2025届广东省广州市华兴教育港澳台联考学校高三下学期港澳台班第一次模拟考物理试卷（解析版）

这是一份2025届广东省广州市华兴教育港澳台联考学校高三下学期港澳台班第一次模拟考物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分150分，考试用时120分钟
一、选择题：本大题共13小题，每小题4分，共52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. 春节假期，小华使用无人机进行航拍，一段时间内无人机在竖直方向上运动，其位移时间图像如图所示，取竖直向上为正方向，下列哪个时刻无人机处于最高点（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据位移时间图像可知时刻无人机处于最高点。
故选B。
2. 如图甲是研究光电效应的电路图，图乙是汞原子的能级图，若用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射某种金属，恰好可以使它发生光电效应，则（ ）

A. 该金属的逸出功
B. 用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属，不能发生光电效应
C. 一个处于能级的汞原子跃迁发出的光子种类最多有两种
D. 用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属时，将滑动变阻器的滑动端移动到合适位置，可使甲图中电流表示数为零
【答案】C
【解析】A．处于能级的汞原子跃迁到能级，发出光子的能量为
由于恰好可以使某种金属发生光电效应，由
可知，该金属的逸出功
故A错误；
B．处于能级的汞原子跃迁到能级发出的光子能量为
能使该金属发生光电效应，故B错误；
C．一个处于能级的汞原子先跃迁到能级，放出一个光子，再从能级向能级跃迁放出一个光子，一共最多放出两个光子，故C正确；
D．图甲所示中电源为正向接法，放出的电子能被电场加速运动至阳极，无论滑动变阻器的滑片位置在哪，电流表示数都不会为零，故D错误；故选C。
3. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，进入无风区后雨滴只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，A错误；
BD．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，轨迹在速度和重力之间偏向重力一侧，B正确，D错误；
C．离开斜风区时雨滴有水平向左的分速度，所以在落地前雨滴的速度不可能竖直向下，C错误。故选B。
4. 人造卫星A、B在轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. A的速度较小B. A所受的引力较大
C. B的周期较小D. B的加速度较小
【答案】D
【解析】ACD．设中心天体的质量为M，卫星的质量为m，轨道半径为r，根据万有引力提供向心力得
求得
所以，轨道半径越大，线速度越小，加速度越小，周期越大，故A、C错误，D正确；
B．卫星所受引力的计算式为
因不知道两卫星质量的大小关系，所以无法比较二者所受引力的大小，故B错误。
故选D。
5. 如图所示，装满土豆的货车正沿水平公路向右做匀加速运动，以图中用粗线标出的土豆为研究对象，F表示周围的土豆对粗线标出的土豆的作用力，则下列说法中正确的是（ ）

A. F的大小可能小于G
B. F的方向一定水平向右
C. F的方向一定斜向右上方
D. F的方向一定竖直向上
【答案】C
【解析】根据题意，对粗线标出的土豆进行分析，其加速度方向水平向右，可知重力G、作用力F和合力构成矢量三角形，如图所示

由图可知F的大小一定大于G，F的方向一定斜向右上方。
故选C。
6. 真空中两点电荷分别放在x轴上的O点和M点，两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则下列说法正确的是（ ）
A. 两点电荷的电性相同
B. A点的电场强度为零
C. N点的电场强度大于C点的电场强度
D. 质子从N点运动到C点的过程中电势能减小
【答案】C
【解析】A．由题图已知，在O点放的是正电荷，在M点放的是负电荷，即二者的电性相反，故A错误；
BC．图像的斜率表示电场强度，A、N点的斜率不为零，C点的斜率为零，故B错误，C正确；
D．质子带正电，从N点运动到C点的过程中电势能增大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示， A、B是面积、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场区域，只是A区域比B区域离地面高，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处同时由静止开始释放顺利穿过磁场，两线圈下落时始终保持线圈平面与磁场垂直，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 两线圈穿过磁场的过程中产生的热量相等
B. 两线圈穿过磁场的过程中通过线圈横截面的电荷量不相等
C. 两线圈落地时乙的速度较大
D. 甲线圈运动时间较长，乙线圈先落地
【答案】D
【解析】A．由法拉第电磁感应定律，欧姆定律及安培力公式有，，
可得
由于乙进入磁场时的速度较大，则安培力较大，克服安培力做的功较多，即产生的焦耳热较多，故A错误；
B．由电流定义式结合法拉第电磁感应定律有
可知通过线圈横截面的电荷量相等，故B错误；
C．由于甲、乙减少的重力势能相同，甲穿过磁场的过程中产生的热量较少，由能量守恒定律可知，甲落地时速度较大，故C错误；
D．线圈穿过磁场区域时受到的安培力为变力，设受到的平均安培力为，穿过磁场时间为，下落全过程时间为t，落地时的速度为v，则全过程由动量定理得
而，
所以
可见，下落过程中两线圈所受安培力的冲量相等，又因为甲落地的速度大于乙落地的速度，说明甲重力作用的时间更长，所以
即乙运动时间较短，先落地，故D正确。
故选D
8. 如图为一“环腔式”降噪器的原理图，可以对高速气流产生的噪声进行降噪。波长为的声波沿水平管道自左侧入口进入后分成上、下两部分，分别通过通道①、②继续向前传播，在右侧汇聚后噪声减弱，其中通道①的长度为10，下列说法正确的是（ ）
A. 该降噪器是利用波的衍射原理设计的
B. 通道②的长度可能为8.5
C. 通道②的长度可能为8
D. 该降噪器对所有频率的声波均能起到降噪作用
【答案】B
【解析】A．该降噪器是利用声波干涉原理设计，A错误；
BCD．根据波的叠加原理可知，该降噪器对于路程差为
（n＝0，1，2，3…）
声波降噪效果良好，对不符合上述条件的声波降噪作用较差，甚至不能起到降噪作用，故而并非对所有波长或频率的声波均有效，CD错误，B正确。
故选B。
9. 铋是一种金属元素，元素符号为Bi，原子序数为83，位于元素周期表第六周期VA族，在现代消防、电气、工业、医疗等领域有广泛的用途。一个铋210核（）放出一个粒子后衰变成一个钋核（），并伴随产生了射线。已知时刻有m克铋210核，时刻测得剩余克没有衰变，时刻测得剩余克没有衰变，则铋210核的半衰期为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由半衰期定义可知
解得
即时间内经过2个半衰期，故半衰期
故选D。
10. 一张画放在凸透镜前20cm处，画面与主轴垂直，成像的面积和画的面积相等，如果将画向透镜移近5cm，则所成像的面积是画的（ ）
A. 2倍B. 2.25倍C. 1.5倍D. 4倍
【答案】D
【解析】物像等大时，物体与像均在透镜的2倍焦距处，由题意知透镜焦距f=10cm。
把u=15cm，f=10cm代入透镜成像公式
可得v=30cm。
因而放大率
故像的面积是画的4倍。
故选D。
11. 正方形区域abcd边长为L，质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），在纸面内从d点沿着dc方向以速率射入该区域，若在该区域加上方向垂直纸面向里的大小为B的匀强磁场，粒子恰好从b点离开。若在该区域加上竖直方向的匀强电场E，粒子也恰好从b点离开。下列判断正确的是（ ）
A.
B.
C.粒子在磁场中运动的轨迹半径为
D.若只改变粒子的速度方向，则在磁场中运动的最长时间为
【答案】A
【解析】ABC．粒子从b点离开磁场，运动轨迹为圆周，故粒子在磁场中运动的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力有
联立得
粒子在匀强电场中做类平抛运动，有运动学知识有
解得
所以
A正确，BC错误；
D．粒子在磁场中的运动周期为
粒子在磁场中运动时间为
为轨迹对应的圆心角，由题意知，该轨迹为劣弧，故弦长越大，越大，时间越久，bd为最长的弦，故从b点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，最长时间为
D错误。
故选A。
12. 如图所示，光滑的水平轨道与光滑的圆弧轨道在点平滑连接，，圆弧轨道半径。质量的小物块（可视为质点）静止在水平轨道上的点，现给小物块一个水平向右的瞬时冲量，则小物块从离开点到返回点所经历的时间约为（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据动量定理可知小物块在a点时的速度为
代入数据解得
两次经过ab的总时间为
在圆弧上升的高度为
mgh=mv2
解得
h=0.128m
设小球上升至最高点时所对应轨道的圆心角为θ，由几何关系可得
证明角度极小,故可看做单摆模型，根据
解得
综上可知由a点返回a点时间为
故C正确。
故选C。
13. 如图（a）所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图（b）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．若0＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以A不符合题意；
B．若＜t0＜，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离大于向右运动的距离，最终打在A板上，所以B符合题意；
C．若＜t0＜T，带正电粒子先加速向A板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向左运动的距离小于向右运动的距离，最终打在B板上，所以C不符合题意；
D．若T＜t0＜，带正电粒子先加速向B板运动、再减速运动至零；然后再反方向加速运动、减速运动至零；如此反复运动，每次向右运动的距离大于向左运动的距离，最终打在B板上，所以D不符合题意。
故选B。
二、实验题：本大题共2小题，共24分，按题目要求作答。
14. 利用如图甲所示的装置探究轻弹簧的弹性势能。弹簧的左端固定，右端与小滑块接触但不连接，小滑块位于桌面边缘时弹簧恰好处于原长。向左推小滑块移动距离s后，由静止释放，小滑块向右移动离开桌面落到水平地面上。测出桌面到地面高度h，桌边到小滑块落地点的水平距离x。重力加速度为g，忽略空气阻力的影响，则：
（1）若改变滑块的质量m，仍将弹簧压缩s后由静止开始释放滑块，测出不同滑块离开桌面后的水平距离x，作的关系图像如图乙所示。图像的斜率为k，与纵轴的截距为b，则弹簧压缩s时的弹性势能为_________；
（2）本实验中滑块与桌面间动摩擦因数为_________，（用h、k、s、b等物理量表示）桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果_________（选填“有影响”或“无影响”）。
【答案】（1）
（2） 无影响
【解析】【小问1详解】
小滑块离开桌面后做平抛运动，设小滑块离开桌面时的速度大小为，竖直方向有
水平方向有
x＝vt
设弹簧压缩s时的弹性势能为EP，滑块与桌面间动摩擦因数为μ，根据能量守恒可得
联立可得
可知图像的斜率为
解得弹簧压缩s时的弹性势能为
【小问2详解】
[1]根据
可得
解得滑块与桌面间动摩擦因数
[2]桌面有摩擦，不影响图像的斜率，所以桌面有摩擦对计算弹簧的弹性势能结果无影响。
15. 某实验小组的同学要测量阻值约为300Ω的定值电阻，现备有下列器材：
A.电流表（量程为10mA，内阻约为10Ω）；
B.电压表（量程为3V，内阻约为3kΩ）；
C.滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流为2A）；
D.定值电阻（阻值为750Ω）；
E.直流电源E（电动势为4.5V，内阻不计）；
F.开关S和导线若干。
（1）实验小组设计了如图甲、乙所示两种测量电路，电阻的测量值可由计算得出，式中U与I分别为电压表和电流表的示数，则图______（填“甲”或“乙”）所示电路的测量值更接近待测电阻的真实值。
（2）若采用（1）中所选电路进行测量，得到电压表和电流表的示数如图丙所示，则电压表的示数为______V，电流表的示数为______mA，由此组数据可得待测电阻的测量值______Ω，若所用电压表和电流表的内阻分别按3kΩ和10Ω进行计算，则由此可得待测电阻的真实值______Ω（计算结果均保留三位有效数字）。
【答案】（1）甲 （2）1.60 5.0 320 310
【解析】（1）[1]由于
可知电压表分流更明显，故采用电流表内接法，则题图甲所示的电路测量更准确，测量值更接近待测电阻的真实值。
（2）[2]根据读数规律可知，电压表的示数
[3]根据读数规律可知，电流表的示数
[4]根据欧姆定律可得待测电阻的测量值
[5]电路误差在于电流表的分压，则
解得
三、计算题：本大题共4小题，共74分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤。只写出最后答案，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
16. 如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右侧有一质量M=0.10kg、半径R=0.20m的四分之一光滑圆弧轨道CED（厚度不计）静置于水平地面上，圆弧轨道底端C与水平面上的B点平滑相接，O为圆弧轨道圆心。用质量为m=0.20kg的物块把弹簧的右端压缩到A点由静止释放（物块与弹簧不拴接），物块到达B点时的速度为。已知B点左侧地面粗糙，物块与地面之间的动摩擦因数为，A、B之间的距离为x=1m，B点右侧地面光滑，g取。
（1）求物块在A点时弹簧具有的弹性势能；
（2）求物块上升的最大高度；
【答案】（1）
（2）h=0.15m
【解析】【小问1详解】
设弹簧的弹性势能为，物块从A到B的过程由动能定理得
代入数据得
【小问2详解】
物块和圆弧轨道相互作用的过程水平方向动量守恒，机械能守恒，则，
解得h=0.15m
17. 如图所示，某透明介质的截面为直角三角形ABC，其中∠A=30°，AC边长为L，一束单色光从AC面上距A为的D点垂直于AC面射入，恰好在AB面发生全反射。已知光速为c，求：
（1）该介质的折射率n；
（2）该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t。
【答案】（1）2；（2）
【解析】（1）由于光线垂直于AC面射入，故光线在AB面上的入射角为30°，由题意知，光线恰好在AB面上发生全反射，由全反射条件可求得
n=
解得
n=2
（2）由图可知
DF=ADtan 30°=
FE=2DF=
EG=ECcs 30°=
故光在介质中的传播距离为
s=DF＋FE＋EG=
光在该介质中的传播速度
光在介质中的传播时间
18. 如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通。A、B两管的长度分别为，。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差。已知外界大气压为。求
（1）B管内气柱的长度；
（2）A、B两管内水银柱的高度差。
【答案】（1）30cm
（2）1cm
【解析】【小问1详解】
对B管中的气体，还未将水银从C管缓慢注入时，初态为压强
体积为
将水银从C管缓慢注入后，末态压强为，体积为
由水银柱的平衡条件有
B管气体发生等温压缩，有
联立解得
【小问2详解】
对A管中的气体，初态为压强
体积为
末态压强为，设水银柱离下端同一水平面的高度为，则气体体积为
由水银柱的平衡条件有
A管气体发生等温压缩，有
联立可得
解得，
则两水银柱的高度差为
19. 蜘蛛不仅能“乘风滑水”，最新研究还表明：蜘蛛能通过大气电位梯度“御电而行”。大气电位梯度就是大气中的电场强度，大气中电场方向竖直向下。假设在晴朗无风环境，平地上方1以下，可近似认为大气电位梯度，其中为地面的电位梯度，常量，H为距地面高度。晴朗无风时，一质量的蜘蛛（可视为质点）由静止从地表开始“御电而行”，蜘蛛先伸出腿感应电位梯度，然后向上喷出带电的蛛丝（蜘蛛其他部分不显电性），带着身体飞起来。忽略空气阻力，取重力加速度。
（1）该蜘蛛要想飞起来，求蛛丝所带电荷电性，蜘蛛所带的电荷量至少为多少？
（2）若蛛丝所带电荷量大小为，求蜘蛛上升速度最大时的高度？
（3）若蛛丝所带电荷量大小为，求蜘蛛能到达的最大高度？
【答案】（1）负电，4×10-5C
（2）300m （3）600m
【解析】【小问1详解】
因大气中的电场方向竖直向下，蛛丝应带负电荷，才能使电场力竖直向上。设蛛丝所带电荷量为q0，蜘蛛要想飞起来，电场力应大于重力，则有
解得
【小问2详解】
设蜘蛛上升速度最大时高度为h0，能到达的最大高度为h；蜘蛛上升过程中加速度先向上减小、加速上升，速度最大时加速度为零，之后加速度向下增大、减速上升，速度减为零时到达最大高度。速度最大时重力与电场力平衡，则有
mg=qE=qE0-kqh0
解得
h0=300m
【小问3详解】
上升过程中电场力做的功
对上升过程，由动能定理有
W-mgh=0
解得上升的最大高度
h=600m