上海市南洋中学2025_2026学年高三上学期期中物理试题【附解析】

这是一份上海市南洋中学2025_2026学年高三上学期期中物理试题【附解析】，共21页。试卷主要包含了在列式计算等内容，欢迎下载使用。
特别提示：
1、本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选给部分分，错选不给分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。
2、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。
3、若没有说明，本卷g取9.8m/s2。
一、中国空间站（共34分）
2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭成功发射。载人飞船与天和核心舱顺利自主快速交会对接，中国人首次进入自己的空间站。
1. 下列物理量是过程量的是（ ）
A. 动量B. 冲量C. 动能D. 引力势能
2. （多选）有同学设想在空间站利用下列装置进行高中物理实验，你认为可行的是（ ）
A. 探究两个互成角度的力的合成规律
B. 用力传感器研究作用力和反作用力的关系
C. 研究平抛运动的规律
D. 研究向心力的实验
E. 验证机械能守恒定律
F. 羽毛和金属小球在玻璃管中下落
3. 航天员在空间站做液体性质的实验。地面环境下某液体可沿一竖直毛细管爬升高度为。若在空间站中将相同毛细管插入同种液体相同深度，管内、外液面间距为，则该液体在毛细管发生_____现象，_____d（选填“大于”或“等于”或“小于”）
4. （多选）如图，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ上的点，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与核心舱对接。则飞船（ ）
A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ要在点加速
B. 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过点时的加速度比圆轨道Ⅰ经过点时的加速度大
C. 飞船沿轨道Ⅲ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期
D. 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过点时速度一定小于
5. 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，乙拿着质量为的箱子正以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，离手时箱子速度为，甲（加身上的装备），乙（加身上的装备）质量都是，求：
（1）乙对箱子的平均作用力大小。
（2）（计算）推出箱子后乙的速度。
6. 在空间站进行实验可以克服来自地球磁场及电场干扰，使得物理现象更为准确和明显。为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。在图中，为自感系数较大的电感线圈，且电阻不计；AB为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。则（ ）
A. 合上K的瞬间，A先亮，B后亮
B. 合上K的瞬间，A后亮，B先亮
C. 断开K以后，B变得更亮，A缓慢熄灭
D 断开K后，A熄灭，B重新亮后再熄灭
7. 电磁发射装置采用超级电容储能，可瞬间输出超强功率。如图为电磁发射的简化示意图，发射轨道为两个固定在水平面上、相互平行的金属导轨。轨道的左端为充电电路，电源的电动势为，固定电容器的电容为，卫星可简化为一根金属导体棒ab。导体棒ab垂直放置于平行金属导轨上，忽略一切摩擦阻力以及轨道和导线的电阻。
（1）将单刀双掷开关S接1给电容器充电，充电结束后电容器内储存的电能=_____。
（2）充电结束后再将开关S接2，电容器通过导体棒ab放电。电容器开始放电的瞬间，导体棒ab上电流的方向_____，棒ab所受安培力的方向_____。
【答案】1. B 2. ABD
3. ①. 毛细 ②. 大于 4. ACD
5. ，
6. D 7. ①. ②. ③. 向右
【解析】
【1题详解】
过程量是描述物理过程的物理量，如冲量（力对时间的累积）。状态量是描述物体某一时刻状态的物理量，如动量、动能、引力势能，它们与过程无关。
故选B。
【2题详解】
空间站处于完全失重环境，实验需考虑重力是否影响核心原理：
A．弹簧测力计仍可测拉力，与重力无关。故A正确；
B．力传感器直接测量相互作用力，无需重力。故B正确；
C．物体处于完全失重状态，抛出后做直线运动，无法形成抛物线轨迹。故C错误；
D．小球做圆周运动，由弹力提供向心力，与重力无关。故D正确；
E．机械能守恒需重力势能与动能转化，但空间站中物体处于完全失重状态，无法验证。故E错误；
F．实验依赖重力作用下不同物体的下落差异，在失重环境中两者均悬浮，无法观察到下落现象。故F错误。
故选ABD。
【3题详解】
毛细现象是液体在细管中上升（浸润）或下降（不浸润），由表面张力和液体与管壁的亲和力决定。题目中液体能“爬升”，说明是毛细现象。地面上，液体受重力影响，爬升到高度h后平衡（表面张力与重力抵消）。在空间站内，液体仍会因表面张力沿管壁爬升，但基本不受重力影响（微重力环境），因为插入深度相同，液体可以一直爬到管口，最终管内、外液面高度差大于地面d。
4题详解】
A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，飞船做离心运动，要在点加速。故A正确；
B．根据公式可知，加速度与距离有关。两轨道在Q点的加速度大小相等。故B错误；
C．根据可知，飞船沿轨道Ⅲ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期。故C正确；
D．是逃逸地球的速度，飞船仍在椭圆轨道Ⅱ绕地球运行，所以经过点时速度一定小于。故D正确。
故选ACD。
【5题详解】
[1]以箱子初速度方向为正方向，对箱子，由动量定理得
解得
[2]对乙和箱子，由动量守恒定律得
解得
【6题详解】
AB．合上K的瞬间，AB同时通上电流，则AB同时亮。故AB错误；
CD．合上K的瞬间，由于线圈的自感现象，会阻碍电流增加，导致线圈中电流慢慢增加，最后把B短路。所以A先亮后变得更亮，B先亮后缓慢熄灭。断开K以后，A处于断路中立即熄灭。B与线圈构成回路，且回路中电流慢慢减小。则B重新亮后缓慢熄灭。故C错误，D正确。
故选D。
【7题详解】
[1]充电结束后电容器内储存的电荷量
充电结束后电容器内储存的电能
[2]充电时，电容器上极板与电源正极相连，则放电时，导体棒ab上电流的方向由a流向b。
[3]由左手定则可知，棒ab所受安培力方向向右。
二、交通工具（共12分）
从古至今，人类对速度的追求从未停止。船、马车、自行车、现代汽车、磁悬浮列车。每一种交通工具的革新，都离不开物理学的发展。
8. 如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳以速度v牵引小船匀速靠岸。如果小船所受阻力的大小不变，此时绳子与水平面夹角为α，则小船的速度为_____，靠岸过程中小船所受的浮力_____。（“A、增大”、“B、减小”、“C、不变”）
9. 如图为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车的前轮很大，后轮很小。行驶过程中，前后轮相等的物理量是（ ）
A. 线速度大小B. 角速度C. 周期D. 转速
10. 如图甲所示，质量为60kg的人骑着一辆质量为20kg的自行车，以5m/s的速度在笔直的水平马路上匀速行驶，遇红灯后在距停车线10m处开始刹车，假设刹车后自行车做匀减速直线运动。
（1）试问在刹车过程中自行车受到的阻力至少应为_____N。
（2）设刹车过程中某时刻自行车的速率为v，在由初速度5m/s减速至v的过程中自行车克服阻力做的功为W，则如图乙所示的W−v图像中正确的是（ ）
【答案】8. ①. ②. 减小 9. A
10. ①. 100N ②. A
【解析】
【8题详解】
[1]根据速度的合成与分解得船的速度
[2]由平衡条件得，
联立解得
α增大，则浮力减小。
【9题详解】
相同时间内，前后轮走过相同的路程，则线速度大小相等。根据
可知，前后轮半径不同，则角速度、周期和转速不同。
故选A。
【10题详解】
[1]若自行车刚好停在停车线，则
由牛顿第二定律得
联立解得
[2]由动能定理得
化简得
可知W−v图像是开口向下且纵截距不为0的图线。
故选A。
三、光和微观粒子（共17分）
光学的发展和微观粒子的研究紧密相连，光学的关键突破直接推动了人类对微观粒子（如原子、电子、光子）本质的认知，二者共同催生了量子力学这一现代物理学的基石。
11. 如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为的金属钠。这群氢原子最多能辐射出_____种不同频率的光。金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是_____eV
12. 在通往量子理论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，请把科学家和相应的物理贡献做连线
13. 一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。不考虑粒子间的相互作用，
（1）定性画出图线3所示粒子的运动轨迹____
（2）图示沿轨迹2运动的粒子，到达时动能_____（“A为零”“B不为零”），运动过程中电势能变化_____（“A一直增大”，“B一直减小”，“C先增大再减小”，“D先减小再增大”）
14. 科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是，若的质量为，的质量为，的质量为，真空中的光速为。氘核聚变反应中释放的能量为_____。
【答案】11. ①. 3 ②. 9.8
12. 13. ①. ②. A ③. C
14.
【解析】
【11题详解】
[1][2] 一群氢原子处于的激发态，最多能发出种不同频率的光，其中能量最大的光子的能量为，根据爱因斯坦的光电效应方程得
【12题详解】
【13题详解】
[1][2][3]
沿轨迹2运动的粒子，靠近原子核的过程中，库仑力对其做负功，故可知到达时动能为零，在整个运动过程中，库仑力对其先做负功，后做正功，故沿轨迹2运动的粒子在整个运动过程中其电势能先变大后变小。
【14题详解】
根据爱因斯坦的质能方程可知氘核聚变反应中释放的能量为
四、饮料机（共15分）
很多大型商场中会安装饮料机，为市民提供舒适方便的生活体验。
15. 小李购买了一瓶热饮，饮料机将调配好的饮品沿竖直方向加注到杯子中，已知加注口与杯底的高度为，液体从加注口流出时的初速度为，每秒钟流出的液体质量为30g，不计一切阻力及杯底的液面高度变化，则液体落到杯底的速度为_____，液体对杯底的平均冲力约为_____N。
16. 由于饮料机加注的是热饮，导致了杯子内气体的温度升高，如图所示为气体分子在两个不同温度、下的速率分布，则其中_____（选填“”或“”）对应的是加注热饮之后的气体温度，杯内气体分子的平均动能_____（选填“增大”或“不变”或“减小”）
17. 小李购买的是无糖热茶饮。固体颗粒充分溶解后，发现其中液体的体积大约为，通过网上查阅资料，该热饮的摩尔浓度大约为，阿伏伽德罗常数，估算茶饮中大概有_____个液体分子（保留3位有效数字）
18. （计算）接第（3）小题，小李开始大口喝饮料，杯子的容积为，连续喝了几口发现，杯子瘪了。已知杯子内外压强差达到时，杯子会突然产生明显的形变。假设喝饮料的过程中，杯子内部气体的质量和温度均不变，气体可视为理想气体，大气压强为。求小李在该过程中至少喝了多少体积的饮料。
【答案】15. ①. 3 ②. 0.09
16. ①. ②. 增大
17.
18.
【解析】
【15题详解】
[1]根据运动学规律有
其中，，解得液体落到杯底的速度为
[2]极短时间内，与杯底发生作用的水的质量为，其中
根据动量定理有
解得
根据牛顿第三定律有液体对杯底的平均冲力约为。
【16题详解】
[1][2]根据分子速率分布规律可知，温度升高，大速率分子所占比例增大，可知对应的是加注热饮之后的气体温度，杯内气体分子的平均动能增大。
【17题详解】
茶饮中的液体分子数大约有个
【18题详解】
没有喝饮料之前，气体体积为，
喝饮料之后，气体体积为，
根据玻意耳定律有
联立解得同学在该过程中喝饮料的体积至少为
五、水际飞摆（共9分）
小明同学观看游乐节目，看到选手借助悬挂在高处绳飞越到水面的浮台上，如图所示。他对此进行了思考，已知选手质量为，他抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角，绳的悬挂点距水面的高度为。不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。重力加速度取，，
19. 选手摆到最低点时处于_____（选填“超重”或“平衡”或“失重”）状态；
20. （简答）若选手摆到最低点时松手，同学们讨论绳长和选手在浮台上的落点距岸边水平距离的关系。小明认为绳越长落点距岸边的水平距离越大。请你对小明的看法进行评价；若同意他的看法写出判断依据，若不同意则求出绳长多少时落点距岸边水平距离最远。
【答案】19. 超重 20. 见解析
【解析】
【19题详解】
选手做圆周运动，在最低点时，选手的加速度向上，可知
即
可知选手处于超重状态。
【20题详解】
不同意。
根据机械能守恒有
选手从最低点开始做平抛运动，有，
解得
根据数学知识可得当时，水平距离取最大值，即
六、磁偏转系统（共13分）
利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量，从而研究原子核结构。如图1所示，用回旋加速器使氘原子核（）获得动能，让其在处撞击铝（）核发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素铝核28以及两种不同能量的质子（）。产生的质子束经狭缝沿水平直径方向射入半径为，方向垂直纸面向里、大小为的圆形匀强磁场区域，经偏转后打在位于磁场上方的探测板上A、D处（探测板与磁场边界相切于点，点与磁场圆心处在同一竖直线上），获得如图2所示的质子动能的能谱图。
21. 同位素具有相同的（ ）
A. 质量数B. 质子数C. 中子数D. 核子数
22. 写出氘核撞击铝核的核反应方程_____
23. （计算）求A、D的间距
【答案】21. B 22.
23.
【解析】
【21题详解】
同位素具有相同的质子数，不同的中子数，则质量数和核子数也不相同，故选B。
【22题详解】
根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为
【23题详解】
两种质子的动能分别为Ek1=3MeV和Ek2=9MeV
则
在磁场中洛伦兹力提供向心力
解得
则
DO垂直于入射方向，可知半径较大质子轨迹是圆，即r2=R，因此
根据几何关系
解得
则
解得AD的距离。