2025届广东省广州市培正中学高三下学期三模物理试题（高考模拟）

这是一份2025届广东省广州市培正中学高三下学期三模物理试题（高考模拟），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．钚（Pu）是一种放射性元素，原子序数为94，是原子能工业的一种重要原料，其同位素钚239是最重要的裂变同位素之一、获取放射性同位素的一种途径为铀238俘获慢中子生成超铀239，核反应方程为，再经过衰变放出粒子，核反应方程为。已知的半衰期为24100年。下列说法正确的是（ ）
A．铀238与中子的质量之和等于超铀239的质量
B．衰变放出的粒子是
C．超铀239的衰变类型为衰变
D．环境温度升高时的半衰期变短
2．夏天，有时看远处的地面像有水一样，看起来格外明亮，当你靠近“水面”时，发现它会随你前进而向后退，如图甲所示。其大致的光路图如图乙所示。则下列说法正确的是
A．这种现象是由于光的干涉形成的B．这种现象是由于光的衍射形成的
C．下层大气的折射率大于上层的折射率D．光线射向路面时，折射光线逐渐远离法线
3．如图甲为手机正在进行无线充电，无线充电的原理图如图乙所示，充电器和手机各有一个线圈，充电器端的叫发射线圈（匝数为n1），手机端的叫接收线圈（匝数为n2），两线圈面积均为S，在△t内发射线圈产生磁场的磁感应强度增加量为△B。磁场可视为垂直穿过线圈。下列说法正确的是（ ）
A．手机端的接收线圈b点的电势低于a点
B．手机端的接收线圈a和b间的电势差值为
C．接收线圈和发射线圈是通过自感实现能量传递
D．增加c、d间电流的变化率，接收线圈a和b间的电势差始终不变
4．如图甲所示，人们听音乐时外界噪声容易传入人耳中，其中A、C、E、F均位于平衡位置，图乙所示戴上降噪耳塞后可有效降低外界噪声的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．图甲中AF之间的距离为一个波长
B．图甲中A点的运动速度比B点快
C．图乙中利用了声波的衍射
D．图乙中若环境噪声的频率增加，降噪声波的频率可以保持不变
5．2024年8月22日中星4A卫星（简称A星）成功进入预定轨道I，为用户提供了优质的通信传输业务。2025年2月22日，中星10R卫星（简称R星）成功进入预定轨道Ⅱ，为“一带一路”沿线国家和地区提供了高效的卫星网络传输服务。已知轨道I为圆轨道，其半径为r，轨道Ⅱ为椭圆轨道，其长轴为2r。图中A星、R星与地心O共线，此时R星位于近地点，两星均沿逆时针绕行。下列说法正确的是（ ）
A．R星的周期大于A星的周期
B．在图示位置时，R星的速度大于A星的速度
C．从图示位置运行至两星速度方向均改变的过程中两星经历的时间相同
D．任何相同时间内A星与O连线扫过的面积与R星与O连线扫过的面积相等
6．如图是某人站在力传感器上做下蹲-起跳动作的示意图，中间的●表示人的重心。图是根据传感器画出的F-t图线。两图中a-g各点均对应，其中有几个点在图中没有画出，图中a、c、e对应的纵坐标均为700N。取重力加速度g=10m/s2.请根据这两个图所给出的信息，判断下面说法中正确的是（ ）
A．此人重心在b点时处于超重状态
B．此人重心在c点时的加速度大小大于在b点时的加速度大小
C．此人重心在e点时的加速度大小大于在a点时的加速度大小
D．此人重心在f点时的脚刚好离开传感器
7．如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机。下列说法正确的是（ ）
A．顾客向上运动的过程中机械能守恒
B．顾客重力的平均功率为
C．顾客受到电梯给予的静摩擦力
D．电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A
二、多选题
8．如图，水平金属圆环的半径为L，匀质导体棒OP的长度也为L，导体棒OP、电阻的阻值都为R0，电路中的其他电阻忽略不计。导体棒OP绕着它的一个端点O以大小为ω的角速度匀速转动，O点恰好为金属圆环的圆心，转动平面内有竖直向上的匀强磁场，导体棒OP转动过程中始终与金属圆环接触良好。对导体棒OP转动一周的过程，下列说法正确的是（ ）

A．电阻R1中的电流方向由a指向b
B．电阻R1两端的电压为
C．电阻R1上产生的焦耳热为
D．通过电阻R1的电流大小不断变化
9．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一边长为L的正三角形区域abc，三角形所在平面与磁场方向垂直。两个相同的带正电粒子从a点沿ab方向分别以不同的速率、射出，若，且速率为的粒子从ac边射出，它们在三角形区域内运动的时间。不计粒子所受的重力及粒子间的相互作用，则两个粒子的速率之比可能为（ ）

A．B．C．D．
10．如图所示，光滑斜面为长方形，边长为，边长，倾角为，一质量为的小球通过长为的轻绳固定于长方形两条对角线的交点，将轻绳拉直并使小球在某一位置（未画出）静止。现给小球一垂直于绳的速度，小球开始做圆周运动，绳子恰好在最低点时断裂，小球刚好能够到达点。不计摩擦，重力加速度取，则（ ）
A．绳能够承受的最大张力为15N
B．绳断裂瞬间小球速度大小为
C．小球到达点时速度大小为
D．点一定不会在最高点
三、实验题
11．如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置原理图。用一刚性细绳悬挂一质量为m的小球，小球的下方连接一轻质的遮光片，细绳上方的悬挂点处安装有一个力传感器，悬挂点的正下方固定一个光电门，两装置连接到同一数据采集器上，可以采集小球经过光电门的遮光时间和此时细绳拉力的大小，重力加速度为g。实验过程如下：
①用刻度尺测量出悬挂点到球心的距离L；
②将小球拉升到一定高度（细绳始终伸直）后释放，记录小球第一次经过最低点时遮光片的遮光时间和力传感器示数F；
③改变小球拉升的高度，重复步骤②，测6~10组数据；
④根据测量得到的数据在坐标纸上绘制图像；
⑤改变悬挂点到球心的距离L，重复上述步骤，绘制得到的图像如图乙所示
(1)图乙中图像横坐标表示的物理量为 （选填“”、“”或“”）
(2)理想情况下，图乙中各图像的延长线是否交于纵轴上的同一点？ （选填“是”或“否”）
(3)图乙中A组实验所用细绳的长度与B组实验所用细绳长度之比为 ；
(4)将图乙的纵坐标改为 则可以得到结论：向心力的大小与线速度的平方成正比。
(5)由于遮光片位于小球的下方，图乙中的斜率与准确值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
12．某实验室有如下器材：
（1）需要一个量程为0～3V的电压表，可用G1串联个 Ω的电阻改装而成；需要一个量程为0～60mA的电流表，可用G2并联一个 Ω的电阻改装而成。
（2）利用改装的电压表和电流表测电源的电动势和内阻，用图甲的电路图，得到多组数据，绘出图乙中的U-I图像，则电源电动势为 V，内阻为 Ω（结果保留两位有效数字）。
（3）将两个相同的非线性元件接入电路图丙，图丁是该非线性元件的电压和电流关系，则该电源的效率是 %（结果保留一位小数）。
四、解答题
13．某款全自动增压供水系统的简要结构如图所示，储水罐的总容积为，初始工作时罐内无水，水龙头处于关闭状态，罐内气室的气体压强等于大气压强。接通电源启动水泵给罐内补水，当压力开关检测到罐内气体压强达到时自动断开水泵电源，停止补水。罐内气体可视为理想气体，罐的导热性能良好，忽略环境温度变化，取，水的密度为。求：
(1)当水泵停止工作时，求罐中水的体积；
(2)当压力开关检测到罐内气体压强低于时会接通电源启动水泵开始补水。水泵刚启动开始补水瞬间，发现水龙头里有水恰好没有流出，求此时水龙头距离罐内水面的高度？
14．如图所示为某快递自动分拣系统的示意图。该系统由摆轮分拣区、倾斜滑道、光滑平台和与平台等高的固定水平托盘组成。一质量mA10kg的快件A被识别后，以v02m/s的速度进入摆轮拣区；摆轮开始工作并使快件A以v11m/s的速度沿着斜面进入倾斜滑道，实现转向分流，接着滑入光滑平台，与静止在平台上的质量mB5kg快件B发生正碰，碰撞时间极短，碰后两快件沿同一直线运动直到停止。已知快件B恰好滑到水平托盘的末端，快件A、B材质相同，与倾斜滑道和水平托盘的动摩擦因数分别为μ10.25、μ20.5，倾斜滑道长度s3m，倾角θ37°，水平托盘长度l1.6m。忽略空气阻力及快件经过各连接处的能量损失，快件均视为质点。取g10m/s2，sin37°0.6，cs37°0.8。求：
(1)摆轮对快件A所做的功；
(2)快件A在倾斜滑道上运动的时间；
(3)快件A、B停止位置之间的距离。
15．如图所示为某实验小组设计的离子控制装置示意图。在平面直角坐标系中，虚线上方和轴下方的区域存在着垂直纸面的匀强磁场，虚线和轴之间区域依次为加速电场、离子源和吸收板，其中加速电场分布在到之间，离子源位于坐标原点处，吸收板左、右两端分别位于和处。离子源可以产生初速度不计、比荷为的正离子，经电压为（值大小可调）的电场（图中未画出）加速后，沿轴负方向射入下方磁场。已知轴左侧加速电场的电压为，当匀强磁场垂直纸面向里且时，正离子恰好打在吸收板的中点处。
(1)求磁感应强度的大小；
(2)保持磁感应强度的大小不变，方向改为垂直纸面向外，若所有离子都能进入轴左侧加速电场进行加速，求：
①的取值范围；
②值在①中范围变化时，吸收板上表面有离子打到的区域长度。
表头G1（1mA2Ω）
表头G2（10mA3Ω）
滑动变阻器R1（0～10Ω），滑动变阻器R2（0～10kΩ）
电源一个
开关、导线若干
不同定值电阻若干
两个个非线性元件
参考答案
1．C【详解】A．铀238俘获慢中子生成超铀239，有质量亏损，同时放出光子，那么铀238与中子的质量之和不等于超铀239的质量，A错误；
B．根据核反应方程两边电荷数守恒与质量数守恒可知，超铀239衰变放出的X粒子为电子，B错误；
C．超铀239的衰变类型为衰变，C正确；
D．放射性元素的半衰期是本身特有的性质，跟外部环境没有关系，故环境的温度升高时，放射性元素的半衰期不变，错误。故选C。
2．D【详解】CD．由乙图可知，折射光线逐渐远离法线，因此下层大气的折射率小于上层大气的折射率，故 C错误， D正确。
AB．这种现象是由于光的全反射形成的，故AB错误。故选D。
3．B【详解】A．由楞次定律得，手机端的接收线圈b点的电势高于a点，A错误；
B．由法拉第电磁感应定律得：手机端的接收线圈a和b间的电势差值为B正确；
C．接收线圈和发射线圈是通过互感实现能量传递的，C错误；
D．增加c、d间电流的变化率，将会使磁场的变化率增加，则接收线圈a和b间的电势差变大，D错误。故选B。
4．B【详解】A．由图甲可知，AF之间的距离为两个波长，A错误；
B．振动中，质点离平衡位置越近速度越快。A比B离平衡位置近，则A速度更快，B正确；
C．降噪过程应用了波的干涉原理，主动降噪利用的是声波干涉（两列波叠加抵消）而非衍射，C错误；
D．降噪声波需要与环境噪声波的频率相同才能干涉相消，若环境噪声频率增加，降噪声波频率必须改变，D错误。
故选B。
5．B【详解】A．A星的轨道半径与R星轨道的半长轴相等，根据开普勒第三定律可知，两星运动的周期相同，故A错误；
C．R星在Ⅱ轨道图示位置的速度最大，在远地点速度最小，可知R星从图示位置至速度方向改变90°所用的时间小于A星从图示位置至速度方向改变90°所用的时间，故C错误；
B．以O为圆心，过Ⅱ轨道近地点作圆，记该圆轨道为III轨道，可知R星在Ⅱ轨道近地点的速度大于其III轨道上的线速度，根据可知，R星III轨道上的线速度大于A星在I轨道上的线速度，可知在图示位置时，R星的速度大于A星的速度，故B正确；
D．因椭圆半长轴与圆的半径相等，故两卫星周期相同，且圆的面积大，由此可知，一个周期时间A星与O连线扫过的面积大于R星与O连线扫过的面积，故D错误。故选B。
6．D【详解】刚开始，人站立在传感器上，重力等于支持力，传感器的示数为700N，即人的体重为700N，a、c、e点在同一水平线上，支持力相等，合力为零，加速度均为0，b点传感器的支持力小于重力700N，人处于失重状态，d点传感器的支持力大于人的重力，加速度向上，人处于超重状态，f点时，传感器的示数为0，人与传感器脱离接触，ABC错误，D正确.故选D。
7．D【详解】A．顾客向上运动的过程中动能不变，重力势能增加，则机械能增加，选项A错误；
B．顾客重力的平均功率为
C．顾客匀速上升时不受电梯给予的静摩擦力，选项C错误；
D．由能量关系电梯站顾客时解得
即电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A，选项D正确。故选D。
8．BC【详解】A．导体棒OP转动由右手定则可知，电源内部电流由O流向P，则P端为电源的正极，O端为电源的负极，则电阻R1中的电流方向由b指向a，故A错误；
B．导体棒做匀速转动垂直切割磁感线，产生的是恒定的电动势，有
导体棒OP、电阻的阻值都为R0，则电阻R1两端的电压为故B正确；
C．导体棒OP转动一周产生的是恒定电流，电阻R1上产生的焦耳热为故C正确；
D．因电源的电动势恒定，则流过电阻的电流恒定不变，故D错误。故选BC。
9．AB【详解】速率为的粒子从ac边射出，作出该粒子的运动轨迹如图所示

根据几何关系，该粒子轨迹对应的圆心角为120°，当轨迹与bc边相切时，粒子圆周运动的半径最大，根据几何关系可知，此时粒子恰好从c点飞出，则有
由于洛伦兹力提供向心力，则有解得
由于粒子在磁场中运动的周期
令粒子轨迹对应的圆心角为，粒子运动的时间解得
由于在三角形区域内运动的时间，可知速率为的粒子运动轨迹对应的圆心角为60°，可知速率为的粒子必定从bc边射出，作出其运动轨迹如图所示

根据几何关系有
由于洛伦兹力提供向心力，则有解得
结合上述，两个粒子的速率之比可知，两个粒子的速率之比可能为与。故选AB。
10．BD【详解】BC．绳子在最低点时断裂时的速度设为，断裂后做类平抛运动，有，
解得，
小球到达点时速度大小为故B正确，C错误；
A．小球在最低点时绳能够承受的张力最大，根据牛顿第二定律解得
故A错误；
D．若点在最高点，到最低点的过程，根据动能定理解得
故点一定不会在最高点，故D正确。故选BD。
11．(1)(2)是(3)(4)(5)偏小
【详解】（1）小球经过光电门的速度为
根据牛顿第二定律有解得
可知图像横坐标表示的物理量为
（2）由（1）中
可知图像与纵坐标的交点代表，则理想情况下，图乙中各图像的延长线交于纵轴上的同一点。
（3）根据可知图像的斜率为
图乙中A组实验与B组实验的斜率之比为
则A组实验所用细绳的长度与B组实验所用细绳长度之比为1:2。
（4）根据
可知将图乙的纵坐标改为则可以得到结论：向心力的大小与线速度的平方成正比。
（5）由于遮光片位于小球的下方，则半径变大，图乙中的斜率与准确值相比偏小。
12． 2998 0.6 3.0 14 88.3
【详解】（1）[1]将G1改装成0～3V的电压表时需要串联电阻分压，分压电阻的阻值为
[2]将G2改装成量程为0～60mA的电流表时需要并联电阻分流，分流电阻的阻值为
（2）[3]U-I图像的纵截距表示电源电动势，可知E=3.0V
[4]图像斜率表示内阻，有
（3）[5]根据闭合电路欧姆定律有E=U+2Ir
整理并代入数据得
在非线性元件的伏安特性曲线图像中作出电源的I−U图线如图所示
交点的横、纵坐标即为电路的工作点，此时，
该电源的效率是
13．(1)(2)
【详解】（1）以罐内的气体为研究对象，初状态压强为，启动水泵补水后压强，气体体积为，根据玻意耳定律有解得：
则注入的水的体积解得：
（2）此时罐内外压强平衡，罐内气体的压强为由解得
14．(1)(2)(3)
【详解】（1）对快件A分析，穿过摆轮分拣区的过程，由动能定理得解得
（2）快件A进入倾斜滑道时，由牛顿第二定律得解得
由运动学公式得解得
（3）快件A进入光滑平台时的速度大小解得
方法一：碰撞后，对快件B分析，由动能定理可得
解得
方法二：由牛顿第二定律和运动学公式得，解得
快件A、B发生碰撞时，由动量守恒定律得解得
再对快件A分析，由动能定理得解得
快件A、B停止位置的距离解得
15．(1)(2)①；②
【详解】（1）设正离子的质量为，电荷量为，则比荷
根据几何关系可得正离子做圆周运动的半径
根据动能定理可得解得
根据牛顿第二定律可得解得
（2）①根据动能定理可得解得
根据牛顿第二定律可得解得
离子恰好经过加速电场右边缘时，圆周运动半径，此时
离子恰好经过加速电场左边缘时，圆周运动半径，此时
则的取值范围为
②设离子在轴上方磁场中运动速度大小为，圆周运动半径为，根据动能定理可得
根据牛顿第二定律可得联立可得
离子恰好经过加速电场右边缘时，，则圆周运动半径
离子恰好经过加速电场左边缘时，，则圆周运动半径
则吸收板上表面有离子打到的区域长度为