上海市青浦區2025屆高三年級4月學業質量調研（二模）物理試卷(時間60分鐘,滿分100分)2025.4考生注意：1.答卷前，務必用鋼筆或圓珠筆在答題紙正面清楚地填寫姓名、學校、準考證號。2.選擇題的作答必須用2B鉛筆涂在答題紙上相應區域內與試卷題號對應的位置，需要更改時，必須將原選項用橡皮擦去，重新選擇。主觀題的作答必須用黑色的鋼筆或圓珠筆寫在答題紙上與試卷題號對應的位置。一、玩具槍(13分)玩具槍是兒時的美好回憶，為了保證玩具槍的安全性，公安部對玩具槍的“比動能”(即子彈或炮彈的動能與其最大截面積的比值)作出了規定，要求其數值須小于0.16。基于此，物理興趣小組嘗試通過測量塑料彈丸的速度來鑒別某玩具槍是否合規。1、(3分)根據“比動能”的定義，請推斷該物理量的單位為()A.kgB.W?C.kgD.n2、(5分)小組設計的實驗裝置如圖1所示。所用器材有：玩具槍及彈丸、裝有擋光片的小車、軌道、光電門、數字式游標卡尺、電子秤等。實驗步驟如下：(1)用電子秤分別測量小車的質量m?和彈丸的質量m?;(2)用游標卡尺測量出擋光片寬度x?；(3)平衡小車沿軌道滑行過程中的阻力。在軌道上安裝光電門A和B，讓裝有擋光片的小車以一定初速度由右向左運動，若測得擋光片經過A、B的擋光時間分別為13.56ms、17.90ms，則應適當調高軌道的(填“左”或“右”)端。經過多次調整，直至擋光時間相等；(4)讓小車處于A的右側，槍口靠近小車，發射彈丸，使彈丸沿軌道方向射出并粘在小車上，小車向左運動經過光電門A，測得擋光片經過A的擋光時間to;(5)改變擋光片的寬度，重復實驗，并作出x?—t?圖線，如圖2所示，若圖線斜率為k，則彈丸速度大小v=(用k、m?、m?表示)3、(5分)小組測出彈丸離開槍口的速度大小為0.2m/s，彈丸的質量為0.2g，直徑為6mm，請判斷該玩具槍是否合規?(選填“是”或“否”)判斷的理由：。二、發電設備(20分)發電設備是指將其他形式的能源轉換為電能的裝置。生活中的發電設備具有結構簡單、體積輕便、生活常見等特征。1、(3分)圖1甲為某“自發電”無線門鈴按鈕，其“發電”原理如圖1乙所示。按下門鈴按鈕過程，磁鐵靠近螺線管；松開門鈴按鈕過程，磁鐵遠離螺線管回歸原位。下列說法正確的有()A.按下按鈕過程，螺線管受到向右的磁場力B.松開按鈕過程，Q端的電勢更高C.按住按鈕不動，螺線管中產生恒定的感應電動勢D.按下和松開按鈕過程，螺線管對磁鐵的力方向相反2、(4分)【多選】手搖式發電機是登山愛好者必備的物品，其原理示意圖如圖2所示。一單匝半圓形金屬線圈處在磁感應強度方向垂直紙面向里的勻強磁場中，通過導線與靈敏電流計組成回路，現使手柄以一定的轉速從圖示位置開始勻速轉動，則線圈()A.產生的是交變電流B.此時的磁通量變化率最大C.轉過90°時感應電流的方向發生變化D.轉過90°時產生的感應電流最大3、(5分)如圖3所示為一臺微型水力發電機，其進水口接到家里的水龍頭。打開水龍頭閥門，發電機輸出的電能恰好使額定功率為2W的小燈泡正常發光。測得進水口水的流速為4m/s，其橫截面積為1.5×10?4m2,水的密度為1.0×103kg/m3，發電機內阻不計。則發電機1分鐘輸出的電能為4、(8分)某學校用一臺不計內阻的發電機來提供照明用電，輸電過程如圖4所示，升壓變壓器原、副線圈匝數比為1：10，降壓變壓器原、副線圈匝數比為10：1，兩變壓器均可看作理想變壓器。輸電線的總電阻為R=50Ω，全校共有30個班，每班有6盞“220V，60W”的燈，若要保證全部電燈正常發光，求：(1)輸電線上的電流；(2)升壓變壓器每小時輸出多少千瓦時的電能。(結果均保留三位有效數字)三、灌溉(15分)灌溉技術的歷史可以追溯到幾千年前，早在明代就有牛拉翻車，并通過齒輪傳動，將湖水翻入農田的記載(如圖1)。當今人們可以通過如圖2所示的水泵抽取地下水進行灌溉。圖3為簡化圖，水從水泵出水口以某一速度沿水平方向噴出，出水口截面上各處水流速度等大。1、(3分)已知圖1中A、B齒輪嚙合且齒輪之間不打滑，B、C齒輪同軸，若A、B、C三齒輪半徑的大小關系為rA=2rBA.齒輪A、B邊緣的角速度之比為2：1B.齒輪B、C邊緣的角速度之比為1：3C.齒輪B、C邊緣的向心加速度大小之比為1：2D.齒輪A、C邊緣的向心加速度大小之比為3：22、(6分)小葛同學嘗試只用一把卷尺，測量圖3中水泵的最大出水量(即出水口單位時間內流出的水的最大體積)V?。步驟如下：(1)關閉水閥，用卷尺測出出水口的內直徑為D；(2)測出出水口離地高度為h，打開水閥門且將其調到出水量最大，記下噴出的水落地的平均位置，關上閥門，測量出平均位置到出水口的水平距離為L，已知重力加速度為g，忽略空氣阻力，則出水口的水速大小v=(用已知物理量的字母表示)；(3)請推導V?表達式：V?=(用已知物理量的字母表示)。3、(3分)有時需要擴大灌溉面積，可以在出水管末端加裝一段細管，如圖4所示。保持細管水平且高度不變，粗管內單位時間的進水量不變，則加裝細管后()A.噴出的水的出口速度不變B.噴出的水的水平射程將變大C.單位時間內的出水量將顯著增加D.噴出的水在空中運動的時間將變長4、(3分)隨著科技進步，可利用衛星來感知灌溉信息，智慧助農。一極地衛星在距地面高度為d、且通過地球南北兩極正上方的圓軌道上運行，監測的農田南北長為L，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，忽略地球自轉，該衛星通過農田正上方的時間為()A.R+dLR2RgB.四、愛因斯坦的光量子假說和激光理論(11分)愛因斯坦于1905提出光量子假說，解決了光電效應問題。1916提出受激輻射光放大(LASER)，四十多年后第一臺激光器誕生。如今，光電效應和激光在日常生活的各個方面都有重要應用。1、(4分)密立根通過實驗研究了鈉的遏止電壓與入射光頻率之間的關系，其結果驗證了光子說的正確性，實驗結果如圖1。由圖可得鈉的截止頻率為Hz，該圖像可計算出的普朗克常量h=J·s。(保留三位有效數字)2、愛因斯坦指出當外來光子的能量等于E2?E1時，將“誘發”原子中處于高能級E?的電子向低能級E?躍遷而發光，稱為受激輻射光，如圖(1)(3分)關于入射光和受其激發后產生的激光()A.頻率相同，一個光子的能量相同，總能量相同B.頻率不同，一個光子的能量不同，總能量不同C.頻率相同，一個光子的能量相同，總能量不同D.頻率不同，一個光子的能量不同，總能量相同(2)(4分)激光器中常用鍍有反射膜的三棱鏡進行波長的選擇。如圖4，一束復色光以一定入射角i(i≠0)進入棱鏡后，不同顏色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光輸出。若復色光含紅、黃光，已知棱鏡對黃光的折射率大于紅光，則黃光在棱鏡中的折射角(填“大于”“等于”或“小于”)紅光的折射角；若激光器輸出的是紅光，當要調為黃光輸出時，需將棱鏡以過入射點O且垂直紙面的軸(填“順時針”或“逆時針”)轉動一小角度。五、生活中的氣體定律(22分)氣體實驗定律是關于氣體熱學行為的基本實驗定律，是建立理想氣體概念的實驗依據。在工程技術、環境保護、日常生活等多個方面發揮著關鍵作用。1、(3分)理想氣體忽略了氣體分子間的分子力和分子勢能，以下氣體最接近理想氣體的是()A.高溫低壓的氣體B.高溫高壓的氣體C.低溫低壓的氣體D.低溫高壓的氣體2、(3分)某汽車后備箱內安裝有撐起箱蓋的裝置，它主要由汽缸和活塞組成。開箱時，密閉于汽缸內的壓縮氣體膨脹，將箱蓋頂起，如圖1所示。在此過程中，若缸內氣體與外界無熱交換，氣體為理想氣體，則缸內氣體()A.對外做正功，內能增大B.對外做正功，分子的平均動能減小C.對外做負功，分子的平均動能增大D.對外做負功，內能減小3、為了探究一定質量的氣體等溫變化的規律。某同學將注射器水平固定，然后把注射器活塞移動到體積最大的位置，并用橡皮帽封閉注射器右側的細管，如圖2。由于沒有壓強傳感器，于是他把活塞和壓力傳感器相連，可測出移動活塞時，傳感器對活塞的壓力F。在溫度不變的條件下緩慢移動傳感器和活塞壓縮氣體并記錄多組壓力F和體積V的值，活塞受到的摩擦忽略不計。(1)(多選)(4分)甲同學想通過作出.P?1A.氣體的溫度B.注射器的內徑C.大氣壓強D.被封閉氣體的質量(2)(4分)若細管內氣體體積可忽略，乙同學根據實驗數據作出F?1V的圖像，則圖像應該是圖3中的(選填①、②或③)；已知圖像的斜率為k，圖像與縱軸交點的縱坐標的絕對值為b，則氣體剛被封閉時的體積為(用k和b4、(8分)在高溫天氣下一輛轎車的胎壓監測系統顯示某一條輪胎的胎壓為P0=3.20atm、溫度為(1)該輪胎溫度為27℃時，該輪胎的胎壓P?。(2)由于該胎壓偏高，故駕駛員快速放出了適量氣體，此時監測系統顯示的胎壓為2.40atm、溫度為27℃。放出氣體的質量與原來輪胎內氣體的質量之比為多少?六、汽車上的用電(19分)電在汽車的使用過程中應用廣泛，在保障汽車行駛、提升安全與舒適度等方面發揮了重要作用。1、(4分)汽車內燃機利用火花塞產生電火花的電路原理圖如圖1所示。開關斷開的一瞬間，可以在原線圈兩端產生u=Umcosωt的交變電壓(持續時間很短)。已知變壓器原線圈匝數為n?，副線圈匝數為n?，圖中變壓器可視為理想變壓器，則副線圈兩端電壓的有效值為2、(4分)利用壓敏電阻可以制作汽車油量顯示電路，如圖2所示。通過多次測量獲得了壓敏電阻的阻值隨汽油產生的壓強的變化關系，如圖3所示。已知汽油的深度為5cm時，電流表的示數為0.075A，則定值電阻.R0=Ωˉ。隨著汽油深度的變化，電阻R的最大功率為W。已知電源電動勢為12V(內阻不計)，汽油的密度ρ=0.7×103kg/3、(11分)汽車裝有加速度傳感器，以測量汽車行駛時的縱向加速度。如圖4所示，加速度傳感器有一個彈性梁，右端夾緊，左端固定著霍爾元件，處在上下正對的兩個相同磁體的中央位置(不考慮彈性梁和霍爾元件重力的影響)，霍爾元件中通入從左往右的電流。如果傳感器有向上的縱向加速度，則傳感器的彈簧質量系統離開它的靜止位置而向下偏移。(1)若汽車縱向無加速度，則監測到的前后表面的電勢差為(“正值”“負值”“零”)；(2)當縱向加速度向下時，若霍爾元件材料為金屬導體，