【2025届上海高三一模物理】2025届上海市青浦区高三物理一模试卷及答案

这是一份【2025届上海高三一模物理】2025届上海市青浦区高三物理一模试卷及答案，共10页。试卷主要包含了12，5；3，0；1，6m/s ······等内容，欢迎下载使用。
（时间60分钟，满分100分）
2024.12
一、常见的照明设备（14分）
电灯的发明改变了人类的生活方式，常见的照明设备有白炽灯、日光灯、LED灯等。这些照明设备和电阻器、电容器、变压器、电感器等元件组合，在我国220V的交流电路中实现着各自的功能。
1、如图，智能开关和小灯组成简易智能电路，通过手机和家庭路由器实现远程控制。智能开关内有一个芯片，能接收路由器发来的控制信号。
（1）（3分）手机和路由器、路由器和智能开关之间用于传输信号使用的（）
A．都是电磁波B．都是机械波
C．前者电磁波，后者机械波D．前者机械波，后者电磁波
~220V
灯 管
启辉器
镇流器
（2）（4分）智能开关收到的远程控制信号如图，该交流信号的电流有效值为 A；智能开关利用振荡电路接收该控制信号，当产生电谐振现象时，开关内振荡电路的固有频率为 Hz。
2、（3分）如图是教室里的日光灯原理图，电路由灯管、镇流器和启辉器组成。闭合电键后，由于达不到灯管内气体的启辉电压600V，灯管为断路状态，此时启辉器内小灯泡点亮。启辉器内温度升至一定值时，启辉器断开，此时由于镇流器的作用，灯管两端瞬间会产生600V~1500V的电压，点亮灯管。由此可知，镇流器最可能是以下哪个元件（）
A．电阻器 B．电容器
C．电感器 D．变压器
3、（4分）家用白炽灯和小灯泡一样，用钨丝制成。某同学用如图所示电路测定白炽灯的I-U图像，其操作过程如下：
①断开电键，调节滑动变阻器至某一位置；
②闭合电键，迅速记录电压传感器和电流传感器数据U和I，随即断开电键；
③待灯泡冷却后，改变滑动变阻器阻值，重复上述操作，测量多组数据；
④由实验数据，画出I-U图像。
根据以上操作过程可得，该同学得到的白炽灯的I-U图像应该是（）
A B C D
二、蹦床（12分）
蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。
（3分）在运动员进行蹦床比赛过程中（）
评委给运动员评分时可以把运动员看出质点
蹦床对运动员的弹力是由于蹦床的形变引起
运动员静止在蹦床上时，运动员对蹦床的压力就是运动受到的重力
D．从蹦床上弹起过程中蹦床对运动员的弹力大于运动员对蹦床的弹力
（3分）运动员从高处落下，在接触蹦床向下运动过程中（）
动能先增加后减少，重力势能减少B．动能先增加后减少，重力势能增加
C．动能减少，重力势能减少D．动能减少，重力势能增加
3、（2分）在某次表演过程中，质量为m的运动员从开始下落到运动到最低点的过程中，经历的时间为t，此过程中运动员对蹦床的冲量的大小为____________。（重力加速度为g）
4、（4分）小球掉落在轻弹簧的运动与蹦床运动极为相似。将小球拿到轻弹簧的顶端释放，小球在下降过程中其加速度a与下降高度h的关系如图所示。若小球的质量为m，则弹簧的劲度系数为 ____________，小球下降到高度h0处的速度__________。
h
a
g
O
h0
三、舞台上的奇妙物理现象（17分）
在一场精彩的大型文艺演出中，舞台的设计和舞台上的表演运用了许多奇妙的物理知识。
1、（4分）利用各色小彩灯布置晚会舞台。如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2。电源的输入电压不变，如果只将原线圈匝数增加，小彩灯亮度将_________(选填“变亮、变暗、不变”)。如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率将_____________（选填“变大、变小、不变”）。
2、（4分）【多选】舞台景观水池的水面下安装有几个彩色灯泡，岸上的游客看到红灯和绿灯是在同一水平线上，红灯和绿灯均可视为点光源，红光的折射率小于绿光。下列说法正确的是（）
A．一束红光和一束绿光会发生干涉
B．游客看到的红灯的深度比实际深度要小
C．红光比绿光在水中传播的更快
D．若水池面积足够大，则红灯把水面照亮的面积较大
3、（3分）在舞台中固定一个直径为6.5 m的球形铁笼，三辆摩托车始终以70 km/h的速率在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时竖直，有时倾斜，非常震撼。关于摩托车的旋转运动，下列说法正确的是（）
A．摩托车在铁笼的最高点时，对铁笼的压力最大
B．摩托车驾驶员始终处于失重状态
C．摩托车所受合外力做功为零
D．摩托车的速度小于70 km/h，就会脱离铁笼
4、（6分）如图（a）所示，演员正在舞台上表演“水袖”，甩出水袖的波浪可简化为简谐横波，沿x轴正方向传播的某时刻部分波形图如图（b）所示（3-18m之间有多个完整波形图未画出）。若手抖动的频率是0.5Hz，袖子足够长且忽略横波传播时振幅的衰减，则图示时刻P点的振动方向为（填“沿y轴正方向”或“沿y轴负方向”），该简谐横波的波长为m，该简谐横波的传播速度为m/s
图（a）
四、莱顿瓶（23分）
莱顿瓶可看作电容器的原型，一个玻璃容器内外包裹导电金属箔作为极板，一端接有金属球的金属棒通过金属链与内侧金属箔连接，但与外侧金属箔绝缘。从结构和功能上来看，莱顿瓶可视为一种早期的平行板电容器。
1、（3分）关于莱顿瓶，下列说法正确的是（）
A．充电电压一定时，玻璃瓶瓶壁越薄，莱顿瓶能容纳的电荷越多
B．瓶内外锡箔的厚度越厚，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
C．充电电压越大，莱顿瓶容纳电荷的本领越强
D．莱顿瓶的电容大小与玻璃瓶瓶壁的厚度无关
2、（2分）美国的科学家富兰克林曾利用莱顿瓶收集雷电，若已知莱顿瓶的电容为2nF，测量出收集完毕时其两端的电压为150V，则富兰克林收集到的电量为__________C。（1nF=10—9F）
μA
μA
3、（8分）如图为葛同学设计的测量莱顿瓶电容的实验电路。已知电源电动势E=10V，内阻r =1Ω，保护电阻R0=4Ω，R为滑动变阻器，最大阻值为10Ω，定值电阻R1=1000Ω。
（1）调节滑动变阻器的滑片到中间位置，闭合开关S，微电流计测得莱顿瓶充电过程中的I-t图像如图所示。充电完成后，莱顿瓶两极板间的电势差为______V，所带电荷量约为______C，电容约为______F。（结果均保留两位有效数字）
（2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，待电路稳定后，R0的最大电功率为____W。
4、（10分）理想的平行板电容器两极板间的电场可视为匀强电场，已知两极板间的电势差U=10V，间距d =10cm，极板长度L= 40cm，负极板接地。一带电油滴恰能在电场中处于悬浮状态。（不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2）
（1）该油滴的电荷量与质量之比qm=________C/kg。
（2）若两极板间距增大为原来的2倍，该油滴从左侧沿中心线射入两板间，求油滴能从两极板间射出的初速度v0的最小值。
五、天宫空间站（18分）
天宫空间站是我国的国家级太空实验室，空间站离地高度为400公里左右，设计寿命为10年，长期驻留3人，最大可扩展为180吨级六舱组合体，可以进行较大规模的空间应用和实验。
1、（3分）在轨道稀薄大气的影响下，空间站轨道会缓慢降低。2024年10月下旬，天宫空间站进行了轨道调整以维持设计工作要求。空间站轨道降低后，其（）
A．线速度减小，机械能减小B．线速度减小，机械能增大
C．线速度增大，机械能减小D．线速度增大，机械能增大
2、（4分）天宫空间站总质量为m，在距地面为h的近圆形轨道上运行，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则空间站绕地球转动的周期为。以无穷远处为零势能面，空间站的机械能为。
3、（11分）空间站内，甲乙两名航天员在准备出舱活动。甲相对空间站静止，乙拿着质量为 50kg箱子正以2m/s的速度沿两人连线方向向左靠近甲。若乙将箱子向左推向甲，乙和箱子间作用时间为0.2s，离手时箱子速度为4m/s，甲乙两人和装备的总质量分别为200kg和250kg，求：
（1）乙对箱子的平均作用力大小。
（2）推出箱子后乙的速度。
（3）甲碰到箱子后立刻抓住不松开，要使甲乙航天员不碰撞，乙对箱子的平均作用力至少为多少？
六、海浪发电（16分）
图甲为海上的一种浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图乙所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，水平方向产生辐向磁场。密闭浮桶的内置线圈与桶相对静止，可相对于磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。浮桶在仅受浮力和重力作用下的振动为简谐运动，浮桶下部始终浸没在海水中，且上部始终没有进入海水中，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ρ，重力加速度为g，忽略海水对浮桶的阻力。
乙
1、（3分）浮桶做简谐运动的回复力满足F回=-kx，请选择合适的方法确定系数k的表达式应为下列选项中的（ ）
A．ρgSB．ρgS2C．gS2ρD．ρgS
2、（7分）若某次自由振动中的振幅为0.5m，周期为5s，且t=0时，浮桶位于振动的最高点，以向上为正方向。
（1）这次振动过程的位移与时间的关系式x=___________________________（m）。
甲
乙
（2）在下图中选取合适的刻度，作出浮桶的振动图像（至少画出一个周期）。
3、（8分）若海浪的周期始终为T=3.0s，浮桶实际随波浪上下运动可视为受迫振动。内置线圈的匝数N=200，固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=0.20T，线圈直径D=0.40m，总电阻r=1.0Ω，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。取重力加速度g=10m/s2，且π2=10。
（1）已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为，其中m为振子质量，在国际单位制中k的数值为2×103。则当浮桶及线圈的总质量m=___________kg时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高；
（2）若振动的速度随时间变化关系可表示为v=0.8πcs（2π3t）m/s，求灯泡在6s内消耗的电能。
参考答案及评分标准
一、常见的照明设备（14分）
1、（1）（3分）A（2）（4分）；
2、（3分）C
3、（4分）A
二、蹦床（12分）
1、（3分）B
2、（3分）A
3、（2分）mgt、
4、（4分）mgh0；gh0；
三、舞台上的奇妙物理现象（17分）
1、（4分）变暗；变大
2、（4分）BCD
3、（3分）C
4、（6分）沿y轴负向；7.5；3.75
四、莱顿瓶（23分）
1、（3分）A
2、（2分）3×10-7C
3、（1）（6分）9.0；1.5×10-6～1.8×10-6均可；1.7×10-7～2.0×10-7均可；
（2）（2分）16W
4、（1）（2分）-0.1
（2）当油滴恰好从下极板边缘射出时有v0有最小值vmin·······（1分）
竖直方向有F合=G-F电=mg-qU2d=12mg ····························（1分）
由F合=ma可知： 12mg=may····································（1分）
可得ay=5m/s2 ···································（2分）
做初速度为零的匀加速直线运动
由x=12at2得： d=12ayt2 t=0.2 s ·······························（1分）
水平方向做匀速直线运动，由x=v0t得：
L=vmint ，可得vmin=2m/s ·······························（2分）
五、天宫空间站（18分）
1、（3分）C
2、（4分）；
3、（1）以向左为正方向，以箱子为研究对象，设乙对箱子的作用力为F，由动量定理：
····································（2分）
可得： ······（1分）
（2）以向左为正，研究箱子和乙组成的系统，由动量守恒可得：
·································（2分）
可得：v乙=1.6m/s ······ （1分） 方向向左 ······（1分）
（3）甲接住箱子后，设，则乙对箱子的作用力最小
以向左为正，研究甲、乙和箱子组成系统，由动量守恒可得：
······ （1分）
可得： ·············································（1分）
以乙为研究对象，设乙和箱子间作用力大小为，由动量定理：
································· （1分）
可得： ·············································（1分）
六、海浪发电（16分）
1、（3分）A
2、（1）（3分）0.5sin（2π5t+π2）
/m
/s
0.5
—0.5
5
2.5
3、（2）（4分）
3、（1）（2分）450kg
（2）由振动的速度表达式，可得vm=0.8πm/s
发电的最大电动势为=128V····（1分）
根据闭合电路欧姆定律
得：流过灯泡的电流有效值为·····（2分）
消耗的电能为：W=I2Rt=2880J······（1分）