湖南省湘西州2025年高考物理模拟试卷 -解析版

这是一份湖南省湘西州2025年高考物理模拟试卷 -解析版，共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．2024年6月2日，嫦娥六号成功着陆月球背面南极——艾特肯盆地。嫦娥六号利用向下喷射气体产生的反作用力，有效地控制了探测器着陆过程中的运动状态。其中一段着陆过程中，探测器减速的加速度大小a随时间t变化的关系如图所示，时刻探测器的速度恰好为零。下列说法中正确的是（ ）
A．时间内，探测器做匀速直线运动
B．探测器在时刻的速度大小是时刻的4倍
C．时间内，探测器的位移大小为
D．气体对探测器的作用力大小在时刻是时刻的两倍
【答案】B
【解析】A．由图像可知，时间内，加速度不变，探测器做匀减速直线运动，故A错误；
B．根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，且时刻探测器的速度恰好为零，可知探测器在时刻的速度大小为
探测器在时刻的速度大小为
可知探测器在时刻的速度大小是时刻的4倍，故B正确；
C．探测器在时刻的速度大小为
则时间内，探测器的位移大小为
故C错误；
D．设探测器的质量为，时刻根据牛顿第二定律可得
时刻根据牛顿第二定律可得
则有
故D错误。
故选B。
2．如图甲所示，用波长的紫外线照射光电管阴极K，恰好能发生光电效应。图乙是氢原子的能级图，若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极K，微安表显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得微安表示数为零时电压表示数为U，已知普朗克常量，真空中光速。下列说法正确的是（ ）
A．改用可见光照射，仍能发生光电效应
B．阴极K材料的逸出功是
C．电压表示数U为1.5V
D．有4种频率的光能使该光电管发生光电效应
【答案】C
【解析】A．根据爱因斯坦光电效应方程
由于可见光的频率小于紫外线的频率，所以改用可见光照射，不能发生光电效应，故A错误；
B．根据爱因斯坦光电效应方程
可得
代入数据可得阴极K材料的逸出功为
故B错误；
C．处于激发态的氢原子跃迁至能级所释放的能量为
根据爱因斯坦光电效应方程
可得电压表示数为
故C正确；
D．能发生光电效应入射光的能量最小为
大量处于激发态的氢原子跃迁时释放的能量分别为
故有2种频率的光能使该光电管发生光电效应，故D错误。
故选C。
3．我国无人机技术发展迅猛，应用在各个邻域，例如运输高山上安装电信铁塔的材料时，采用人工运输需要几个小时，而采用无人机运输只需要20分钟，大大节约了人工成本，提高了运输效率。某次无人机运输质量为的物件时，从山脚恰好将物件运输到山顶时，水平轴方向和竖直轴方向的速度一时间图像分别如图甲、乙所示，以竖直向上为正方向。重力加速度取，忽略空气阻力的影响，忽略水平方向加速的时间。下列说法正确的是（ ）
A．物件的位移大小为B．物件的最大速度为
C．山高超过D．无人机的最大升力大于
【答案】D
【解析】AC．由题图甲可知水平方向的位移
由题图乙可知竖直方向的位移
所以物件的位移为
故A、C错误；
B．物件的最大速度
故B错误；
D．加速上升时无人机的升力最大，由题图乙可知加速上升时竖直方向的加速度
设无人机的质量为，最大升力为，由牛顿第二定律得
解得
故D正确。
故选D。
4．太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，太阳能硅晶片中，P型半导体中含有较多的空穴（可视为正电荷），而N型半导体中含有较多的电子。当能量等于、波长为的光子打在太阳能硅晶片上时，太阳能硅晶片吸收一个光子恰好产生一对自由电子和空穴，电子—空穴对从太阳能硅晶片表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。太阳光照强度越大，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，若光速为，则（ ）
A．可以得出普朗克常量
B．太阳能硅晶片内部电流方向从下极板流向上极板
C．继续增大太阳光照强度，上下电极间的电势差不会变化
D．用能量为的光子照射太阳能硅晶片，电子和空穴的最大初动能为零
【答案】D
【解析】A．根据
可以得出普朗克常量
A错误；
B．由题图可知发生光电效应时，太阳能硅晶片中电子向上极板移动，空穴向下极板移动，所以太阳能硅晶片内部电流方向从上极板流向下极板，B错误；
C．继续增大太阳光照强度，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，上下电极间电势差越大，C错误；
D．用能量为的光子照射太阳能硅晶片，恰好发生光电效应，即为逸出功，电子和空穴的最大初动能为零，D正确。
故选D。
5．小明同学为了探究波的传播速度是由介质决定还是由波源决定，他做了如下实验，他将两条不同弹性绳连结于O点（左边为绳、右边为绳），O点在竖直方向做简谐运动，以竖直向上为轴正方向，时刻形成如图所示波形。则下列说法正确的是（ ）
A．时刻两质点振动方向相反
B．质点再次回到平衡位置的时间比质点短
C．左右两列绳波传播的速度大小之比为
D．左右两列绳波传播的速度大小之比为
【答案】C
【解析】A．绳向左传播，绳向右传播，根据“上下坡法”，可知在时刻a质点振动方向向上，b质点振动方向也向上，故A错误；
CD．经，左边P绳传到左侧18m处，Q绳传到右侧12m处，则有
解得
故C正确，D错误；
B．由图可知，左边P绳的波长为6m，右边Q绳的波长为4m，根据
可知周期之比为
两质点再过将回到平衡位置，故质点再次回到平衡位置的时间与质点相同，故B错误。
故选C。
6．如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，在B球即将落地的过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．A球动能最大时对水平面的压力大小等于2mg
B．竖直墙面对B球的冲量大小为
C．轻杆对A球先做正功后做负功
D．A球的最大动能为
【答案】C
【解析】AD．假设小球B能一直沿着墙面向下运动，设轻杆与水平方向的夹角为θ时，两小球的速度大小分别为、，根据关联速度知识，两小球沿杆方向速度相等，可得
解得
由根据机械能守恒，则有
运用数学知识，整理可得
当，取等号，说明小球A的动能先增大后减小，即杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，A球的动能最大，最大动能为
此时对水平面的压力大小等于mg，AD错误；
B．当杆中存在挤压的内力，此时墙壁对B球有冲量，又由于在B球脱离竖直墙面前B球水平方向速度始终为零，所以竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对B球在水平方向的冲量大小，进一步可知竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对A球在水平方向的冲量大小，该过程就是A球获得最大动量过程，由动量定理，可知
B错误；
C．因为杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，所以轻杆对A球先做正功后做负功，C正确。
故选C。
7．如图所示为一简易手动发电式手电筒。装置左侧是一个绕轴心O匀速转动的水平圆盘。固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘转动时，可在T形绝缘支架左侧横槽中往复运动，同时驱动导体棒在光滑的水平导轨上运动。导体棒运动的速度随时间变化的关系为。导轨间距，导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。导轨右端为一理想变压器，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光。导体棒、导线及导轨电阻均不计，电压表为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．当T形支架运动到圆盘最左端时，电压表的示数为0
B．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2
C．圆盘转动的角速度为2rad/s
D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，灯泡变暗
【答案】B
【解析】A．导体棒在磁场中运动时，产生电动势的峰值为
电动势的有效值为
电压表的示数为电动势的有效值，其示数为，A错误；
B．由题意可知，额定电压为2V的灯泡刚好正常发光，可知变压器副线圈的输出电压为，则理想变压器原、副线圈的匝数比为
B正确；
C．由导体棒运动的速度随时间变化的关系为
可知，圆盘转动的角速度为
C错误；
D．当滑动变阻器滑片由b向a移动时，变阻器接入电路的电阻值增大，副线圈电路中的电流减小，由于变压器是理想变压器，可知副线圈输出电压不变，则灯泡的亮度不变，D错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．如图所示，与水平面成角的传送带正以的速度顺时针匀速运行，传送带长。现每隔把质量的工件（各工作均相同，且可视为质点）轻放在传送带上，在传送带的带动下，工件向上运动。稳定工作时当一个工件到达B端取走时恰好在A端又放上一个工件，工件与传送带间的动摩擦因数，取，下列说法正确的是（ ）
A．工件在传送带上时，先受到向上的滑动摩擦力，后受到向上的静摩擦力
B．两个工件间的最大距离为0.5m
C．两个工件间的最小距离为1.25m
D．稳定工作时，电动机因传送工件而输出的功率为1000W
【答案】ABD
【解析】A．工件放到传送带时，工件相对传送带向下运动，受到向上的滑动摩擦力，工件速度和传送带速度相同时，相对传送带静止，受到向上的静摩擦力，故A正确；
B．两工件间的最大距离为
故B正确，
C．刚开始加速0.1s的两个工件间距离最小，加速过程，由牛顿第二定律可得
代入数据可得
由位移公式
代入数据可得
故C错误；
D．稳定工作时，每一个内，传送带等效传送一个工件。而每传送一个工件电动需做的功等于一个件由底部传到顶部过程中其机械能的增量与摩擦产生的热量之和。则有
联立解得
则稳定工作时，电动机因传送工件而输出的功率为
故D正确。
故选ABD。
9．水平虚线下方有垂直于纸面向里、沿水平方向的匀强磁场，a、b是两个完全相同的矩形金属线框，长宽之比为，将两金属线框在纸面内如图所示放置由静止释放，结果两金属线框均能匀速进入磁场，线框进磁场的过程中，下边框始终水平，且线框始终在竖直面内，则下列判断正确的是（ ）
A．开始时，a、b下边缘离虚线的高度之比为
B．线框进磁场过程中，通过a、b线框截面的电量之比为
C．线框进磁场过程中，a、b两线框受到安培力的冲量之比为
D．线框进磁场过程中，a、b两线框中产生的焦耳热之比为
【答案】BD
【解析】A．设线框短边长为L，长边长为2L，a、b进磁场的速度分别为、，a匀速进入磁场受到的安培力为
b匀速进入磁场受到的安培力为
根据题意有
可得
由
可知开始时，a、b下边缘离虚线的高度之比为
故A错误；
B．由
可知线框进磁场过程中，通过a、b线框截面的电量之比为，故B正确；
C．根据
线框进磁场过程中，a、b两线框受到安培力的冲量之比为
故C错误；
D．根据能量守恒，线框中产生的焦耳热等于重力势能的减少量，即a、b两线框中产生的焦耳热之比为
故D正确。
故选BD。
10．2024年春节期间冰雪旅游火热“出圈”，蜂拥而至的游客让哈尔滨焕发勃勃生机。南方的“小土豆”将一质量为m的小冰块从坐标原点O处以速度射出，沿竖直平面且和水平方向夹30°角。经过一段时间小冰块经过A点时速度和水平方向夹60°角，建立如图所示的xOy坐标系，A点的横坐标为，B的横坐标为，已知重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．小冰块从O运动至A经历的时间
B．O、A两点间的高度差为
C．A点的纵坐标
D．等于O、A两点间的平均速度
【答案】AD
【解析】A．小冰块水平速度为
小冰块从O运动至A经历的时间为
故A正确；
B．根据对称性可知小冰块在B点竖直速度为
小冰块在A点竖直速度为
竖直方向有
解得
则O、A两点间的高度差为，故B错误；
C．根据水平位移的关系可知，从B到A运动的时间为，竖直方向的位移为
解得
故C错误；
D．B是OA的中间时刻，根据匀变速直线运动规律可知，等于O、A两点间的平均速度，故D正确；
故选AD。
三、非选择题（本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题9分，第13题10分，第14题12分，第15题17分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。）
11．某同学用图甲所示装置测量重锤的质量，实验方法如下：在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为的铁片，重锤下端贴一遮光片，重锤下落时遮光片通过位于其正下方的光电门（图中未画出），光电门可以记录下遮光片的遮光时间；调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的遮光时间；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的遮光时间分别为，，
(1)用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度 mm。
(2)遮光时间为时，重锤的加速度为，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的遮光时间为，重锤的加速度为，则 （结果用和表示）。
(3)做出图像是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量 （用题目中的已知字母表示）。
【答案】(1)10.20 (2) (3)
【解析】（1）20分度游标卡尺的精确值为，由图可知遮光片的宽度为
（2）设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度为
当挡光时间为时的速度为
挡光时间为时的速度为
重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有
，
联立解得
（3）根据牛顿第二定律得
联立解得
作出的图线的斜率为k，则
解得
12．在研究电子元件、半导体、光电子、光纤、航天等领域，一般需要超纯水。某同学网购了一瓶超纯水（商品宣传页如图甲所示，上面显示了该商品的标准参照值，当参照值不小于18.25 MΩ⋅cm即为达标），为了检测该超纯水的电阻值是否达标，某实验小组设计了以下实验方案来进行检测。
①如图乙，在长方体绝缘槽内壁插入两片竖直金属薄板（薄板略小于容器横截面积）；
②选择合适的器材，按图丙所示连接电路，先将a、b接线柱用导线直接连接，调节滑动变阻器R，使灵敏电流计G达到满偏，满偏电流为1 μA；
③保持滑动变阻器滑片位置不变，用导线将图乙的A、B分别与图丙的a、b接线柱连接，在槽内缓慢倒入超纯水，直到灵敏电流计指针半偏，记录下倒入超纯水的体积为120 cm3。
(1)根据所学知识，可知图甲所示商品宣传页上显示的参照值并不是我们所学的电阻值，而是 ，该指标越高，说明水质的导电性能越 （选填“强”或“弱”）。
(2)用游标卡尺测得槽内部底面长度如图丁所示，则底部长度为 cm。
(3)已知电源电动势为3 V，根据数据分析，该超纯水 （选填“达标”或“不达标”）。
【答案】(1) 电阻率 弱 (2)12.230 (3)不达标
【解析】（1）[1][2]宣传页上参照值的单位为MΩ⋅cm，由
可得该参照值指的是电阻率，电阻率的大小反映了各种材料导电性能的好坏，电阻率越大，导电性能越弱。
（2）20分度游标卡尺的精确度为0.05 mm，由图可知金属丝的长度为
（3）令
由闭合电路欧姆定律可知，满偏电流
当电流半偏时
可得槽内超纯水的电阻
根据已知数据，可得电阻率
所以该超纯水不达标。
13．图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知胆内初始气体压强为p0=1.0×105Pa，温度为t0=17℃，现启动加热模式使气体温度升高到t=191℃，此过程中气体吸收的热量为Q=9.5×103J，内胆中气体的体积不变，求：
(1)此时内胆中气体的压强p；
(2)此过程内胆中气体的内能增加量∆U。
【答案】(1)1.6×105Pa
(2)9.5×103J
【解析】（1）封闭气体等容变化，根据查理定律
其中
，
代入数据解得
（2）根据热力学第一定律有
由于气体的体积不变，气体做功
气体吸收的热量
解得
14．如图（a），质量为m的篮球从离地H高度处静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后最高反弹至离地h处。设篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度为g，不计空气阻力。
(1)求篮球与地面第一次碰撞过程所受合力的冲量I及碰后速率v2与碰前速率v1之比；
(2)若篮球反弹至最高处h时，运动员向下拍球，对篮球施加一个向下的压力F，持续作用至h0高度处撤去，使得篮球与地面第二次碰撞后恰好反弹至h高度处，力F的大小随高度y的变化如图（b）所示，求F0的大小。
【答案】(1)，方向竖直向上；
(2)
【解析】（1）篮球自由下落，设碰地前瞬间的速率为，由运动学公式可得
解得
篮球反弹至h高处，设离地瞬间的速率为，由运动学公式可得
解得
以竖直向上为正方向，根据动量定理可得
可得
方向竖直向上；篮球与地面第一次碰撞的碰后速率与碰前速率之比为
（2）由图像可知，拍球过程压力做的功为
设篮球落地瞬间的速率为，由动能定理可得
篮球反弹至高处，设离地瞬间的速率为，由运动学公式可得
由（2）问可知速率之比为
联立解得
15．如图，是一个用于物流传输的电磁感应导轨的简化模型，足够长的平行导轨MN、PQ间距L为2m，导轨的ON和部分水平，而MO与部分倾斜，与水平面的夹角，整个装置都处在磁感应强度大小为，方向垂直倾斜导轨向上的匀强磁场中，ab棒置于水平导轨上，cd棒置于倾斜导轨上，均与导轨垂直，ab、cd棒的质量m均为2 kg，电阻R均为2Ω，与导轨之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小，导轨电阻不计，，。
（1）将cd棒由静止释放，求cd棒能达到的最大速度及此时ab棒受到的摩擦力；
（2）用手托住cd棒，在外力的作用下，使ab棒由静止出发（记为0时刻）向右做的匀加速直线运动，某时刻释放cd棒，cd棒恰好不上滑，求释放cd棒的时刻。
【答案】（1），方向平行斜导体向下，，方向水平向右；（2）
【解析】（1）对cd棒受力分析可知
解得
即cd棒由静止释放时加速下滑，由于在磁场中受到安培力的作用，加速度越来越小，当加速度为零时，速度达到最大，此时
解得
所以此时产生的电动势
所以其最大速度
方向沿斜导轨向下；
此时，ab棒受到的安培力沿水平方向的分力为
其最大静摩擦力
故导体棒ab处于静止状态，此时受到的摩擦力
方向水平向右；
（2）当cd恰好不上滑，则有
解得
故此时的电动势
所以此时ab棒的速度
故释放cd棒的时间等于ab棒的运动时间，即