2025届高三下学期二轮模拟练习卷(四)物理试卷（解析版）

这是一份2025届高三下学期二轮模拟练习卷(四)物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了本卷侧重，本卷怎么考，本卷典型情境题，本卷测试内容，9 km/s，1 AD等内容，欢迎下载使用。
考生须知:
1.本卷侧重:高考评价体系之综合性。
2.本卷怎么考:①考查考生对物理知识的综合应用能力(题14);②考查考生对物理实验的综合操作能力(题11);③考查考生对物理规律的综合理解能力(题15)。
3.本卷典型情境题:题1、4、5、10、13。本卷拔高题:题12、15。
4.本卷测试内容:高考全部范围。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.科学研究表明,太阳核心的温度极高,压力也极大,太阳内部4个氢核(11H)转化成1个氦核(24He)和几个正电子,并释放出极大的能量。假设正电子在4.8×10-4 s时间内定向移动形成的平均电流为8.0×10-8 A,正电子的电荷量e=1.6×10-19 C,则在这段时间内发生核聚变的氢核(11H)的个数约为（ ）
A.2.4×108B.3.2×108C.4.8×108D.8.0×108
2.如图所示,细绳一端拴着一个小球,另一端固定在竖直墙壁上,小球用固定在墙壁上的水平轻质弹簧支撑,平衡时细绳与竖直方向的夹角为37°,已知重力加速度为g,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,则剪断细绳的瞬间,小球的加速度大小为（ ）
A.53g B.54g C.g D.34g
3.甲、乙两车并排在同一平直公路上同向运动,甲车由静止开始做匀加速直线运动,乙车做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t变化的关系图像如图所示,则下列说法正确的是（ ）
A.t0到2t0时间内,甲、乙两车运动的位移相等
B.t0时刻,甲车的速度大于乙车的速度
C.2t0时刻,甲车的速度大小为2x0t0
D.t0时刻,甲、乙两车之间的距离为x04
4.如图甲所示,在杨氏双缝干涉实验中,S为单色光源,单缝S0到双缝S1、S2的距离相等,O点为双缝连线的中垂线与光屏MN的交点。实验时,利用刻度尺测出单缝S0到光屏的间距为L,利用测量头测得光屏上相邻明条纹的中心间距为Δx。某同学用单色光1,通过沿S1、S2连线的中垂线移动光屏的位置(其他装置的位置不变),测出多组L与Δx的值,描绘出Δx-L的关系图像1,如图乙所示;该同学换用另一个单色光2,重复上述实验操作,描绘出Δx-L的关系图像2。已知两图像与横坐标的截距均为L0,与纵坐标的截距分别为-a1、-a2。则以下分析正确的是（ ）
A.单缝到双缝的距离为L0,单色光1与单色光2的波长的比值为a2a1
B.单色光1比单色光2更容易发生衍射
C.如果单色光2能够使某种金属发生光电效应,则单色光1也必定能够使该金属发生光电效应
D.单色光1在水中传播的速度大于单色光2在水中传播的速度
5.嫦娥五号返回器采用了“太空打水漂”方式返回地球,这种方式又被称为“半弹道跳跃式再入返回”技术。如图所示,虚线为大气层边界,返回器与轨道器分离后,从a点无动力进入大气层,然后经过轨迹最低点b,从c点跃出大气层,之后经过轨迹最高点d,再次从e点进入大气层,从而实现多次减速,确保返回器安全着陆。则下列说法正确的是（ ）
A.返回器在b点时处于失重状态
B.返回器在a、c、e三点处的速率关系是va>vc=ve
C.返回器在d点的速度大于7.9 km/s
D.在a→b→c→d→e过程中,返回器的机械能守恒
6.匝数N=220匝的正方形线圈在磁感应强度大小B=0.01 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线OO'(正方形线圈的一条边)匀速转动,线圈总电阻r=200 Ω,该线圈产生的交流电压如图甲所示,将该交流电压加在图乙所示的理想变压器的A、B两端。理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电流表为理想电表,R1、R2、R3均为定值电阻,R3=2R2=20 Ω。已知电流表的示数为0.5 A,则下列说法正确的是（ ）
A.线圈的面积S=2π m2B.电阻R1的阻值为400 Ω
C.通过原线圈的电流I1=0.1 AD.理想变压器的输入功率为15 W
7.如图所示,一质量不计的直角形支架两端分别固定有质量为m和2m的小球A和B,支架的两直角边OA、OB的长度分别为2L和L,支架可绕固定轴O点在竖直平面内无摩擦转动,开始时OA处于水平位置,OB处于竖直位置,已知重力加速度为g,不计空气阻力,由静止释放支架后A球的最大速度为（ ）
A.136(2-1)gL B.236(2-1)gL C.136(2+1)gL D.236(2+1)gL
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给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.t=0时刻,位于坐标原点处的波源开始沿y轴持续地上下振动,t=6.0 s时刻,波恰好传播到x轴上的质点M位置,其波形图如图所示。x轴上的质点N的横坐标xN=50 cm,则下列说法正确的是（ ）
A.波源振动的频率为0.25 Hz
B.t=0时刻,波源沿y轴正方向运动
C.0~20.0 s时间内,质点N通过的路程为30 cm
D.质点M的横坐标xM=30 cm
9.如图所示,两根长度均为L的绝缘轻绳a、b分别将小球M和N悬挂在方向水平向右的匀强电场中,悬点均为O,小球M和N通过原长为L的绝缘轻弹簧连接。稳定后整个装置处于静止状态,轻绳a恰好位于竖直方向。若将电场方向在竖直平面内逆时针由水平缓慢旋转90°,同时改变电场强度的大小,确保绝缘轻绳a、b的位置不变。已知两小球的质量均为m,小球M不带电,小球N所带的电荷量的绝对值为q,重力加速度为g,则下列说法正确的是（ ）
A.该过程中弹簧可能处于拉伸状态
B.小球N带负电荷
C.该过程中电场强度的最小值为3mg2q
D.该过程中轻绳a所受的弹力大小始终为mg
10.如图所示,足够长的挡板竖直固定在水平地面上,匀强磁场的磁感应强度大小B=33 T,方向平行于挡板平面与水平面间的夹角θ=30°斜向右上。将质量m=0.01 kg的带负电小物块(可视为点电荷)紧靠挡板由O点静止释放,小物块运动至M点后开始匀速下落到N点,当小物块到达N点后,撤去磁场,小物块从N点运动至P点经历的时间t=0.4 s。已知OM=NP=0.9 m,小物块所带电荷量q=3.2 C,重力加速度g=10 m/s2,空气阻力不计,则下列说法正确的是（ ）
A.O点到N点过程,小物块受到4个力,N点到P点过程,小物块受到1个力
B.O点到M点过程,小物块的平均速度小于0.125 m/s
C.小物块与竖直挡板间的动摩擦因数为0.25
D.小物块从O点运动至M点经历的时间可能等于7.2 s
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(6分)某物理兴趣小组利用如图甲所示装置测量当地的重力加速度。实验操作步骤如下:
①在水平桌面上按图甲安装好实验器材;
②用天平测量出沙桶的质量为m0、箱子(包括箱内的细沙与遮光条)的质量为3m0,用刻度尺测量出两光电门中心之间的距离为s,用50分度游标卡尺测量出遮光条的宽度d,如图乙所示;
③在箱子中取出质量为m的细沙,将取出的细沙放进沙桶中;
④同时由静止释放箱子与沙桶,记下箱子上的遮光条先后经过光电门A、B的时间Δt1、Δt2,利用s、d、Δt1、Δt2求出箱子与沙桶运动的加速度大小a;
⑤重复步骤③、④,得到多组箱子运动的加速度大小a与取出的细沙的质量m的数据,作出a-m图像如图丙所示。
请根据实验,回答下列问题:
(1)遮光条的宽度d= mm。
(2)箱子运动的加速度大小a= (用d、s、Δt1、Δt2表示)。
(3)根据图丙求出箱子与长木板间的动摩擦因数μ= (用分数表示),当地的重力加速度g= (用符号a0表示)。
12.【拔高题】(9分)某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量。实验室提供的器材有:两个相同的待测电源(内阻r≈1 Ω)
电阻箱R1(最大阻值为999.9 Ω)
电阻箱R2(最大阻值为999.9 Ω)
电压表(内阻约为2 kΩ)
电流表(内阻约为2 Ω)
灵敏电流表,两个开关S1、S2。
主要实验步骤如下:
①按图示连接好电路,将电阻箱R1和R2的阻值调至最大,闭合开关S1和S2,再反复调节R1和R2,使灵敏电流表的示数为0,此时电流表、电压表、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40 A、12.0 V、30.6 Ω、28.2 Ω;
②反复调节电阻箱R1和R2(与①中调节的阻值不同),使灵敏电流表的示数为0,此时电流表、电压表的示数分别为0.60 A、11.7 V。
回答下列问题:
(1)步骤①中,灵敏电流表的示数为0时,电路中A和B两点的电势差UAB= V,A和C两点的电势差UAC= V,A和D两点的电势差UAD= V。
(2)利用步骤①的测量数据可以求得电压表的内阻为 Ω,电流表的内阻为 Ω。
(3)结合步骤①和步骤②的测量数据求得电源的电动势E为 V,内阻r为 Ω。
13.(10分)如图所示,将一粗细均匀、开口沿斜面向上的汽缸放置在倾角θ=30°的固定斜面上,汽缸处于静止。汽缸内有一质量为m的活塞(活塞的厚度忽略不计,活塞与汽缸的接触面光滑),活塞的横截面积为S,活塞与汽缸之间密封了一定质量的理想气体,活塞到汽缸开口处的距离为L0。若将汽缸开口沿斜面向下固定放置,稳定时活塞恰好与汽缸开口处平齐,汽缸内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为p0,环境温度为T0,重力加速度为g。
(1)求汽缸的长度。
(2)若将汽缸开口沿斜面向上放置,缓慢加热汽缸内被密封的气体,直到活塞恰好与汽缸开口处平齐,求此时密封气体的温度。
14.(13分)如图所示,质量为3m的小球A静置于光滑的水平平台上,轻质弹簧左端固定,右端与小球A接触但不连接。在平台末端静止放置一个质量为m的小球B,一根长为L的不可伸长的轻绳一端系在B上,另一端固定在平台末端正下方的O点,在O点右侧等高位置固定一钉子C,O点与平台上表面的距离为23L,O点到钉子C的距离也为23L,水平平台上表面与水平地面间的高度差为2L。现用外力向左推动小球A,将弹簧缓慢压缩至一定长度后撤去外力,小球A离开弹簧后与小球B发生弹性碰撞,小球B运动至与O点高度相同的O'位置时,轻绳恰好被拉直,之后当小球B运动到钉子C的正下方时,轻绳突然断裂,小球B脱离轻绳飞出。已知重力加速度为g,小球A飞离平台后与轻绳、小球B没有接触,小球A、B落地后不反弹,两小球均可视为质点,不计空气阻力,求:
(1)轻质弹簧的最大弹性势能Ep。
(2)小球A、B落地点之间的距离。
15.【拔高题】(16分)如图所示,光滑金属轨道A1B1C1D1E1、A2B2C2D2E2固定在水平绝缘桌面上,A1B1、A2B2是半径为r的四分之一竖直圆弧轨道,B1C1、B2C2是轨道宽度与长度均为2L的水平轨道,D1E1、D2E2是轨道宽度为L的足够长水平轨道,轨道水平部分有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。两根金属导体棒a、b的质量均为m,开始时导体棒a、b接入电路的电阻分别为2R、R,t=0时刻,导体棒b垂直于导轨紧靠D1D2处于静止状态。现将导体棒a从圆弧轨道的最高位置A1A2处由静止释放,经历一段时间,导体棒a运动至B1C1、B2C2水平轨道的中点位置时,导体棒a、b恰好第一次达到稳定状态,最终导体棒a、b都在D1E1、D2E2水平轨道上再次达到稳定状态,当导体棒a、b在D1E1、D2E2水平轨道上运动时,两导体棒接入电路的电阻均为R。已知重力加速度为g,轨道电阻不计,导体棒a、b始终与轨道垂直且接触良好,求:
(1)导体棒b运动的最大加速度大小。
(2)从导体棒a开始运动至导体棒a、b恰好第一次达到稳定状态时,导体棒b通过的位移大小Δx。
(3)整个运动过程中,导体棒a产生的热量。
【参考答案】
1.答案 C
解题分析 由题意可知,氢核聚变为氦核的核反应方程为411H→24He+210e,根据q=It=ne,解得该核反应中正电子数n=2.4×108,根据核反应方程可知,发生核聚变的氢核个数N=2n=4.8×108,C项正确。
2.答案 B
解题分析 设小球的质量为m,小球静止时,根据受力平衡有T=mgcs37°=5mg4,剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力保持不变,细绳对小球的拉力T消失,则小球所受合力F=T=5mg4,根据牛顿第二定律有a=Fm=54g,B项正确。
3.答案 D
解题分析 做单向直线运动的物体的位移等于位置坐标之差,所以t0到2t0时间内,甲车运动的位移较大,A项错误;x-t图像上某点切线的斜率表示该时刻车运动的速度,因此乙车匀速运动的速度v乙=x02t0,0到2t0时间内,甲车的平均速度v甲=x02t0,甲车做初速度为零的匀加速直线运动,其平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即在t0时刻,甲车的速度v1=v甲=x02t0,故t0时刻甲、乙两车的速度相等,B项错误;由v1=0+v22可知,2t0时刻,甲车的速度大小v2=x0t0,C项错误;0~t0时间内,乙车通过的位移x1=v乙t0=x02,甲车通过的位移x2=0+v12t0=x04,故t0时刻,甲、乙两车的间距x=x04,D项正确。
4.答案 C
解题分析 设单缝到双缝的距离为x0,双缝之间的距离为d,根据干涉条纹的宽度公式有Δx=L-x0dλ=-λx0d+λdL,根据题图乙可得x0=L0,a1=L0dλ1,a2=L0dλ2,则λ1λ2=a1a2,A项错误;由于λ1λ2=a1a2,结合题图乙可知λ1ν2,若单色光2能够使某种金属发生光电效应,则单色光1也必定能够使该金属发生光电效应,C项正确;由于单色光1的频率大,其折射率也大,根据v=cn,可知单色光1在水中传播的速度小于单色光2在水中传播的速度,D项错误。
5.答案 B
解题分析 根据合力指向运动轨迹的凹侧,可知返回器在b点处的加速度向上,返回器处于超重状态,A项错误;返回器从a点到c点所受的万有引力做功为零,空气阻力做负功,根据动能定理可知va>vc,同理,vc=ve,B项正确、D项错误;返回器在d点相对该位置的圆轨道做近心运动,则返回器在d点的速度小于在圆轨道上的环绕速度,其速度必定小于7.9 km/s,C项错误。
6.答案 D
解题分析 由题图甲可知,正方形线圈产生正弦式交变电流,交流电的周期T=2×10-2 s,即线圈转动的角速度ω=2πT=100π rad/s,线圈转动产生的感应电动势的最大值Em=NBSω=2202 V,解得S=2π m2,A项错误;电流表的示数I=0.5 A,则副线圈两端的电压U2=IR3=10 V,通过电阻R2的电流IR2=U2R2=1 A,通过副线圈的电流I2=1.5 A,由I1I2=n2n1,解得通过原线圈的电流I1=0.15 A,C项错误;由U1U2=n1n2,解得原线圈两端的电压U1=100 V,则R1两端的电压U=E-U1-I1r=90 V,由欧姆定律可解得R1=UI1=600 Ω,B项错误;理想变压器的输入功率P1=U1I1=15 W,D项正确。
7.答案 B
解题分析 支架和两小球组成的系统在转动过程中机械能守恒,小球A、B同轴转动,故小球A、B的角速度相等,因为v=ωr,则vA=2vB,设OA的偏转角为θ时,A球速度最大,如图所示,根据机械能守恒定律有mg×2Lsin θ-2mgL(1-cs θ)=12mvA2+12×2mvB2,解得vA2=83gL(sin θ+cs θ-1)=83gL[2sin(θ+45°)-1],当θ=45°时,有vAmax=236(2-1)gL,B项正确。
8.答案 CD
解题分析 t=6.0 s时刻,波恰好传播到x轴上的质点M位置,则有34T=6.0 s,解得T=8.0 s,则波源振动的频率f=1T=0.125 Hz,A项错误;根据同侧法可知,质点M的起振方向沿y轴负方向,则t=0时刻,波源沿y轴负方向运动,B项错误;由图可知波长λ=40 cm,则波速v=λT=5 cm/s,波传播到质点N需要的时间Δt=xNv=10.0 s,则0~20.0 s时间内,质点N振动的时间t'=10.0 s,质点N通过的路程s=t'T×4A=30 cm,C项正确;质点M的横坐标xM=30 cm,D项正确。
9.答案 CD
解题分析 由于轻绳a恰好位于竖直方向,且小球M不带电,可知小球M仅受到重力与轻绳a的拉力作用,即弹簧处于原长,A项错误;对小球N进行受力分析,可知其所受电场力方向水平向右,与电场方向相同,则小球N带正电荷,B项错误;对小球N进行受力分析,有qEmin=mgsin 60°,解得Emin=3mg2q,C项正确;根据上述可知轻绳a所受的弹力大小始终为mg,D项正确。
10.答案 AC
解题分析 O点到N点过程,小物块受到重力作用,由左手定则可知小物块受到的洛伦兹力垂直于挡板向里,洛伦兹力使得小物块对挡板有挤压的效果,小物块受到挡板的弹力作用,因此,小物块下落过程还受到挡板的滑动摩擦力作用,共4个力,N点到P点过程,小物块对挡板没有挤压效果,没有产生弹力,无弹力必定无摩擦力,小物块仅受到重力作用,A项正确;O点到M点过程,对小物块进行受力分析,有N=qvBcs 30°,根据牛顿第二定律有mg-μN=ma,解得a=mg-μqvBcs30°m,则小物块做加速度减小的变加速直线运动,运动至M点时,小物块的加速度a=0,速度达到最大后开始匀速下落,解得μ=mgqvmaxBcs30°,N点到P点过程,小物块做匀加速运动,由位移公式有NP=vmaxt+12gt2,解得vmax=0.25 m/s,μ=0.25,C项正确;O点到M点过程,小物块做加速度减小的变加速直线运动,则小物块由O点到M点过程中运动的平均速度v->0+vmax2=0.125 m/s,B项错误;小物块从O点运动至M点经历的时间t'=OMv-< s=7.2 s,D项错误。
11.答案 (1)4.20 (1分)
(2)d22s(1Δt22-1Δt12) (1分)
(3)17 (2分) 7a0 (2分)
解题分析 (1)游标卡尺为50分度,则示数为4 mm+0.02×10 mm=4.20 mm。
(2)箱子先后通过两个光电门的速度分别为v1=dΔt1,v2=dΔt2,由v22-v12=2as,解得a=d22s(1Δt22-1Δt12)。
(3)对箱子与沙桶整体,根据牛顿第二定律有(m0+m)g-μ(3m0-m)g=(3m0+m0)a,解得a=(1+μ)g4m0m+(1-3μ)g4,结合题图丙有(1+μ)g4m0=3a0-a0m0,(1-3μ)g4=a0,解得μ=17,g=7a0。
12.答案 (1)0 12.0 -12.0 (每空1分)
(2)1530 (1分) 1.8 (1分)
(3)12.6 (2分) 1.5 (2分)
解题分析 (1)灵敏电流表的示数为0时,由欧姆定律知,两端的电压为零,即电路中A和B两点的电势差UAB=0;A和C两点的电势差等于电阻箱R1两端的电压,即电压表的示数,故A和C两点的电势差UAC=12.0 V;左右两个电源两极间的电压相等,故UAD=-UAC=-12.0 V。
(2)灵敏电流表的示数为0,所以电流表的示数等于通过电压表的电流与电阻R1的电流之和。在步骤①中,通过电压表的电流IV=I1-U1R1,电压表的内阻RV=U1IV=U1R1I1R1-U1=1530 Ω,左右两个电源两极间的电压相等,则有U1=I1(RA+R2),解得电流表的内阻RA=U1I1-R2=1.8 Ω。
(3)根据闭合电路欧姆定律有E=U1+I1r,E=U2+I2r解得E=U1I2-U2I1I2-I1=12.6 V,r=U1-U2I2-I1=1.5 Ω。
13.解题分析 (1)汽缸开口向上时,对活塞进行受力分析,有p1S=p0S+mgsin θ (1分)
汽缸开口向下时,对活塞进行受力分析,有p0S=p2S+mgsin θ (1分)
设汽缸长度为L,根据气体的等温变化有p1(L-L0)S=p2LS (2分)
联立解得L=2p0S+mg2mgL0。 (2分)
(2)根据气体的等压变化有(L-L0)ST0=LST1 (2分)
解得T1=2p0S+mg2p0S-mgT0。 (2分)
14.解题分析 (1)设小球B碰撞后的速度大小为v2
小球B运动到O'点过程中,水平方向有L=v2t (1分)
竖直方向有23L=12gt2 (1分)
解得v2=3gL2 (1分)
两小球碰撞过程,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有
3mv0=3mv1+mv2 (1分)
12×3mv02=12×3mv12+12mv22 (1分)
解得v0=3gL3,v1=3gL6
根据机械能守恒定律有Ep=12×3mv02=12mgL。 (1分)
(2)小球B运动到O'点瞬间,轻绳绷紧,小球B水平方向的分速度v2变为0,设小球B竖直方向的分速度为vy
则有vy=gt=4gL3 (1分)
小球B由O'点沿圆弧运动到钉子C正下方过程
由动能定理有mg×L3=12mv32-12mvy2 (1分)
解得v3=2gL
之后,轻绳断裂,小球B做平抛运动
水平方向有xB=v3tB (1分)
竖直方向有L=12gtB2 (1分)
解得xB=2L
小球A从平台末端飞出后做平抛运动
水平方向有xA=v1tA (1分)
竖直方向有2L=12gtA2 (1分)
解得xA=33L
则小球A、B落地点之间的距离x=xB-2L3+xA=4+33L。 (1分)
15.解题分析 (1)导体棒a沿圆弧轨道运动到B1B2的过程有mgr=12mv02 (1分)
导体棒a运动到最低点时,导体棒b运动的加速度最大,导体棒a产生的感应电动势E=2BLv0 (1分)
回路中的感应电流I=E3R (1分)
对导体棒b分析,有BIL=mamax (1分)
解得amax=2B2L22gr3mR。 (1分)
(2)根据题意可知,导体棒a运动至B1C1、B2C2水平轨道的中点位置时,导体棒a、b恰好达到稳定状态,此时导体棒a、b开始做匀速直线运动,回路中的总电动势为0
则有B×2Lva=BLvb (1分)
取水平向右为正方向,对导体棒a,根据动量定理有-BI×2L·Δt=mva-mv0 (2分)
对导体棒b,根据动量定理有BIL·Δt=mvb (1分)
解得va=v05,vb=2v05 (1分)
又由q=I·Δt=ΔΦ3R=4BL2-B(2L2+L·Δx)3R (1分)
联立解得Δx=2L-6mR2gr5B2L2。 (1分)
(3)从导体棒a由静止释放到导体棒a、b恰好第一次达到稳定状态的过程,回路中产生的热量Q1=12mv02-(12mva2+12mvb2)=45mgr (1分)
导体棒a从通过D1D2到再次达到稳定状态过程,有mva+mvb=2mv (1分)
此过程回路中产生的热量Q2=12mva2+12mvb2-12×2mv2=150mgr (1分)
整个运动过程中,导体棒a产生的热量Qa=23Q1+12Q2=163300mgr。 (1分)
题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
C
B
D
B
CD
CD
AC