2025年高考押题预测卷：物理（上海卷）03（解析版）

这是一份2025年高考押题预测卷：物理（上海卷）03（解析版），共14页。
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。
考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、动车组列车（3+3+6=12分）
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。
1．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（ ）
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
2．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。
3．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】1．D 2．19.44 3． B CD
【解析】1．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。（3分）
2．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
列车与拖拉机的相对速度 解得拖拉机的速度 （3分）
3．[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。（3分）
[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。（3分）
二、中国高铁（5+5+6+4+10=30分）
中国高铁利用“北斗”导航技术、5G通信技术等构建运营的“超强大脑”，实现了数字化、智能化的管理。具有完全自主知识产权的新一代高速列车“复兴号”投入了高铁运营。
4．5G信号相较于4G信号采用了频率更高的无线电波，具有数据传输更快的特点。
（1）（多选）在空气中传播时，5G信号与4G信号相比 ；
A．具有更快的传播速度 B．具有相同的传播速度
C．更容易发生衍射 D．更不容易发生衍射
（2）（多选）无线电波可由LC振荡电路产生，某时刻的电路工作状态如图所示，此时 。
A．电容器正在放电 B．电容器正在充电
C．线圈中磁场的方向向上 D．线圈中磁场的方向向下
E．线圈储存的磁场能正在增大 F．线圈储存的磁场能正在减小
5．“北斗”导航系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成。某一地球同步轨道卫星和一颗中轨道卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动、且绕行方向相同。如图（a）所示。
（1）同步轨道卫星和中轨道卫星绕地球做圆周运动的线速度分别、，则 ；
A． B． C．
（2）若这两颗卫星之间的距离随时间t变化的关系如图（b）所示，则中轨道卫星的运行周期 h。
6．“复兴号”列车在某段长为1000m的平直轨道上行驶，其速度的平方与位移x的关系，如图所示。
（1）乘客将一水杯放置在车厢水平桌面上，在此过程中水杯里水面的形状可能是 ；
（2）列车通过此路段所用的时间为 s。
7．如图，“复兴号”动车组共8节车厢。每节车厢的质量均为m，每节动力车厢能提供的最大驱动功率相同，重力加速度为g。
（1）（计算）动车组采用4动4拖模式，依靠前面的4节动力车厢来带动整个列车运行。动车组在平直轨道上匀加速启时，若每节车厢所受阻力均为车厢所受重力的k倍，每节动力车厢提供的牵引力大小为F，求第4节车厢对第5节车厢的作用力大小；
（2）若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，最高时速可达350km/h，则改为采用1动7拖模式后，动车组的最高时速为 km/h。
8．高速列车上安装有电磁制动系统，其原理可简单描述为线框进出磁场受电磁阻尼作用。某同学进行了模拟研究：用同种导线制成边长为L、质量为m的正方形线框abcd，将其放置在光滑绝缘的水平面内。线框abcd以初速度进入磁感应强度大小为B、方向竖直向下，宽度为d的匀强磁场（），测得当线框完全穿过磁场时，其速度大小为，如图所示。
（1）线框abcd刚进入磁场和刚要离开磁场时，ab两点间的电势差分别为和，则 ；
（2）（计算）求线框abcd的电阻大小R；
（3）线框abcd在进入磁场和离开磁场的过程中，线框中产生的热量分别为和，则 。
【答案】4．（1）BD （2）BCF 5．（1）A （2）8 6．（1）B （2）25
7．（1） （2）175 8．（1）6:1 （2） （3）7:5
【解析】4．（1）[1]AB．在空气中传播时，5G信号与4G信号具有相同的传播速度，均为光速，故A错误，B正确；
CD．5G信号相较于4G信号采用了频率更高的无线电波，则5G信号的波长小于4G信号的波长，所以5G信号与4G信号更不容易发生衍射，故C错误，D正确。
故选BD。（2分）
（2）[2]由题图可知电流方向由下极板流向上极板，且上极板带正电，则此时电容器正在充电；可知此时电容器电场能正在增大，线圈储存的磁场能正在减小；根据右手螺旋定则可知线圈中磁场的方向向上。
故选BCF。（3分）
5．（1）[1]卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得
由于同步轨道卫星半径大于中轨道卫星半径，则有 故选A。（2分）
（2）[2]由题图可知，两卫星每隔相距最近，则有
可得中轨道卫星的运行周期为（3分）
6．（1）[1]根据图像可知，列车做匀加速直线运动，加速度大小为
乘客将一水杯放置在车厢水平桌面上，设水面与水平方向的夹角为，则有 可得
可知此过程中水杯里水面的形状是一倾斜直线，且水的加速度方向与行驶方向相同。
故选B。（3分）
（2）[2]由题图可知，，（3分）
则列车通过此路段所用的时间为
7．（1）[1]以8节车厢为整体，根据牛顿第二定律可得
以后面4节车厢为整体，根据牛顿第二定律可得
联立解得第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为（2分）
（2）[2]若动车组在高速行驶过程中所受阻力与其速率成正比，采用4动4拖模式，
最高时速可达350km/h，则有
则改为采用1动7拖模式后，则
可得动车组的最高时速为（2分）
8．（1）[1]设线框abcd的电阻为，线框abcd刚进入磁场时，产生的电动势为
此时ab两点间的电势差为
线框abcd刚离开磁场时，产生的电动势为
此时ab两点间的电势差为 则有（3分）
（2）[2]线框从进入磁场到离开磁场过程，根据动量定理可得
又
则有
联立解得线框abcd的电阻为（3分）
（3）[3]设线框完全进入磁场时的速度大小为，则线框进入磁场过程，
根据动量定理可得
线框离开磁场过程，根据动量定理可得 解得
根据能量守恒可得，
则有（4分）
三、发光二极管（2+3+6+3+6=20分）
发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，并具有单向导电性。用表示，电流只有从标有“＋”的一端流入时，二极管才能发光。
9．某发光二极管发出波长为的光，已知普朗克常量为h，光速为c，则该束光中光子的动量大小为 。
A． B． C． D．
10．将红、绿两个发光二极管作为指示灯，与螺线管连接成闭合回路，如图所示。磁铁S极朝下，从图中位置静止释放穿过线圈的过程中，红、绿两灯发光的情况是 。
A．只有红灯亮 B．只有绿灯亮 C．先红灯亮后绿灯亮 D．先绿灯亮后红灯亮
11．a、b、c、d四个相同的发光二极管，与电动势为E、内阻为r的电源、自感线圈L、滑动变阻器R、开关S等元件连接成如图所示电路。某同学在时，闭合S，经过一段时间后，在时再断开S。在此过程中，
（1）一直没发光的发光二极管是 ；
A．a B．b C．c D．d
（2）通过电流传感器的电流i随时间t的变化关系可能是 。
A． B． C． D．
12．某种射灯及内部结构，如图所示。发光二极管封装在半径为R透明半球体中，其管芯的发光面AOB是半径为r的圆面，其圆心与半球体的球心O重合。若发光面发出的光第一次到达半球面时，均可从球面射出，则透明半球体的折射率应小于 。
A． B． C． D．
13．某同学利用LED制作频闪光源，结构如图（a）所示，变压器原、副线圈的匝数之比为。该LED的伏安特性曲线如图（b）所示。副线圈的输出电压，

（1）原线圈输入电压的有效值为 V；
（2）若定值电阻的阻值为，工作时流过LED的最大电流约为 mA（保留2位有效数字）。
【答案】9．D 10．C 11． C D 12．B 13． 15mA/16mA
【解析】9．根据的动量公式，该束光中光子的动量大小为 故选D。（2分）
10．首先根据楞次定律判断感应电流方向。当磁铁S极朝下从图中位置静止释放向下运动穿入线圈时，
线圈中向上的磁通量增加，根据楞次定律“增反减同”，感应电流产生的磁场方向向下。
再根据右手螺旋定则（安培定则），此时感应电流从螺线管下端流出，上端流入，
电流方向使得红灯所在支路导通，红灯亮。
当磁铁穿出线圈时，线圈中向上的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向上。
再根据右手螺旋定则，此时感应电流从螺线管上端流出，下端流入，电流方向使得绿灯所在支路导通，
绿灯亮。所以是先红灯亮后绿灯亮。
故选C。（3分）
11．[1]发光二极管具有单向导电性。闭合开关S后，电源左侧为正极，右侧为负极，
电流从电源正极流出，二极管b、d正向导电会发光，由于二极管c的接法是反向的，不会发光。
开关S后，电感线圈充当电源，在回路中电流方向为逆时针，二极管a正向导电会发光，
所以无论电路中电流如何变化，二极管c都不会导通，一直不会发光。 故选C。（3分）
[2]当闭合开关S时，通过电流传感器的电流立即增大，由于自感线圈L的自感作用，
会产生自感电动势阻碍电流的增大，所以自感线圈L的电流从零开始逐渐增大，由于电源有内阻，
路端电压会减小，通过电流传感器的电流会减小，最后达到稳定值。
当断开开关S时，自感线圈L产生自感电动势，此时自感线圈L的电流不能突变，与电流传感器
支路组成闭合回路，通过电流传感器的电流会反向，然后电流逐渐减小到零。 故选D。（3分）
12．
要使发光面发出的光第一次到达半球面时均可从球面射出，则临界情况是边缘光线竖直向上发出的光
到达半球的入射角最大，此时没有发生全反射，则所有得光线都能射出半球。
由几何知识有 则 故选B。（3分）
13．[1]已知副线圈的输出电压，根据正弦式交变电压的有效值公式，
可得副线圈输出电压有效值
再根据变压器原、副线圈电压关系 解得（3分）
[2]根据闭合电路欧姆定律，把定值电阻等效成副线圈电源的内阻，可得
把电流单位换算为mA，即作图线与该LED的伏安特性曲线交于一点，
可以读出电流值，如图所示
所以工作时流过LED的最大电流约为15mA。（3分）
四、电和磁（7+11+3=21分）
在人类的生活实践中处处可以遇到电场和磁场，随着科学技术的发展，电磁技术已经渗透到我们日常生活和技术的各个方面。
14．图示，是一种利用太空高能粒子流发电的装置示意图。左侧部分由两块相距为的平行金属板M、N组成，两板间有垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度大小为。高能粒子流源源不断从左侧以速度水平入射，粒子会在磁场力作用下偏向两金属板，在M和N间形成一定的电势差，并给右侧的电容器P供电。
（1）在金属板间电势差稳定后，在金属板M和N中 板的电势更高，M和N间的电势差为 。
（2）下列哪种措施会导致电容器P的带电量增加（ ）
A．高能粒子流电量增加 B．高能粒子流速度增加
C．高能粒子流质量增加 D．电容器P的电容增加
15．如图为某学生模仿家用漏电保护器制作的一个简易漏电报警装置。闭合铁芯上绕有三组线圈，其中A、B两组线圈匝数都为匝，但绕向相反。C线圈匝数为匝，并在两端接有一个报警灯。火线通过线圈连接开关和用电器，经线圈B连接零线。图中单刀双掷开关接到1端时，表示电路正常工作；接到2时，表示线路有漏电，火线直接和零线接通，指示灯会发光。假设铁芯和线圈中均无能量损耗。
（1）没有发生漏电时，指示灯为何不会发光，请简单解释原理 。
（2）若在火线与零线间接入如图所示的交流电源，用电器是电阻的纯电阻电路，指示灯的电阻。求：
①该交流电压的有效值为 ；频率为 Hz。
②计算：当S接到1时，求用电器R在2小时内消耗的电能 ；
③当S接到2时，且A线圈内电流方向如图中箭头所示，且大小在增加时，通过指示灯中感应电流方向
（选填“a到b”，或“b到a”）；
④计算：求当S接到2时A线圈内的电流强度 。
16．如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为，面积为。时，匀强磁场垂直于线圈向右，其大小和方向变化如图所示，则在时间内线圈两端和之间的电势差（ ）

A．恒定不变，大小为B．恒定不变，大小为
C．从0均匀增大到D．从0均匀增大到
【答案】14．M BD 15．（1）见解析 （2）① 25 ② ③到 ④ 16．B
【解析】14．[1][2]根据左手定则可知带正电粒子受向上的洛伦兹力，向M板偏转，所以上极板带正电，（2分）电势更高；设高能粒子带电量为q，当高能粒子所受电场力与洛伦兹力等大反向后，粒子不再偏转，则根据平衡条件，有 解得（2分）
[3]根据电容定义式可得
可知增加板间电压或增大电容均可增加电容的带电量，由上分析可知板间电压为
所以高能粒子流速度增加，可以使板间电压增大，板间电压与高能粒子流电量和质量均无关。
故选BD。（3分）
15．[1]没有漏电时，A、B两个线圈都有电流，大小相等，方向相反，铁芯内的磁场互相抵消，
不会在线圈中产线感应电流。（2分）
[2]该交流电压的有效值为（1分）
[3]频率为（1分）
[4]当S接到1时，求用电器R在2小时内消耗的电能（2分）
[5]根据右手定则可知在C线圈产生向下的磁场，因为电流增强，所以穿过线圈C的磁通量增大，
根据楞次定律可知指示灯中感应电流方向为b到a。（2分）
[6]当S接到2时,线圈的有效匝数为200匝，根据理想变压器电压与匝数成正比
解得 流过灯泡L的电流大小为
根据理想变压器电流与匝数成反比，有
解得A线圈内的电流强度为（3分）
16．根据法拉第电磁感应定律可得在时间内线圈两端和之间的电势差
大小不变。 故选B。（3分）
五、回旋加速器（6+11=17分）
17．上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为m，电荷量大小为e，最大回旋半径为R，普朗克常量为h。则
（1）电子加速后获得的最大速度vm = ；
（2）（计算）已知两D形盒间加速电场的电势差大小恒为U，盒间窄缝的距离为d，其电场均匀，求电子在电场中加速所用的总时间t。
18．回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度大小为B的匀强磁场与盒面垂直，加在狭缝间的交变电压的电压值大小为，周期。一质量为m、电荷量为的粒子从A处飘入狭缝，其初速度视为零，考虑粒子在狭缝中的运动时间（时间很短，不影响粒子被加速），假设粒子每次经过狭缝均做匀加速运动。求：

(1)粒子离开加速器时的动能；
(2)若粒子第1次进入盒在其中的轨道半径为，第3次进入盒在其中的轨道半径为，求；
(3)粒子从飘入狭缝至动能达到所需的总时间t。
【答案】 17．， 18. (1) (2) (3)
【解析】17．（1）D型盒最大回旋半径为R，则电子做圆周运动的最大半径为R，则
电子加速后获得的最大速度 （2分）
（2）电子在电场中加速度大小不变，尽管电子在电场中往返运动，但可以看做电子做初速度为零的匀加速运动，所以电子在电场中运动的时间为 解得 （4分）
18．（1）粒子离开加速器时，粒子运动半径为，洛伦兹力提供向心力，
则 解得
粒子加速后的动能为 联立解得 （2分）
（2）第1次进入加速1次，第3次进入加速5次，根据动能定理
洛伦兹力提供向心力 联立解得 （3分）
（3）粒子在电场中的加速度大小为
粒子在电场中做匀加速运动，则
根据动能定理 解得
粒子在磁场中运动周期为
粒子在磁场中的时间
则总时间为 （6分）