2025 年上海市普通高中学业水平等级性考试
物理试卷
物理试卷
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，试卷为 6 个大题，20 个小题组成。3. 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。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
一、光
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。
1. 以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样（ ）
2. 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. 2T B. T C. 0.5T D. 0.25T
3. 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；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______。
二、量子学
量子力学（Quantum Mechanics），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）。
4. 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 4¹₁H → X + 2⁰₁e，则 X 是（ ）
A. H 核 B. He 核 C. Li 核 D. Be 核
5. （多选）若复色光的频率 ν = 5.50×10¹⁴ Hz ~ 6.50×10¹⁴ Hz，用复色光照射下面金属，可发生光电效应的可能是（ ）
| 金属的极限频率 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 金属 | 锌 | 钙 | 钠 | 钾 | 铷 |
| 频率/10¹⁴ Hz | 8.07 | 7.73 | 5.53 | 5.44 | 5.15 |
| 选项 | A | B | C | D | E |
6. 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______？
7. 一群氢原子处于量子数 n = 4 的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到 n = 2 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，ν = Rc(1/2 − 1/4) B. 放出光子，ν = Rc(1/2 − 1/4)
C. 吸收光子，ν = Rc(1/2² − 1/4²) D. 放出光子，ν = Rc(1/2² − 1/4²)
三、滑动变阻器
滑动变阻器是电路元件，它可以通过改变自身的电阻，从而起到控制电路的作用。
8. 进行“测量电源电动势和内阻”实验时，当电流表示数 I₁ = 1A，电压表示数 U₁ = 3V；当电流表示数 I₂ = 2A，电压表示数 U₂ = 1.5V；则此电源电动势为______V，内阻为______Ω。
9. 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，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）随着电阻两端电压增大，则（ ）
A. R 增大，ρ 增大 B. R 减小，ρ 减小 C. R 增大，ρ 不变 D. R 减小，ρ 不变
（2）当电阻两端电压为 1.8V 时，该电阻的功率为______W。
（3）根据 I−U 图像，推测该实验电路为（ ）
四、圆周运动
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。
10. 若物块从 a 点运动到 c 点所用时间为 t₀，则在 0.5t₀ 时，物块在（ ）
A. A 段 B. B 点 C. C 段 D. D 点 E. E 段
11. 若物块在 a 点的速度为 v₀，经过时间 t 刚好到达 b 点，则该过程中轨道对物块的支持力的冲量为（ ）
A. mv₀ B. mgt C. mv₀ + mgt D. m√(v₀² + g²t²)
12. 若物块质量为 0.5kg，下图是物块的速度 v 与物块和圆心连线转过的夹角 θ 的关系图像。
（1）求轨道半径 R；（2）求 θ = 60° 时，物块克服重力做功的瞬时功率 P。
五、特雷门琴
特雷门琴是世界第一件电子乐器。特雷门琴生产於 1919 年，由前苏联物理学家利夫·特尔门（Lev Termen）教授发明，艺名雷奥·特雷门（Leon Theremin）。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。
13. 人手与竖直天线构成可视为如下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，电容变大______（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
14. 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 2.0cm，磁场强度 B = 0.5T，I = I₀sin(2πft)，I₀ = 0.71A，f = 100Hz，则 I 的有效值为______A；单匝线圈受到的安培力的最大值为______？
（3）已知 25℃ 时声速 v = 347.6m/s，求琴的 A5（440Hz）的波长为______？
15. 有一平行板电容器，按如下图接入电路中。
（1）减小两平行板间距 d 时，电容会变大______（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______。
16. 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 v₀ 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 L（电荷的重力不计）。
17. 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
六、汽车制动防撞
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。
18. 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. A₁ 和 A₂ B. B₁ 和 B₂ C. C₁ 和 C₂ D. D₁ 和 D₂
19. 在倾斜角为 4.8° 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；小车质量 m = 1500kg。在 t = 5s 时间内，速度从 v₀ = 72km/h 减速到 vₜ = 18km/h，运动过程中所有其他阻力的合力 f = 500N。求这一过程中：
（1）小车的位移大小 x？（2）回收作用力大小 F？
20. 如图，大气压强为 p₀，一个气缸内部体积为 V₀，初始压强为 p₀，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 f = 1/(2π)√(k/m)。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 f₂，上题中等温情况下，活塞在气缸中的振动频率为 f₁，则两者的大小关系为（ ）
A. f₁ > f₂ B. f₁ = f₂ C. f₁ < f₂