （7）①1.5m；②90J，2；③ 【解析】 【小问1详解】 AB．根据匀变速直线运动速度与时间关系可知机器人的图像是一次函数图像，图像是一条与时间轴平行的直线，故AB错误； CD．根据匀变速直线运动规律，解得因此机器人的图像是一次函数，故C正确；D错误。 故选C。 【小问2详解】 B．质点A、B同轴转动，周期、角速度相同，故B正确； A．根据v=ωr可知半径不同，线速度不同，故A错误； C．根据a=ω2r可知半径不同，向心加速度不同，故C错误； D．根据F=mω2r可知半径不同，向心力大小不同，故D错误。 故选B。 【小问3详解】 依题意，手绢做匀速直线运动，受力分析如图所示 其中重力竖直向下，细线拉力沿细线指向O点，空气阻力沿PQ连线由Q指向P，三力平衡，做出重力与拉力的合力示意图，由图可知，随着手绢的运动，细线的方向沿顺时针转动，且未转到水平方向，由图可知，细线的拉力一直减小，空气的阻力一直减小，故ABC错误；D正确。故选D。 【小问4详解】 收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，说明a点发生波的相消干涉。即为振动减弱点，满足 由题意可知波程差，联立，解得 【小问5详解】 ABC．甲发射超声波（波源），乙接收（观察者），甲、乙两机器人相向运动，即波源与观察者相互靠近。根据多普勒效应，此时乙接收到的频率f2大于甲发射的频率f1，即，故A正确；BC错误； DEF．乙反射超声波（此时乙相当于波源），甲接收（观察者），甲、乙两机器人依然是相向运动，波源与观察者相互靠近。乙反射波的频率是f2，甲接收到的频率是f3，根据多普勒效应，甲接收到的频率f3大于乙反射的频率f2，即，故D正确；EF错误。 故选AD。 【小问6详解】 ①水晶折射率，临界角满足，则一束激光从水晶进入空气，需满足sin＜sinC≈0.7 ②设入射角为i，折射角为r 。因为入射光线平行于PQ，连接O与入射点，根据几何关系可知。由折射定律，联立解得，根据几何关系求出在P点的入射角大小为，由折射定律（为折射角），解得 【小问7详解】 ①机器人从A木板左端走到A木板右端，机器人与A木板组成的系统动量守恒，设机器人质量为M，三个木板质量均为m，取向右为正方向，则 机器人从A木板左端走到A木板右端时，机器人、木板A运动位移分别为为x、x1，则有 同时有 解得A、B木板间的水平距离 ②设机器人起跳的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为，从A木板右端跳到B木板左端时间为t，根据斜抛运动规律得， 联立解得 机器人跳离A的过程，系统水平方向动量守恒 根据能量守恒可得机器人做的功为 联立得 根据数学知识可得当时，即时，W取最小值，代入数值得此时 ③根据可得，根据 解得 分析可知A木板以该速度向左匀速运动，机器人跳离A木板到与B木板相对静止的过程中，机器人与BC木板组成的系统在水平方向动量守恒，得 解得 该过程A木板向左运动的距离为 机器人连续3次等间距跳到B木板右端，整个过程机器人和B木板组成的系统水平方向动量守恒，设每次起跳机器人的水平速度大小为v0，B木板的速度大小为，机器人每次跳跃的时间为，取向右为正方向，得 每次跳跃时机器人和B木板的相对位移为，可得 机器人到B木板右端时，B木板恰好追上A木板，从机器人跳到B左端到跳到B右端的过程中，AB木板的位移差为 可得 联立，解得 故A、C两木板间距为 又 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026届上海市复旦大学附属中学高三等级考模拟 物理试卷 考试时间60分钟 满分100分 考号：______ 考生注意： 1．本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项. 2．在列式计算，逻辑推理以及简答，论证题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示. 3．试卷共8页，答题纸共2页，请作答在答题纸上. 4．请自备科学计算器（卡西欧）并准确填写考号. 5．若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2. 1. 水火箭 物理兴趣社的小昕同学制作了水火箭并探究其相关物理性质。为了探究水火箭在充气与喷水过程中气体的热学规律，把水火箭的塑料容器竖直固定，其中A、C分别是塑料容器的充气口、喷水口，B是气压计，如图（a）所示。在室温环境下，容器内装入一定质量的水，此时容器内的气体体积为，压强为，现缓慢充气后压强变为，不计容器的容积变化。 （1）设充气过程中气体温度不变，则充入的气体在该室温环境下压强为时的体积为（　　） A. B. C. D. （2）打开喷水口阀门，喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体从状态M变化到状态N，其压强p与体积V的变化关系如图（b）中实线所示，已知气体在状态N时的体积为，压强为。则气体在状态N与状态M时的热力学温度之比为（　　） A. B. C. D. （3）图（b）中虚线是容器内气体在绝热（既不吸热也不放热）条件下压强p与体积V的变化关系图线，试判断气体在图（b）中沿实线从M到N的过程是吸热还是放热。（论证题） 2. 地铁换乘 魔都政府为了保证高考期间的地铁换乘的便利与安全作出了许多布控。 （1）地铁车体和屏蔽门之间安装有光电传感器主要用于检测间隙中的异物，防止夹人事故。如图甲所示的光电传感器，若光线被挡住，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 由题述可知光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV B. 光线发射器中发出的光有两种可见光 C. 若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小 D. 由题述可知，a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光 （2）为了考生换乘地铁方便，厦门海沧区政府在地铁口和主要干道上投放了大量共享电动车。骑行者通过拧动手把来改变车速，手把内部结构如图甲所示，其截面如图乙所示。稍微拧动手把，霍尔元件保持不动，磁铁随手把转动，与霍尔元件间的相对位置发生改变，穿过霍尔元件的磁场强弱和霍尔电压UH大小随之变化。已知霍尔电压越大，电动车能达到的最大速度vm越大，霍尔元件工作时通有如图乙所示的电流I，载流子为电子，则（　　）（多选题） A. 霍尔元件下表面电势高于上表面 B. 霍尔元件下表面电势低于上表面 C. 从图乙所示位置沿a方向稍微拧动手把，可以增大vm D. 其他条件不变，调大电流I，可以增大vm 3. 浮筒式波浪发电机 南海上某哨塔想采用浮桶式波浪发电补充生活用电，其原理简化如图甲。能产生如图乙辐向磁场的磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈内置于浮桶中。浮桶随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。该线圈与阻值的指示灯相连。如图乙所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成，图乙中斜线阴影部分为产生磁场的磁体；匝数匝的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度，线圈直径，内阻不计。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动为简谐运动，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S，海水密度为，重力加速度为g，忽略海水对浮桶的阻力。 （1）装置入海后，浮筒随海浪上下运动为受迫振动，产生正弦交流电。已知浮桶作简谐运动的固有周期公式为：，其中m为振子质量，海浪的周期始终为； ①k的国际基本单位为______。 ②浮桶做简谐运动的回复力满足，则系数k的表达式应为下列选项中的（ ） A. B. C. D. ③当浮桶及线圈的总质量m=______时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高； ④浮筒相邻两次达到最大速率的过程中，重力的（ ） A.冲量和做功均为零 B.冲量不为零，做功为零 C.冲量和做功均不为零 D.冲量为零，做功不为零 （2）假设浮桶振动的速度可表示为，取。 ①求：灯丝在1小时内产生的焦耳热； ②若输出端通过理想变压器给哨塔供电，如图丙所示，当闭合，断开时，原线圈中电流表示数为，已知图中灯泡标称为“”，恰能正常发光，电动机线圈电阻为，求：此时图中电动机的机械功率。 4. 新能源汽车的能量回收系统 依靠物理原理，新能源汽车的能量回收系统设计不仅可以增长续航，更有利于实现碳中和。 （1）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　） A. B. C. D. （2）一质量为1500kg的电动汽车沿斜坡倾角的斜坡匀减速下坡。从72km/h减速至18km/h用时5s。若这5s内系统完全使用再生制动，且该车在行驶过程中受到的除制动力以外的其余阻力大小为500N，则这5s内该车的位移大小x=______m，再生制动提供的制动力大小F=_______N。 （3）某兴趣小组为研究电动汽车能量回收装置原理，设计了如图所示的模型：两个半径不同的同轴圆柱体间存在由内至外沿半径方向的辐向磁场。有一根质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒MN通过导电轻杆与中心轴相连，可绕轴转动，金属棒所在之处的磁感应强度大小均为B，整个装置竖直方向放置。中心轴右侧接一单刀双掷开关：开关接通1，由电动势为E，内阻为r的电源给金属棒供电，棒MN受到阻力f方向与速度相反，大小与速度成正比，，k为已知常数。当MN运动的路程为s时已经匀速运动。若开关接通2，开始能量回收，给电容为C的电容器充电。初始时电容器不带电、金属棒MN静止，电路其余部分的电阻不计。 Ⅰ.在开关接通1瞬间，求：棒MN受安培力大小； Ⅱ.开关接通1，求：稳定后棒MN的最大速度； Ⅲ.接第Ⅱ问，若最大速度已知，记为，则 ①求：开始转动到最大速度过程中，电源把多少其他形式能转化为电能； ②达到最大速度后，开关接通2，若此后阻力不计，在一段时间后金属棒将再次匀速转动，求：此时电容器C上的带电量Q。 5. 嫦娥奔月 “嫦娥”五号探测器是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。现研究探测器先环绕地球再变轨，采集月壤后回到地球的过程。设探测器质量为m，首先在近地轨道上绕地球运行，如图甲所示。地球质量M，引力常量G，地球半径为R。 （1）将探测器推至月球附近的过程，为了安全需经历多次变轨。研究其第一次变轨，在地表附近的A点迅速启动发动机，使探测器进入椭圆轨道，该轨道的远地点B距地心为8R。已知探测器的引力势能可表示为（无限远处势能为零） ①求：变轨前探测器的机械能； ②结合开普勒第二定律，求：点火过程中发动机对探测器做的功W。 （2）月球有类似于地球的南北两极和纬度。如图所示，月球半径为R，表面重力加速度为，不考虑月球自转。从月球北极正上方水平发射一物体，要求落在纬度的M处，其运动轨迹为椭圆的一部分。假设月球质量集中在球心O点，如果物体沿椭圆运动的周期最短，则（　　）（多选题） A. 发射点离月面的高度 B. 物体沿椭圆运动的周期为 C. 此椭圆两焦点之间的距离为 D. 若水平发射的速度为v，发射高度为h，则物体落到M处的速度 （3）在返回器完成研究任务、返回至地表附近时速度过大，以此速度直接冲入大气层会损伤返回器。科学家提出采用半弹道跳跃方式再入返回；如图所示，通过小角度擦入大气层，以“打水漂”的形式多次跳跃再入，通过返回器与大气层的摩擦逐步减速至安全速度内。返回器在“打水漂”过程中减少的动能转变为其内能主要通过烧蚀材料带走，剩余少量能量则通过向四周辐射的形式耗散。有天文爱好者质疑该计划的安全性；返回器产生的辐射是否会对地球表面产生显著影响？请你结合第一次“打水漂”过程的相关数据，与太阳对地球的辐射进行比较，给出结论并进行合理解释。（相关计算结果可保留一位有效数字）以下为可能用到的数据：返回器质量，第一次进入大气层的速度约为第二宇宙速度，跳出大气层的速度，返回器跳跃一次并恢复初始温度的总时长，辐射能量占比，跳跃时离地平均高度。地球半径，太阳辐射至地表的单位面积功率为。（简答题） 6. 春晚机器人 两届春晚，物理学赋予宇树人形机器人做出一系列高难度工作的动力。 （1）2026年马年春晚上机器人展示中国功夫，某机器人先做匀速直线运动，再做匀加速直线运动，以开始匀加速的时刻为0时刻。运动的时间用表示，速度用表示，位移用表示，加速度用表示，则下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. （2）2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌。某时刻机器人转手绢使得手绢上各点绕竖直转轴O在水平面内做匀速圆周运动，手绢可简化成如图所示，则手绢上质点A、B的物理量一定相同的是（　　） A. 线速度 B. 周期 C. 向心加速度 D. 向心力大小 （3）小昕同学对春晚机器人抛接手绢视频逐帧分析后发现，抛出后的手绢在细线拉力的作用下被回收。某段时间内，手的位置O点不变，手绢可视为做匀速直线运动，其运动轨迹如图乙中虚线段PQ所示，则手绢从P到Q运动过程中受到的（　　） A. 空气阻力先增大后减小 B. 空气阻力大小不变 C. 细线的拉力一直增大 D. 细线的拉力一直减小 （4）有两个机器人静止在舞台上，持续发出同相、同频率的声波。收音设备在舞台上移动，收到声波的振幅随位置变化时大时小。收音设备移动到a点时，收到声波的振幅基本为0，a点到这两个机器人的距离分别为10m和16m，则该声波的波长可能为______。 （5）机器人的避障系统使用超声波。甲、乙两机器人正沿同一直线相向运动，若甲发射一列频率为的超声波，乙测得接收到波的频率为，甲测得乙反射波的频率为，则（　　）（多选题） A. B. C. D. E. F. （6）机器人利用激光借助舞台上的水晶装饰柱进行精准定位。已知水晶折射率。 ①一束激光从水晶进入空气，入射角为，则满足<______。 ②水晶装饰柱是一透明圆柱体，其横截面如图所示。PQ是截面内的一条直径。机器人从柱体外发射一束平行于PQ的激光，调节入射点的位置，使这束激光射入水晶柱体后恰好从P点射出，则光线从P点再次进入空气时折射角的度数为______°。（结果小数点后均保留1位数字） （7）春晚舞台上机器人后空翻的精彩演出离不开技术人员对机器人跳跃动作的反复测试，一次实验测试情况如图所示，三块厚度相同、质量相等的木板A、B、C（上表面均粗糙）并排静止在光滑水平面上，尺寸不计的智能机器人静止于A木板左端。已知三块木板质量均为2kg，A木板长度为，机器人质量为6kg，忽略空气阻力。 ①机器人从A木板左端走到A木板右端时，求：A、B木板间的水平距离； ②机器人走到A木板右端相对木板静止后，以做功最少的方式从A木板右端跳到B木板左端，求：起跳过程机器人做的功，及跳离瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值； ③若机器人以做功最少的方式跳到B木板左端后立刻与B木板相对静止，随即相对B木板进行连续不停地3次等间距跳到B木板右端，此时B木板恰好追上A木板。求：该时刻A、C两木板间距与B木板长度的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $