上海市徐汇区2026届下学期高三学习能力诊断（二模）物理试题及答案

这是一份上海市徐汇区2026届下学期高三学习能力诊断（二模）物理试题及答案，共11页。试卷主要包含了8m/s2，66×104 m/s > 0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姓名、考号。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。
5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小 g 均取9.8m/s2。
一、光的性质
在对于光的认识过程中，有一系列实验起到关键作用。
1．如图所示，在研究光的折射规律的实验中，测得入射点位于刻度盘圆心的入射光线和折射光线在水平、竖直方向的投影长度分别为x1、y1和x2、y2，则水槽中液体的折射率为
A． EQ \f( x1 , x2 )B． EQ \f( x2 , x1 ) C． EQ \f( y1 , y2 )D． EQ \f( y2 , y1 )
2．在观察光的偏振现象的实验中，某同学保持自然光源与偏振片的位置关系不变，分别旋转两偏振片，图中偏振片边缘的凸起标记了偏振片的透振方向，其中穿过两偏振片后光强衰减最大的是
A．B． C．D．
3．在“研究光电效应”实验中，以能量为7eV的光子照射光电管阴极，光电子的最大初动能为4eV，当能量为5eV的光子照射阴极时，光电子的最大初动能应为
A．1eVB．2eV C．3eVD．7eV
二、电与磁
电能生磁，磁亦能生电。
1．图示为交流发电的装置简图，边长为L的正方形单匝导线框abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定的角速度绕中轴OO′沿图示方向转动，线框ab边做圆周运动线的速度大小为v。
（1）图示时刻线框ab边中的电流方向为_______，ab边所受到的安培力方向为_______。
（2）发电过程中，穿过线框abcd的磁通量最大值为_______，感应电动势的最大值为_______。
2．如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，电容器电容为C，定值电阻阻值为R，L是电阻可忽略的电感线圈，电容器原本不带电。
（1）（计算）先将开关S拨到1给电容器充电，求电容器两端的电压为U时，流过电阻R的电流i和电阻R消耗的功率P。
（2）充电完成后，电容器所带的电荷量为_______。
（3）电磁振荡与机械振动有相似之处。若将充电完成开关S拨到2瞬间的状态类比为如右图所示的单摆振动状态。则电感线圈L中电流向上达到最大时的状态可类比为
A． B． C． D．
三、星际探索
技术的发展拓展了人类探索的边界。
1．惯性秤是一种可在太空微重力环境下测量物体质量的装置，如图(a)所示，其结构可简化为一端固定的轻质弹簧，另一端连接一个用于夹持待测物体的夹具。正式测量前先用夹具分别夹持一系列已知质量的砝码，拉伸弹簧后静止释放，测量并绘制振动周期T与砝码质量m的T2-m图线如图(b)所示。已知振子质量为m、弹簧劲度系数为k的弹簧振子周期公式为 T = 2π EQ \r(\f( m , k ))。
（1）若测得夹具夹持待测物体时的振动周期为1.5s，则待测物体的质量约为_______。（保留2位有效数字）
（2）夹具的质量约为 _______，弹簧的劲度系数约为_______。（均保留2位有效数字）
2．如图所示，一质量为1.8kg的小型直升机首次尝试在火星表面做动力飞行。当旋翼提供的升力大小为9.1N时，直升机以大小为1.3m/s2的加速度从地面匀加速竖直上升，以同样大小的加速度竖直减速下降时所需的升力大小为8.9N。假设空气阻力大小恒定。
（1）上升到离地2.6m高度时，直升机的速度大小为_______。
（2）（计算）求火星表面的重力加速度大小gM和空气阻力大小f。
（3）如图所示，当直升机沿水平圆周轨道绕定点勘测时，旋翼提供的升力为F，旋翼轴线与竖直方向的夹角为θ。若要保持飞行速率不变，减小环绕半径，则应（不计空气阻力）
A．增大F，减小θB．减小F，减小θ
C．增大F，增大θD．减小F，增大θ
四、粒子运动
带电粒子在电场、磁场中可以做多种形式的运动。
1．电子与n价正离子分别在相同的匀强磁场中做匀速圆周运动，两者质量分别为m和M。则两者做圆周运动的周期之比为
A． EQ \f( nm , M )B． EQ \f( nM , m )C． EQ \f(m , nM )D． EQ \f(M , nm )
2．如图所示，某直线加速器由沿轴线等间距排列的一系列金属圆管组成。电子以大小为v0的初速度进入①号圆管，随后沿轴线依次经过各个圆管，电子在圆管中匀速运动且通过各圆管的时间均为t，经过两管间隙时被电场加速，且每次加速时前后管电势差均为U。
（1）（计算）已知电子质量为m，元电荷为e。求电子到达⑤号管中心P点时的速度大小vP。
（2）电子经过两管间隙的过程中，途径各点的电势φ和电子的电势能E的变化情况为
A．φ增大，E增大B．φ减小，E增大
C．φ增大，E减小D．φ减小，E减小
（3）电子的速度大小逐渐接近光速时，其经过各间隙时的加速度大小将
A．逐次增大B．逐次减小C．保持不变
（4）（多选）如图所示为间隙处电场的实际分布情况，图中虚线为等势线，且等势线OO′位于间隙中线。若一电子受到扰动后以微微偏离轴线方向的初速度vA从A点进入电场，通过图中关于OO′对称的狭窄灰色区域后，从B点以速度vB离开电场，从A到B的运动始终处于图中狭窄的灰色区域内。则速度vA和vB的关系可能为
A．B． C．D．
五、天外来客
3I/ATLAS彗星是被人类系统观测的第三颗星际天体。
1．某近地轨道观测站通过光谱分析发现该彗星具有异常的元素丰度。
（1）已知该观测站沿半径为r的圆周轨道绕地球公转，地球质量为M，引力常量为G。则观测站公转的向心加速度大小a =_______，线速度大小v =_______。
（2）光具有波动性，能观测到与机械波类似的多普勒效应。当彗星高速靠近观测站时，对于观测到的彗尾辉光的波长λ与频率ν，有
A．λ偏大，ν偏小B．λ偏小，ν偏大 C．λ和ν都偏大D．λ和ν都偏小
2．彗星喷射尘埃形成的彗尾总是沿着阳光照射的方向被吹离彗星，该现象表明光子除了具有能量外，还具有动量。已知真空中的光速大小为c，则能量为E的光子所具有的动量大小可表示为
A．EcB．Ec2C． EQ \f( E , c )D． EQ \f( c , E )
3．（论证）首次观测到3I/ATLAS彗星时，其到太阳的距离R = 4.76×1011 m，相对于太阳的速度大小v = 6.13×104 m/s。已知太阳质量M = 1.99×1030 kg，引力常量G = 6.67×10−11 N∙m2/kg2。彗星在太阳系中近似仅受太阳引力作用，取无穷远处势能为零，质量为m的彗星所具有的引力势能Ep = – EQ \f( GMm , R )。试判断彗星能否完全摆脱太阳引力的束缚彻底飞离太阳系，并做出解释。
六、捕捉α粒子
为确证组成α射线的粒子就是氦原子核，卢瑟福使用图示装置捕捉α粒子并观测其光谱。厚壁粗玻璃管A与两端接有电极的毛细管B相互联通并抽成真空，通过细软管连接水银槽D，薄壁玻璃管C中封有一定质量的氡气。氡气衰变放出的α射线穿过C的薄壁后被A的厚壁阻挡，积存在A、B中形成可视为理想气体的稀薄气体。经过几天的积累后打开阀门K并缓慢提升水银槽D，水银的蒸发可忽略不计。
1．已知A、B两管的容积和C管的体积分别为 VA、VB和VC，打开阀门前A、B管内的压强为p。
（1）当A管内气体恰全部进入毛细管B时，管B中的气体压强为_______。
（2）压缩过程中，B管内气体分子做无规则热运动的剧烈程度将_______，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将_______（均选涂：A．增大B．减小C．保持不变）。
（3）以W表示外界对气体所做的功、Q表示气体从外界吸收的热量，上述压缩过程中有
A．W > 0，Q > 0B．W > 0，Q < 0C．W < 0，Q > 0D．W < 0，Q < 0
2．（多选）两电极间电势差大于4400V时，可使B管内气体电离发光。若用220V正弦交流电通过理想变压器给电极供电，可能使气体发光的变压器原、副线圈匝数比是
A．25:1B．20:1 C．15:1D．1:15E．1:20F．1:25
3．通过分光镜观察发光气体可见明亮的黄色谱线。已知光谱中常见的黄色谱线有波长为587.6 nm的氦D3线和波长为589.6 nm、589.0 nm的钠D1 、D2线。某同学设想可使用如图所示的实验装置，通过双缝干涉测波长的实验方法来确证α粒子就是氦原子核。经检测，双缝的间距d = 0.25mm，光强分布传感器的测量宽度为24mm。
（1）若测得双缝到光强分布传感器的距离为S，干涉条纹中相邻暗条纹间距为Y，则待测光的波长λ =_______。（用d、S和Y表示）
（2）（简答）试判断该同学的设想是否可行，并简述理由。
4．氡（86222Rn）发生α衰变后的产物为钋（P）。
（1）该衰变的核反应方程为：_______________。
（2）（计算）测得氡（86222Rn）核衰变放出的α粒子初动能为Ek，已知真空中的光速大小为c，氡核衰变前的初动能以及衰变后释放γ光子的概率均可忽略不计。试估算衰变过程中的质量亏损Δm。
（3）吸入少量的α粒子即可对人体造成较大的辐射伤害，实验中为保证人员安全需预先评估放射源的放射性活度。已知氡222的半衰期为T，当C管中氡222核总数为N时，单位时间内发生衰变的氡222核个数约为_______。【提示：当a是不为1的正实数时，( a x )' = a x ln a】
2025学年第二学期学习能力诊断卷
高三物理 答案 2026.4
一、（共9分）光的性质
1．A（3分）2．B（3分）3．B（3分）
二、（共17分）电与磁
1．（1）由a流向b （2分），垂直纸面向里 （2分）
（2）BL2 （2分），2BLv （2分）
2．（1）（计算）由欧姆定律 E = U + i ( R + r ) 可得 i = EQ \f( E − U , R + r ) （2分）
电阻功率 P = i2R = ( EQ \f( E − U , R + r ))2R （2分）
（2）CE （2分）（3）B（3分）
三、（共16分）星际探索
1．（1）1.5 kg （2分）（2）1.2 kg （2分），49 N/m （2分）
2．（1）2.6 m/s （2分）
（2）（计算）上升过程中 F1 – mgM – f =ma （2分）
下降过程中 F2 – mgM + f =ma （1分）
可得 gM = EQ \f(F1+F2,2m) – a = 3.7m/s2 （1分） f = EQ \f(F1–F2,2) = 0.1N （1分）
（3）C（3分）
四、（共17分）粒子运动
1．A（3分）
2．（1）（计算）从进入①管到P点，由动能定理 4eU = EQ \f( 1 , 2 )mvP2 − EQ \f( 1 , 2 )mv02（2分）
可得 vP = EQ \r(v02 + \f( 8eU , m ))（2分）
（2）C（3分）（3）B（3分）（4）（多选）C D（4分）
五、（共15分）天外来客
1．（1） EQ \f( GM , r2 ) （2分）， EQ \r(\f( GM , r )) （2分）（2）B（3分）
2．C（3分）
3．（论证）若彗星能摆脱太阳引力束缚，则到达无穷远处应仍有速度（1分）
彗星近似仅受太阳引力作用，机械能守恒 E测 = E∞
EQ \f( 1 , 2 )mv2 + (– EQ \f( GMm , R )) = EQ \f( 1 , 2 )mv∞2 + 0（2分）
可得 v∞ = EQ \r(v2 − \f( 2GM , R )) ≈ 5.66×104 m/s > 0（1分）
故，彗星能摆脱太阳引力的束缚（1分）
六、（共26分）捕捉α粒子
1．（1） EQ \f(VA+VB−VC, VB) p （2分）（2）C（2分），A（2分）（3）B（3分）
2．（多选）D E F（4分）
3．（1） EQ \f( Yd , S ) （2分）
（2）（简答）不可行（1分）
为确证α粒子就是氦原子核，波长的测量结果需精确到4位有效数字。该同学使用d = 0.25mm双缝屏，测量结果仅可保留2位有效数字，无法达成实验目的。（1分）
4．（1）86222Rn→84218P+24He 。（2分）
（2）（计算） 由 E = Δmc2 可得 Δm = EQ \f(E,c2) （1分）
反应释放的总能量 E = Ekα + EkP （1分）
反应前后动量守恒 p0 = pt 即 0 = mαvα + mPvP（1分）
取α粒子出射方向为正，由 Ek = EQ \f( 1 , 2 )mv2可得 0 = EQ \r(2mαEkα) – EQ \r(2mPEkP) （1分）
则有 EkP = EQ \f( mα, mP)Ekα = EQ \f( 4, 218)Ek
综上 Δm = EQ \f(Ekα + EkP,c2) = EQ \f( 111Ek , 109c2 ) （1分）
（3） EQ \f( N , T ) ln2 （2分）