2025届四川省遂宁市高三模拟考试试卷 物理（含解析）

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1. 714N与元素X作用后变成元素Y与 11H，此反应放出的核能为E0;612C与元素X作用后变成 816O。已知 714N、 612C、 816O的比结合能分别为E1、E2、E3、E4，下列说法正确的是( )
A. 元素X是β粒子B. Y与 816O不是同位素
C. X比结合能为17E2−E0−14E14D. 612C与X作用释放核能为16E4−12E3
2.如题图所示的静电计与带电平行板电容器(右板带正电，左板带负电)相连，把一块薄板向下插入平行板的正中央，规定大地的电势为零，则插入薄板前后，下列说法正确的是( )
A. 静电计是测量电容器带电量的装置
B. 指针的电势与外壳电势相等
C. 若薄板是玻璃，则插入后指针的偏角小于插入前
D. 若薄板是金属板，则插入后的电容小于插入前
3.如图所示，光滑的圆弧轨道竖直固定放置，其弧长远小于半径，圆弧的底端切线水平。现将质量分别为m、2m的小球甲、乙分别从轨道的顶点和顶点下方的某点由静止释放，然后到达底端，重力加速度为g，两小球均视为质点，在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 若甲重力的冲量大小为I，则圆弧轨道的半径为4I2π2m2g
B. 若甲重力的冲量大小为I，则乙重力的冲量为0.5I
C. 若乙下落的高度为ℎ，重力的平均功率为P，则甲重力的冲量为m2g2ℎP
D. 若乙下落的高度为ℎ，重力的平均功率为P，则甲运动的时间为mgℎP
4.如图所示，定滑轮A(形状忽略不计)固定在天花板上，轮轴与表面均光滑，水平地面上固定铰链B (形状忽略不计)，B在A的正下方，轻质硬直杆一端连接B，另一端连接质量为m的小球C(视为质点)，轻质细线跨过A，左端施加力F1(为未知量)，系统处于第一个静止状态，三角形ABC为边长为d正三角形;再让A、C间的距离变为0.5d，系统处于第二个静止状态，轻绳左端施加的力为F2(为未知量)，重力加速度为g，则两种静止状态下( )
A. 杆对小球的弹力大小、方向均不同
B. 杆对小球的弹力大小、方向均相同
C. 轻绳左端施加的拉力F1是F2的2倍
D. 小球重力与所受细线拉力的合力不一定沿杆
5.随着中国航天科技的飞跃发展，中国将向月球与火星发射更多的探测器。假设质量为m的探测器在火星表面下降的过程中，一段时间t做自由落体运动获得的速度为v0，如图所示，探测器在落到火星表面之前，绕火星做匀速圆周运动，距离火星表面的距离等于R，火星的半径为R，万有引力常量为G，下列说法正确的是( )
A. 当探测器在圆轨道上，对火星的张角为90 ∘
B. 火星的第一宇宙速度为 2v0Rt
C. 探测器在圆轨道上，向心加速度为v04t
D. 探测器在圆轨道上，受到的重力为m02t
6.如图所示的“日”字形理想变压器，铁芯的上下左右结构均对称，中间线圈的匝数为4，左、右线圈的匝数分别为4和2，左、右线圈所接的电阻均为R，不计线圈的电阻，在中间线圈两端加上正弦交流电压U，下列说法正确的是( )
A. 左、右两个线圈的输出电压之比为4:1
B. 中间线圈的两端电压与左线圈的两端电压之比为1:1
C. 左、右两个线圈的输出电流之比为1:2
D. 流过中间线圈、左线圈的电流之比为5:8
7.如图所示的三角形为某透明三棱镜的横截面，其中∠C=90 ∘ ∠B=60 ∘，一束单色光从BC边的D点射入三棱镜，入射角为i、折射角为r，折射光线经过AB边的E点，反射光线EF正好与BC边平行，已知BD=L,i−r=15 ∘，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是( )
A. 光线DE在E点的反射角为45 ∘B. 光线在D点的折射角r=30 ∘
C. 三棱镜对此种单色光的折射率为 62D. 光从D到E的传播时间为2Lc
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，内壁光滑的四分之一圆弧轨道BC竖直固定放置，轨道半径为R0，圆心为A点，AB、AC分别是竖直半径和水平半径。现让光滑水平面上的小球获得一个水平向右的速度v0(未知量)，小球从A点离开后运动到圆弧上的D点，重力加速度为g，小球可视为质点，下列说法正确的是( )
A. 若∠BAD=θ，小球运动到D点时速度与水平方向的夹角为β，则有tanθtanβ=1
B. 若小球从A到D运动时间为t0，则v0= 4R02−g2t042t0
C. 改变v0的大小，小球落到圆弧BC上的速度最大值为 3gR0
D. 改变v0的大小，小球落到圆弧BC上速度的最小值为 3gR0
9.如图所示，光滑硬直杆与水平面成37∘夹角固定放置，劲度系数为k、原长为L的轻质弹簧一端连接在天花板的O点，另一端与圆环(视为质点)相连，圆环套在杆上。现让圆环从与O点等高的A点由静止释放，当圆环运动到O点的正下方B点时，圆环的动能正好等于此处弹簧弹性势能的2倍。已知A、B两点间的距离为5L，重力加速度为g，对劲度系数为k的轻质弹簧，弹性势能EP与弹簧的形变量x的关系式为EP=12kx2,sin37∘=0.6,cs37∘=0.8，下列说法正确的是( )
A. 环在B点，动能为4kL2
B. 环从A运动到B，环的机械能增加3.5kL2
C. 环的质量为kLg
D. 环在B点，加速度大小为1.8g
10.如图所示，两条间距为d平行光滑金属导轨(足够长)固定在水平面上，导轨的左端接电动势为E的电源，右端接定值电阻，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面竖直向上。两端都足够长的金属棒MN斜放在两导轨之间，与导轨的夹角为30 ∘，导线、导轨、金属棒的电阻均忽略不计，电源的内阻与定值电阻阻值相等。当电键S1断开，电键S2闭合，给金属棒一个沿水平方向与棒垂直的恒定作用力F0，经过时间t0金属棒获得最大速度v0，定值电阻的最大功率为P0，在此过程中金属棒的最大加速度为a0，金属棒与导轨始终接触良好，下列说法正确的是( )
A. 金属棒的质量为F0a0
B. 电源的内阻为2B2d2v02P0
C. 0∼t0时间内，流过定值电阻某一横截面的电荷量为F02Bdt0−v0a0
D. 若电键S2断开，电键S1闭合，则金属棒稳定运行的速度为2EBd
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用如图所示的装置来测量当地的重力加速度，OD为竖直木板，让小球从O点等高处由静止释放，右侧用一束平行光照射小球，小球在下落的过程中便在木板上留下影子。用频闪照相机拍摄小球在木板上影子的位置，如图中的O、A、B、C、D几个点。现测得O点到各点的距离分别为ℎ1、ℎ2、ℎ3、ℎ4，回答下列问题：
(1)为了减小空气对小球的阻力，应选择质量______(选填“小”、“大”，下同)，体积______的小球来做实验。
(2)由匀加速直线运动的规律可得，影子在D点时的速度是在B点时的速度的______倍。若照相机的闪光周期为T，则当地重力加速度的表达式为g= ______(用T、ℎ1、ℎ2、ℎ3、ℎ4中符号表示)。
12.(9分)某实验小组用图甲所示的电路来测量电流表A1的内阻R1以及电流表A2的内阻R2，图中标准电阻的阻值为R0,E为电源，S为开关，R为电阻箱。合上开关S，调节电阻箱的接入阻值R，读出电流表A1、A2的相对应读数为I1、I2，做出I2I1−R的关系图像如图乙所示，回答下列问题：

(1)按照图甲所示的实验原理线路图在下列方框中接好电路。
(2)写出乙图的函数表达式_________。
(3)若乙图直线的斜率为k，纵截距为b，则R1=_________，R2=_________。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.(10分)某物理兴趣小组受蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测量水深的深度计。如图，导热性能良好的汽缸I、II内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸I左端开口。外界大气压强为p0，汽缸I内通过活塞A封有压强为p0的气体，汽缸II内通过活塞B封有压强为4p0的气体，一细管连通两汽缸，初始状态A B均位于汽缸最左端。该装置放入水下稳定后，通过A向右移动的距离可测量水的深度。已知p0相当于ℎ高的水柱产生的压强，不计水温变化，装置的内径远小于水的深度，被封闭气体视为理想气体。
(1)当A向右移动23L时，求该深度计所处位置的水的深度；
(2)求该深度计能测量的最大水深。
14.(13分)如图所示，内壁光滑的细圆管道固定在光滑水平地面上，管道由ab、bc两部分组成，ab、bc段是关于b点对称的抛物线形态，a、c两点处的切线水平。质量为m的小球乙放置在光滑水平地面上，现让质量也为m的小球甲从a点由静止开始沿着管壁下滑，小球甲、乙发生碰撞生成的热量为Q，碰撞刚结束时，甲、乙的速度之比为1:3，重力加速度取g，求：
(1)小球甲到达c点时的速度以及a、c两点的高度差；
(2)若在a点给小球甲一个水平向右的初速度v0=2 2Q3m，则甲在细圆管内从a运动到b，且与内壁间恰无作用力，求甲从a到b的运动时间以及b点切线与水平方向夹角的正切值；
(3)接第(2)问b点的倾角条件，甲再从a点由静止开始沿着管壁下滑，求运动到b点时重力的瞬时功率。
15.如图所示，半径为r的虚线圆边界在竖直平面内，AB是水平直径，圆边界内存在垂直纸面向外磁感应强度为B0的匀强磁场，过B点的竖直线BD与水平线BC间存在电场强度大小恒为E0(为未知量)的匀强电场。P点是B点右下方固定的点，虚线BM与BC的夹角为30 ∘。现让带电量为q、质量为m的带正电粒子(不计重力)从A点射入磁场，然后从B点离开磁场，轨迹圆的半径等于2r，当匀强电场竖直向上时，粒子经过一段时间t0从B运动到P点时速度正好水平向右，求：
(1)粒子在A点射入磁场时的速度以及粒子从A到B的运动时间；
(2)E0的值以及粒子从B到P的平均速度大小；
(3)若匀强电场由B指向M，则BP两点间的电势差为多少？
答案和解析
1.【答案】C
【解析】 612C 与元素 X 作用后变成 816O 的核反应方程为 612C+24X→816O,
则 X 为 He 即 α 粒子，A错误；
714N 与元素 X 作用的核反应方程为 714N+24X→817Y+11H,
则 812Y 是 817O ，是 816O 的同位素，B错误；
设 X 的比结合能为 E ，由能量守恒可得第一个核反应放出的核能 E0=17E2−14E1−4E ，
解得 E=17E2−E0−14E14, C正确；
第二个核反应放出的核能为 ΔE=16E4−12E3−4E ，
综合可得 ΔE=16E4+17E2−14E1− 12E3−E0, D错误。
2.【答案】C
【解析】A.静电计是测量电容器电压的装置，A错误；
B.静电计指针的电势与金属球电势相等，与外壳之间有电势差，B错误；
C.根据电容决定式，若薄板是玻璃，εr增大，C增大，电容器电荷量Q不变，Q=CU，U减小，C正确；
D.若薄板是金属板，相当于d减小，C增大，插入后的电容大于插入前，D错误。
正确答案C
3.【答案】A
【解析】A、因为圆弧轨道弧长远小于半径，小球在圆弧轨道上的运动可视为单摆运动，由
I=mgt
T=4t
T=2π Rg
综合可得
R=4I2π2m2g
故A正确；
B、乙重力的冲量为
I乙=2mgt
结合I=mgt，综合可得
I乙=2I
故B错误；
CD、若乙下落的高度为ℎ，重力的平均功率为P，则有
P=2mgℎt，t=2mgℎP
甲、乙运动时间相等，均为
t=2mgℎP
甲重力的冲量为
I甲=mgt
综合可得
I 甲=2m2g2ℎP
故CD错误。
故选：A。
依据已知条件判断小球在圆弧轨道上的运动可视为单摆运动，依据冲量和单摆周期公式等综合求解出半径；根据甲、乙冲量公式关系求出乙的冲量；根据乙的重力的平均功率求出甲乙运动时间，再根据甲重力的冲量关系式得出甲重力的冲量。
本题主要考查单摆运动模型周期公式的运用、学生对冲量概念的理解和应用能力以及学生对平均功率概念和计算方法的理解与运用。
4.【答案】C
【解析】AC.对小球进行受力分析，当小球处于静止状态时，处于三力平衡状态，受力分析，如图所示
可知，三力平衡构建的矢量三角形与三角形ABC相似，设两种静止状态下，杆对小球弹力大小分别为FN1，FN2，
由相似三角形的比例关系可得mgd=FN1d=F1d，mgd=FN2d=F20.5d，
则有FN1=FN2=mg，F1=mg，F2=0.5mg，F1=2F2，故A错误，C正确;
B.杆对小球的弹力总沿着杆，两种静止状态下，弹力方向不同，故 B错误;
D.细线对小球的拉力与小球重力的合力与杆对小球的弹力等大反向，则细线对小球的拉力与小球重力的合力一定沿着杆，故 D错误。
故选C。
5.【答案】C
【解析】探测器做匀速圆周运动时，过探测器作火星表面的两条切线，两切线的夹角 θ 就是探测器对火星的张角，连接球心与探测器，连接球心与切点，由几何关系可得 sin0.5θ=R2R=12 ，
则有 θ=60 ∘,A 错误；
由 v0=g火t
可得 g火=v0t ，
火星的第一宇宙速度为 v火= g火R= v0Rt, B错误；
由 GMmR2=mg火、GMm(2R)2=ma
可得 a=g火4 =v04t, C正确；
探测器在圆轨道上，所受的重力等于向心力 ma=mv04t ，D错误。
6.【答案】D
【解析】AC.左、右两个线圈的输出电压之比为4:2=2:1，由欧妈定律可得电流之比也为2: 1，故 AC错误;
B.由于字形理想变压器铁芯的上下左右结构均对称，则通过中间铁芯磁感线的条数是左右铁芯磁感线条数的两倍，结合变压器的原理可得UU左=40.5×4=2:1，UU右=40.5×2=4:1，故B错误;
D.左、右线圈两端的电压分别为U2、U4，电流分别为I左=U2R，I右=U4R，由能量守恒定律可得UI=I左2R+I右2R，则有I=5U16R，比较可得I:I左=5：8，故D正确。
故选D。
7.【答案】D
【解析】设光线 DE 在 E 点的反射角为 θ ，反射光线 EF 正好与 BC 边平行，
由几何关系可得 ∠FEA=60 ∘,θ=90 ∘−∠FEA=30 ∘,A 错误；
由几何关系可得 ∠BED= ∠FEA=60 ∘,∠B=60 ∘ ，
则三角形 BDE 是正三角形，
∠BDE=60 ∘,r=90 ∘−∠BDE =30 ∘, B正确；
结合 i−r=15 ∘ ，
可得 i=45 ∘ ，
三棱镜对此单色光的折射率为 n=sinisinr = 2, C错误；
DE=BD=L ，
由折射率的定义可得 n=cv ，
光线从 D 到 E 的传播时间 t=DEv ，
综合可得 t= 2Lc ，D错误。
8.【答案】BD
【解析】A.设平抛水平位移x，竖直位移y，则tanθ=xy，根据平抛运动推论tanβ=yx2，有tan θtan β=2，A错误；
B.竖直位移y=12gt02，水平位移x= R02−y2，水平向右的速度v0=xt0，解得：v0= 4R02−g2t042t0，B正确；
C、D.小球落到圆弧BC上的速度v= R02t2+(gt)2，结合x=v0t ，y=12gt2 ，联立解得：v= R02t2+3g2t24⩾ 2 3g2t24 R02t2= 3gR0，故改变v0的大小，小球落到圆弧BC上速度的最小值为 3gR0，D正确C错误。
正确答案BD
9.【答案】AD
【解析】A.由几何关系可得 OB=3L ，弹簧的原长为 L ，则 B 点弹簧的伸长量为 2L ，弹性势能为
EPB=12k(2L)2=2kL2
环的动能为
Ek=2EPB=4kL2
选项A正确；
B. OA =4L,A 点弹簧的伸长量为 3 L ，弹性势能为
EPA=12k(3L)2=4.5kL2
环从 A 到 B ，弹簧弹性势能减小量
ΔEP=EPB−EPA=2.5kL2
由能量守恒可得环的机械能增加量为
ΔE=ΔEP=2.5kL2
选项B错误；
C.由能量守恒可得
2.5kL2+mg×3L=4kL2
解得
m=kL2g
选项C错误；
D.环在 B 点时，弹簧的弹力
F0=2kL
把弹簧对环的弹力与环的重力的合力
F=F0−mg
分别沿着斜面和垂直斜面分解，环在 B 点的合力等于 F 沿斜面向上的分力，则有
Fsin37∘=ma
综合解得
a=1.8g
选项D正确。
10.【答案】AC
【解析】A.施加外力 F0 瞬间，加速度最大为 a0 ，根据牛顿第二定律有F0=ma0可得m=F0a0，故A正确；
B.金属棒获得最大速度 v0 时处于力的平衡状态，则有Fm=F0，由法拉第电磁感应定律、欧姆定律及安培力公式有Em=BLv0,Im=EmR,Fm=BImL,P0=I m2R，
结合L= dsin30∘，综合解得R=4B2d2v02P0，电源内阻与定值电阻阻值相等，故B错误；
C.金属棒从静止开始运动的一段时间 t0 ，由动量定理可得F0×t0−BiL×t0=mv0，结合电流的定义式i=qt0，综合计算可得q= F0t02Bd−F0v02Bda0，故C正确；
D.电键 S2 断开，电键 S1 合上，金属棒稳定运行时E合=E− Em=0,Em=BLvm，结合L=dsin30∘，综合可得vm=E2Bd，故D错误。
故选AC。
11.【答案】大 小 2 ℎ4−2ℎ24T2
【解析】(1)为了减小空气对小球的阻力，应选择质量大、体积小的小球来做实验；
(2)B点位于OD两点的中点时刻，由匀加速直线运动的规律，则有
vB=0+vD2=vD2
解得
vD=2vB
可知影子在D点时的速度是在B点时的速度的2倍；
若照相机的闪光周期为T，由纸带公式可得
ℎ4−ℎ2−ℎ2=g(2T)2
则当地重力加速度的表达式为
g=ℎ4−2ℎ24T2
故答案为：(1)大，小；(2)2，ℎ4−2ℎ24T2。
(1)根据减小误差分析判断；
(2)根据匀加速直线运动的规律计算；根据相邻相等位移差为定值计算。
本题关键掌握测量当地的重力加速度的实验原理和数据处理方法。
12.【答案】(1)见解析(2) I2I1=R1R2+R0+1R2+R0R (3) bk 1k−R0
【解析】(1)完整的电路连线图如下：
(2)由欧姆定律以及并联电路两端的电压相等可得 I1R1+R=I2R2+R0,
整理可得乙图的函数表达式为 I2I1=R1R2+R0+1R2+R0R;
(3)据乙图，有 k=1R2+R0 ，
解得 R2=1k−R0 ；
则有 b=R1R2+R0,
综合可得 R1=bk 。
13.【解析】(1)当 A 向右移动 23L 时，假设 B 不移动，对 I 内气体，由玻意耳定律有p0SL=p1SL−23L
解得 p1=3p0