2025届广东省建文教育集团两学部高三上学期第一次模拟考试（一模）物理试题（解析版）

这是一份2025届广东省建文教育集团两学部高三上学期第一次模拟考试（一模）物理试题（解析版），共15页。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1. 孔明灯又叫天灯，相传是由三国时的诸葛孔明（即诸葛亮）发明的，如图所示，当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救，孔明算准风向，制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的讯息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。现有一质量为的孔明灯升空后向着东北偏上方向匀速上升，则此时孔明灯所受空气的作用力大小和方向是（ ）
A. 0B. ，东北偏上方向
C. ，竖直向上D. ，东北偏上方向
【答案】C
【解析】由题意，根据平衡条件可知此时孔明灯所受空气的作用力与其重力大小相等，方向相反，即大小为，方向竖直向上。故选C
2. 已知土星绕太阳公转的周期为30年（地球绕太阳公转的周期为1年），由此可以判定土星和地球绕太阳公转的线速度大小之比是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据万有引力提供向心力
得
r=
则
由
v＝
得
；
故A正确，BCD错误．
故选A．
3. 如图所示，长为的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为的光滑圆弧轨道相切于点。一质量为的小球从圆弧轨道上离水平面高为h（）的A点由静止开始下滑，则小球第一次运动到墙壁点所需的时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】从，根据动能定理
解得
到的时间
，可知小球在光滑圆弧上的运动为单摆运动，单摆的周期为
到的时间为四分之一周期
所以小球的运动周期为
故选A。
4. 一质点做直线运动，下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．物体做直线运动，位移与时间成函数关系，AB选项中一个时间对应2个以上的位移，故不可能，故AB错误；
CD．同理D选项中一个时间对应2个速度，只有C选项速度与时间是成函数关系，故C正确，D错误。
故选C。
5. 一理想变压器与定值电阻R1和电阻箱R2组成如图所示电路，其中R1 = 40 Ω，a、b间接输出电压有效值恒定的交变电源。当电阻箱阻值为10 Ω时，电阻箱消耗的电功率最大。则该理想变压器的原、副线圈匝数之比为（ ）
A. 2B. 3C. 4D. 6
【答案】A
【解析】设电源输出电压为U0，则原线圈两端的电压
变压器原、副线圈两端的电压之比
变压器原、副线圈电流之比
结合上述有
电阻箱R2消耗的电功率
根据数学二次函数的规律可知当电流为
此时P达到最大值，由于
此时可以解得
则有
又由于
，
解得
故选A。
6. 如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc连线沿水平方向，导线中通有恒定电流，且，电流方向如图中所示。O点为三角形的中心（O点到三个顶点的距离相等），其中通电导线c在O点产生的磁场的磁感应强度的大小为B0，已知通电长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度的大小B=，其中I为通中导线的中流强度，r为该点到通中导线的垂直距离，k为常数，则下列说法正确的是（ ）
A. O点处的磁感应强度的大小为3B0
B. O点处的磁感应强度的大小为5 B0
C. 质子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向由O点指向c
D. 电子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向垂直Oc连线向下
【答案】A
【解析】AB．根据右手螺旋定则，通电导线在点处产生的磁场平行于指向左方，通电导线在点处产生的磁场平行于指向右下方，通电导线在点处产生的磁场平行于指向左下方；根据公式可得
根据平行四边形定则，则点的合场强的方向平行于指向左下方，大小为，故A正确，B错误；
C．根据左手定则，质子垂直纸面向里通过点时所受洛伦兹力的方向垂直连线由点指向，故C错误；
D．根据左手定则，电子垂直纸面向里通过点时所受洛伦兹力的方向垂直连线由点指向，故D错误；
故选A。
7. 如图所示，物块P与Q间的滑动摩擦力为5N，Q与地面间的滑动摩擦力为10N，R为定滑轮，其质量及摩擦均可忽略不计，现用一水平拉力F作用于P上并使P、Q 发生运动，则F至少为（）
A. 5NB. 10NC. 15ND. 20N
【答案】D
【解析】设即将要使P、Q 发生运动时，滑轮上绳子的拉力为T，P受到向左的拉力T，向左的摩擦力5N，向右的拉力F，Q受到向左的拉力T，上表面向右的摩擦力5N，下表面向右的摩擦力10N，根据平衡条件得
T+5N=F，T=5N+10N=15N
解得
F=20N
即至少20N，故D正确；ABC错误。
故选D。
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8. 如图所示匀强电场的区域内，在点处放置一点电荷。、、、、、为以为球心的球面上的点，平面与电场方向平行，平面与电场方向垂直，则下列说法中正确的是（ ）
A. 、两点的电场强度相同
B. 点的电势等于点的电势
C. 点电荷在球面上任意两点之间移动时，电场力不一定做功
D. 将点电荷在球面上任意两点之间移动，从点移动到点电势能的变化量一定最大
【答案】CD
【解析】A．点电荷在点产生的电场方向为竖直向上，在点产生的电场方向为竖直向下，匀强电场方向水平向右，根据平行四边形定则可知，b点的合电场强度斜向右上方，d点的合电场强度斜向右下方，两点电场强度大小相等，方向不同，电场强度不同，故A错误；
B．将一个正试探电荷由点移动到点，点电荷电场力不做功，匀强电场的电场力做正功，故合电场力做正功，电势能减小，电势降低，两点电势不相等，故B错误；
C．当点电荷沿着球面从移动到时，匀强电场的电场力不做功，点电荷电场力也不做功，故合电场力不做功；当电荷 沿着球面从移动到 时，匀强电场的电场力做功，点电荷电场力不做功，故合电场力做功，因此在球面上任意两点之间移动时，电场力不一定做功，故C正确；
D．将点电荷在球面上任意两点之间移动，点电荷电场力不做功，从点移动到点，匀强电场的电场力做功最大，因此电势能的变化量最大，故D正确。
故选CD。
9. 质点由静止开始做直线运动，所受合外力大小随时间变化的图象如图所示，则有关该质点的运动，以下说法中正确的是（ ）
A. 质点在0－2s内做匀加速运动
B. 质点在0－2s内速度不变
C. 质点在2－4s内加速度越来越小
D. 质点在2－4s内速度越来越大
【答案】ACD
【解析】A．由图象知，前2s内物体所受合力大小不变，故加速度恒定，物体做匀加速运动，故A正确；
B．因为在0−2s内物体合外力不变，故物体做匀加速运动，故B错误；
C．质点在2−4s内合外力越来越小，根据牛顿第二定律知加速度越来越小，故C正确；
D．物体在2−4s内加速度越来越小，但加速度没有改变方向，故物体做加速度减小的加速运动，故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，一个内壁光滑的固定圆锥筒，其轴线垂直于水平面，一质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半，小球可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 小球A受到重力、支持力和向心力三个力的作用
B. 小球A所受合力的方向水平
C. 小球A受到合力大小为
D. 小球A做匀速圆周运动的角速度为
【答案】BC
【解析】小球受到重力、垂直筒壁斜向上的支持力，合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，方向指向匀速运动轨迹的圆心．示意图为：
设筒壁与水平面的夹角为 ，则合外力即向心力
解得： ，故BC正确；
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 某物理兴趣小组要测量一节干电池的电动势和内阻。他们在实验室找到了如下器材：电流表（量程0~0.6A），电压表（量程0~3V），滑动变阻器， 开关、导线若干。
（1）为了减小误差，他们应选择如图_________（选填“甲”或“乙”）所示的电路进行实验；
（2）按所选电路进行实验，得到多组电流表的示数I和对应的电压表示数U，以U为纵坐标，I为横坐标将得到的数据进行描点，连线后得到一条倾斜直线，如图丙所示，由图像得出电池组的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（结果均保留2位小数）
【答案】（1）甲 （2）1.48 0.80
【解析】【小问1详解】
电流表内阻未知，若选择甲中的实验电路，则电动势和内阻的测量值都会偏小，但误差很小，若选择乙中的实验电路，则电动势测量准确，但内阻测量误差很大，所以为了减小误差，他们应选择如图甲所示的电路进行实验。
【小问2详解】
[1][2]由图丙可知
12. 图甲是某同学“测量瞬时速度”的实验装置图，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点、滑块上固定一遮光条，吊盘（含金属片）通过细线与滑块相连，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放。
（1）本实验利用光电门测滑块的速度，所应用的物理方法是______
A 等效替代法B. 理想实验法C. 极限思维法
（2）若测得遮光条的宽度为d，遮光条通过光电门的时间为，则滑块经过光电门时的速度______（用上述物理量的符号表示）。
（3）重复操作5次、得到数据如下表（表中数据单位为m/s）
求得滑块的平均速度______m/s（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）C （2） （3）0.330
【解析】【小问1详解】
在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，采用的方法为极限思维法。
故选C。
【小问2详解】
滑块经过光电门时的速度
【小问3详解】
滑块的平均速度为
0.330m/s
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13. 碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。在了解微观粒子的结构和性质的过程中，碰撞的研究起着重要的作用。
（1）通常我们研究光滑水平面上两个物体的碰撞，如图1所示。请你进行判定：若在粗糙斜面上，如图2所示，两个小球发生碰撞，碰撞的过程中A、B组成的系统动量是否守恒。
（2）裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，有利于中子被铀核俘获而发生裂变。
如图3所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且M>m。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。
（3）康普顿在研究石墨对X射线的散射时，提出光子不仅具有能量，而且具有动量，光子动量。假设射线中的单个光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞。
碰撞后光子的方向与入射方向夹角为α，电子的速度方向与入射方向夹角为β，其简化原理图如图所示。光子和电子组成的系统碰撞前后动量守恒，动量守恒定律遵循矢量运算的法则。已知入射光波长λ，普朗克常量为h。求碰撞后光子的波长。
【答案】（1）动量守恒；（2），质量较小的；（3）
【解析】（1）发生碰撞的A、B小球作用时间极短，内力远大于外力，A、B组成的系统动量守恒。
（2）中子与原子核发生弹性正碰，根据动量守恒与能量守恒可得
解得碰撞后中子速度为
由于
碰撞后中子速度大小为
可知慢化剂中的原子核M应该选用质量较小的。
（3）设电子碰撞后的动量为，光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞，在水平方向上，动量守恒有
在竖直方向上，动量守恒有
碰撞后光子的波长为
14. 如图所示，一内径均匀的导热U形管竖直放置，右侧管口封闭，左侧上端与大气相通。一段水银柱D和一个光滑轻质活塞C将A、B两部分空气封在管内。初始稳定状态下，A气柱长度为lA=9cm，B气柱长度为lB=6cm，两管内水银面的高度差h=10cm。已知大气压强恒为P0=76cmHg，环境温度恒为T0=297K。求：
（1）求初始稳定状态下B气体的压强PB；
（2）现仅对B气体缓慢加热，只使B气体的温度TB=627K，求此时左右管水银柱液面高度差为多少；
（3）为使左右两管内液面等高，现仅用外力使活塞缓慢上移，求两液面等高时活塞移动的距离x（左侧管道足够长）。
【答案】(1)66cmHg；(2)0；(3)15cm
【解析】（1）由题意B部分气体稳定状态下的压强
（2）B气体的温度TB=627K，设此时B管水银柱下降，B部分气体原状态压强pB=66cmHg，体积VB=lBS，温度T0=297K，末状态压强
体积
由理想气体状态方程
解得
此时左右管水银柱液面高度差为0；
（3）A部分气体原来状态压强pA=76cmHg，体积为VA=lAS，末状态压强为体积
B部分气体原状态压强pB=66cmHg，体积为VB=lBS，末状态压强
体积
根据玻意耳定律有
，
解得
所以活塞在管中移动的距离为x，则
15. 如图所示，一U型导体框置于足够长的绝缘斜面上，斜面的倾角，斜面虚线区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直斜面向上，磁场区域长。金属棒CD置于U型导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF，EF间距离。将 CD棒与 U型导体框同时由静止释放，CD棒恰好匀速穿过磁场区域，当CD棒刚出磁场时仍未脱离U型导体框，此时U型导体框的EF边恰好进入磁场。已知CD棒、U型导体框的质量均为，CD棒电阻，U型导体框EF边电阻，其余两边电阻不计。不计一切摩擦，g取10m/s²。求：
（1）CD棒穿过磁场区域的过程中，CD棒中产生的热量；
（2）EF边刚进入磁场时，EF边两端的电势差。
【答案】（1）4.8J；（2）
【解析】（1）CD棒穿过磁场区域的过程中，CD棒中产生的热量为，EF边产生的热量，根据能量守恒定律有
根据串联电路规律
联立得
（2）CD棒刚进入磁场时速度大小为,回路电流大小为，根据
对CD棒
联立得
设CD棒穿过磁场区域时间为，则
得
EF边没进入磁场前加速度大小为，刚进入磁场时速度大小为，根据牛顿第二定律
根据速度时间关系
联立得
EF边刚进入磁场时，回路电流大小为，根据
得
得
0.340
0.330
0.318
0.352
0.310