2027届上海市新中高级中学高三上学期一模物理试题

2026学年上海市新中高级中学高三一轮复习检测·高三一模模拟 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 1. 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 1. 试卷共6页，答题纸共1页，请作答在答题纸上 1. 请自备科学计算器（卡西欧）并准确填写考号 1. 若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、碳14同位素测量 （本大题共17分） 同位素相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图1所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA-I、磁体-I和高电压清除器，让只含有三种碳同位素、、的离子束（初速度可忽略不计）进入磁体-Ⅱ．磁体-Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离、、三种同位素，其中、的离子被接收器F所接收并计数，它们的离子数百分比与U之间的关系曲线如图2所示，而离子可通过接收器F，进入静电分析仪ESA-Ⅱ，被接收器D接收并计算。（本题计算均保留2位有效数字） （参考数据：，原子质量单位，元电荷，的半衰期约为5700年） 1．写出中子与发生核反应生成，以及发生衰变生成的核反应方程式： _______________________________、_______________________________． 2．求：的离子所对应的U值，并求：磁感应强度B的大小． （计算题） 3．如图1所示，ESA-Ⅱ可简化为间距两平行极板，在下极板开有间距的两小孔，仅允许入射角的离子通过。求：两极板之间的电势差U． （计算题） 4．对古木样品，测得与离子数之比值为；采用同样办法，测得活木头中与的比值为，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。则古木被砍伐距今________年． 二、洛埃镜实验 （本大题共16分） 1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验）。应用洛埃镜测量红色激光频率的原理如下：如图所示，是单缝S通过平面镜成的像，如果S被视为双缝干涉中的一个缝，相当于另一个缝。激光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里出现干涉条纹。现测得光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为和，光屏上形成的相邻两条亮纹（或暗纹）间距离为。设光速为c。请回答下列问题： 1．本实验主要体现了激光的（ ）（多选题） A．单色性好 B．相干性好 C．平行度好 D．亮度高 2．关于该实验，下列说法中错误的有（ ）（多选题） A．若使用白光完成该实验，可在光屏上观察到关于平面镜对称的彩色条纹 B．将平面镜向下移一段距离，将光屏向右移一段距离，一定能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离 C．将红色激光改为紫色激光，保持其他条件不变，则一定能够减小光屏上相邻两条亮纹之间的距离 D．若将平面镜缩小一半，保持其他条件不变，在光屏上观察到的条纹数量，范围与间距发生变化 E．该洛埃镜实验的现象能验证光的波动性 3．旋转偏振片观察自然光经平面镜反射的光，发现透射光强度会发生周期性变化。用相同方式观察_____，也能看到该现象。（ ） A．蜡烛火焰直射出的光 B．枯枝经水面折射出的光 C．白炽灯钨丝发出的光 D．测距仪发出的超声波 4．物理王小张同学做实验时，平面镜意外倾斜了微小角度，但光屏上仍出现了干涉条纹。现水平向左略微平移倾斜的平面镜，干涉条纹间距将（ ） A．变大 B．不变 C．变小 5．该激光的频率为______________． 三、火灾报警装置 （本大题共12分） 现油库采用的火灾报警装置主要有两种，分别利用热力学定律与光电效应原理。 活塞式火灾报警器如图1所示，当活塞触及卡柱时，触发报警，致使闪烁灯闪烁、警报器鸣笛。导热性能良好的容器安装在天花板上，卡柱到容器上端距离为L。横截面积为S、质量为的活塞（厚度不计）密封一定质量的理想气体，活塞能沿容器无摩擦滑动。未发生火灾时，环境温度为，活塞与卡柱的距离为；发生火灾时，容器内温度缓慢上升到，从至过程中容器中气体内能增加了9.6J。已知，，，，，，。 1．未发生火灾时容器内的压强大小为__________Pa． 2．在图2中画出从至过程中容器内气体的图像． （作图题） 3．从至过程中，气体吸收的热量大小为__________． 紫外光电火灾报警装置工作电路如图甲所示，A为阳极，K为阴极，阴极材料逸出功为3.24 eV。氢原子能级图如图乙所示，大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出不同频率的光，用这些光照射如图甲所示的光电管阴极K。已知紫外光光子的能量范围为3.11~10.34 eV。 4．下列说法正确的是（　　） A．这些氢原子发出的光均可使光电管产生光电效应 B．这些氢原子发出的光子中有2种属于紫外光 C．明火中紫外线的强度越大，电压表的示数越小 D．若用氢原子从n＝2能级跃迁到基态辐射出的光照射阴极，其对应的遏止电压为6.96 V 四、三叶式线圈 （本大题共13分） 某种利用电磁感应原理测血栓的仪器，其中一个元件为固定的“三叶式”线圈，如图甲所示，线圈六段圆弧的圆心角均为，圆心均在O点，其中小圆弧半径均为r，大圆弧半径均为2r。现有长、电阻的均匀导体棒OA可绕O点在纸面内以角速度顺时针匀速转动，从O点和线圈上引出两导线与定值电阻构成一个闭合电路，整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。在导体棒OA顺时针匀速转动过程中，导体棒和线圈接触良好，除导体棒和定值电阻外，其余电阻不计。 1. 为研究三叶式线圈，物理王小张同学决定先对相关电磁感应原理进行研究，他设计了如图乙所示的装置：某直流发电机的简化原理图。以O点为圆心、半径为l的圆弧形金属导轨MN固定在纸面内，长为l的导体棒OA可绕O点以角速度ω匀速转动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里。请运用法拉第电磁感应定律，证明：导体棒产生的感应电动势E=Bωl2． （论证题） 2. 试对三叶式线圈相关物理原理进行分析： （1）比较导体棒两端的电势高低：______（ ） A．大于 B．等于 C．小于 （2）导体棒经过图示位置时流过的电流的大小为__________； （3）导体棒经过位置时电阻的电功率P的大小为__________； （4）通过电阻的电流的有效值I的大小为__________． 五、激流勇进 （本大题共14分） 夏日炎炎，激流勇进是魔都高中生热爱的戏水项目。如图(a)，倾角为的水道足够长，长度为L的区为超光滑水膜段，其余部分是粗糙程度相同的普通磨砂防滑段，工作人员用长为L的安全轻绳连接两个相同的漂浮阀。开始时漂浮阀处于点，轻绳恰好伸直。工作人员由静止同时松开两筏的制动闸，经过一段时间后，漂浮阀发生弹性碰撞。再经过一段时间轻绳突然绷紧，漂浮阀达到共同速度，并一起匀速运动。已知重力加速度大小为g。 1．求：漂浮阀与粗糙普通磨砂防滑段部分之间的动摩擦因数． （计算题） 2．求：漂浮阀从静止释放至运动到N点的时间． （计算题） 3．求：漂浮阀和漂浮阀一起匀速运动的速率． （计算题） 六. 微球载道 （本大题共28分） 在物理研究的长河中，我们常将运动的物体抽象建模为小球。 【功能动量】：探寻功，能量与动量的相关问题时，我们常以滚动的小球为起点， 1. 如图所示，甲、乙两小球在恒力作用下同时由静止从A点开始滚动，沿直线AC运动。甲以加速度a3做初速度为零的匀加速运动，到达C点时的速度为v。乙以加速度a1做初速度为零的匀加速运动，到达B点后做加速度为a2的匀加速运动，到达C点时的速度也为v，其中a1≠a2≠a3 . （1）小球在运动时具有动能和动量，动能的表达式为：，动量的表达式为： ①：请直接写出动能和动量的单位.（用国际基本单位制表示） ②：二者表达式中都含有矢量，请分析说明：为什么动能是标量，动量是矢量． （简答题） （2）巧借v-t图像，说明：甲，乙两小球不可能同时由A点到达C点. （论证题） 【电场】：库仑在扭秤实验中推演库仑定律时，亦运用带电金属小球。研究电场性质，小球是强力帮手。 2. 一质量为m、带电量为的小球（可视为点电荷），正在匀强电场中运动. （1）若该带正电小球仅在电场力的作用下以某一初速度开始运动，则在小球运动过程中，下列说法正确的有（　　）（多选题） A．所处位置的电势一定不断降低 B．电场线方向就是该电荷运动的加速度方向 C．轨迹可能是与电场线平行的直线 D．轨迹可能是与电场线垂直的直线 （2）在光滑绝缘的水平面上有一长为l的绝缘细线，细线一端系在O点，另一端系一小球，沿细线方向存在场强大小为E的匀强电场，此时该带正电小球处于平衡状态，如图所示。现给该带正电小球一垂直于细线的很小的初速度，使小球在水平面上开始运动，求：小球能获得的最大电势能和到达电势能最大的位置所需的时间． （计算题） 第 1 页 共 2 页 2026学年上海市新中高级中学高三一轮复习检测·高三一模模拟 物理试卷（等级考） 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026学年上海市新中高级中学高三一轮复习检测·高三一模模拟 参考答案： 一. 碳14同位素测量 （共17分） 1. （2分） （2分） 2. 在加速电场中，由动能定理得： （1分） 磁场中，洛伦兹力提供向心力： （1分） 联立解得：， 相比，的比荷更大，通过圆形管道所需要的电压更大，（1分） 通过图2可知当电压为时，与的离子数百分比为，（1分） 故的离子所对应的U值为。（1分） 根据整理得：（1分） 3. 由题意知，粒子在板间做类斜抛运动，水平方向有：，（2分） 竖直方向有：，，（2分） 联立解得：（1分） 4. 9030 （2分） 二. 洛埃镜实验 （共16分） 1. ABC （4分） 2. ABD （4分） 3. B （3分） 4. A （3分） 5. （2分） 三. 火灾报警装置 （共12分） 1. （2分） 2. （4分） 3. 10J （3分） 详解：气体仅在等压膨胀阶段做功，有 （1分） 从至过程中容器中气体内能增加了9.6J，代入热力学第一定律 （1分） 可得气体吸收的热量为 （1分） 4. D （3分） 四. 三叶式线圈 （共13分） 1． OA在的时间内扫过面积为： （1分） 回路磁通量增加： （1分） 根据法拉第电磁感应定律可得电动势为： （1分） 2． （1） C （3分） （2） （2分） 详解：导体棒经过图示位置时电动势： 流过的电流：；解得： （3） （2分） 详解：导体棒经过OQ位置时电动势：；流过的电流： 所以导体棒经过位置时电阻的电功率： （4） （3分） 详解：设通过电阻的电流的有效值为I，则有： （2分） 可知过通过电阻的电流的有效值： （1分） 五. 激流勇进 （共14分） 1. 、一起匀速运动时，对、整体有：（2分） 解得：（1分） 2. 、一起下滑距离，对、整体有：（1分） 解得： 由位移公式可得：（1分） 解得： 此时、的速度为：（1分） 从运动至，因绳子松弛，故对有：（1分） 由位移公式可得：（1分） 解得： 又：（1分） 解得：（1分） 4. 运动至点后匀速运动，之后、发生弹性碰撞，由于质量相同，所以碰后交换速度， 直至轻绳绷紧，二者以相同的速度匀速运动，以运动方向为正方向 该过程系统合外力始终为0，动量守恒，则有：（3分） 评分要点：语言描述1分，规定方向1分 公式1分 解得：（1分） 六. 微球载道 （共28分） 1. （1） ①：动量单位：kg·m/s （1分） 动能单位：kg·m2/s2 （2分） ②：本小题共4分，详解如下： 中矢量v的正负可表示动量的方向； （2分） 中的矢量的正负在中不体现，无法表示方向 （2分） （2） 本小题共7分，详解如下： 根据速度时间图线得，若，如图所示： （2分） 若，如图所示： （2分） 因为末速度相等，位移相等，即图线与时间轴所围成的面积相等； 通过图线作不出位移相等，速度相等，时间相等的图线，故甲乙不能同时到达。（3分） 2. （1） BC （4分） （2） 本小题共10分，详解如下： 由于初速度很小，可将小球的运动看作简谐运动（1分），题图位置即为等效的最低点即平衡位置（1分）。当小球的速度为零，根据能量守恒定律可知，小球获得的电势能最大，即为。（1分） 当小球在平衡位置静止不动时绳子的拉力为： （1分） 故可得，等效的重力加速度为： （1分） 而单摆的振动周期公式为： （2分） 小球第一次到达电势能最大的位置所需时间为： （1分） 则第n+1次到达电势能最大的位置所需时间为： （2分） 学科网（北京）股份有限公司 $