2025届上海市上海交通大学附属中学高三上学期摸底考试物理试卷（解析版）

这是一份2025届上海市上海交通大学附属中学高三上学期摸底考试物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了8m/s2，组合1如图所示，且m1=m2，在，整个系统的势能增加等内容，欢迎下载使用。
一、共点力的平衡
甲、乙两个物体质量分别为m1与m2，被不可伸长的细绳与光滑滑轮固定于墙上A点，细绳与滑轮的质量均忽略不计，系统保持静止。О点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。以下三种不同的细绳、滑轮组合中，初始状态α均为70°。
1.组合1如图所示，且m1=m2。
（1）β等于___________°；。
（2）若对乙施加水平外力，在新的位置重新平衡后β（ ）
A．增大B．减小C．保持不变
2.组合2如图所示，m1与m2大小关系未知
（1）β等于__________°；
（2）若将A向上移动一小段距离，在新的位置保持平衡时，β（ ）
A．增大B．减小C．保持不变
3.组合3如图所示，m1与m2大小关系未知。
（1）β等于__________°；
（2）若用外力将乙向下移动一小段距离，在新的位置保持平衡时，β（ ）
A．增大B．减小C．保持不变
【答案】1.①.55②.A
2.①.70②.C
3.①.40②.A
【解析】
【1题详解】
（1）由于m1=m2，根据几何关系可知
（2）若对乙施加水平外力，对乙分析如图所示
可知变大，在新的位置重新平衡后，如图所示。
根据几何关系可知，在新的位置重新平衡后β增大。
故选A。
【2题详解】
（1）对O点分析，如图所示。
绕过同一滑轮的绳子拉力相等，根据力的合成关系可知
（2）若将A向上移动一小段距离，绳子上的力大小不变，则在新的位置保持平衡时，β保持不变。
故选C。
【3题详解】
（1）对O点分析，如图所示。
根据几何关系可知
（2）若用外力将乙向下移动一小段距离，在新的位置保持平衡时，如图所示。拉乙绳的拉力增大，根据力的合成关系可知，β增大。
故选A。
二、物理实验
4.如图，研究平抛运动规律的实验装置放置在实验台上，利用传感器A和碰撞传感器可测得小球的水平初速度v0和飞行时间t，底板上的标尺可以测得水平位移s。保持导轨槽口距底板高度h= 0.420 m不变，研究小球平抛运动的规律，g= 9.8 m/s2。
（1）传感器A是__________传感器。
（2）下列操作有助于减小实验误差的是（ ）
A.放置整个装置的台面需要调整至水平B.斜槽导轨尽可能光滑
C.导轨末端需要调整至水平D.小球每次从导轨同一位置静止释放
（3）小球飞行时间的理论值为__________ms（保留3位有效数字）。
（4）该实验的结论是：____________________________________。
【答案】（1）光电门 （2）AC
（3）293 （4）下落高度不变时，平抛运动的水平位移与初速度成正比
【解析】
【小问1详解】
传感器A是光电门传感器。
小问2详解】
A．放置整个装置的台面需要调整至水平，从而确保实验的水平和竖直方向，故A正确；
B．斜槽是否光滑对实验无影响，故B错误；
C．导轨末端需要调整至水平，保证小球初速度沿水平方向，故C正确；
D．根据实验原理可知，小球释放点可以不同，故D错误；
故选AC。
【小问3详解】
根据竖直方向的运动规律有
解得
【小问4详解】
根据平抛运动规律可知，下落高度不变，则小球的运动时间不变，得出实验的结论是：下落高度不变时，平抛运动的水平位移与初速度成正比。
5.图甲为观察光的干涉和衍射现象的实验装置。某次实验时用绿色激光照射，得到图乙所示的光强分布情况。
（1）缝屏上安装的是______，观察到的是光的_________现象。
A.单缝，干涉B.单缝，衍射C.双缝，干涉D.双缝，衍射
（2）为了能够在光屏上的相同区域观察到更多的条纹，可采用的方法有（ ）
A.改用红光照射B.改用紫光照射C.增加光屏到缝屏的距离
D.减小光屏到缝屏的距离E.改用缝更宽的缝屏F.改用缝更窄的缝屏
（3）单色光从空气射入水中，光的（ ）
A.频率变大B.波速变小C.波长变大
【答案】（1）C （2）BDE （3）B
【解析】
【小问1详解】
图乙中光强均匀，则缝屏上安装的是双缝，观察到的是光的干涉现象。
故选C。
【小问2详解】
为了能够在光屏上的相同区域观察到更多的条纹，应减小条纹间距，根据公式
可知应减小波长或光屏到缝屏的距离，用缝更宽的缝屏。
故选BDE。
【小问3详解】
单色光从空气射入水中，光的频率不变，根据
可知光速减小，波长减小。
故选B。
三、竖直方向的振动
质量m= 0.2 kg的小球用轻质弹簧竖直悬挂，如图甲所示，把小球向下拉至某位置（未超出弹性限度）由静止释放，小球之后运动的速度时间图像如图乙所示（取竖直向下为正方向），不计空气阻力，g= 10 m/s2。
6.在0 − 2 s时间内，小球的加速度（ ）
A.一直减小B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小
7.在t= 2 s时，小球重力的功率为_________W。
8.在（ ），整个系统的势能增加。
A.0 − 2 s内B.2 s − 4 s内C.4 s − 6 s内D.6 s − 8 s内
9.下列说法正确的是（ ）
A.在t= 1 s和t= 5 s两个时刻，小球的位移相同
B.在t= 1 s和t= 5 s两个时刻，小球回复力大小相同
C.在t= 1 s和t= 5 s两个时刻，弹簧的形变量大小相同
D.小球从t= 1 s和t= 5 s两个时刻开始计时，回到平衡位置所需最短时间相同
10.在0 − 4 s时间内，重力的冲量为______Ns；在2 s − 6 s时间内，弹簧弹力的冲量为_______N·s。
【答案】6.A 7.−8 8.BD 9.BD
10.①.8②.−6.4
【解析】
【6题详解】
图像斜率代表加速度，可知在0 − 2 s时间内，小球的加速度一直减小。
故选A。
【7题详解】
根据功率的计算公式有
【8题详解】
系统能量守恒，动能减小的过程，势能增大，则2 s − 4 s内、6 s − 8 s内势能增大。
故选BD。
【9题详解】
A．图像与坐标轴围成的面积代表位移，可知在t= 1 s和t= 5 s两个时刻，小球的位移方向不相同，故A错误；
B．t= 1 s和t= 5 s两个时刻，小球位移大小相等，根据，可知回复力大小相同，故B正确；
C．在t= 1 s和t= 5 s两个时刻，加速度相等，根据牛顿第二定律可知，在t= 1 s有
在t= 5 s有
弹簧的形变量大小不相同，故C错误；
D．根据振动的对称性可知，小球从t= 1 s和t= 5 s两个时刻开始计时，回到平衡位置所需最短时间相同，故D正确；
故选BD。
【10题详解】
[1]根据冲量的计算公式有
[2]在2 s − 6 s时间内，根据动量定理有
解得
四、蛙泳
蛙泳是一种人类模仿青蛙游泳动作的游泳姿势，可简单拆分为蹬腿加速及惯性前进两个过程，示意图如图甲所示。
11.运动员游泳时，头在水中下潜的过程中，被水封在外耳道内的气体，可视为理想气体。若不考虑气体温度变化，该过程中，气体的压强_________，体积________。但实际上，因为没有充分的时间与外界热交换，气体温度______，气体内能________，单位时间内撞击到耳骨膜上的气体分子数_______。
A．增大B．减小C．保持不变D．无法确定
12.若将蛙泳的两个过程各自简化为水平方向的直线运动，某运动员重心运动的v-t图像如图乙所示。已知该运动员质量为60kg，则0-0.5s内运动员平均速度的大小为_______m/s；蹬腿加速的过程中，水对运动员水平方向的平均作用力大小为___________N；惯性前进过程中，水对运动员作用力的大小为__________N（结果均保留两位有效数字）
13.如图所示是奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，游泳馆的景象呈现在半径r=11cm的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l=10cm，若已知水的折射率为n=，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h（结果保留两位有效数字）。
【答案】11.①.A②.B③.A④.A⑤.A
12.①.1.9②.③.
【解析】
【11题详解】
[1][2]运动员游泳时，头在水中下潜的过程中，液体压强增大，则气体的压强增大，根据玻意耳定律可知，体积减小；
[3][4][5]但实际上，因为没有充分的时间与外界热交换，则Q=0，体积减小，则外界对气体做正功，根据热力学第一定律有可知气体内能增大，温度增大，单位时间内撞击到耳骨膜上的气体分子数增大。
【12题详解】
[1]根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知
平均速度为
[2][3]根据图像斜率可知蹬腿加速过程中，加速度大小为
水对运动员水平方向上的平均作用力为
惯性前进过程中的加速度为
水对运动员的作用力大小为
解得
【13题详解】
设照片圆形区域的实际半径为R，运动员的实际长为L，光路如图
根据折射定律有
由几何关系有
物像比
联立解得
取L=2.0m
解得h=1.9m
五、流浪地球
科幻小说《流浪地球》讲述了一个未来的故事：太阳在大约十几亿年后会进入红巨星阶段，其核心温度会逐渐升高，并放出巨大的能量，地球面临着被太阳烧毁或吞没的危险。为了自救，人类计划带着地球逃离太阳系，到达比邻星系寻找新的生存家园。
该计划大致可分为三步：①终止地球自转、②将地球弹射出太阳系、③地球到达比邻星系。上图是太阳、地球、某绕日行星（P星）、比邻星的关系示意图（图中未呈现准确位置、运动方向等关系）。其中，I是地球绕日轨道，II是地球到达Р星附近过程中的运输轨道，Ⅲ是Р星绕日轨道，IV是地球绕比邻呈轨道。
14.地球在太阳系内远离太阳的过程中，广义相对论效应_________，受此影响，时间进程将______。
A.增强，加快B.增强，减慢C.减弱，加快D.减弱，减慢
15.“停止自转"是通过固定在地球赤道上的几千台转向发动机实现的。下列说法正确的有（ ）
A.停止自转的过程中，转向发动机的喷气方向应与地球自转方向相反
B.不考虑其他因素，停止自转的过程中，赤道上的物体所受重力逐渐增大
C.不考虑其他因素，停止自转的过程中，南北极处的物体所受重力逐渐减小
D.停止自转后，地球表面的物体处于完全失重状态
16.以太阳为参考系，地球原来绕日线速度大小为v；在第②步中，通过安装在地球上的推进式发动机，将地球速度大小变为u，使其能够沿轨道运动至B点，此时速度大小为d。P星运动的线速度大小为w。则v、u和w的大小关系为（ ）
A.v>u>wB.v>w>uC.u>v>w
D.u>w>vE.w>v>uF.w>u>v
17.为了使地球获得足够的能量以离开太阳系，需要借助Р星的“引力弹弓”效应。其中，地球、Р星系统的机械能守恒，且可类比为一条直线上小质量钢球与大质量钢球的弹性碰撞。
（1）在物理学中，把碰撞前后动量和________都不变的碰撞称为弹性碰撞，为使后者成立，“碰撞前后地球与P星之间的距离相同，从而使系统的_______相等。地球获得的动能增量来自于___________。
（2）（证明）弹性碰撞前后，物体相对速度大小不变_______。
（3）已知P星是地球质量的三百余倍，在其轨道上公转的速度大小为v1。地球从很远的距离，以大小为v2（以太阳为参考系）的速度，接近Р星（运动方向会稍微错开一定距离以免相撞）。通过“引力弹弓”效应，地球飞离木星很远距离后，能够获得的最大速度大小为_______（以太阳为参考系，用v1、v2表示）
【答案】14.C 15.B 16.C
17.①.动能②.引力势能③.Р星的动能④.见解析⑤.
【解析】
【14题详解】
地球在太阳系内远离太阳的过程中，广义相对论效应减弱，受此影响，时间进程将加快。
故选C。
【15题详解】
A．停止自转的过程中，根据牛顿第三定律可知，转向发动机的喷气方向应与地球自转方向相同，故A错误；
B．赤道上的物体，根据万有引力与重力的关系可知
不考虑其他因素，停止自转的过程中，向心力变形，则赤道上的物体所受重力逐渐增大，故B正确；
C．南北极处的物体，根据万有引力与重力的关系可知
不考虑其他因素，停止自转的过程中，南北极处的物体所受重力不变，故C错误；
D．停止自转后，地球表面的物体受万有引力与支持力平衡，处于平衡状态，故D错误；
故选B。
【16题详解】
根据万有引力提供向心力有
解得
则
v>w
根据卫星的变轨原理可知，地球做离心运动，有
u>v
故选C。
17题详解】
（1）[1][2][3]在物理学中，把碰撞前后动量和动能都不变的碰撞称为弹性碰撞，为使后者成立，“碰撞前后地球与P星之间的距离相同，从而使系统的引力势能相等。地球获得的动能增量来自于Р星的动能。
（2）两物体质量分别为m1、m2，碰撞前，速度为v1、v2，碰撞后，速度变为v'1、v'2、由动量守恒
由动能守恒
解得
即弹性碰撞前后，两物体相对速度大小不变
（3）地球与木星组成的系统动量守恒，取地球飞走的方向为正方向，有
Mv1-mv2=mv3+Mv4
由机械能守恒，可得
代入数据解得
由于m≪M，可得