2025届陕西省西安中学高三下学期七模 物理试卷（含解析）

这是一份2025届陕西省西安中学高三下学期七模 物理试卷（含解析），共4页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.立定跳远的动作分解图如图所示，图甲为人从地面起跳的动作，图乙、丙为人在空中的动作，图丁为人的落地动作，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，地面对人的摩擦力向左
B. 图乙中，人处于超重状态
C. 图丙中，人处于失重状态
D. 图丁中，地面对人的支持力大于人对地面的压力
2.如图所示，一高考倒计时牌通过一根轻绳悬挂在挂钩上。挂上后发现倒计时牌是倾斜的，已知∠AOB=90∘，计时牌的重力大小为G。不计一切摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 如图位置平衡时，绳OA的拉力大于绳OB的拉力
B. 如图位置平衡时，绳OA与竖直方向的夹角大于绳OB与竖直方向的夹角
C. 如图位置平衡时，绳OB的拉力大小为 22G
D. 将计时牌挂正，平衡时绳OB的拉力小于计时牌倾斜时绳OB的拉力
3.用a、b两种可见光照射同一光电效应装置，测得的光电流和电压的关系图像如图甲所示，图乙为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列说法正确的是( )
A. a光的波长比b光的小
B. 单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大
C. 用大量E=12.75eV的光子去照射基态的氢原子可以得到两种可见光
D. 若a光是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时发出的光，则b光是氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光
4.某中学有许多选课走班教室，有些教室的特种设备需要用可变电压为设备供电，小米同学设计了如图所示的变压器为某设备供电，理想变压器的原线圈连接一个r=9Ω的电阻，且原线圈匝数n1可以通过滑动触头P来调节，在副线圈两端连接了R=16Ω的电阻，副线圈匝数n2=1000。在A、B间加上一输出电压恒定的正弦交流电，下列说法正确的是( )
A. 若交流电的周期增大，则变压器的输出功率会增大
B. 当n1=750时，电阻R消耗的功率最大
C. 若触头P向上移动，则电阻R消耗的功率一定减小
D. 若触头P向下移动，则流过电阻r的电流一定减小
5.如图，圆形水平餐桌面上有一个半径为r，可绕中心轴转动的同心圆盘，在圆盘的边缘放置一个质量为m的小物块，物块与圆盘间的动摩擦因数以及与桌面的摩擦因数均为μ。现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度，物块从圆盘上滑落后，最终恰好停在桌面边缘。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计，物块可视为质点。则( )
A. 小物块从圆盘上滑落后，小物块在餐桌上做曲线运动
B. 物块随圆盘运动的过程中，圆盘对小物块做功为μmgr
C. 餐桌面的半径为3r2
D. 物块在餐桌面上滑行的过程中，所受摩擦力的冲量大小为m μgr
6.如图，半径为r的均匀带电细圆环处于水平面内，圆心位于竖直y轴上的原点O处，细圆环所带电荷量为Q，y轴上A点与原点O的距离为d，静电力常量为k，质量为m的带负电小球恰能静止于A点，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A. 细圆环在点O处产生的电场的场强大小为kQr2
B. 沿y轴从点O到A点，电场强度不断增大
C. 细圆环带负电，小球所带电荷量为mg⋅(r2+d2)32kQd
D. 沿y轴向上缓慢移动小球，移动过程中外力所做的功等于小球增加的重力势能
7.一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V−T图像如图所示，气体在各状态时的温度、压强和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的压强为p0，下列说法正确的是( )
A. 气体在状态c的温度是0.5T0
B. 气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
C. 气体由状态a到状态b，外界对气体做功为p0V0
D. 气体经历了a→b→c→a循环的过程中，吸收的热量小于释放的热量
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.以下四幅图中的物理现象说法正确的是( )
A. 图甲中A是浸润现象，B是不浸润现象
B. 图乙水黾可以在水面自由活动，是由于表面张力，液体表面张力产生在液体的表面层，方向与液面垂直，使液面收缩
C. 图丙中太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强
D. 图丁中，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，中央衍射条纹越宽
9.随着中国航天科技的飞跃发展，中国宇航员将登上月球。假设宇航员登月后，在月面做了一个自由落体运动的实验，将一小球由静止释放，经过一小段时间t，小球的速度大小为v0，已知月球的第一宇宙速度大小为nv0，引力常量为G，一探测器在离月面的高度为月球半径54倍的轨道上绕月球做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 月面的重力加速度大小为2v0tB. 探测器的线速度大小为2nv03
C. 月球的半径为2n2v0tD. 月球的密度为ρ=34πGn2t2
10.空间内存在电场强度大小E=100V/m、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小B1=100T、方向垂直纸面向里的匀强磁场(图中均未画出)。一质量m=0.1kg、带电荷量q=+0.01C的小球从O点由静止释放，小球在竖直面内的运动轨迹如图中实线所示，轨迹上的A点离OB最远且与OB的距离为l，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 在运动过程中，小球的机械能守恒
B. 小球经过A点时的速度最大
C. 小球经过B点时的速度为0
D. l= 2m
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组利用倾斜导轨验证动能定理，实验装置如图所示。水平桌面上固定一倾斜导轨，导轨上A处放一带长方形遮光片的滑块，其左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与托盘相连，遮光片的宽度为d，遮光片和滑块的总质量为M；导轨上B处有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t。A处到光电门B处的距离为l，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B处时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
实验步骤：
(1)在托盘中添加一定质量的砝码，使滑块恰好______运动，记录托盘和砝码的总质量m0，消除斜面摩擦力对实验的影响。
A.匀速向上
B.匀速向下
(2)将滑块移至相同的初始位置，在托盘中再添加质量为m的砝码，由静止释放滑块，记录滑块经过光电门的时间t。重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时滑块和砝码托盘组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=______，合外力对系统所做的总功可表示为W=______，在误差允许的范围内，若W=ΔEk，则动能定理得以验证。
12.某探究小组要测量电池的电动势和内阻可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路图。
(1)实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图(a)连接电路，金属夹置于电阻丝的A端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组UL的值，为了减小误差利用线性图像来测量电池的电动势和内阻，若以1U为纵坐标，则应以______(选填“L”或“1L”)为横坐标作图，探究小组得到图(c)中图线Ⅰ。
④按照图(b)将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅱ。
(2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E=______。
(3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，则待测电池的内阻r=______(用k1、k2和R0表示)。
(4)探究小组想要继续测定电阻丝的电阻率，用螺旋测微器测量出电阻丝的直径，记为D，则电阻丝的电阻率ρ=______(用b、k1、k2和R0和D表示)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n=2，AC为一半径R为24cm的四分之一圆弧，D为圆弧的圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。从点光源射入圆弧AC的光中，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线(已知真空或空气中光速c=3×108m/s)。
(1)计算光线从D到B所用的时间；(结果用根号表示)
(2)有一部分光不能从AB、BC直接射出，求这部分光穿过圆弧AC的弧长。(结果保留两位有效数字)
14.如图所示，固定在竖直面内半径为R的四分之一光滑圆弧最低点与水平传送带相切于B点，传送带左端与足够长光滑水平面相切于C点。传送带BC之间的距离为R，传送带始终以大小为v0= gR的速度沿逆时针匀速转动。一质量为3m的物块Q静止在水平面C端，将质量为m的物块P在圆弧的最高点A由静止释放，P沿圆弧下滑并滑上传送带，运动到水平面上后与Q发生弹性碰撞，P与传送带间的动摩擦因数为0.4，不计物块的大小及空气阻力。重力加速度大小为g，求：
(1)物块P运动到圆弧最低点时对轨道的压力大小；
(2)P与Q碰撞过程中，P对Q的冲量大小；
(3)碰撞之后，P、Q间的最大距离。
15.如图所示，有一倾角为θ、间距为L的光滑金属倾斜轨道，轨道上有一个能提供恒定电流为I的恒流源。以O点为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立x轴，在斜面上垂直x轴方向建立y轴。垂直倾斜轨道向下有一磁场B，此磁场沿x轴正方向的变化规律为B=kx(常数k未知)，沿y轴方向磁感应强度不变。在x=0处静止释放一根与M、N平行的金属杆，其质量为m、电阻为R。当杆下滑距离为L时，刚好到达M、N，且此时加速度恰好为零。轨道电阻不计。求杆：
(1)刚释放时的加速度大小与常数k的值；
(2)从释放到M、N过程中克服安培力所做的功；
(3)运动到M、N时的速度大小以及此时恒流源输出的电压；
(4)在倾斜轨道运动过程中间时刻的速度大小。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A.人起跳时，脚相对于地面运动趋势向左，人受到地面的摩擦力向右，故A错误；
BC.人在空中时处于失重状态，故B错误，C正确；
D.作用力与反作用力大小相等、方向相反，故D错误。
故选：C。
静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，加速度向下为失重状态，根据作用力与反作用力特点分析。
本题考查超重、失重及相互作用力，目的是考查学生的理解能力。
2.【答案】C
【解析】解：ABC、一根轻绳悬挂在定滑轮上，不计一切摩擦，则绳上张力大小处处相等，设绳上张力大小为T。高考倒计时牌受重力、绳OA、OB对它的拉力T，共三个力的作用，处于静止状态，则三个力的延长线(或反向延长线)必交于一点O。
将绳OA、OB上的拉力T延长，则两力的合力必与重力等大反向，绳子拉力与竖直方向的夹角均为45∘，如下图所示：
由直角三角形几何关系可得：2Tcs45∘=G，解得：T= 22G，故AB错误，C正确；
D、将计时牌挂正，由几何知识可知两绳间的夹角增大，两绳合力不变，绳子拉力增大，故D错误。
故选：C。
一根轻绳悬挂在定滑轮上，不计一切摩擦，则O点为“活结”，绳上张力大小处处相等，高考倒计时牌受重力、绳OA、OB对它的拉力T，共三个力的作用，处于静止状态，则三个力的延长线(或反向延长线)必交于一点O。而后，根据共点力的平衡知识，结合几何关系，可求平衡时绳OB中的张力大小；
两力的合力不变，两力间的夹角在增大时，分力增大。
解答本题，一要明确绳上张力大小处处相等；二要明确高考倒计时牌在三个力的作用下处于共点力的平衡状态。
3.【答案】C
【解析】解：A、根据hν−W=eU，可知，频率越大的截止电压越大，所以a光的频率比b光的小，根据λ=cλ可知，频率越大时波长越小，所以a光的波长比b光的大，故A错误；
B、根据p=hλ可知，单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小，故B错误；
C、可见光是氢原子从高能级向n=2能级跃迁产生的；用大量E=12.75eV的光子去照射基态的氢原子，则有En=E1+ΔE=−13.6eV+12.75eV=−0.85eV，可知n=4，即可以跃迁到第四个能级，所以能得到两种可见光，即4跃迁到n=2，n=3跃迁到n=2，故C正确；
D、根据E=hν，因为a光的频率比b光的小，则a光是从n=4跃迁到n=2能级时发出的光，则b光不可能是从n=3跃迁到n=2能级时发出的光，故D错误。
故选：C。
根据光电效应方程，能级跃迁知识，并结合公式p=hλ分析。
解答本题的关键是理解光电效应方程及能级跃迁相关知识，并需熟记公式ν=cλ，p=hλ。
4.【答案】B
【解析】解：A、若交流电的周期增大，则角速度较小，根据最大值公式可知：Em=NBSω，最大值较小，有效值减小，变压器的输出功率减小，故A错误；
BC、R消耗的功率为：P=U2R，电压和匝数成正比，则功率与匝数的平方成正比，即为：n1=n2 rR，解得n1=750匝时，电阻R消耗功率最大，若触头P向上移动，电阻R消耗的功率可能增大可能减小，故B正确，C错误；
D、若触头P向下移动，原线圈匝数变小，副线圈两端电压增大，输出电流增大，根据输出电流和输入电流的制约关系可知，则流过电阻r的电流增大，故D错误。
故选：B。
保持P位置不动，则输出电压不变，变压器的电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，结合欧姆定律分析。
本题考查了变压器的构造和原理，掌握住理想变压器的电压、电流和匝数之间的关系是解题的关键。
5.【答案】D
【解析】解：A.小物块从圆盘上沿切线方向飞出，滑落到桌面上后，小物块受到的摩擦力方向始终与速度的方向相反，在餐桌上做匀减速直线运动，故A错误；
B.物块随圆盘运动的过程中，将要滑离圆盘时μmg=mv2r，则由动能定理圆盘对小物块做功为W=12mv2，联立可得W=12μgr，故B错误；
C.物块在桌面上滑动的距离x=v22μg，餐桌面的半径为R= x2+r2，联立得：R= 5r2，故C错误；
D.选取末速度的方向为正方向，根据动量定理If=Δρ=mv，联立得在餐桌面上滑行的过程中，所受摩擦力的冲量大小为If=m μgr，故D正确。
故选：D。
根据牛顿第二定律解得角速度，根据做功公式与动能定理解得BC，根据冲量的计算公式解得D。
本题主要是考查匀速圆周运动和动能定理，关键是弄清楚小物块的受力情况，知道做匀速圆周运动的物体合力提供向心力，掌握动能定理的应用方法。
6.【答案】C
【解析】解：A.根据微元法和对称性得细圆环在原点O处产生电场的场强大小为零，故A错误；
BC.原点O处电场强度为零，y轴上无穷远处电场强度也为零，小球带负电，在A点时，受到重力，细圆环对其向上的电场力，根据平衡关系
mg=qEA
根据微元累积求和
EA=kQd(r2+d2)⋅ r2+d2
所以细圆环带负电，则小球所带电荷量为
q=mg⋅(r2+d2)32kQd
因为r与d的关系未知，所以沿y轴从原点O到A点，电场强度可能不断增大，也可能先增大后减小，故B错误，C正确；
D.在球沿y轴向上移动的过程中，电场力对小球做正功，所以小球电势能减小，根据动能定理
WF+W电−W重=0
即
WF+W电=W重
所以外力和电场力做的功之和等于小球的重力势能增加量，故D错误。
故选：C。
A.由对称性求细圆环在点O处产生的电场的场强大小；
BC.根据平衡关系和微元累积求和求小球所带电荷量，根据r与d的关系判断沿y轴从点O到A点，电场强度的变化；
D.由动能定理求沿y轴向上缓慢移动小球，移动过程中外力所做的功与小球增加的重力势能的关系。
本题考查带电小球在电场中的运动，要求学生能正确分析带电小球的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。
7.【答案】D
【解析】解：A、由V−T图像中，ca连线过原点，V与T成正比，说明气体由状态c到状态a发生等压变化。由盖-吕萨克定律有
2V0Tc=V0T0
解得Tc=2T0，故A错误；
B、气体由状态c到状态a的过程中，气体体积减小，分子的数密度增大。气体的温度降低，则气体分子的平均动能减小，而气体的压强保持不变，所以单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增大，故B错误；
C、气体由状态a到状态b，气体体积增大，气体对外界做功，故C错误；
D、气体经历了a→b→c→a循环的过程中，由状态a到状态b，气体体积增大，气体对外界做功为
Wab=p−abΔV
由状态b到状态c，气体体积不变，对外界不做功，由状态c到状态a，气体体积减小，外界对气体做功为
Wca=p−caΔV
由V=CpT
可知
p−ab0
又气体经过一个循环时，ΔU=0
由热力学第一定律ΔU=W+Q可知，QR，
假设不成立，因此P第一次通过传送带一直做减速运动，设通过传送带的速度大小为v2,v12−v222a=R
解得v2= 65gR，
设Q，P碰撞后，P的速度大小为v3，Q的速度大小为v4，根据动量守恒定律有mv2=−mv3+3mv4，
根据能量守恒有12mv22=12mv32+12×3mv42，
解得v3=v4=12v2=12 65gR，
碰撞过程中，Q对P的冲量大小I=mv2+mv3=3m 30gR10；
(3)碰撞后P向右减速至速度为0过程位移x3=v322μg=38R