2025届上海市黄浦区高三下学期高考二模物理试卷

这是一份2025届上海市黄浦区高三下学期高考二模物理试卷，共9页。试卷主要包含了机器人的避障系统使用超声波等内容，欢迎下载使用。
特别提示：
1．本试卷标注“多选”的试题，每小题有2个以上正确选项，漏选给部分分，错选不给分；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9.8m/s2
一 汽车
作为交通工具的汽车，蕴含着大量的物理现象和规律。
1．一辆汽车停放在小区露天停车场，户外温度为7℃。刚启动时，仪表盘上显示四个轮胎的胎压数据如图（a）所示，行驶一段时间后胎压数据如图（b）所示。
胎压：kPa
240
（a）
242
238
240
胎压：kPa
270
（b）
270
265
268
（1）（多选）对于左前胎内的封闭气体，这一过程中气体___________。
A．分子数密度增大 B．分子平均速率增大
C．内能增大 D．向外界释放热量
（2）图（b）所示时刻，左前胎内封闭气体的温度为___________℃。
2．汽车在平直公路上沿直线行驶，发动机功率保持恒定，行驶时所受的阻力恒定，其加速度a和速度v的倒数（1/v）关系如图。已知汽车质量为1.5×103 kg，则汽车所受阻力大小为___________N，发动机的功率为___________W。
O
-1.0
a/(m·s-2)
eq \f (1,v)/(m-1·s)
0.05
二 春晚舞台机器人
蛇年春晚舞台上，一群穿着花袄的机器人扭起秧歌，为我们带来了一场科技与艺术的盛宴。
3．机器人传递信号或避障时会利用超声波和激光，这些在空中传播的超声波和激光___________。
A．都不需要介质B．都属于电磁波
C．都是横波D．都能发生衍射现象
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。
（1）这一现象叫做波的___________。
（2）（多选）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是___________。
A．4mB．6mC．9mD．12m
5．（多选）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f1的超声波，乙测得接收到波的频率为f2，甲测得乙反射波的频率为f3，则___________。
A．f1＜f2B．f1＝f2C．f1＞f2
D．f2＜f3E．f2＝f3F．f2＞f3
6．舞台中央的一个机器人从t＝0时由静止开始沿直线匀加速运动，t＝0.5s时通过激光测距仪测得其正前方7.35m处有一固定障碍物，t＝1.0s时测出到该障碍物的距离为6.90m，则机器人的加速度大小为___________m/s2；该机器人从某时刻开始以相同大小的加速度做匀减速运动，为确保不撞到障碍物，机器人最迟应在t＝___________s时开始减速。
7．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n＝1.5。
（1）（多选）一束激光从水晶进入空气，入射角为θ，则sinθ可能为___________。
A．0.3B．0.5C．0.6D．0.7
（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，则光线进入水晶体时折射角的度数为___________°，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）
O
水晶
空气
P
Q
三 原子核
天然放射现象的发现开启了人类对位于物质深处的原子核的认识。
8．原子核衰变时释放出带负电的射线是___________。
A．阴极射线B．α射线C．β射线D．γ射线
9．12 6C、14 6C是碳的同位素，它们具有相同的___________。
A．质子数B．中子数C．核子数
10．一个静止的铀核(238 92U)发生一次α衰变，生成钍核(Th)，其衰变方程为238 92U→__________，若衰变释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能，则α粒子与钍核分离瞬间的速率之比为__________。
11．如图，abcd、cdfg为相邻的两个正方形区域，边长均为L。abcd内 有磁感应强度为B的匀强磁场，cdfg内有匀强电场，场强方向与B方向垂直。一质子以垂直于B方向的初速度从bc边中点进入磁场，恰好以垂直于电场方向的速度进入电场区域，最终从f点离开电场区域。已知质子的质量为m，电荷量为e。
b
c
d
f
g
质子
B
a
（1）画出质子在这两个场区域内运动的轨迹；
（2）求质子在这两个场区域内运动的总时间t；
（3）求匀强电场的场强E。
四 中国空间站凌日
2024年8月29日10点07分38秒，中国空间站过境连云港上空凌日，这仅仅0.5秒的震撼瞬间被摄影师捕捉到。尽管在照片上，中国空间站只是一个小点，但这承载着祖国航天事业的奋斗征程。
12．将空间站凌日过程的视频通过逐帧叠加处理，获得如图所示的照片。由图可确定拍摄帧率最接近___________。
A．0.4Hz B．4Hz
C．40Hz D．400Hz
13．空间站凌日过程中，下列表示太阳、地球、空间站三者位置关系的示意图合理的是___________。
太阳
地球
空间站
太阳
地球
空间站
太阳
地球
空间站
太阳
地球
空间站
A B C D
14．某同学利用照片估算太阳的密度。他在照片中画了两条线段：AB是空间站运动轨迹的连线，AC是太阳所成像的直径，测出两线段间夹角θ。已知空间站的轨道离地面高为h，飞行速度为v，本次空间站凌日时长为t，地球绕日公转周期为T，万有引力恒量为G。
A
B
C
θ
（1）用r日地表示地球和太阳间的距离，R日表示太阳的半径，则下列关系式正确的是___________。
A．R日＝eq \f(vt,2hcsθ) r日地 B．R日＝eq \f(vtcsθ,2h) r日地
C．R日＝eq \f(2h,vtcsθ) r日地D．R日＝eq \f(2hcsθ,vt) r日地
（2）由以上已知条件可估算出太阳的平均密度，其表达式为___________。
15．设空间站质量为m，运行轨道离地面的高度为h，运行速度大小为v，地球半径为R，万有引力恒量为G，则地球的质量为___________；将空间站从地面由静止发射至在轨道上正常运行的过程中，燃料需对空间站做的功为___________。
五 电流
在纷繁复杂电磁现象中，电流是一个重要的核心概念。
16．在电路中，当电流通过用电器时，可将电能转化为所需要的各种形式的能量。下列家用电器主要为了将电能转化为机械能的是___________。
A．吸尘器B．充电器C．电水壶D．电冰箱
17．如图，单刀双掷开关S原来跟2相接，从t＝0开始，开关改接1，t0时刻，将开关改接2，则这段时间内通过电阻R的电流随时间变化的i-t图像可能为___________。
E
R
S
2
1
O
i
A B CD
）
t
t0
O
i
t
t0
O
i
t
t0
O
i
t
t0
18．如图，OMN是半径为L、圆心角为π/4的扇形导线框，电阻为R，线框平面竖直。过圆心O的水平虚线上方有垂直于线框平面、磁感应强度为B的匀强磁场。线框绕过O的水平轴在竖直平面内以角速度ω逆时针匀速转动。
B
O
N
ω
M
θ
（1）OMN处于图中位置时（半径OM与水平虚线夹角θ为π/6），通过线圈的磁通量为_________，ON边中的电流方向为___________（选填“O-N”“N-O”），电流大小为___________。
（2）线框产生交变电流的周期为___________，产生交变电流的有效电流值为___________。
19．如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力为F，当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行且共面的通电长直导线c后，b受到的磁场力恰好平衡。
a
b
c
I
2I
（1）直导线c中电流流向为___________（选填“向上”“向下”）。
（2）此时直导线c受到的磁场力方向向___________（选填“左”“右”），大小为___________。
20．在测定一组干电池的电动势E和内电阻r的实验中，备有下列器材：
①待测干电池②电流传感器a ③电流传感器b
④定值电阻R1(2000Ω) ⑤滑动变阻器R2(0 ~ 20Ω，2A)⑥开关和导线若干
某同学设计了如图（a）所示的电路来进行实验，图（b）为该同学利用两个电流传感器测出的实验数据绘出I1-I2图线。
R2
电流
传感器b
R1
r
E
电流
传感器a
（a）
I1/mA
0.1
I2/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
（b）
（1）纵坐标的数据是电流传感器___________（选填“a”“b”）的测量数据；
（2）根据图线可求得电源电动势E＝___________V，内阻r＝___________Ω。（结果均保留1位有效数字）
21．一种依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置的原理如图所示：间距 为L的两根导轨竖直放置，n个相同的导体棒将两导轨连接，相邻导体棒间距均为h；人和磁铁固定在一起，沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度为B的匀强磁场，且磁场区域的宽度也为h。在某次逃生试验中，测试者利用该装置下降，如图所示时刻导体棒cd恰好在磁场中。已知人和一起下滑装置的总质量为m，重力加速度取g，下降过程中没有受到摩擦力，导轨电阻不计，每个导体棒的电阻为r。
h
h
v
c
d
L
（1）（计算）若此时人和装置下滑的速率为v，求cd中的电流I；
（2）（计算）若人从静止开始下滑，经过时间t速率增大为v，求人在这段时间内下降的距离x。
【参考答案】
一 汽车
1．（1）BC（2）422．1.5×103，3.0×104
二 春晚舞台机器人
3．D 4．（1）干涉 （2）AD 5．AD6．1.2，2.5
7．（1）ABC （2）41.4，82.8
三 原子核
8．C 9．A10．234 90Th＋eq \(\s\up 5(4 ),\s\d 2(2))He，117:2
11．（1）（见图）
b
c
d
f
g
质子
B
a
（2）质子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由题意可知运动到cd边时速度垂直于cd，所以圆周半径r为L/2。
设质子进入磁场的速度大小为v0，
由Bev0＝meq \f (v02,r)可求出v0＝eq \f (Ber,m)
圆周运动周期T＝eq \f (2πr, v0)＝eq \f (2πm,Be)
质子在磁场区域运动时间t1＝eq \f (T,4)＝eq \f (πm,2Be)
质子从cd边中点进入电场，在电场力作用下做类平抛运动，
在电场中运动时间t2＝eq \f (L,v0)＝eq \f (mL,Ber)＝eq \f (2m,Be)
质子在这两个场区域内运动的总时间t＝t1＋t2＝eq \f ((π＋4)m,2Be)
（3）质子沿场强方向的分运动为匀变速直线运动，位移为L/2，设加速度为a，
eq \f (L,2)＝eq \f (1,2)at22，另有Ee＝ma，
由以上两式可求得E＝eq \f (LeB2,4m)
四 中国空间站凌日
12．C13．A
14．（1）A（2）eq \f(24πh3cs3θ,GT2v3t3)15．eq \f(v2(R＋h),G)，eq \f(R＋2h, 2R)mv2
五 电流
16．A 17．C
18．（1）eq \f (1,12)πBL2，N-O，eq \f (BωL2,2R)（2）eq \f (2π, ω)，eq \f (BωL2,4R)
19．（1）向下（2）右，1.5F
20．（1）b（2）3，2
21．（1）感应电动势E＝BLv
感应电流I＝eq \f(E,R)
电路中总电阻R＝r+eq \F(r,n－1)＝eq \F(nr,n－1)
由以上三式可得I＝ eq \F(BLv (n－1),nr)
（2）根据动量定理有（mg－BL）t＝mv－0
电路中感应电流＝eq \f(BL, R)＝ eq \f(BLx,Rt)
电路中总电阻R＝r+eq \F(r,n－1)＝eq \F(nr,n－1)
由以上三式可解得x＝eq \F(nrm(gt－v), B2L2 ( n－1))