2025届上海市杨浦区高三上学期模拟质量调研（一模）考试物理试题（解析版）

这是一份2025届上海市杨浦区高三上学期模拟质量调研（一模）考试物理试题（解析版），共17页。
1.本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，错选不给分；标注“不定项选择”的试题，每小题至少有1项选项正确，至多不限；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、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。
3.除特殊说明外，本卷所用重力加速度g大小均取。
一、中国杂技
中国杂技表演历史悠久，专业演员需经过专业训练并做好全面的安全防护。已知杂技演员阿科的质量为m，当地重力加速度大小为g。
1. 阿科用手捏住长绸带的一端连续上下抖动，形成一列从左向右传播的简谐横波。某一时刻的波形如图，绸带上a、c两质点处于波峰位置，b质点处于波谷位置（ ）
A. a、b两质点之间的距离为半个波长
B. a、b两质点振动开始时刻相差半个周期
C. a质点完成全振动次数比c质点少一次
D. 再过一个周期a质点运动到c质点的位置
2. 如图，阿科沿竖直平面内圆弧形滑道ABC下滑，B为轨道最低点。他在C点飞出，D为空中飞行的最高点。阿科在A、D两点的速率都为v，A、D两点高度差为h。将阿科视作质点，不计空气阻力。阿科（多选）（ ）
A. 在B点的速率可能等于v
B. 在C点的速率一定大于v
C. 从A点到D点机械能变化量为零
D. 从A点到C点的机械能减小了mgh
3. 如图，阿科身系轻质长绳（绳长远大于运动员身高）从舞台一侧由静止出发小角度摆动到等高的另一侧用时为t，悬点O固定，摆角为。估算绳长________，阿科出发时绳上拉力大小________，阿科的加速度大小________。
【答案】1. B 2. BD
3. ①. ②. ③.
【解析】
【1题详解】
A．相邻波峰之间的距离为一个比波长，A错误；
B．由波形图可知a质点在波峰时，b质点在波谷，波由左向右传播，所以b质点比a质点晚振动半个周期，B正确；
C．波是由左向右传播，故a质点比c质点早振动一个周期，C错误；
D．波传播的是振动形式，质点不随波传播，只在自己的平衡位置附近上下振动，D错误。
故选B。
【2题详解】
AB．由题意可知阿科沿圆弧轨道从B到C运动时，克服摩擦力做功，克服重力做功，故在B点的速度大于C点的速度，离开C点后做斜抛运动，重力做负功，所以在C点的速度大于D点的速度，A错误；B正确；
CD．从A到C克服摩擦力做功，机械能减少，从C到D，只受重力，机械能守恒，所以在C点的机械能等于在D点的机械能，因此从A到C机械能的减少量等于从A到D机械能的减少量，阿科在A、D两点的速率都为v，所以从A到C机械能减少了，C错误，D正确。
故选BD。
【3题详解】
由题意可知小球做单摆运动的周期为，根据单摆周期公式
代入数据可知
绳长为
阿科出发时速度为零，此时阿科受重力和沿绳收缩方向的拉力F，正交分解由牛顿第二定律可得
出发时加速度大小为
二、行驶的列车
复兴号动车组列车是我国研制的具有完全自主知识产权、目前世界上运营时速最高的高铁列车。外出旅游的小洛同学坐在一辆沿直轨道高速行驶的列车里。已知列车车窗高度为，长度为。
4. 站在站台上的观察者小庞同学测量小洛同学乘坐的列车车窗，假设列车车速达到（ ）（不定项选择）
A. 100m/s，小庞同学发现明显变长
B. 100m/s，小庞同学发现明显变长
C. ，小庞同学发现明显变短
D. ，小庞同学发现明显变短
5. 如图，小洛同学坐在离车窗距离为50cm的座位上，观察到与铁轨在同一水平面内且平行于铁轨的公路上，有一辆与列车行驶方向相反的拖拉机从车窗右侧出现到车窗左侧消失，用时约2s，公路与铁轨间距离为100m。已知列车匀速行驶的速度大小为270km/h，车窗长度为80cm，则拖拉机行驶速度大小约为________km/h。
6. 如图，列车行驶的水平轨道处于竖直向上的匀强磁场中，在列车底部固定一根与导轨垂直放置的导体棒ab，在列车匀减速进站的过程中
（1）导体棒a、b两端的电势、（ ）
A . B. C.
（2）列车动能随运动时间t、运动距离s变化的关系可能为（ ）（多选）
【答案】4. D 5. 19.44
6. ①. B ②. CD
【解析】
【4题详解】
根据相对论的“尺缩效应”，即
为物体的固有长度，为物体运动的速度。可知，当小庞同学的速度接近光速时，在小庞同学看来，车窗长度明显缩短了，在垂直车的运动方向上，所以观察到车窗的高度无变化。
故选D。
【5题详解】
设小洛同学离车窗距离为d，公路与铁轨间距离为L，的座位上，车窗长度为s，车窗内看到的公路上的距离为x，由相似三角形可知
解得
列车与拖拉机相对速度
解得拖拉机的速度
【6题详解】
[1]列车进站时，根据右手定则可知，产生由a到b的感应电动势，故b端电势比较高。
故选B。
[2]ABC．列车动能随运动时间t变化的图像的斜率
列车匀减速进站，加速度不变，速度减小，图像的斜率减小，故AB错误，C正确；
DEF．列车动能随运动距离s变化的图像的斜率
列车匀减速进站，加速度不变，图像的斜率不变，故D正确，EF错误。
故选CD。
三、流体的特性
液体和气体由大量做无规则运动且无固定平衡位置的分子构成，已知阿伏加德罗常数。
7. 一定质量的理想气体经等压过程从状态a变化到状态b、再经等容过程从状态b变化到状态c，最后经等温过程从状态c回到状态a。其压强p与体积V的关系如图所示。已知a→b过程外界对气体做功大小为W，气体内能改变（W、均为绝对值），则（ ）
A. b→c过程，气体对外做功W
B. b→c过程，气体内能增加
C. c→a过程，气体对外做功为W
D. c→a过程，气体内能增加
8. 一体积可变的密闭容器内气体处在某一平衡状态，此时容器内气体压强为p。为简化问题，假设气体分子与器壁发生弹性碰撞且方向垂直容器器壁，气体分子平均速率为v，每个分子的质量为m，则单位时间撞击在容器壁单位面积上的分子数为________。为减小容器内的压强，可采取的方法有________和________。
9. 在实验室中获得温度为273K、压强为的真空，在这样的真空中每立方厘米中的气体分子数约为________个。
10. 水龙头流出的水竖直下落，刚从水龙头流出时水流的截面半径为1.0cm，下落0.60m后截面变细，半径为0.40cm。刚从水龙头流出的水流速度________m/s。（假设流体不可压缩）
【答案】7. B 8. ①. ②. 降低温度 ③. 增大体积
9. 27 10.
【解析】
【7题详解】
A．在b到c过程中，气体体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，故A错误；
B．从状态c回到状态a过程发生的是等温变化，则内能不变，在b到c过程中，气体体积不变，外界不对气体做功，气体也不对外界做功，压强增大，温度升高，内能增加，且内能增加量等于a到b过程中内能减少量，故B正确；
C．在c到a过程中，气体体积增大，气体对外界做功，做功的多少等于p-V图像所围成的面积，可知c到a过程中气体对外界做功大小大于a到b过程中外界对气体做功大小，故C错误；
D．从状态c回到状态a过程发生的是等温变化，则内能不变，故D错误。
故选B。
【8题详解】
[1]假设气体分子与器壁发生弹性碰撞且方向垂直容器器壁，可知碰撞前后速度大小不变，方向相反，以气体分子为研究对象，以分子碰撞器壁时的速度方向为正方向，根据动量定理
由牛顿第三定律可知，分子受到的冲量与分子给器壁的冲量大小相等方向相反，所以一个分子与器壁碰撞一次给器壁的冲量为
I=2mv
设单位时间撞击在容器壁单位面积上的分子数为n0，以器壁的面积S为底，在△t时间内，碰撞分子总数为

设N个分子对面积为S的器壁产生的作用力为F，N个分子对器壁产生的冲量

根据压强的定义
解得气体分子对器壁的压强
解得
[2][3]根据上述解析可知，减小气体压强的办法有减小分子平均动能或者减小分子与容器壁的撞击次数，即降低温度或增大体积。
【9题详解】
在标准状态（温度为273K、压强为）下，气体的摩尔体积为22.4L，根据理想气体状态方程
解得
同理解得该气体每立方厘米中物质的量为
每立方厘米中的气体的分子数为
【10题详解】
水龙头在单位时间内流出的水的体积（即流量）不变，可知
水流下落过程有
代入数据得
对下落阶段，根据运动学关系有
解得
四、光的性质
人类对光的本质的认识经历了一个漫长的过程。
11. 下图为激光通过狭缝后在光屏上产生的图样。则狭缝形状和放置方向为（ ）
A. B. C. D.
12. 下列激光的应用中利用了激光的哪些特性（不定项选择）
（1）全息照片的拍摄（ ）
A .方向性好 B.相干性好 C.单色性好 D.亮度高
（2）用激光做“手术刀”（ ）
A .方向性好 B.相干性好 C.单色性好 D.亮度高
13. 当光线通过人眼中的瞳孔时，点光源在视网膜上形成的光斑大小限制了我们眼睛能够分辨的最小细节。光学仪器（包括人眼）的最小分辨角，其中是光波长，D是仪器孔径，已知人眼的最小分辨角约为，根据下图中的电磁波谱，可估算人眼瞳孔直径约为（ ）
A. B. C. D.
14. 如图（1），放置于O点的光源发出一束光照射在矩形透明介质砖abcd上，O、a、b三点在同一直线上。当光线与Oa的夹角为时，光线从介质砖上c点射出。已知，，。（，）
（1）介质砖的折射率________；
（2）如图（2），光源从ab面中点入射，光线与ab面的夹角为。讨论当介质砖的折射率n满足什么条件时，光线只能从cd面出射_____。（计算）
【答案】11. A 12. ①. B ②. AD 13. B
14. ①. ②.
【解析】
【11题详解】
该衍射图样为单缝衍射图样，因图样在竖直方向，可知单缝为竖直方向。故选A。
【12题详解】
（1）全息照片的拍摄利用了激光相干性好的特点，故选B；
（2）用激光做“手术刀”是利用激光的方向性好、亮度高的特点，故选AD。
【13题详解】
根据，其中，若可见光的波长取，可得人眼瞳孔直径约为
故选B。
【14题详解】
（1）[1]光线射到ad面上的入射较为，入射点到d点的距离为10cm-6cm×tan53°=2cm折射角的正弦
可得折射率
（2）[2]若光线只能从cd射出，则光线在侧面发生全反射，若光线在侧面恰能发生全反射，可知
则折射率
即当介质砖折射率n满足时，光线只能从cd面出射。
五、电能的利用
电学已经改变了我们的生活方式，电能每时每刻都在为人类作着巨大的贡献。
15. 自动体外除颤器的电池能在几秒内使电容为的电容器充电到5000V，充电完成后电容器所带的电荷量为________C。成人模式下第一次脉冲放电的能量约为150J，时长为3ms，该脉冲的功率为________W。
16. 两根材料、长度均相同的圆柱形金属丝a、b，并联后接在同一电源上，金属丝a、b的发热功率之比为，则流过金属丝a、b的电流之比为________，金属丝a、b的直径之比为________。
17. 用可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中
（1）下列有助于减小铁芯的涡流损耗的是（ ）
A .用低压直流电源 B.用无铁芯的变压器
C.用低电阻率的金属作为铁芯材料 D.用多层相互绝缘
（2）已知线圈1匝数为200匝，线圈2匝数为400匝，实验测得的数据如表所示。
①根据测量数据可判断连接电源的是（ ）
A .线圈1 B.线圈2
②你的判断依据是________________________________。
18. 如图（1），在铁棒上缠绕两个线圈a和b，其中a线圈匝数为100匝，b线圈匝数为300匝。闭合开关、，线圈a输入交流电压，图（2）为与b线圈相连的灯泡L两端测得的电压随时间t按正弦规律变化的图线。
（1）线圈b中磁通量随时间t的变化图线可能为（ ）
A . B.
C. D.
（2）下列操作和灯泡亮度变化相符合的是（ ）
A .断开开关，灯泡L立刻熄灭
B.断开开关，灯泡L立刻熄灭
C.同时断开开关、，灯泡L先变亮后慢慢熄灭
（3）将线圈a、b视作理想变压器的原线圈和副线圈，求线圈a输入交流电压的有效值（计算）_______。
【答案】15. ①. 0.35 ②.
16 ①. ②.
17. ①. CD ②. B ③. 由于有铜损，铁损和漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论电压值，所以线圈2为输入端，线圈1为输出端
18. ①. C ②. B ③.
【解析】
【15题详解】
[1]根据公式
可得，电容器充电完成后所带电荷量为
[2]由公式
可得该脉冲的功率为
【16题详解】
[1]对于纯电阻，发热功率表达式为
由题可知
两金属丝并联后，电压相等，则电流之比为
[2]对于纯电阻，发热功率表达式也可写为
根据电阻定律表达式
由题可知
则两金属丝的直径之比为
【17题详解】
[1]A．本实验中要使用交流电源，故A错误；
B．变压器的铁芯有聚磁的作用，不能没有，故B错误；
C．若用低电阻率的金属作为铁芯材料，会减小铁芯的涡流损耗，故C正确；
D．若铁芯采用多层相互绝缘，也可以减小铁芯的涡流损耗，故D正确。
故选CD。
[2][3]进行实验中，从输入端到输出端，如果不考虑铜损，铁损和漏磁，则满足
但实际各种损耗都有，所以输出端的电压要小于理想状态下的电压。结合题中表格数据分析可知，输入端为线圈2，输出端为线圈1，即线圈2连接电源。
【18题详解】
[1]根据法拉第电磁感应定律可知
结合题目中的电压随时间t的变化图像可知，当时
即此时
当时
即此时
故选C。
[2]A．断开开关S1，b线圈会产生感应电动势，会对与灯泡L形成的回路放电，所以灯泡会逐渐熄灭，故A错误；
B．断开开关S2，灯泡无回路，无电流，所以灯泡会立即熄灭，故B正确；
C．同时断开开关S1、S2，灯泡无回路，无电流，所以灯泡会立即熄灭，故C错误。
故选B。
[3]由图像可知，b线圈产生的感应电动势的最大值为15V，由正弦交流电最大值与有效值之间的关系可得，b线圈两端电压的有效值为
a线圈与b线圈的磁通量相同，磁通量的变化率也相同，即
则线圈a输入交流电压u1的有效值为
六、电荷的运动
电荷的相互吸引和排斥会产生很多有趣的现象，对电荷运动的研究推动了科学的发展。
19. 在地球大气层的某个区域内电场方向竖直向下，一电子向上运动一段距离，电子（ ）
A. 向电势高处运动，电势能增大B. 向电势高处运动，电势能减小
C. 向电势低处运动，电势能增大D. 向电势低处运动，电势能减小
20. （计算）如图，虚线左侧存在水平向右的匀强电场（电场方向与虚线垂直），电场强度大小为E。虚线右侧分布垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m的带电粒子在电场中A点以大小为v的初速度沿电场方向向右运动，A点到虚线的距离为L。该粒子运动到虚线上O点时的速度大小为2v。粒子在磁场中运动过程中离虚线最远的距离也为L。忽略粒子所受重力和场的边缘效应。
（1）判断带电粒子的电性并求出电荷量q的数值；
（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若带电粒子初速度大小不变，方向平行虚线方向从A点射出，求带电粒子第一次离开磁场时在虚线上的位置到O点的距离。
【答案】19. B 20. （1）正电，；（2）；（3）
【解析】
【19题详解】
沿电场线方向电势降低，可知电子向上运动，即向电势高处运动，电子所受的电场力向上，根据电场力做功特点，可知电场力做正功，电势能减少，B正确。
故选B。
【20题详解】
[1]由题意可知带电粒子受到的电场力水平向右，与电场强度方向相同，故粒子带正电。
带电粒子从A点出发到O点，由动能定理有
解得电荷量为
[2]带电粒子在右边磁场中做匀速圆周运动，转半圆后离开磁场，如图所示
由题意可知带电粒子的轨迹半径为L，由洛伦兹力提供向心力有
联立解得磁感应强度为
[3]带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，由运动学知识可知
垂直电场方向上做匀速直线运动
在平行电场方向有
代入数据解得离开电场时平行电场方向的速度为
垂直电场方向上的位移为
根据平行四边形定则可知离开电场时的速度大小为
速度方向与电场方向的夹角为
即
因为带电粒子仍以的速度大小进入磁场，故带电粒子在磁场中的轨迹半径仍为L，如图所示
由几何关系可知带电粒子在磁场中在垂直电场方向上运动的距离为
故带电粒子第一次离开磁场时距O点的距离为
序号
线圈1电压
线圈2电压
1
4.09
8.47
2
2.98
6.20
3
1.96
4.11