上海市宝山区2025-2026学年高三第二学期期中质量监测物理试卷（含解析）

这是一份上海市宝山区2025-2026学年高三第二学期期中质量监测物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了在列式计算等内容，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、报名号、考场号和座位号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。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，每小题有2~3个正确选项，漏选给一半分，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。
4、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，本试卷所用的重力加速度大小g均取。
一、医学影像技术（19分）
医学影像技术的发展经历了三个阶段：从传统的X光透视、到CT扫描，再到目前的PET-CT成像。
1. 在拍摄X光胸片时，钨原子外层的电子跃迁到原子内层，释放出X射线光子。若电子跃迁前后钨原子能量减少了，已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则释放出的X射线光子的频率为________，波长为________。
2. 一台X光机为电子提供的加速电压为100kV，已知电子的电荷量，若电子在电场中从静止开始运动，不计电子所受的重力，则
（1）电子能够获得的最大动能为________eV（）；
（2）在运动过程中电子的动能和电势能之和（ ）
A、不断增大
B、不断减小
C、先增大后减小
D、先减小后增大
E、保持不变
3. 在PET-CT检查中，常用的显像剂含有放射性元素氟-18（）。氟-18会发生衰变（原子核放出正电子，正电子的质量等于电子的质量），其半衰期为110分钟。
（1）写出氟-18发生衰变的核反应方程：________。
（2）若上午8：00给病人注射一定剂量的显像剂，到上午11：40进行检查时，显像剂的活性大约衰减为初始时的________%。
（3）当氟-18放出的一个正电子在人体内遇到一个电子时，两者会立即发生“湮灭”，它们的质量完全转化为能量，产生两个能量极高的光子。设正电子和电子湮灭前，它们的总动能为零，总动量也为零，已知电子的质量为，真空中的光速为c，则“湮灭”产生的两个光子的总动量为________，两个光子的动量方向________（选择：A、相同 B、相反 C、相互垂直），每个光子的能量为________。
【答案】1. ①. ②.
2. ①. ②. E
3. ①. ②. 25 ③. 0 ④. B ⑤.
【解析】
【1题详解】
[1][2]根据玻尔理论，原子能级跃迁释放的光子能量等于能级差，即
解得频率
波长
【2题详解】
（1）[1]电子在电场中加速，根据动能定理，最大动能
（2）[2] 电子在电场中运动，只有电场力做功，根据能量守恒定律，电子的动能和电势能之和保持不变，总量守恒。
故选E。
【3题详解】
（1）[1]氟-18发生衰变，放出正电子，根据电荷数守恒和质量数守恒，核反应方程为
（2）[2]从8:00到11:40经过的时间
半衰期
则经历了半衰期个数为
剩余活性为初始的
（3）[3][4]湮灭前总动量为零，根据动量守恒定律，湮灭后产生的两个光子总动量也为零。为了使总动量为零，两个光子的动量必须大小相等、方向相反。
[5]根据质能方程，湮灭释放的总能量为，两个光子能量相等，故每个光子的能量为
二、单杠运动（12分）
一质量为m的运动员，利用单杠做各种运动项目。在表演过程中身体悬空，单杠始终处于水平位置。
4. （多选）如图所示，该运动员双手对称地握住单杠，并保持静止。设单杠受到手施加的摩擦力大小为，受到手施加的压力大小为，若两臂之间的夹角增大些，则（ ）
A. 增大
B. 不变
C. 减小
D. 增大
E. 不变
F. 减小
5. 该运动员双手对称地握住单杠，从静止起做引体向上运动，则在一次完整上升运动过程中，他的加速度方向可能是（ ）
A. 始终向上B. 始终向下C. 先向上后向下D. 先向下后向上
6. 若该运动员用右手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，不计在运动过程中运动员损失的机械能，认为运动员的质量全部集中在他的重心处。
（1）该运动员右手臂至少要能够承受的力的大小为________。
（2）该运动员将身体的圆周运动调整为以单杠为转轴的小幅度摆动。若在t时间内身体摆动了N次，将运动员等效为单摆，则等效摆长为________。
【答案】4. AE 5. C
6. ①. 5mg ②.
【解析】
【4题详解】
运动员处于静止状态，受力平衡。将手对单杠的作用力分解为竖直方向的压力和水平方向的摩擦力。竖直方向上，由平衡条件可知
解得
保持不变；设手臂与竖直方向夹角为，水平方向上
当两臂夹角增大时，增大，增大，故增大。
故选AE。
【5题详解】
运动员从静止开始做引体向上运动，先加速上升，加速度方向向上；接近最高点时减速上升，加速度方向向下。因此加速度方向先向上后向下。
故选C。
【6题详解】
（1）[1]运动员做圆周运动，要通过最高点，最高点最小速度
从最高点到最低点，由机械能守恒定律得
在最低点，由牛顿第二定律得
联立解得
（2）[2]单摆的周期
由单摆周期公式
可得
三、矿料传送带发电（12）
工业上有一种利用矿料传送带发电的技术，其发电装置如图所示。长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同一水平面内，两电极之间的矩形区域Ⅰ和矩形区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域Ⅰ的宽度为，区域Ⅱ宽度为。绝缘传送带从两电极之间以速率v匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直于运动方向、长度为L、电阻为r的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。a、b两端通过导线与两金属电极相连。
7. 在图示情形下，若a、b两端的电势分别为和，则（ ）
A. B.
C. D. 无法比较和的大小
8. 若在a、b两端接有一个阻值为R的电阻，则在图示情形下，a、b两端的电压为________。
导体棒AB中的自由电子一方面在做定向运动，设其速率为，另一方面又随导体棒以速率v匀速运动，已知一个自由电子所带的电荷量为e，则导体棒中一个自由电子所受的洛伦兹力大小为________。
9. （计算）求该发电装置所产生的电动势的有效值E。
【答案】7. C 8. ①. ②.
9.
【解析】
【7题详解】
由图可知，导体棒AB位于区域Ⅱ内，磁场方向垂直纸面向里。导体棒随传送带向左运动，切割磁感线。根据右手定则，磁感线穿过手心（向里），大拇指指向运动方向（向左），四指指向感应电流方向，即由A指向B。在电源内部，电流从低电势流向高电势，故B端电势高于A端电势，即
故选C。
【8题详解】
[1]导体棒AB切割磁感线产生的感应电动势
导体棒电阻为r，外电路电阻为R，根据闭合电路欧姆定律，电路中的电流
a、b两端的电压为路端电压，即
[2]自由电子参与两个方向的运动：一是随导体棒向左的运动，速度大小为v；二是沿导体棒向上的定向移动（因为感应电流向下，电子带负电，故向上），速度大小为。这两个速度方向相互垂直。电子所受的洛伦兹力
其中
故洛伦兹力大小为
【9题详解】
导体棒每隔2L固定一根，磁场区域总宽度为
因此，任何时刻只有一根导体棒在磁场中切割磁感线。导体棒在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动时，切割产生的感应电动势大小均为
只是方向相反。设周期为T，则
在区域Ⅰ中运动时间
在区域Ⅱ中运动时间
根据有效值的定义，有
代入得
解得
四、水上乐园（22）
水上乐园是夏季消暑娱乐的绝佳去处，可以给人们的夏季生活增添快乐。
10. 如图所示，一质量为50kg的游客沿着动摩擦因数为0.2的滑道，从A点由静止下滑到B点后水平抛出（B处弯曲部分很小），最后落在水中。已知滑道的水平距离，B点离水面的高度，B点与A点的竖直高度差，重力加速度g取。
（1）游客沿滑道下滑过程中克服摩擦力做的功为________J，入水时的速度大小为________m/s。
（2）游客从B点水平滑出，落到水面的过程中动量变化量的方向为（ ）
A、竖直向下 B、竖直向上 C、水平向右 D、水平向左
（3）游客落入水中后，激起一圈圈圆形水波（视为简谐横波），如图所示。若用实线表示波峰位置，某时刻第1圈实线的半径为9r，第3圈实线的半径为r，则水波的波长为________。如果水波在传播过程中振幅以的规律衰减，其中s为传播距离，为常数，则的单位用国际单位制中的基本单位可表示为________。
11. 水上乐园的造浪池旁有一个由环境湿度控制的灯光喷泉系统。其核心控制部分的简化电路如图所示，已知电源电动势，内电阻；Rs为湿度传感器，其电阻与环境湿度C的倒数成正比；为2kΩ的定值电阻，灯光喷泉的主控芯片需要触发电压时才能启动喷泉和灯光秀；L是一个规格为“8V 0.16W”的警示红灯，当池边过于潮湿时警示灯L会开始正常发光。
（1）当造浪池里玩水的游客逐渐增多时导致池边的环境湿度C逐渐增大，则湿度传感器电阻Rs________（选择：A、逐渐增大 B、逐渐减小 C、保持不变），触发电压的倒数（）与环境湿度C的倒数（）之间的关系图像可能是（ ）
A、B、
C、D、
（2）控制系统启动喷泉和灯光秀时，湿度传感器电阻Rs不会大于________Ω（保留一位小数）。
（3）有一喷泉，其水平出水口的面积为S，若水以速率从出水口竖直向上喷出，已知水的密度为，重力加速度为g，则该喷泉单位时间内输出的动能为________，持续喷出的水在空中占有的体积为________。
【答案】10. ①. 400 ②. 8 ③. A ④. 4r ⑤.
11. ①. B ②. D ③. ④. ⑤.
【解析】
【10题详解】
（1）[1][2]游客下滑过程中，克服摩擦力做功
从A到入水点，由动能定理得
代入数据解得
（2）[3]游客做平抛运动，只受重力作用，合外力方向竖直向下。根据动量定理
动量变化量方向与合外力方向相同，即竖直向下。
故选A。
（3）[4] [5]第1圈和第3圈实线之间相隔2个波长，即
则
解得
由可知，指数为无量纲量，的单位为，则的单位为。
【11题详解】
（1）[1] Rs与C的倒数成正比，即。C增大，Rs减小。
故选B。
[2]电路中与L并联后与Rs串联。为并联部分电压
取倒数得
可见与成线性关系，且斜率为正，截距为正。
故选D。
（2）[3]启动时。灯L电阻
并联电阻
干路电流
由闭合电路欧姆定律
解得
（3）[4][5]单位时间喷出水的质量
单位时间输出的动能
水在空中运动时间
空中水的体积
五、电容器与电感器（20分）
电容器和电感器是两个重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感器一般由带铁芯的线圈构成。
12. 利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，C为电容器，A为电流表，为定值电阻，R为电阻箱等。
（1）将电阻箱的阻值调节到，把开关S置于接线柱1时，电流随时间的变化关系如图乙所示，电容器充满电时所带电荷量为。设在这一充电过程中某时刻电容器所带的电荷量为q，则q随时间t变化的图像可能为（ ）
A、 B、
C、 D、
（2）将开关S置于接线柱2，电容器放电。将电阻箱的阻值调节到，使，再将开关S置于接线柱1，设这种情况下电容器充满电时所带电荷量为，则（ ）
A、 B、
C、 D、无法比较和的大小
13. 如图是演示自感现象的实验电路图，L是电感器，、是规格相同的灯泡，R的电阻值与L的电阻值相同，通过调节，使、都能正常发光。开关S从断开到闭合，穿过电感器L的磁通量从无到有，由楞次定律可知电感器中会产生________，阻碍电感器中电流的________（选择：A、增大 B、减小），可以观察到灯泡和的发光情况是：（简答）________。
14. （多选）由电感器L和电容器C组成的电路叫做LC振荡电路。如图表示LC振荡电路某时刻的情况，不计电路中的能量损失。则下列说法正确的是（ ）
A. 电容器正在充电
B. 电感器中的磁场能正在减小
C. 电感器中的电流正在增加
D. 经过一个振荡周期，电容器极板上所带的电荷将首次恢复图示情况
15. 如图所示，具有一定质量的小球套在水平光滑金属杆上，轻质螺旋弹簧一端固定，另一端与小球连接，这样就构成了一弹簧振子。如果将小球偏离平衡位置O的位移，比作上题中电容器下极板所带的电荷情况，则小球振动时的速度应比作上题振荡电路中的________，小球振动时的动能应比作上题振荡电路中的________。
【答案】12. ①. A ②. B
13. ①. 自感电动势 ②. A ③. 见解析 14. AB
15. ①. 电流 ②. 磁场能
【解析】
【12题详解】
[1]充电过程中，电流随时间逐渐减小，由可知，图像的斜率代表电流，故斜率应逐渐减小，且最终趋于水平（），图A符合。
故选A。
[2]电容器充满电时，两端电压等于电源电动势，即
由可知，充满电的电荷量
与充电回路中的电阻大小无关，电阻只影响充电快慢，故。
故选B。
【13题详解】
[1][2][3]开关闭合瞬间，穿过的磁通量增加，产生感应自感电动势，阻碍电流的增大。支路为纯电阻，故立即亮；支路受电感阻碍，电流缓慢增加，故逐渐变亮，稍微变暗。稳定后，因，两支路电流相等，亮度相同。
【14题详解】
ABC．由安培定则及图示线圈绕向和磁场方向可知，电流流向电容器下极板，说明电容器正在充电。充电过程中，磁场能转化为电场能，电荷量增大，电流减小，磁场能减小。故AB正确C错误；
D．放电过程中电容器极板上所带的电荷将首次恢复图示情况，时间小于一个周期，D错误。
故选AB。
【15题详解】
[1][2]在弹簧振子与LC振荡电路的类比中，位移对应电荷量，速度对应电流（因为），动能对应磁场能，弹性势能对应电场能。
六、生活中与热学有关的现象（15分）
用心观察，我们会发现生活中的许多现象与热学知识有关
16. （多选）如图所示，关于小草上水珠的成因下列说法中正确的是（ ）
A. 水对于小草是浸润的B. 水对于小草是不浸润的
C. 水珠的表面张力使其表面有伸张的趋势D. 水珠的表面张力使其表面有收缩的趋势
17. 如图所示为电冰箱的工作原理示意图。压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环。在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量（设为），经过冷凝器时制冷剂液化；放出热量（设为）到箱体外。

（1）关于、的大小关系是（ ）
A、 B、 C、 D、无法判定
（2）电冰箱没有自发地把热量从冰箱内传到冰箱外，可以用来解释这一现象的物理定律是（ ）
A.热力学第一定律
B.热力学第二定律
C.玻意耳定律
D.查理定律
E.盖·吕萨克定律
18. （计算）如图所示，一泵水器通过细水管与桶装水相连。设桶身的高度和横截面积分别为H、S，颈部高度为l，按压前桶中气体压强为，桶内水面高为h。不考虑温度变化和漏气，忽略桶壁的厚度，忽略桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水的密度为，重力加速度为g。若缓慢按压泵水器，出水管就能出水，则至少应将多少体积的空气（压强为）压入桶中？
【答案】16. BD 17. ①. C ②. B
18.
【解析】
【16题详解】
由题意可知，水对于小草是不浸润的，水珠的表面张力使其表面有收缩的趋势。故选BD。
【17题详解】
（1）由热力学第二定律可知，电冰箱把热量从低温物体传到高温物体，需要压缩机的帮助并消耗了电能，即。故选C。
（2）根据第（1）问分析可知，电冰箱没有自发地把热量从冰箱内传到冰箱外，可以用来解释这一现象的物理定律是热力学第二定律。故选B。
【18题详解】
依题意，泵水器内部气体的体积为，水恰好流出时气体压强，根据玻意耳定律可得
联立，解得