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2025年上海市普通高中学业水平等级性考试物理试卷

一、综合题

1.光是从哪里来，又回到哪里去？浦济之光，你见过吗？光是一个物理学名词，其本质是一种处于特定频段的光子流。光源发出光，是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道，电子就会进行加速运动，并以波的形式释放能量。如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位，从激发态到达稳定态，电子就停止跃迁。否则电子会再次跃迁回之前的轨道，并且以波的形式释放能量。
以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样______

如图所示，自然光经过两个偏振片，呈现在光屏上，偏振片B绕圆心转动且周期为T，则光屏上两个光强最小的时间间隔为______

A. 2 T
B. T
C.
D.
物理王兴趣小组在做“测量玻璃的折射率”实验时，若从c侧观察，插入c时，应遮住a、b的像；插入d时，应遮住______，依据图中所标数据，可得出该玻璃的折射率为______。

【答案】A；  C；  a、b的像和c； 

【解析】双缝干涉图样是平行等距明暗相间的条纹，红光波长大于紫光，由可知，红光的条纹间距大于紫光，故选A；
根据偏振原理，偏振片B每转过半周透光强度从最小到最强再到最小，则光屏上两个光强最小的时间间隔为，故选C；
若从c侧观察，插入c时，应遮住a、b的像；插入d时，应遮住a、b的像和c；由折射定律，该玻璃的折射率。

2.量子力学  ，为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述量子场论。
太阳内部发生的反应是核聚变，即氢原子核在高温高压条件下聚合成氦原子核并释放能量的过程；其核反应方程为，则X是______
A.H核
B.He核
C.Li核
D.Be核
多选若复色光的频率，用复色光照射下面金属，可发生光电效应的可能是______

(3) 氢原子核外电子以半径r绕核做匀速圆周运动，若电子质量为m，元电荷为e，静电力常数为k，则电子动量大小是______。
一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到的较低能量状态，R为里伯德常量，c是真空中的光速；则在此过程中______。
A.吸收光子，
B.放出光子，
C.吸收光子，
D.放出光子，

【答案】；  ； ；  。 

【解析】解：根据核反应方程，反应前氢核的质量数总和为4，电荷数总和为4。反应后两个正电子的质量数总和为0，电荷数总和为2。设X的质量数为A，电荷数为Z，则有：，，解得：，，核的质量数为4，电荷数为2，故ACD错误，B正确。
故选：B。
复色光的频率，当入射光的频率大于金属板的极限频率时，可发生光电效应，对比可知可发生光电效应的有钠、钾、铷，故选：CDE。
电子绕氢原子核做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力得：，解得：
电子动量大小为：
氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，光子的能量等于两个能级的能量差。
根据里德伯公式：，其中m是跃迁前的能级，k是跃迁后的能级。
氢原子从跃迁到，则有：，
又有：
联立可得：，故D正确，ABC错误。
故选D。
故答案为：；；；。
根据核反应遵循质量数与电荷数守恒分析判断；
根据发生光电效应的条件分析解答；
电子绕氢原子核做匀速圆周运动，根据库仑力提供向心力求得电子的线速度大小，根据动量的定义求得电子的动量大小；
氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子。根据里德伯公式，结合光速、频率、波长的关系解答。
本题考查了量子力学相关知识。掌握核聚变、核裂变遵循的规律，光电效应发生的条件，玻尔原子结构模型和原子能级跃迁的规律。

3.滑动变阻器是电路元件，它可以通过滑动来改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。在电路分析中，滑动变阻器既可以作为一个定值电阻，也可以作为一个变值电阻。滑动变阻器的构成一般包括接线柱、滑片、电阻丝、金属杆和瓷筒等五部分。滑动变阻器的电阻丝绕在绝缘瓷筒上，电阻丝外面涂有绝缘漆。
电学实验中，进行“测量电源电动势和内阻”实验时，记录数据，当电流表示数为时，电压表示数为；当电流表示数为时，电压表示数为；则此电源的电动势为______ V，内阻为______。
通过实验，某电阻两端的电压与通过它的电流关系，描绘如图所示，在实验过程中，电阻的横截面积和长度保持不变，依据图像分析：

①电阻阻值为 R，其材料电阻率为，由图可知，随着电阻两端的电压增大，则______
    增大，增大
    减小，减小
    增大，不变
    减小，不变
②根据图像分析，当电阻两端电压为时，该电阻的功率为______ W。
③根据图像，推测该实验电路为______
                            

【答案】；；；；C 

【解析】当电流表示数时，电压表示数，由闭合电路欧姆定律有；
当电流表示数时，电压表示数，由闭合电路欧姆定律有；
代入数据联立解得：电动势，内阻。
①由欧姆定律有，故图线的斜率，因此随着电阻两端的电压增大，电阻R减小；
由电阻定律可知，在长度l和横截面积S不变时，导体的电阻率减小，故选B。
②由图像可知，电阻两端电压时，流经电阻的电流，则该电阻的功率。
③由图像可知，电阻两端电压的变化范围很大，可以测出很小的电压，故滑动变阻器采用分压式接法；
当电压很小时，图像几乎为倾斜直线，最大电阻约为，因，故电流表采用外接法；故选C。

4.质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动，即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫“圆周运动”。它是一种最常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都作圆周运动。
如图所示，在竖直平面内有一光滑圆形轨道，a为轨道最低点，c为轨道最高点，b点、d点为轨道上与圆心等高的两点，e为ab段的中点。一个质量为m的小物块在轨道内侧做圆周运动。

若物块从a点运动到c点所用时间为，则在时，物块在______
A. A段
B. B点
C. C段
D. D点
E. E段
若物块在a点的速度为，经过时间t刚好到达b点，则在该过程中轨道对物块的支持力的冲量为______
A. 
B. mgt
C. 
D. 
若物块质量为，下图是物块的速度v与物块和圆心连线转过的夹角的关系图像。

①求轨道半径 R；
②求时，物块克服重力做功的瞬时功率P。

【答案】；；①；② 

【解析】物块从a点到c点过程中一直做减速运动，则物块从a点到b点的平均速率大于从b点到c点的平均速率；
若物块从a点运动到c点所用时间为，则在时，物块在E段，故选E。
以初速度方向为正方向，由动量定理，支持力在水平方向的冲量，竖直方向由动量定理有，
故该过程中轨道对物块的支持力的冲量，故选D。

①由图可知，物块初速度为，最高点速度为，由动能定理有，解得；
②由图可知，当时，物块的速度为，故物块克服重力做功的瞬时功率。

5. 特雷门琴是世界第一件电子乐器。特雷门琴生产于1919年，由前苏联物理学家利夫特尔门教授发明，艺名雷奥特雷门。同年已经由一位女演奏家作出公开演奏，尤甚者连爱因斯坦都曾参观，依然是世上唯一不需要身体接触的电子乐器。
人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器，与自感线圈L构成LC振荡电路。

①当人手靠近天线时，电容 ______选填“变大”、“不变”、“变小”。
②多选在电容器电荷量为零的瞬间，        达到最大值。
A.电场能
B.电流
C.磁场能
D.电压
特雷门琴的扬声器结构如图所示，图a为正面切面图，磁铁外圈为S极，中心横柱为N极，横柱上套着线圈，其侧面图如图b所示。

①此时线圈的受力方向为        
A.左
B.右
C.径向向外
D.径向向内
②若单匝线圈周长为，磁场强度，，，，则I的有效值为______ A；单匝线圈收到的安培力的最大值为______？
③已知当温度为时，声速，求琴的的波长为______？
有一平行板电容器，按如图接入电路中。

①减小两平行板间距d时，电容会 ______选填“变大”、“变小”、“不变”。
②已知电源电压为U，电容器电容为C，闭合开关，稳定时，电容器的电荷量为______。
有一质量为m，电荷量为q的正电荷从电容器左侧中央以速度水平射入，恰好从下极板最右边射出，板间距为d，两极板电压为U，求两极板的长度电荷的重力不计。
已知人手靠近竖直天线时，音调变高，靠近水平天线时，声音变小；那么若想声波由图像①变成图像②，则人手       

A.靠近竖直天线，远离水平天线
B.靠近竖直天线，靠近水平天线
C.远离竖直天线，远离水平天线
D.远离竖直天线，靠近水平天线

【答案】①变大；②BC；①B；②；；③；①变大；②；  两极板的长度； 

【解析】解：①根据平行板电容器电容的决定式
当人手靠近天线时，相当于改变了电容器的介电常数人手会使周围介质的介电性质改变，使得介电常数增大，从而电容变大。
②在LC振荡电路中，图像和图像如图所示：

根据图像可知，当电荷量为零时，电流达到最大值，电场能全部转化为磁场能，磁场能达到最大值；
电荷量为零时，电容器两端电压为零，电场能也为零，故AD错误，BC正确。
故选：BC。
①观察图a，根据左手定则可知线圈所受安培力方向为向右，故ACD错误，B正确。
故选：B。
②根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系，有效值
根据安培力公式，单匝线圈收到的安培力的最大值为
③根据波速、频率和波长的关系，则有
①根据平行板电容器电容的决定式可知，当减小两平行板间距d时，其他量不变，所以电容C会变大。
②闭合开关，稳定时，根据电容的定义式，电容器的电荷量为
电荷量为q的正电荷在电容器中做类平抛运动
竖直方向根据牛顿第二定律得
竖直位移
水平方向做匀速直线运动，水平位移
联立解得两板的长度
声音的音调由频率决定，人手靠近竖直天线时，音调变高即波的频率变大；声音的强度由振幅决定，靠近水平天线时，声音变小，即波的振幅变小；声波由图像①变成图像②即频率变大了，振幅变小了，可得人手靠近竖直天线、靠近水平天线，故ACD错误，B正确。
故选：B。

6. 自MCB系统是由若干控制器和传感器组成，评估汽车当前速度和移动情况，并检查踏板上是否有驾驶者介入，若是MCB判断安全气囊弹出后驾驶者没有踩踏板或是踩踏力度不够，则启动电子稳定控制机制，向车轮施加与车辆速度和移动幅度匹配的制动力，以防止二次事故发生。
如图，下列元件在匀强磁场中绕中心轴转动，下列电动势最大的是______

A.和
B.和
C.和
D.和
在倾斜角为的斜坡上，有一辆向下滑动的小车在做匀速直线运动，存在动能回收系统；小车的质量。在时间内，速度从减速到，运动过程中所有其他阻力的合力。求这一过程中：

①小车的位移大小x？
②回收作用力大小F？
如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为S，质量为M。

①等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，求活塞受拉力F？
②在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为k，小球质量为m，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率f。
③若气缸绝热，活塞在该情况下振动频率为，上题中等温情况下，活塞在气缸中的振动频率为，则两则的大小关系为______
A.
B.
C.

【答案】解：由图可知，磁场方向竖直向下，图中各点的线速度都沿切线方向，而此时和点速度方向与磁场方向垂直，产生的感应电动势最大。故BCD错误，A正确；
故选：A。
①小车的位移
②小车的加速度
方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律
解得
①根据玻意耳定律
对活塞分析可知
解得
②设X方向为正方向，则此时活塞所受合力
当X很微小时，则
即活塞的振动可视为简谐振动。其中
振动频率为
③若气缸绝热，则当气体体积增大时，气体对外做功，内能减小，温度降低，则压强减小，即，根据
则k值偏大，则
故AB错误，C正确。
故选：C。
故答案为：；①小车的位移大小x为；②回收作用力大小F为5230N；
①等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，活塞受拉力F为；②拉开微小位移X时，活塞做简谐振动的证明见解析，振动频率f为；③C。 

【解析】根据速度方向与磁场方向垂直，产生的感应电动势最大分析求解；
根据牛顿第二定律，结合匀变速直线运动公式分析求解；
根据玻意耳定律，结合对活塞的受力分析，综合热力学第一定律分析求解。
本题考查了热力学、牛顿力学等相关知识，理解不同状态下物体的运动情况和受力情况是解决此类问题的关键。