文档文本内容
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。
(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. 2 T
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______。2.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)。
(1)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 ______
41H→X+20e
( )
1 1
A.H核
B.He核
C.Li核
D.Be核
(2)(多选)若复色光的频率ν=5.50×1014Hz∼6.50×1014Hz，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/1014Hz 8.07 7.73 5.53 5.44 5.15
选项 A B C D E
(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______。
(4)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(______)。
1 1
A.吸收光子，ν=Rc( − )
2 4
1 1
B.放出光子，ν=Rc( − )
2 41 1
C.吸收光子，ν=Rc( − )
22 42
1 1
D.放出光子，ν=Rc( − )
22 42
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。
(1)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I =1A时，电压表
1
示数为U =3V；当电流表示数为I =2A时，电压表示数为U =1.5V；则此电源的电动势为______ V，
1 2 2
内阻为______Ω。
(2)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ρ，由图可知，随着电阻两端的电压增大，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根据图像分析，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(______)
A.B.
C.
D.
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。
(1)若物块从a点运动到c点所用时间为t ，则在0.5t 时，物块在(______)
0 0
A. A段
B. B点C. C段
D. D点
E. E段
(2)若物块在a点的速度为v ，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(
0
______)
A. mv
0
B. mgt
C. mv +mgt
0
D.
m√v2+g2t2
0
(3)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。
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
(LevTermen)教授发明，艺名雷奥⋅特雷门(LeonTℎeremin)。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。
(1)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
(2)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=I sin(2πft)，I =0.71A，f =100Hz，则I的有效
0 0
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25∘C时，声速v=347.6m/s，求琴的A5(440Hz)的波长为______？
(3)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______。
(4)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v 水平射入，恰好从下极板最右边射出，
0
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)。
(5)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
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。
(1)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.A 和A
1 2B.B 和B
1 2
C.C 和C
1 2
D.D 和D
1 2
(2)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；小车的质
量m=1500kg。在t=5s时间内，速度从v =72km/ ℎ减速到v =18km/ ℎ，运动过程中所有其他阻力的
0 t
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？
(3)如图，大气压强为p ，一个气缸内部体积为V ，初始压强为p ，内有一活塞横截面积为S，质量为
0 0 0
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？
1 √ k
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 = ，
2π 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f ，上题中等温情况下，活塞在气缸中的振动频率为f ，则两
2 1
则的大小关系为(______)
A.f >f
1 2
B.f =f
1 2
C.f <f
1 2答案和解析
1.【答案】A； C； a、b的像和c；sinθ
1
sinθ
2
l
【解析】(1)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Δx= λ可知，红光的条纹
d
间距大于紫光，故选A；
(2)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0.5T，故选C；
(3)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 sinθ 。
n= 1
sinθ
2
2.【答案】 ； ； √kme2； 。
(1)B (2)CDE (3) (4)D
r
【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
(1) 41H→X+20e
1 1
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：A+0=4，
，解得： ， ， 核的质量数为4，电荷数为2，故ACD错误，B正确。
Z+2=4 A=4 Z=2 ❑ 4He
2
故选：B。
(2)复色光的频率ν=5.50×1014Hz∼6.50×1014Hz，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： e2 v2 ，解得： √ke2
(3) k =m v=
r2 r mr
电子动量大小为： √kme2
p=mv=
r
(4)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。1 1 1
根据里德伯公式： =R( − )，其中m是跃迁前的能级，k是跃迁后的能级。
λ k2 m2
氢原子从n=4跃迁到n=2，则有：m=4，k=2
c
又有：ν=
λ
1 1
联立可得：ν=Rc( − )，故D正确，ABC错误。
22 42
故选D。
故答案为： ； ； √kme2； 。
(1)B (2)CDE (3) (4)D
r
(1)根据核反应遵循质量数与电荷数守恒分析判断；
(2)根据发生光电效应的条件分析解答；
(3)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；
(4)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.【答案】(1)4.5；1.5；(2)B；0.225；C
【解析】(1)当电流表示数I =1A时，电压表示数U =3V，由闭合电路欧姆定律有E=U +I r；
1 1 1 1
当电流表示数I =2A时，电压表示数U =1.5V，由闭合电路欧姆定律有E=U +I r；
2 2 2 2
代入数据联立解得：电动势E=4.5V，内阻r=1.5Ω。
1 1
(2)①由欧姆定律有I= ⋅U，故I−U图线的斜率k= ，因此随着电阻两端的电压增大，电阻R减小；
R R
l
由电阻定律R=ρ 可知，在长度l和横截面积S不变时，导体的电阻率ρ减小，故选B。
S
②由I−U图像可知，电阻两端电压U=1.8V时，流经电阻的电流I=0.125V，则该电阻的功率
P=UI=1.8×0.125W =0.225W。
③由I−U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；1.2−0.6
当电压很小时，I−U图像几乎为倾斜直线，最大电阻约为R = Ω=10Ω，因R ≪R ，故电流
x 0.06 x V
表采用外接法；故选C。
4.【答案】(1)E；(2)D；(3)①0.59m；②23.8W
【解析】(1)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t ，则在0.5t 时，物块在E段，故选E。
0 0
(2)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I =0−mv ，竖直方向由动量定理有
x 0
I −mgt=0，
y
故该过程中轨道对物块的支持力的冲量 ，故选D。
I=√I2+I2=m√v2+g2t2
x y 0
(3)
1 1
①由图可知，物块初速度为6m/s，最高点速度为3.5m/s，由动能定理有−mg2R= mv2− mv2，
2 2 0
解得R=0.59m；
②由图可知，当θ=60∘时，物块的速度为5.5m/s，故物块克服重力做功的瞬时功率
P=mgvsin60∘≈23.8W。
5.【答案】(1)①变大；②BC；(2)①B；②0.5A；7.1×10−3N；③0.79m；(3)①变大；②Q=CU；
√ m
(4)两极板的长度L=v d ；(5)B
0 Uq
ε S
【解析】解：(1)①根据平行板电容器电容的决定式C= r
4πkd
当人手靠近天线时，相当于改变了电容器的介电常数ε (人手会使周围介质的介电性质改变)，使得介电常
r
数增大，从而电容变大。
②在LC振荡电路中，i−t图像和q−t图像如图所示：根据i−t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。
(2)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。
I 0.71
②根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系，有效值I= 0 = A≈0.5A
√2 1.414
根据安培力公式，单匝线圈收到的安培力的最大值为F =BI L=0.5×0.71×2.0×10−2N=7.1×10−3N
m 0
v 347.6
③根据波速、频率和波长的关系v=λf，则有λ= = m=0.79m
f 440
ε S
(3)①根据平行板电容器电容的决定式C= r 可知，当减小两平行板间距d时，其他量不变，所以电容
4πkd
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Q=CU
(4)电荷量为q的正电荷在电容器中做类平抛运动
U
竖直方向根据牛顿第二定律得F=qE=q =ma
d
d 1
竖直位移 = at2
2 2
水平方向做匀速直线运动，水平位移L=v t
0√ m
联立解得两板的长度L=v d
0 Uq
(5)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.【答案】解：(1)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A 和A 点速
1 2
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。
v +v 20+5
(2)①小车的位移x= 0 t t= ×5m=62.5m
2 2
v −v 5−20
②小车的加速度a= t 0= m/s2=−3m/s2
t 5
方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律F+f −mgsin4.8∘=ma
解得F=5230N
(3)①根据玻意耳定律p V =p(V +XS)
0 0 0
对活塞分析可知F=(p −p)S
0
解得 p S2X
F= 0
V +SX
0
②设X方向为正方向，则此时活塞所受合力 p S2
F =−(p −p)S=− 0 X
回 0 V +SX
0
当X很微小时，则 p S2
F ≈− 0 X=−kX
回 V
0
即活塞的振动可视为简谐振动。其中 p S2
k= 0
V
0振动频率为 1 √ k 1 √ p S2
f = = 0
2π M 2π V M
0
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p′<p，根
据 p S2
F =−(p −p)S=− 0 X
回 0 V +SX
0
则k值偏大，则f <f
1 2
故AB错误，C正确。
故选：C。
故答案为：(1)A；(2)①小车的位移大小x为62.5m；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 p S2X ；②拉开微小位移X时，活塞做简
(3) 0
V +SX
0
谐振动的证明见解析，振动频率f为 1 √ p S2 ；③C。
0
2π MV
0
【解析】(1)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；
(2)根据牛顿第二定律，结合匀变速直线运动公式分析求解；
(3)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。
