2025年高考押题预测卷：物理（上海卷）02（解析版）

这是一份2025年高考押题预测卷：物理（上海卷）02（解析版），共13页。试卷主要包含了测量某一锂电池的电动势和内阻等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、经典力学（3+4+4=11分）
随着爱因斯坦相对论的提出和被验证，使人们认识到经典力学的局限性，但在宏观低速领域，经典力学仍有着举足轻重的作用。
1．一质量为m的乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移x与时间t的关系图像如图所示（其中图线为直线）。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用v表示，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（ ）
A．时间内，v增大，B．时间内，v不变，
C．时间内，v减小，D．时间内，v增大，
2．如图甲所示，质量的物块静止在水平面上，时刻开始在物块上施加一水平向右、大小按图乙所示随时间t变化的拉力F，时撤去力F。已知物块与水平面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A．物块运动过程中，加速度逐渐增大B．0～2s内拉力的冲量大小为8N·s
C．2s末物块的速度大小为D．5s末物块重新回到静止状态
3．如图甲，质量的物体静止在水平地面上，在水平推力F作用下开始运动，水平推力（F）随位移（x）变化的图像如图乙。已知物体与地面间的动摩擦因数，取重力加速度大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A．在0～10m的过程中，推力F对物体所做的功为1000J
B．在0～10m的过程中，滑动摩擦力对物体所做的功为500J
C．物体的位移时，其速度大小为5m/s
D．物体的位移时，其速度大小为10m/s
【答案】1．C 2．BD 3．C
【解析】1．x-t图像的斜率表示速度。
A．时间内，图线斜率增大，则v增大，电梯竖直向上做加速运动，
对乘客根据牛顿第二定律有 所以 故A错误；
B．时间内，图线斜率不变，则v不变，乘客处于平衡状态，所以 故B错误；
CD．时间内，图线斜率减小，则v减小，电梯竖直向上做减速运动，
对乘客根据牛顿第二定律有 所以 故C正确，D错误。
故选C。（3分）
2．A.因为物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，故物块受到的摩擦力为 f=μmg =1.6N
前2s拉力随时间一直增大，物块的加速度逐渐增大，2s以后到物块停止运动前，
物块的合外力等于摩擦力，加速度不变，所以物块运动过程中，加速度不是逐渐增大，故A错误；
B.根据冲量的定义可得 I= Ft 所以拉力与时间的图像面积代表冲量，
故0~2s内拉力的冲量大小为 故B正确；
C.根据动量定理得 I 1-μmgt=mv-0 解得 v = 6m/s 故C错误；
D.设撤去拉力以后物块的加速度为大小a，则 μmg = ma 解得
设撤去拉力以后到物块停止运动所用的时间为 ，则
所以5s末物块重新回到静止状态，故D正确。 故选BD。（4分）
3．A.根据图像可知F-x图像围成的面积表示 推力F做的功，所以 故A错误；
B.在0～10m的过程中，滑动摩擦力对物体所做的功为 Wf=-fx=-μmgx = -500J 摩擦力做负功，B错误；
C.由图可知运动位移为5m过程中力F做的功
摩擦力做功
根据动能定理 解得 v=5m/s 故C正确；
D.由AB选项可知，当物体运动位移为10m时 WF=500J Wf=-500J
由动能定理可知 所以 故D错误。
故选C。（4分）
二、北斗卫星（2+4+3+2+3+7=21分）
北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家重要基础设施。
4．为了提高定位精度，卫星定位系统的一个重要问题就是时钟的精确同步。导航卫星在地球高空做高速运动，在地球上看，导航卫星上的钟比地球上的钟 （选填“快”或“慢”）。
5．一颗质量为m的北斗导航卫星在做轨道半径为r的匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，以无穷远处为零势能面，这颗北斗卫星的机械能为 。
6．有一部关于星际大战的电影，里面有一个片段，位于与地球类似的星球的“赤道”的实验室里，有一个固定的竖直光滑圆轨道，内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动，一侧的仪器数据显示：该运动的轨道半径为r，最高点的速度为v。若真存在这样的星球，而且该星球的半径为R，自转可忽略，万有引力常量为G，则以下说法正确的是（ ）
A．该星球的质量为B．该星球的质量为
C．该星球的第一宇宙速度为D．该星球的近地卫星速度为
7．电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，至少需要消耗 J的 （选填“化学能”或“电能”）。
8．现用太阳能板为锂电池充电，太阳能板的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，则（ ）
A．太阳能板输出的电功率为UI-I2rB．太阳能板输出的电功率为UI+I2r
C．锂电池产生的热功率为I2rD．锂电池产生的热功率为UI
9．测量某一锂电池的电动势和内阻：
（1）下列各图中，A均代表电流传感器，B均代表电压传感器，R是变阻器，R1是定值电阻。则最合理的实验电路图是（ ）
A． B．
C． D．
（2）某次实验得到的电源的U-I图线如图所示，由实验图线的拟合方程y=−1.03x+2.82可得，该电源的电动势E= V，内阻r= Ω。
【答案】4．快 6． 6．AC 7．3 电能 8．C 9． D 2.82 1.03
【解析】4．根据广义相对论，地面的引力场强于卫星所处位置的引力场，所以卫星里的钟要比静止
在地面的时钟走得快。（2分）
5．卫星的机械能为
根据万有引力提供向心力有 联立可得 （4分）
6．AB.在该运动的轨道的最高点，该星球上的重力提供向心力有
在该星球表面，万有引力等于重力，则有
联立可得，该星球的质量为 故A正确，B错误；
CD.在该星球表面，万有引力提供向心力有
则该星球的第一宇宙速度为 因为该星球的近地卫星速度约第一宇宙速度。 故C正确，D错误。
故选AC。（3分）
7．[1][2]电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，
至少需要消耗的电能为 （2分）
8．AB．根据题意可得，太阳能板输出的电功率为 故AB错误；
CD．锂电池产生的热功率为 故C正确，D错误。 故选C。（3分）
9．[1]由于锂电池内阻较小，所以电流传感器应采用外接法，同时开关应控制整个电路的通断，
所以开关应与电源相连，定值电阻起保护电路的作用，应与电流表相连。故选D。（3分）
[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得
对比 可得 （2分），（2分）
三、游泳池（9+7=16分）
10．小明同学经常在游泳池游泳锻炼身体，同时利用所学研究了一些物理问题。已知泳池中水的折射率。小明同学用激光笔测泳池内水的深度H。他将激光笔置于池边A点正上方的S点，S点距水面高为h，激光由S射向水面上的O点，经水的折射照射到泳池底部P点，如图所示。
（1）他观察到泳池底铺设有直径为圆形池底灯，灯面与池底相平。若泳池足够大，且水面平静，则随着泳池内水的深度增大，池底灯在水面上形成的光斑面积将（ ）
A．增大B．不变C．减小
（2）若测量得h=1.5m，AO=2m，BP=3.8m，则泳池内水的深度H= m。
（3）若点光源从游泳池中P点射向空气，在水面形成的光斑半径r = m。
11．小明同学用一小泡沫板在泳池平静水面上的O处上下拍打，形成的水波在Oxy水平面内传播（水波视为简谐波），波面为圆。t=0时，波面分布如图（a）所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。B处质点的振动图像如图（b）所示，z轴正方向竖直向上。
（1）B处质点振动的位移随时间变化的关系是 ；
（2）水波的波速的大小为 m/s；
（3）t=8s时，D处质点处于（ ）
A．波峰B．平衡位置C．波谷
【答案】10．（1）A （2）2.4 （3）2.7 11．（1） （2）5 （3）C
【解析】10．（1）根据 则光线能从水面射出区域的圆的半径为
则随着泳池内水的深度增大，池底灯在水面上形成的光斑面积将变大，故选A。（3分）
（2）由几何关系得入射角 折射角 而
解得泳池内水的深度 （3分）
（3）由全反射角公式 解出r=2.7m。（3分）
11．（1）由题图可知水波的振幅为，周期为，
则B处质点振动的位移随时间变化的关系是 （2分）
（2）由题图可知水波的波长为，则波速 （2分）
（3）由几何关系可知 故OD两点之间间隔2.5个波长，
从开始，在时波向前传播
则此时O点处于波峰位置，故D处质点处于波谷，故选C。（3分）
四、交流电（3+3+3+3=12分）
被称为“交流电之父”的尼古拉·特斯拉一生致力于科学研究，取得约1000项专利发明，他发现的交流电在如今生活乃至诸多科学领域都具有重要作用，照亮着我们前进。有意思的是，“直流电之父”爱迪生在当年收取了学徒特斯拉，认为电压更高的交流电过于危险，于是两人闹了矛盾。其实，从今天看来，交流电和直流电缺一不可，两者都具有独特的存在意义。
12．交流发电机是产生交流电的装置。永磁体间近似为磁感应强度的匀强磁场，边长的正方形单匝线圈以角速度绕中轴线匀速转动，P为可调副线圈，现处于“50匝”的档挡，主线圈恒为100匝，电阻，则下列说法不正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．调节P对电压表的示数无影响
C．图示该时刻通过正方形单匝线圈的电流为0，穿过的磁通量最大
D．当正方形单匝线圈平行于磁感线时，电流表示数为
13．如图为远程输电原理图。发电厂发电电压恒为，输电线路总电阻，某村庄用户用电总功率为，，，则下列说法正确的是（损耗功率用户用电功率，舍去）
对于升压变压器，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
可得发电厂输出电流为 故A正确；
B．输电线路的损耗功率为 故B正确；
C．若夏季用户普遍使用空调，使用电总功率增大，降压变压器输出电流增大，
降压变压器输入电流增大，即输电线路上的电流增大，则输电线路的损耗功率增大，故C正确；
D．升压变压器不会改变发电厂输出电流频率，故D错误。
故选ABC。（3分）
14．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 副线圈电压为
根据闭合电路的欧姆定律
报警器的电压范围为 可得 故选C。（3分）
15．A型号台灯电阻为 B型号台灯电阻为
能效转化率为
可知台灯电阻越大，充电宝内阻越小，能效转化率越高，故若选择a型号充电宝，
则选择A型号台灯能效转化率高，若选择A型号台灯，则选择b型号充电宝能效转化率高。
故选AD。（3分）
五、气体的研究（3+3+6=12分）
一定质量的理想气体经过一系列变化后回到初始状态，其状态变化过程如图所示。
16．理想气体作为一种理想化的物理模型，完全忽略了（ ）
A．分子势能 B．分子体积 C．分子动能 D．分子间作用力
17．理想气体在A、B两状态下的热力学温度分别为，由图可知 。
18．右表中给出了理想气体在各段变化过程中部分物理量的变化情况，其中Q为气体从外界吸收的热量、W为外界对气体做的功、为气体的内能变化量。试完成该表。
【答案】16．ABD 17． 18．见解析
【解析】16．理想气体作为一种理想化的物理模型，实际上并不存在，其特点是：气体分子间距离较大，
分子本身的体积相对整个气体体积来说较小，分子间的作用力可以忽略，无须考虑分子势能，
只有分子动能，故选ABD。（3分）
17．理想气体在A、B两状态下，由理想气体状态方程有 代入数据解得（3分）
18．由热力学第一定律
对过程中气体的内能变化量
对过程中发生等容变化，所以
气体的内能变化量
对过程中发生等压变化，所以
气体的内能变化量
表格如下：（6分，没空1分）
六、微观粒子（3+3+5+5+12=28分）
速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出波长连续的电磁辐射，称为“同步辐射”。同步辐射光光谱范围宽（从远红外到X射线）。已知普朗克常量为h，光速为c，电子的质量为m、电荷量为（电子的重力忽略不计）。通过加速器中获得接近光速运动的电子，若单个电子的动能为Ek，在磁场中偏转时辐射出波长为λ的X射线。
19．在真空中，X射线与红外线相比，X射线的（ ）
A．频率更大B．波长更大C．传播速度更大D．光子能量更高
20．此X射线照射逸出功为W的锌板，打出光电子的最大初动能为（ ）
A．B．C．D．
21．一个中子与某原子核结合成一个氘核（）并放出能量为的光子。
（1）该原子核中 ， 。
（2）已知中子质量为，质子质量为，真空中的光速为，则氘核的平均结合能为 。
22．一个静止的铀核（）发生一次衰变，生成钍核（Th），其衰变方程为→ ，若衰变释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能，则粒子与钍核分离瞬间的速率之比为 。
23．离子注入是制作芯片一道重要的工序。工作原理如图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，然后通过偏转，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器和偏转磁场中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器和偏转系统中的匀强电场场强大小均为，方向分别为竖直向上和垂直纸面向外。偏转磁场是内外半径分别为和的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔；偏转系统中电场的分布区域是一边长为的正方体，其底面与晶圆所在水平面平行。当偏转系统不加电场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的点。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：
(1)离子的电性为 ，离子通过速度选择器的速度大小 。
(2)偏转磁场出来离子的比荷；
(3)电场偏转系统沿竖直中心线水平旋转时，离子从偏转系统底面飞出，晶圆平面到电场偏转系统下端距离也为L，求偏转粒子打到晶圆处的轨迹半径R。
【答案】19．AD 20．C 21．1 1 22． 117:2
23．(1) 正 (2) (3)
【解析】19．AD．X射线的频率更大，根据 故X射线的光子能量更高，故AD正确；
B．根据 X射线的频率更大，则X射线的波长更小，故B错误；
C．X射线、红外线在真空中的传播速度相等，等于光速，故C错误。
故选AD。（3分）
20．此X射线的频率为 根据光电效应方程
解得打出光电子的最大初动能为 故选C。（3分）
21．[1][2]核反应方程为
由质量数守恒、电荷数守恒有， 解得（1分），（1分）
[3]由上述分析可知为质子，已知中子质量为，质子质量为，真空中的光速为，
则氘核的结合能为 氘核的平均结合能为（3分）
22．[1]根据电荷数和质量数守恒知生成的元素核电荷数，核子数
故核反应方程式为（2分）
[2]衰变后系统动量守恒，
所以速度之比等于质量的反比（3分）
23.（1）[1][2]根据离子在偏转磁场中的运动轨迹，结合左手定则可知，离子的电性为正，
离子通过速度选择器时 可得离子的速度大小（2分）
（2）粒子在偏转磁场中运动的轨道半径为
根据 解得（4分）
（3）偏转系统加电场E时，水平偏转速度
则速度的偏转角：，
再代入（2）的比荷， 解得 （6分）
型号
工作电压
工作电流
型号
输入
输出
内阻
A
a
B
b
过程
0
4.2
过程
0
4.2
4.2
-8.5
0
-8.5
5.8
-1.5
4.3