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2025年上海市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理試卷一、綜合題1.光是從哪里來(lái),又回到哪里去?浦濟(jì)之光,你見(jiàn)過(guò)嗎?光是一個(gè)物理學(xué)名詞,其本質(zhì)是一種處于特定頻段的光子流。光源發(fā)出光,是因?yàn)楣庠粗须娮荧@得額外能量。如果能量不足以使其躍遷到更外層的軌道,電子就會(huì)進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng),并以波的形式釋放能量。如果躍遷之后剛好填補(bǔ)了所在軌道的空位,從激發(fā)態(tài)到達(dá)穩(wěn)定態(tài),電子就停止躍遷。否則電子會(huì)再次躍遷回之前的軌道,并且以波的形式釋放能量。
(1)以下哪個(gè)選項(xiàng)中的圖樣符合紅光和紫光的雙縫干涉圖樣(______)(2)如圖所示,自然光經(jīng)過(guò)兩個(gè)偏振片,呈現(xiàn)在光屏上,偏振片B繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)且周期為T(mén),則光屏上兩個(gè)光強(qiáng)最小的時(shí)間間隔為(______)A.2T
B.T
C.0.5T
D.0.25T
(3)物理王興趣小組在做“測(cè)量玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)時(shí),若從c側(cè)觀察,插入c時(shí),應(yīng)遮住a、b的像;插入d時(shí),應(yīng)遮住______,依據(jù)圖中所標(biāo)數(shù)據(jù),可得出該玻璃的折射率為2.量子力學(xué)(Quantum
Mechanics),為物理學(xué)理論,是研究物質(zhì)世界微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支,主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì),以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論。它與相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)不僅是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,而且在化學(xué)等學(xué)科和許多近代技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。19世紀(jì)末,人們發(fā)現(xiàn)舊有的經(jīng)典理論無(wú)法解釋微觀系統(tǒng),于是經(jīng)由物理學(xué)家的努力,在20世紀(jì)初創(chuàng)立量子力學(xué),解釋了這些現(xiàn)象。量子力學(xué)從根本上改變?nèi)祟悓?duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其相互作用的理解。除了廣義相對(duì)論描寫(xiě)的引力以外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力學(xué)的框架內(nèi)描述(量子場(chǎng)論)。
(1)太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng)是核聚變,即氫原子核在高溫高壓條件下聚合成氦原子核并釋放能量的過(guò)程;其核反應(yīng)方程為411H→X+210e,則X是(______)
A.H核
B.He核
C.Li核
D金屬的極限頻率金屬鋅鈣鈉鉀銣頻率/8.077.735.535.445.15選項(xiàng)ABCDE(3)氫原子核外電子以半徑r繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若電子質(zhì)量為m,元電荷為e,靜電力常數(shù)為k,則電子動(dòng)量大小是______。
(4)一群氫原子處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài),這些氫原子能夠自發(fā)地躍遷到n=2的較低能量狀態(tài),R為里伯德常量,c是真空中的光速;則在此過(guò)程中(______)。
A.吸收光子,ν=Rc(12-14)
B.放出光子,ν3.滑動(dòng)變阻器是電路元件,它可以通過(guò)滑動(dòng)來(lái)改變自身的電阻,從而起到控制電路的作用。在電路分析中,滑動(dòng)變阻器既可以作為一個(gè)定值電阻,也可以作為一個(gè)變值電阻。滑動(dòng)變阻器的構(gòu)成一般包括接線柱、滑片、電阻絲、金屬桿和瓷筒等五部分?;瑒?dòng)變阻器的電阻絲繞在絕緣瓷筒上,電阻絲外面涂有絕緣漆。
(1)電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)時(shí),記錄數(shù)據(jù),當(dāng)電流表示數(shù)為I1=1A時(shí),電壓表示數(shù)為U1=3V;當(dāng)電流表示數(shù)為I2=2A時(shí),電壓表示數(shù)為U2=1.5V①電阻阻值為R,其材料電阻率為ρ,由圖可知,隨著電阻兩端的電壓增大,則(______)
A.R增大,ρ增大
B.R減小,ρ減小
C.R增大,ρ不變
D.R減小,ρ不變
②根據(jù)圖像分析,當(dāng)電阻兩端電壓為1.8V時(shí),該電阻的功率為_(kāi)_____W。
③根據(jù)I-U圖像,推測(cè)該實(shí)驗(yàn)電路為(______)
A.
B.
4.質(zhì)點(diǎn)在以某點(diǎn)為圓心半徑為r的圓周上運(yùn)動(dòng),即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)其軌跡是圓周的運(yùn)動(dòng)叫“圓周運(yùn)動(dòng)”。它是一種最常見(jiàn)的曲線運(yùn)動(dòng)。例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、車(chē)輪、皮帶輪等都作圓周運(yùn)動(dòng)。
如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一光滑圓形軌道,a為軌道最低點(diǎn),c為軌道最高點(diǎn),b點(diǎn)、d點(diǎn)為軌道上與圓心等高的兩點(diǎn),e為ab段的中點(diǎn)。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊在軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)。(1)若物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所用時(shí)間為t0,則在0.5t0時(shí),物塊在(______)
A.A段
B.B點(diǎn)
C.C段
D.D點(diǎn)
E.E段
(2)若物塊在a點(diǎn)的速度為v0,經(jīng)過(guò)時(shí)間t剛好到達(dá)b點(diǎn),則在該過(guò)程中軌道對(duì)物塊的支持力的沖量為(______)
A.
mv0
B.
mgt
C.
mv0+mgt
D.
①求軌道半徑R;
②求θ=60°時(shí),物塊克服重力做功的瞬時(shí)功率5.特雷門(mén)琴是世界第一件電子樂(lè)器。特雷門(mén)琴生產(chǎn)于1919年,由前蘇聯(lián)物理學(xué)家利夫?特爾門(mén)(LevTermen)教授發(fā)明,藝名雷奧?特雷門(mén)(LeonTheremin)。同年已經(jīng)由一位女演奏家作出公開(kāi)演奏,尤甚者連愛(ài)因斯坦都曾參觀,依然是世上唯一不需要身體接觸的電子樂(lè)器。
(1)人手與豎直天線構(gòu)成可視為如圖所示的等效電容器,與自感線圈L構(gòu)成LC振蕩電路。
①當(dāng)人手靠近天線時(shí),電容
______(選填“變大”、“不變”、“變小”)。
②(多選)在電容器電荷量為零的瞬間,(
)達(dá)到最大值。
A.電場(chǎng)能
B.電流
C.磁場(chǎng)能
D.電壓
(2)特雷門(mén)琴的揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)如圖所示,圖a為正面切面圖,磁鐵外圈為S極,中心橫柱為N極,橫柱上套著線圈,其側(cè)面圖如圖b所示。
①此時(shí)線圈的受力方向?yàn)?
)
A.左
B.右
C.徑向向外
D.徑向向內(nèi)
②若單匝線圈周長(zhǎng)為2.0cm,磁場(chǎng)強(qiáng)度B=0.5T,I=I0sin(2πft),I0=0.71A,f=100Hz,則I的有效值為_(kāi)_____A;單匝線圈收到的安培力的最大值為_(kāi)_____?
③已知當(dāng)溫度為25°C時(shí),聲速v=347.6m/s,求琴的A5(440Hz)的波長(zhǎng)為_(kāi)_____?
(3)有一平行板電容器,按如圖接入電路中。
①減小兩平行板間距d時(shí),電容會(huì)
______(選填“變大”、“變小”、“不變”)。
②已知電源電壓為U,電容器電容為C,閉合開(kāi)關(guān),穩(wěn)定時(shí),電容器的電荷量為_(kāi)_____。
(4)有一質(zhì)量為m,電荷量為q的正電荷從電容器左側(cè)中央以速度v0水平射入,恰好從下極板最右邊射出,板間距為d,兩極板電壓為U,求兩極板的長(zhǎng)度L(電荷的重力不計(jì))。
6.自MCB系統(tǒng)是由若干控制器和傳感器組成,評(píng)估汽車(chē)當(dāng)前速度和移動(dòng)情況,并檢查踏板上是否有駕駛者介入,若是MCB判斷安全氣囊彈出后駕駛者沒(méi)有踩踏板或是踩踏力度不夠,則啟動(dòng)電子穩(wěn)定控制機(jī)制,向車(chē)輪施加與車(chē)輛速度和移動(dòng)幅度匹配的制動(dòng)力,以防止二次事故發(fā)生。
(1)如圖,下列元件在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),下列電動(dòng)勢(shì)最大的是(______)
A.A1和A2
B.B1和B2
C.C1和C2
D.D1和D2
(2)在傾斜角為4.8°的斜坡上,有一輛向下滑動(dòng)的小車(chē)在做勻速直線運(yùn)動(dòng),存在動(dòng)能回收系統(tǒng);小車(chē)的質(zhì)量m=1500kg。在t=5s時(shí)間內(nèi),速度從v0=72km/h減速到vt=18km/h,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有其他阻力的合力f=500N。求這一過(guò)程中:
①小車(chē)的位移大小x?
②回收作用力大小F?
(3)如圖,大氣壓強(qiáng)為p0,一個(gè)氣缸內(nèi)部體積為V0,初始?jí)簭?qiáng)為p0,內(nèi)有一活塞橫截面積為S,質(zhì)量為M。
①等溫情況下,向右拉開(kāi)活塞移動(dòng)距離X,求活塞受拉力F?
②在水平彈簧振子中,彈簧勁度系數(shù)為k,小球質(zhì)量為m,則彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)頻率為f=12πkm答案和解析1.【答案】A;
C;
a、b的像和c;sinθ【解析】(1)雙縫干涉圖樣是平行等距明暗相間的條紋,紅光波長(zhǎng)大于紫光,由Δx=ldλ可知,紅光的條紋間距大于紫光,故選A;
(2)根據(jù)偏振原理,偏振片B每轉(zhuǎn)過(guò)半周透光強(qiáng)度從最小到最強(qiáng)再到最小,則光屏上兩個(gè)光強(qiáng)最小的時(shí)間間隔為0.5T,故選C;
(3)若從c側(cè)觀察,插入c時(shí),應(yīng)遮住a、b的像;插入d時(shí),應(yīng)遮住a、b2.【答案】(1)B;
(2)CDE;(3)
kme2【解析】解:(1)根據(jù)核反應(yīng)方程411H→X+210e,反應(yīng)前氫核的質(zhì)量數(shù)總和為4,電荷數(shù)總和為4。反應(yīng)后兩個(gè)正電子的質(zhì)量數(shù)總和為0,電荷數(shù)總和為2。設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為A,電荷數(shù)為Z,則有:A+0=4,Z+2=4,解得:A=4,Z=2,?24He核的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,故ACD錯(cuò)誤,B正確。
故選:B。
(2)復(fù)色光的頻率ν=5.50×1014Hz~6.50×1014Hz,當(dāng)入射光的頻率大于金屬板的極限頻率時(shí),可發(fā)生光電效應(yīng),對(duì)比可知可發(fā)生光電效應(yīng)的有鈉、鉀、銣,故選:CDE。
(3)電子繞氫原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由庫(kù)侖力提供向心力得:ke2r2=mv2r,解得:v=ke2mr
電子動(dòng)量大小為:p=mv=kme2r
(4)氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)放出光子,光子的能量等于兩個(gè)能級(jí)的能量差。
根據(jù)里德伯公式:1λ=R(1k23.【答案】(1)4.5;1.5;(2)B;0.225;C【解析】(1)當(dāng)電流表示數(shù)I1=1A時(shí),電壓表示數(shù)U1=3V,由閉合電路歐姆定律有E=U1+I1r;
當(dāng)電流表示數(shù)I2=2A時(shí),電壓表示數(shù)U2=1.5V,由閉合電路歐姆定律有E=U2+I2r;
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:電動(dòng)勢(shì)E=4.5V,內(nèi)阻r=1.5Ω。
(2)①由歐姆定律有I=1R?U,故I-U圖線的斜率k=1R,因此隨著電阻兩端的電壓增大,電阻4.【答案】(1)E;(2)D;(3)①0.59m;【解析】(1)物塊從a點(diǎn)到c點(diǎn)過(guò)程中一直做減速運(yùn)動(dòng),則物塊從a點(diǎn)到b點(diǎn)的平均速率大于從b點(diǎn)到c點(diǎn)的平均速率;
若物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所用時(shí)間為t0,則在0.5t0時(shí),物塊在E段,故選E。
(2)以初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量定理,支持力在水平方向的沖量Ix=0-mv0,豎直方向由動(dòng)量定理有Iy-mgt=0,
故該過(guò)程中軌道對(duì)物塊的支持力的沖量I=Ix2+Iy2=m5.【答案】(1)①變大;②BC;(2)①B;②0.5A;7.1×10-3N;③0.79m;(3)①變大;②Q=CU【解析】解:(1)①根據(jù)平行板電容器電容的決定式C=εrS4πkd
當(dāng)人手靠近天線時(shí),相當(dāng)于改變了電容器的介電常數(shù)εr(人手會(huì)使周?chē)橘|(zhì)的介電性質(zhì)改變),使得介電常數(shù)增大,從而電容變大。
②在LC振蕩電路中,i-t圖像和q-t圖像如圖所示:
根據(jù)i-t圖像可知,當(dāng)電荷量為零時(shí),電流達(dá)到最大值,電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,磁場(chǎng)能達(dá)到最大值;
電荷量為零時(shí),電容器兩端電壓為零,電場(chǎng)能也為零,故AD錯(cuò)誤,BC正確。
故選:BC。
(2)①觀察圖a,根據(jù)左手定則可知線圈所受安培力方向?yàn)橄蛴遥蔄CD錯(cuò)誤,B正確。
故選:B。
②根據(jù)正弦式交變電流有效值與峰值的關(guān)系,有效值I=I02=0.711.414A≈0.5A
根據(jù)安培力公式,單匝線圈收到的安培力的最大值為Fm=BI0L=0.5×0.71×2.0×10-2N=7.1×10-3N
③根據(jù)波速、頻率和波長(zhǎng)的關(guān)系v=λf,則有λ=vf=6.【答案】解:(1)由圖可知,磁場(chǎng)方向豎直向下,圖中各點(diǎn)的線速度都沿切線方向,而此時(shí)A1和A2點(diǎn)速度方向與磁場(chǎng)方向垂直,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。故BCD錯(cuò)誤,A正確;
故選:A。
(2)①小車(chē)的位移x=v0+vt2t=20+52×5m=62.5m
②小車(chē)的加速度a=vt-v0t=5-205m/s2=-3m/s2
方向沿斜面向上,根據(jù)牛頓第
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