2025届高三下学期高考物理模拟试题（二模）含答案

这是一份2025届高三下学期高考物理模拟试题（二模）含答案，共14页。试卷主要包含了6 s时,手机已下降了约0等内容，欢迎下载使用。
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号等填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。
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.贫铀弹是以含有 292238U的硬质合金为主要原料制成的炮弹和枪弹,它具有放射性,对人体有很大的危害。292238U衰变的核反应方程为 292238U→290234Th+X,下列说法正确的是
A.该反应为β衰变 B.该核反应过程中质量守恒
C.温度升高,292238U的衰变速度会加快D.290234Th比 292238U更稳定
2.如图,它是两个相干波源在某一时刻的干涉图样,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷,下列说法正确的是
A.a、c两点的振动均加强
B.a、b两点的振动均加强
C.a点的振动加强、c点的振动减弱
D.a点的振动减弱,b点的振动加强
3.地球的两个卫星轨道如图所示,Ⅰ为椭圆轨道,其半长轴为L,Ⅱ为圆轨道,两轨道相切于M点,两颗不同的卫星A、B分别运行在轨道Ⅱ和Ⅰ上,已知B的周期为T,引力常量为G,下列说法正确的是
A.由题中条件不能求出地球质量
B.A、B经过M点时所受地球的引力相同
C.A、B在M点的加速度大小相等
D.A、B与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等
4.草地滑坡是近年来颇受欢迎的休闲项目,某游乐园设计了一种滑坡轨道,滑车在该滑道上滑行时滑车与滑道间的动摩擦因数随滑道所受压力的增大而增大,且越靠近滑道底端,滑道的倾角越小,滑道的最底端恰与水平地切。甲、乙两游客先后乘坐相同的滑车从滑道的最高点由静止滑下,最终均停在水平地面上,已知甲游客的质量大于乙游客的质量,对于两游客在滑道上的运动,下列说法正确的是
A.游客在下滑的过程中加速度逐渐增大
B.游客在下滑的过程中加速度逐渐减小
C.甲游客在滑道上滑行的时间更长
D.乙游客在滑道上滑行的时间更长
5.如图甲所示,某同学利用轻质橡皮筋悬挂手机的方法模拟蹦极运动,并利用手机的加速度传感器得到手机的加速度随时间变化的图像,如图乙所示。手机保持静止时,图像显示的加速度值为0,自由下落时,图像显示的加速度值约为-10 m/s2,已知手机的质量约为200 g,忽略空气阻力,下列说法正确的是
甲 乙
A.t=0.6 s时,手机已下降了约0.8 mB.t=0.8 s时,橡皮筋刚好拉直
C.橡皮筋对手机的最大拉力大约为14 ND.t=0.81 s时,手机在向上运动
6.某实验小组为研究变压器在电路中的使用,用一些元件连接了如图所示的电路。恒压交流电源提供稳定的电压,定值电阻R1阻值为2 Ω,理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3,电压表和电流表均为理想交流电表,R2为滑动变阻器。现将滑动变阻器的滑片P缓慢向上滑动,则在滑片滑动的过程中,下列说法正确的是
A.电流表的示数增大,电流表的示数减小,灯泡L变亮
B.电流表的示数减小,电压表的示数变大,灯泡L变亮
C.电流表的示数减小,电压表的示数不变,灯泡L亮度不变
D.电压表示数的变化量ΔU和电流表示数的变化量ΔI2的关系为|ΔUΔI2|=6 Ω
7.如图所示,一轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,自然伸长时弹簧上端处于A点。t=0时将小球从A点正上方O点由静止释放,t1时刻到达A点,t2时刻弹簧被压缩到最低点B。以O为原点,以竖直向下为正方向建立x坐标轴,以B点为零重力势能点,弹簧形变始终处于弹性限度内,弹簧的弹性势能的表达式为Ep=12k(Δx)2(式中k为弹簧的劲度系数,Δx为弹簧的形变量)。下列关于小球在运动过程中的动能Ek、重力势能Ep1、机械能E0及弹簧的弹性势能Ep2的图像中可能正确的是
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.汽车中使用的氮气减震器如图甲所示,汽缸中充入氮气后,能有效减少车轮遇到冲击时产生的高频振动。它的结构简图如图乙所示,汽缸活塞的横截面积S=40 cm2,活塞及支架总质量m=1 kg,汽缸缸体导热性良好。为了测量减震器的性能参数,现将减震器竖直放置,充入氮气后密闭,活塞被卡环卡住,缸体内氮气处于气柱长度L=20 cm、压强pA=4×105 Pa的状态A,此时弹簧恰好处于原长。现用外力F向下压活塞,使其缓慢下降h=4 cm,气体达到状态B。从状态A到状态B,气体放出的热量为71.4 J。汽缸内的氮气可视为理想气体,不计摩擦和外界温度变化,大气压强p0=1×105 Pa,弹簧劲度系数k=1×104 N/m,重力加速度g= 10 m/s2,下列说法正确的是
A.状态B下气体的压强为5×105 Pa
B.气体处于状态B时,外力F的大小为1990 N
C.从状态A到状态B,气体对外界做的功为71.4 J
D.从状态A到状态B,气体内能增加了71.4 J
9.密立根油滴实验的原理示意图如图所示。把两块间距为d且水平放置的平行金属板与电源连接,由喷雾器喷出的小油滴与喷雾器产生摩擦而带电,少量的油滴在重力的作用下通过金属板上的小孔进入测试设备中,调节两金属板间所接的电压U,使带电油滴悬浮在两板间。实验测得油滴的质量为m,当地的重力加速度为g,金属板间的电场可视为匀强电场。则下列说法正确的是
A.悬浮的油滴带正电
B.悬浮油滴的电荷量q=mgdU
C.保持电源连接,将下面的金属板上移,悬浮的油滴将向下运动
D.断开电源,将下面的金属板上移,悬浮的油滴保持静止
10.如图,绝缘水平桌面上固定一光滑U形金属导轨,其平行部分的间距为l,导轨的最右端与桌子右边缘对齐,导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电阻为R、长度也为l的金属棒P静止在导轨上,导轨上质量为2m的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为v0的速度向P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间很短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终平行,不计空气阻力。则下列说法正确的是
A.金属棒P滑出导轨时的速度大小为13v0
B.金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量是mv02
C.与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的距离为mv0RB2l2
D.与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动的时间为2mRB2l2
三、实验题:共15分。
11.(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中。
(1)某组同学在某次实验中使用所接电源频率为50 Hz的打点计时器,获得的一条纸带如图甲所示,其中相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,根据纸带可以求得打点计时器在打下E点时小车的速度大小为 m/s。(结果保留两位小数)
甲
(2)将E点的瞬时速度补充到图乙中,用合适的图线将这些点拟合,作出v-t图像。根据图像,求得小车的加速度大小为 m/s2。(结果保留两位小数)
乙 丙
(3)某组同学通过控制槽码和挂钩的总质量不变,改变小车和砝码的总质量m,来探究加速度a与质量m的关系。已知小车的质量为200 g,每个砝码的质量为50 g(共6个),通过实验作出如图丙所示的a-1m图像。那么该组同学选用的槽码和挂钩的总质量应为 (选填“10 g”、“25 g”或“50 g”)。
12.(9分)老师给课外活动小组的同学一个密封盒,如图甲所示,其表面可见一个灯泡和一个可调电阻器的旋钮。为了探究密封盒里的灯泡和可调电阻器是如何连接的,小组的同学们连接了一个如图所示的电路(电流表可视为理想电表),将可调电阻器的电阻R减小,并将变化前后的结果记录下来。
甲 乙
(1)盒中的可调电阻器和灯泡是 (选填“串”或“并”)联的,理由是 ;利用记录的数据,计算得灯泡工作时的电阻值为 Ω。
(2)若用两节内阻不可忽略的干电池串联来代替低压电源,进行同样的实验。发现当R减小时,灯泡的亮度会 (选填“变亮”或“变暗”)。
(3)用两节内阻不可忽略的干电池串联来代替低压电源,再把灯泡取下,调节可调电阻器的旋钮,记下电阻值和对应的电流表示数,并把测得的5组数据标在如图乙所示的1I-R坐标系上,画出相应图线,根据所作图线可求得该两节电池的总电动势E= V,总内阻r= Ω。(计算结果均保留两位有效数字)
四、计算题:本题共3小题,共39分。
13.(10分)如图,某长方体透明材料长为L,一束单色光斜射到上表面A点,反射光线和折射光线恰好垂直且入射光线的延长线与折射光线间的夹角为30°,折射光线经长方体侧面反射后射到下表面,已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)该单色光在该透明材料中的速率v。
(2)该单色光从该透明材料上表面射到下表面经过的时间。
14.(13分)某种液态金属电磁泵的简化结构示意图如图所示,将装有液态金属、截面为矩形的导管的一部分水平置于匀强磁场中,当电流穿过液态金属时,液态金属即被驱动。若输送液态金属的管道(用特殊陶瓷材料制成)截面长为a,宽为b(不计管道壁的厚度),正、负电极板镶嵌在管道两侧(两极板正对且与管内液态金属良好接触),电极板长为c,宽为b,正、负电极板间的液态金属恰好处在匀强磁场区域内,该匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导管上、下表面垂直,通过两电极板间液态金属的电流为I,液态金属在磁场驱动力的作用下,在导管中以恒定的速率v流动。已知液态金属的电阻率为ρ。
(1)求导管截面上由磁场驱动力所形成的附加压强。
(2)求电流通过两电极板间液态金属所消耗的电功率。
(3)我们知道,导体中的运动电荷受到的洛伦兹力在宏观上表现为安培力,而洛伦兹力对运动电荷是不做功的,但是推动液态金属的安培力却做功了,这是为什么?请你对此做出合理的解释(为了方便,可假设液态金属中的自由电荷为正电荷)。
15.(16分)如图甲,有一光滑凹坑,坑面是球半径为R的球冠,坑的边缘水平且是一个半径为r(r≪R)的圆周。坑底部开口处装有水平放置的轻质弹簧,弹簧一端固定在O点,自由端恰好位于坑底部中心A点,图乙为过球冠中心的侧视图。现将一个质量为m的物块(可视为质点)从边缘P点由静止释放,P点、O点与球冠最低点A在同一竖直平面内,弹簧的劲度系数k=mgR(g为重力加速度),且弹簧始终在弹性限度内。已知弹簧振子的周期公式T=2πmk,其中m为振子质量,k为弹簧的劲度系数;当θ很小时,有tan θ≈sin θ≈θ。
(1)求该物块从P点释放到第一次将弹簧压缩到最短所经历的时间。
(2)若(1)中的物块在第二次通过A点时,从P点再次自由释放一个完全相同的物块,二者相撞后结合为一个组合体C,求从释放第二个物块到组合体C第一次回到碰撞点所经历的时间。
(3)若将(2)中的组合体C置于球冠的最高点P,用另一质量为m的物块沿水平切向以一定的初速度与之发生弹性碰撞,若碰撞后的组合体C恰好能做匀速圆周运动,求该物块的初速度大小。
甲 乙
答案
1.D 【命题意图】本题考查放射性元素的衰变。
【解题分析】由核反应过程中电荷和质量数守恒可知X是α粒子,A项错误;核反应过程中质量数守恒,但质量会发生亏损,B项错误;原子核的衰变速度与外界物理环境无关,C项错误;放射性元素衰变后会变成另一种更稳定的元素,D项正确。
2.A 【命题意图】本题考查波的叠加原理及波的干涉。
【解题分析】a点是波峰和波峰叠加,属于振动加强点,b点是波峰和波谷叠加,属于振动减弱点,c点是波谷和波谷叠加,属于振动加强点,故A项正确,其余各项错误。
3.C 【命题意图】本题以卫星的运动为背景,考查万有引力定律的应用。
【解题分析】椭圆轨道I的半长轴为L,周期为T,假设有半径为L的圆轨道,根据开普勒第三定律可知圆轨道上运行的卫星的周期也为T,有GMmL2=m4π2T2L,得M=4π2L3GT2,故A项错误;由于A、B的质量未知,故A、B经过M点时所受地球的引力不一定相同,故B项错误;由GMmr2=ma,解得a=GMr2,故C项正确;由开普勒第二定律可知同一卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等,A、B与地心的连线在相等时间内扫过的面积不一定相等,故D项错误。
4.C 【命题意图】本题以滑坡运动为背景,考查牛顿第二定律的应用。
【解题分析】游客在滑道上滑动时,根据牛顿第二定律,有mgsin θ-μmgcs θ=ma,解得a=gsin θ-μgcs θ,根据题意,在游客下滑的过程中,θ越来越小,μ越来越大,故游客先做加速度越来越小的加速运动,当gsin θx1的范围内,小球先加速后减速,x-t图像的斜率先增大后减小,则Ep2-t图像的斜率也是先增大后减小。但由于动能最大时,小球的重力势能和弹簧的弹性势能都不是0,即弹簧弹性势能的最大值大于小球动能的最大值,故A、B项错误。平衡位置处,小球所受重力大小等于弹力大小。根据重力势能表达式可知Ep1=mg(x1+x2-x),x≤x1时,弹簧的弹性势能为0,小球的机械能等于小球的重力势能的最大值;x>x1时,弹簧的弹性势能Ep2=12k(x-x1)2,设系统总能量为E,根据能量守恒定律可知E=E0+Ep2,可知E0=E-12k(x-x1)2,是开口向下的抛物线。故C项错误、D项正确。
8.AB 【命题意图】本题以氮气减震器为素材,考查气体实验定律及热力学第一定律。
【解题分析】汽缸缸体导热性良好,故从状态A到状态B气体发生等温变化,则有pASL=pBS(L-h),解得状态B下气体的压强pB=5×105 Pa,A项正确;活塞和支架处于平衡状态,则有F+p0S+mg=pBS+kh,代入数据解得F=1990 N,B项正确;汽缸缸体导热性良好,可知从状态A到状态B,气体发生等温变化,气体内能不变,根据热力学第一定律得ΔU=W+Q=0,其中Q=-71.4 J,得W=71.4 J,即外界对气体做的功W=71.4 J,故C、D项错误。
9.BD 【命题意图】本题考查密立根油滴实验。
【解题分析】电场强度方向竖直向下,重力方向竖直向下,悬浮油滴受力平衡时所受电场力方向必向上,与电场强度方向相反,油滴带负电,A项错误;根据力的平衡有qUd=mg,故油滴的带电荷量q=mgdU,B项正确;保持电源连接,两板间电压不变,将下面的金属板上移,电场强度变大,油滴受到向上的电场力变大,油滴将向上运动,C项错误;断开电源,金属板的带电荷量一定,将下面的金属板上移,电容变大,电场强度不变,油滴保持静止,D项正确。
10.AC 【命题意图】本题考查动量守恒定律及电磁感应的规律。
【解题分析】由于绝缘棒Q与金属棒P发生弹性碰撞,根据动量守恒和机械能守恒可得2mv0=2mvQ+mvP,12×2mv02=12×2mvQ2+12×mvP2,联立解得vQ=13v0,vP=43v0,由题知,碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点,因绝缘棒Q在导轨上做匀速运动,故金属棒P滑出导轨时的速度大小vP'=vQ=13v0,A项正确;根据能量守恒定律,有12mvP2=12mvP'2+Q,解得Q=56mv02,故B项错误;P、Q碰撞后,对金属棒P在导轨上的运动过程,根据动量定理得-BI−lΔt=mvP'-mvP,又q=I−Δt,I−=E−R=ΔΦRΔt=BlxRΔt,联立可得x=mv0RB2l2,故C项正确;由于Q为绝缘棒,无电流通过,故Q做匀速直线运动,运动的时间t=xvQ=3mRB2l2,D项错误。
11.(1)0.57 (1分)
(2)见解析 (2分) 0.62(0.61～0.63均对) (1分)
(3)25 g (2分)
【命题意图】本题考查“探究加速度与力、质量的关系”实验。
【解题分析】(1)相邻两个计数点之间的时间间隔T=5×0.02 s=0.1 s,根据纸带可以求得打点计时器在打下E点时小车的速度vE=x4+x52T≈0.57 m/s。
(2)如图所示
由题图乙可得,v-t图像的斜率表示加速度大小,则小车的加速度大小a=ΔvΔt=0.63−−0 m/s2≈0.62 m/s2。
(3)设选用的槽码和挂钩的总质量为m0,对小车和砝码进行受力分析,当m≫m0时,由牛顿第二定律有m0g=ma,整理可得a=m0g·1m,则题图丙中图线的斜率k=m0g=0.75−03.2−0≈0.23,考虑到误差因素,该组同学选用的槽码和挂钩的总质量应为25 g。
12.(1)并 (1分) 可调电阻器的电阻值变化,灯泡亮度不变 (1分) 10 (2分)
(2)变暗 (1分)
(3)3.0 (2分) 1.5 (2分)
【命题意图】本题考查欧姆定律、串联和并联电路、图像法测电源的电动势和内阻。
【解题分析】(1)可调电阻器的电阻值变化,灯泡亮度不变,说明灯泡两端的电压始终不变,可调电阻器和灯泡是并联的;根据欧姆定律可知,初状态时电阻器和灯泡的并联阻值R并1=E0I1=30.5 Ω=6 Ω,根据并联电路的特点有1R并1=1R1+1R灯,解得灯泡工作时的电阻值R灯=10 Ω。
(2)由于干电池有一定的内阻,当可调电阻器的电阻减小时,电路的总电阻变小,通过电池的电流增大,闭合电路的内电压增加,路端电压减小,故灯泡的亮度变暗。
(3)根据闭合电路欧姆定律有I=ER+r,可得1I=1ER+rE,故1I-R图线是一条倾斜的直线,斜率等于1E,截距是rE,结合图像可得E=3.0 V,r=1.5 Ω。
13.【命题意图】本题考查光的折射定律的应用。
【解题分析】(1)设光在A点的入射角为α,由几何关系,得
α-30°=90°-α (1分)
根据折射定律有
n=sinαsin(α−30°) (2分)
联立解得n=3 (1分)
该单色光在该种透明材料中的传播速度
v=cn=3c3。 (2分)
(2)将光速沿平行于长方体透明材料上表面和垂直于长方体透明材料上表面的方向分解,得垂直于长方体透明材料上表面方向的速度vy=vcs 30°=c2 (2分)
则该单色光从该透明材料上表面射到下表面经过的时间
t=Lvy=2Lc。 (2分)
14.【命题意图】本题通过前沿科技(液态金属的抽动)为载体,考查安培力的应用。
【解题分析】(1)液态金属在磁场中受到的安培力
F=BIa (2分)
则导管截面上由磁场驱动力所形成的附加压强
p=FS=Fab (1分)
解得 p=BIb。 (1分)
(2)电路产生的热功率
PQ=I2R=ρaI2bc (2分)
推动液态金属所消耗的功率
PF=BIav (1分)
故电流通过两电极板间液态金属所消耗的电功率
P=I2ρabc+IaBv。 (2分)
(3)液态金属中的自由电荷一方面沿电流方向运动,另一方面沿液态金属流动的方向运动,洛伦兹力f与二者合速度的方向垂直
设正电荷沿液态金属流动方向的速度为v,对应受到的洛伦兹力为f1;沿电流方向定向移动的速度为u,对应受到的洛伦兹力为f2,如图
有W1=-f1uΔt=-qvBuΔt (1分)
W2=f2vΔt=quBvΔt (1分)
显然,W1+W2=0,即洛伦兹力f对运动电荷是不做功的。 (2分)
15.【命题意图】本题考查力学规律的综合应用。
【解题分析】(1)物块在凹坑中滑动时,其运动情况与摆长为R的单摆相同,若该单摆的周期为T1,质量为m的弹簧振子的周期为Tk1,则
T1=2πRg,Tk1=2πmk (2分)
故物块从释放到第一次将弹簧压缩到最短所经历的时间
t1=14T1+14Tk1=πRg。 (2分)
(2)由简谐振动的运动特点可知,振子在同一位置有大小相等的速度,由动量守恒定律,得
mv-mv=0 (2分)
即碰撞产生的组合体C的初速度为零。设组合体C与弹簧组成的弹簧振子的周期为Tk2,则
Tk2=2π2mk=2T1 (2分)
碰撞之前两个物块运动时间相同,均为T18,故所求时间为
t2=T18+T14+Tk22+T14=5+424πRg。 (1分)
(3)设碰撞位置的球面半径与竖直方向的夹角为θ,如图所示。根据题意,组合体在水平面内做圆周运动的向心力大小为
2mgtan θ=2mvC2r,其中tan θ≈sin θ=rR (2分)
解得vC=gr2R (1分)
由水平切向的弹性碰撞可列出动量与机械能守恒方程,即
mv0=mv1+2mvC (1分)
12mv02=12mv12+122mvC2 (1分)
解得 vC=23v0 (1分)
得 v0=3r2gR。 (1分)
题序
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
电源电动势E0=3 V
R的初始值R1=15 Ω
电流表的初始示数I1=0.5 A
R的最终值R2=5 Ω
电流表的最终示数I2=0.9 A
观察结果:灯泡的亮度保持不变