2025届上海市静安区高三上学期一模物理试卷（原卷版+解析版）

这是一份2025届上海市静安区高三上学期一模物理试卷（原卷版+解析版），共17页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸，02，g 取 10 m/s2等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、准考证号等作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选有两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。
4.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，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。
火箭发射
长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具，具备发射低、中、高不同轨道，不同类型卫星及载人飞船的能力。
1. 若为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗，则发射场应尽量选择在（ ）
A. 低纬度地区B. 中纬度地区C. 高纬度地区
2. 若火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面，则发动机的喷气方向可能为（ ）
A. B.
C. D.
3. 处于同一圆轨道平面的两质量相等的人造地球卫星a、b，离地高度ha < hb。
（1）两卫星的在轨稳定运行速度大小va和vb的关系为______
A.va > vb B.va = vb C.va < vb D.不确定
（2）两卫星的机械能Ea 和Eb 的关系为______
A.Ea > Eb B.Ea = Eb C.Ea < Eb D.不确定
4. 如图所示是某兴趣小组设计的“水火箭”，安装在发射架上的“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，通过下方的活塞封闭了瓶内 1L的水，此时瓶内空气压强为p0可通过与活塞相连的打气筒向箭体内充气，打气筒每次能将压强为p0的200 mL外界空气压入瓶内，当箭体内部气压达到5p0时可将活塞顶出，向后喷水，箭体被发射出去。要使火箭发射出去，至少需要打气______次；在瓶内的水喷出的较短时间内，箭体内气体的温度将______（选填“增大”“不变”或“减小”）。
冰壶运动
冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示，比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出，冰壶的停止位置越靠近圆心 O 越好，AB 中点 P 与 O 相距 L = 30 m。某次训练中，运动员使冰壶从 P 点以 v0 = 3 m/s 的速度向圆心 O 滑出，已知冰壶和冰面间的动摩擦因数 μ = 0.02，g 取 10 m/s2.
5. 冰壶滑行过程中的加速度大小 a =______m/s2，冰壶滑行的总位移大小 x = ______m。
6. 若冰壶滑出后，运动员发现冰壶的速度偏小，队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面，使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的 50%，最终冰壶恰好停在圆心 O 处。
（1）（计算）队员们摩擦冰面的长度d为多少？
（2）（多选）若从更靠近 P 点的位置开始擦冰，则（ ）
A.需要摩擦冰面距离更短
B.需要摩擦冰面的距离一样长
C.冰壶滑行的总时间更短
D.冰壶滑行的总时间一样长
E.冰壶滑行总时间更长
电场的性质
场是物质存在的一种形态。场看不见摸不着，我们常常通过放入场中的不同物体的受力、运动以及能量变化等情况，来认识场的性质，并加以利用。
7. 在电场中A点，引入不同的试探电荷，会变化的是（ ）
A. A点的电场强度B. A点的电势
C. 在A点的电势能D. A点与电场中另一点间的电势差
8. 如图所示是三个电场的等势面，A、B 两点在等势面上。若带电量为 + 1 μC 的物体从 A 点移动到 B 点，三种情况下电场力做功分别为 WⅠ、WⅡ、WⅢ，则（ ）
A. WⅠ 最大B. WⅡ 最大C. WⅢ 最大D. WⅠ = WⅡ < WⅢE. WⅠ = WⅡ = WⅢ
9. 示波器可以利用电场对被加速的电子的偏转来观察电信号随时间变化的情况。示波器的基本原理如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为 m，电荷量为 − e，加速电场电压为 U0。偏转电场可看作匀强电场，由加在平行电极板上的待测信号电压产生，已知极板长度为 L、板间距为 d。忽略电子所受重力。
（1）（计算）求电子射入偏转电场时的初速度大小v0；
（2）（计算）若已知电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离为 Δy，求待测信号电压 U 的大小。
（3）对同一待测电信号，若要使偏转距离 Δy 更大，请提出一种可行办法： _______________
水波与光波
水波与光波在本质上虽然不同，但具有波动共同特征。
10. 如图所示，利用发波水槽形成的水波向四周传播，S是波源，质点M、Q与S在同一条直线上，若波源沿直线MQ向Q匀速移动，则M、Q两点接收到的水波频率的大小关系是 fM______fQ。
11. 如图为两波源 S1、S2 在水槽中产生的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。为使两波在相遇区域能发生干涉，应（ ）
A. 增大S1与S2的间距B. 降低S1的振动周期
C. 将槽中的水换成油D. 增大S2的振动频率
12. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，为减小实验误差，应测量（ ）
A. 相邻明条纹的间距B. 相邻暗条纹的间距
C. 不相邻明条纹的间距D. 不相邻暗条纹的间距
13. 浮桶式发电灯塔可以利用波浪发电。如图所示，浮桶内磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，线圈始终处于磁体产生的方向沿半径向外的水平辐射磁场中，与线圈串联的灯泡阻值R =15Ω。已知线圈匝数N = 100，总阻值 r = 1Ω，直径D = 0.4m，线圈所处位置的磁感应强度B = 0.1 T，取π2 = 10，若线圈随波浪简谐运动的速度为v = 0.4πsinπt m/s，则：
（1）若线圈正向上运动，俯视时线圈中感应电流方向为____________（选填：“顺时针”或“逆时针”）方向；
（2）灯泡亮度最大时，线圈处于简谐运动的（ ）
A.最高点 B.平衡位置 C.最低点
（3）线圈感应电动势的最大值为______V，1分钟内灯泡获得的电能为______J。
磁传感器
根据霍尔效应用半导体材料制成的元件叫霍尔元件，可以利用霍尔元件制成磁传感器测量磁感应强度。
14. 如图所示，某霍尔元件的主要部分由一块边长为 a、厚度为 h 的正方形半导体薄片构成，M 和 N、P 和 Q 是相互两两正对的面，半导体薄片水平放置并通以从 M 到 N 的电流后，施加磁感应强度为 B 竖直向上的匀强磁场。已知该半导体薄片的自由电荷是电子。
（1）在刚施加匀强磁场时，电子在__________力的作用下发生侧向偏转，使得图中_________面的电势降低，与其正对的面之间出现电势差，称霍尔电势差。
（2）若电子沿电流方向的定向移动速率为 v，电子电荷量为 − e，则稳定后的霍尔电势差大小 U = _____________；若仅增大所施加的匀强磁场的磁感应强度，则 U 将____________；若仅稍微改变半导体薄片与水平面的夹角，则 U 将____________。（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”）
15. 利用该霍尔元件制成的磁传感器，研究通电螺线管产生的磁场。
（1）在对螺线管通电_________（选填“前”或“后”）必须对磁传感器进行调零。
（2）磁传感器的霍尔元件位于通电螺线管外部某位置时，磁传感器读数为 2 mT，则该位置的磁感应强度一定（ ）
A.≤ 2 mT B.< 2 mT C.= 2 mT D.≥ 2mT E.> 2mT
雨滴
雨滴通常形成于几百米以上的高空，但落到地面的速度通常仅为几米每秒。将雨滴看作半径为r的球体，设其在无风情况下竖直落向地面的过程中所受空气阻力f = kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。
16. （简答）列式说明雨滴在整个下落过程中作怎样的运动；
17. （简答）设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落过程中的最大速度vm与半径r的关系式；
18. 设某雨滴刚开始下落时的机械能为E0，离地高度为H。在图中定性画出雨滴从静止开始下落到落地的整个过程中，雨滴机械能E随雨滴下落高度h变化的E–h图像；
19. （论证）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻。
静安区2024学年度第一学期期末教学质量调研
高三物理试卷
考生注意：
1.试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前，务必在答题纸上填写学校、姓名、准考证号等作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3.本试卷标注“多选”的试题，每小题应选有两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。
4.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，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。
火箭发射
长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运载工具，具备发射低、中、高不同轨道，不同类型卫星及载人飞船的能力。
1. 若为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗，则发射场应尽量选择在（ ）
A. 低纬度地区B. 中纬度地区C. 高纬度地区
2. 若火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动离开地球表面，则发动机的喷气方向可能为（ ）
A. B.
C. D.
3. 处于同一圆轨道平面的两质量相等的人造地球卫星a、b，离地高度ha < hb。
（1）两卫星的在轨稳定运行速度大小va和vb的关系为______
A.va > vb B.va = vb C.va < vb D.不确定
（2）两卫星的机械能Ea 和Eb 的关系为______
A.Ea > Eb B.Ea = Eb C.Ea < Eb D.不确定
4. 如图所示是某兴趣小组设计的“水火箭”，安装在发射架上的“水火箭”主体是一个容积为2L的饮料瓶，通过下方的活塞封闭了瓶内 1L的水，此时瓶内空气压强为p0可通过与活塞相连的打气筒向箭体内充气，打气筒每次能将压强为p0的200 mL外界空气压入瓶内，当箭体内部气压达到5p0时可将活塞顶出，向后喷水，箭体被发射出去。要使火箭发射出去，至少需要打气______次；在瓶内的水喷出的较短时间内，箭体内气体的温度将______（选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】1. A 2. B
3. ①. A ②. C
4 ①. 20 ②. 降低
【解析】
【1题详解】
地球自转角速度相等，纬度越低的位置线速度越大，为了借地球自转速度从而降低火箭发射燃料消耗，则发射场应尽量选择在低纬度地区。
故选A。
【2题详解】
火箭沿图中虚线方向做匀加速直线运动，则加速度沿虚线向上，合力方向沿虚线向上，根据力的合成规律可知，只有第二个选择项满足要求。
故选B。
【3题详解】
[1]根据万有引力提供向心力有
解得
由于ha < hb
则有va > vb
故选A。
[2]由于两卫星质量相等，则轨道半径越大，卫星的机械能越大，则有Ea < Eb
故选C。
【4题详解】
[1]打气之前气体体积
每次打气的体积
根据玻意耳定律有
解得
[2]在瓶内的水喷出的较短时间内，可以近似认为还没有来得及发生热传递，则有
箭体内部气压达到5p0时可将活塞顶出，向后喷水，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，则温度降低。
冰壶运动
冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目。如图所示，比赛时运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线 AB 处放手让冰壶以一定的速度滑出，冰壶的停止位置越靠近圆心 O 越好，AB 中点 P 与 O 相距 L = 30 m。某次训练中，运动员使冰壶从 P 点以 v0 = 3 m/s 的速度向圆心 O 滑出，已知冰壶和冰面间的动摩擦因数 μ = 0.02，g 取 10 m/s2.
5. 冰壶滑行过程中的加速度大小 a =______m/s2，冰壶滑行的总位移大小 x = ______m。
6. 若冰壶滑出后，运动员发现冰壶的速度偏小，队员们开始在冰壶滑行前方用刷子摩擦冰面，使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的 50%，最终冰壶恰好停在圆心 O 处。
（1）（计算）队员们摩擦冰面的长度d为多少？
（2）（多选）若从更靠近 P 点的位置开始擦冰，则（ ）
A.需要摩擦冰面的距离更短
B.需要摩擦冰面的距离一样长
C.冰壶滑行的总时间更短
D.冰壶滑行的总时间一样长
E.冰壶滑行的总时间更长
【答案】5. ①. 0.2 ②. 22.5
6. （1）15m；（2）BE
【解析】
【5题详解】
[1]冰壶滑行过程中对冰壶由牛顿第二定律得
解得冰壶滑行过程中的加速度大小为
[2]由，可得
【6题详解】
（1）冰壶减速过程受力分析如图
设冰壶质量为m，整个减速过程中。由动能定理得
放手后擦冰前摩擦力做功
擦冰过程中摩擦力做功
解得
（2）AB．由可知，需要摩擦冰面的距离一样长，故A错误，B正确；
CDE．设冰壶滑到用刷子摩擦过的冰面时速度为v，则冰壶滑行的总时间为
若从更靠近P点的位置开始擦冰，v大，则t长，即冰壶滑行的总时间更长，故CD错误，E正确。
故选BE。
电场的性质
场是物质存在的一种形态。场看不见摸不着，我们常常通过放入场中的不同物体的受力、运动以及能量变化等情况，来认识场的性质，并加以利用。
7. 在电场中A点，引入不同的试探电荷，会变化的是（ ）
A. A点的电场强度B. A点的电势
C. 在A点的电势能D. A点与电场中另一点间的电势差
8. 如图所示是三个电场的等势面，A、B 两点在等势面上。若带电量为 + 1 μC 的物体从 A 点移动到 B 点，三种情况下电场力做功分别为 WⅠ、WⅡ、WⅢ，则（ ）
A. WⅠ 最大B. WⅡ 最大C. WⅢ 最大D. WⅠ = WⅡ < WⅢE. WⅠ = WⅡ = WⅢ
9. 示波器可以利用电场对被加速的电子的偏转来观察电信号随时间变化的情况。示波器的基本原理如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为 m，电荷量为 − e，加速电场电压为 U0。偏转电场可看作匀强电场，由加在平行电极板上的待测信号电压产生，已知极板长度为 L、板间距为 d。忽略电子所受重力。
（1）（计算）求电子射入偏转电场时的初速度大小v0；
（2）（计算）若已知电子从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离为 Δy，求待测信号电压 U 的大小。
（3）对同一待测电信号，若要使偏转距离 Δy 更大，请提出一种可行的办法： _______________
【答案】7. C 8. E
9. （1）；（2）；（3）仅减小加速电场电压 U0（或仅减小 d 或仅增大 L）
【解析】
【7题详解】
在电场中A点，引入不同的试探电荷，会变化的是不同的试探电荷在A点的电势能。试探电荷不会改变电场本身的性质，即不会改变A点的电场强度与电势，以及A点与电场中另一点间的电势差。
故选C。
【8题详解】
根据电场力做功
因三个电场中A点到B点的电势差均相等，故三种情况下电场力做功相同，即WⅠ=WⅡ=WⅢ
故选E。
【9题详解】
（1）对电子在加速电场被加速的过程，根据动能定理得
解得
（2）电子在偏转电场中做类平抛运动，则由平行于极板方向做匀速直线运动得
由垂直于极板方向做匀加速直线运动得
根据牛顿第二定律得
联立解得
（3）由，可得
对同一待测电信号，即U一定，要使偏转距离更大，一种可行的办法是仅减小加速电压（或仅减小d或仅增大L）。
水波与光波
水波与光波在本质上虽然不同，但具有波动的共同特征。
10. 如图所示，利用发波水槽形成的水波向四周传播，S是波源，质点M、Q与S在同一条直线上，若波源沿直线MQ向Q匀速移动，则M、Q两点接收到的水波频率的大小关系是 fM______fQ。
11. 如图为两波源 S1、S2 在水槽中产生的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。为使两波在相遇区域能发生干涉，应（ ）
A. 增大S1与S2的间距B. 降低S1的振动周期
C. 将槽中的水换成油D. 增大S2的振动频率
12. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，为减小实验误差，应测量（ ）
A. 相邻明条纹的间距B. 相邻暗条纹的间距
C. 不相邻明条纹的间距D. 不相邻暗条纹的间距
13. 浮桶式发电灯塔可以利用波浪发电。如图所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，线圈始终处于磁体产生的方向沿半径向外的水平辐射磁场中，与线圈串联的灯泡阻值R =15Ω。已知线圈匝数N = 100，总阻值 r = 1Ω，直径D = 0.4m，线圈所处位置的磁感应强度B = 0.1 T，取π2 = 10，若线圈随波浪简谐运动的速度为v = 0.4πsinπt m/s，则：
（1）若线圈正向上运动，俯视时线圈中感应电流方向为____________（选填：“顺时针”或“逆时针”）方向；
（2）灯泡亮度最大时，线圈处于简谐运动的（ ）
A.最高点 B.平衡位置 C.最低点
（3）线圈感应电动势的最大值为______V，1分钟内灯泡获得的电能为______J。
【答案】10. < 11. B 12. C
13. ①. 逆时针 ②. B ③. 16 ④. 450
【解析】
【10题详解】
根据多普勒效应，波源沿直线MQ向Q匀速移动，则Q点接收到的水波频率大于波源的振动频率，而M点接收到的水波频率小于波源的振动频率，可知
fM 2mT
【答案】14. ①. 洛伦兹 ②. Q ③. Bav ④. 增大 ⑤. 减小
15. ①. 前 ②. D
【解析】
【14题详解】
（1）[1][2]在刚施加匀强磁场时，电子在洛伦兹力的作用下发生侧向偏转，电流从M流向N，则电子从N流向M，根据左手定则，电子向Q面偏转，使得Q面聚集电子，电势降低，与其正对的P面电势升高，P、Q面之间出现电势差，称为霍尔电势差。
（2）[3][4][5]设稳定时电子所受洛伦兹力和电场力平衡，可得
解得霍尔电势差大小
若仅增大所施加匀强磁场的磁感应强度B，由U=avB可知，U将增大。若仅稍微改变半导体薄片与水平面的夹角，电子沿垂直磁场方向的速度分量减小，根据U=avB（此时v为垂直磁场方向的速度分量），则U将减小。
【15题详解】
（1）[1]在对螺线管通电前必须对磁传感器进行调零，以消除地磁场等其他因素对测量结果的影响。
（2）[2]霍尔元件只能测得垂直于其敏感面的磁场分量；若读数为2 mT，实际场强只可能大于或等于2 mT所以该位置的磁感应强度一定
故选D。
雨滴
雨滴通常形成于几百米以上的高空，但落到地面的速度通常仅为几米每秒。将雨滴看作半径为r的球体，设其在无风情况下竖直落向地面的过程中所受空气阻力f = kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。
16. （简答）列式说明雨滴在整个下落过程中作怎样的运动；
17. （简答）设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落过程中的最大速度vm与半径r的关系式；
18. 设某雨滴刚开始下落时的机械能为E0，离地高度为H。在图中定性画出雨滴从静止开始下落到落地的整个过程中，雨滴机械能E随雨滴下落高度h变化的E–h图像；
19. （论证）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻。
【答案】16. 见解析
17.
18. 19. 见解析
【解析】
【16题详解】
设雨滴质量为 m，加速度为 a，对雨滴受力分析如图所示
由牛顿第二定律得
结合题意，可得
雨滴下落过程，a与v同向，故v增大；随着v增大，f增大，a减小，当时，a减小到零。则雨滴先做加速度减小的加速运动，至加速度为零，接着做匀速直线运动。
【17题详解】
当加速度减小为零时，雨滴趋近于最大速度，则有
雨滴质量为
联立解得
【18题详解】
设某雨滴刚开始下落时的机械能为E0，离地高度为H，根据功能关系可知，克服空气阻力做的功等于雨滴机械能的减小量，则图像的斜率绝对值表示空气阻力大小，由于空气阻力增大，所以图像的斜率绝对值逐渐增大，则图像如图所示
【19题详解】
根据题设条件：大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。以下只考虑雨滴下落的定向运动，简化的圆盘模型如图所示
设空气分子与圆盘碰撞前后相对速度大小不变，在时间内，与圆盘碰撞的空气分子质量为，圆盘对气体分子的作用力为，则有
对时间内被圆盘碰撞的空气分子，根据动量定理可得
联立可得
根据牛顿第三定律，可知圆盘所受空气阻力