物理：2025届苏锡常镇四市高三下学期二模补偿训练试卷（解析版）

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考生在答题前请认真阅读本注意事项
1． 本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分．
2． 答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效．
3． 如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共11题，每小题4分，共计44分．每小题只有一个选项最符合题意．
1．某物体由静止开始在外力作用下沿直线运动，其位移s与时间t的关系图像如图所示，0~t1、t1~t2、t2~t3三段时间相等，其中t1~t2段图像是直线，以下判断正确的是（ ）
A．0~t1时间内物体速度增大，合外力一定也增大
B．t1~t2时间内物体速度增大，合外力不变
C．t2~t3时间内物体速度减小，合外力不变
D．三段时间内，t1~t2段时间的位移最大
【答案】D
【解析】A．0~t1时间内由图像的斜率逐渐增大，表示瞬时速度增大，但加速度的大小变化不确定，则合外力不一定增大，故A错误；
B．t1~t2段图像是直线，即图像的斜率不变，则物体的速度不变，做匀速直线运动，合外力始终为零，故B错误；
C．t2~t3时间内图像的斜率变小，即物体的瞬时速度减小，而加速度的大小无法判断，则合外力的变化不确定，故C错误；
D．图像的纵坐标表示位置，两个纵坐标之差表示位移，由图可知三段时间内，t1~t2段时间的纵坐标之差最大，即位移最大，故D正确。
故选D。
2．电子双缝干涉实验，是世界十大经典物理实验之首．某实验中学的物理兴趣小组的同学在实验室再现了电子双缝干涉实验，实验时将钨丝接在电源两端，使其达到炽热状态将从钨丝表面飞出的电子经高压加速后垂直地射到双缝上，如图所示，图中的M点为距离O点的第一条亮条纹中心．已知电子运动时也对应一种波，电子运动时的波长与其动量p关系为（h为常数），电子双缝干涉与光双缝干涉有相同规律，则欲使M点向上移动，下列措施可行的是（ ）．

A．仅增大加速电压B．仅将减小双缝之间的距离
C．仅将光屏向双缝屏的方向移动些D．仅将光屏向上移动
【答案】B
【解析】由题意M点向上移动，则说明条纹间距增大，由条纹间距的关系
又
电场加速电子时，由动能定理得
由以上整理得
A.显然仅增大加速电压，条纹间距减小，M点向下移动，A错误；
B.仅将减小双缝之间的距离d，则M点向上移动，B正确；
C.仅将光屏向双缝屏的方向移动些，L减小，条纹间距减小，M点向下移动，C错误；
D.仅将光屏向上移动，条纹间距不变，M点的位置不动，D错误。故选B。
3．羲和号卫星是我国首颗绕地球运行的太阳探测卫星。设该卫星在离地球表面高度517km的圆轨道上运行，能经过地球南北两极上空，可24小时观测太阳。则该卫星（ ）
A．发射速度大于第二宇宙速度
B．向心加速度等于地球表面的重力加速度
C．运行周期等于地球静止卫星的周期
D．运行速度大于地球静止卫星的运行速度
【答案】D
【解析】A．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度，第二宇宙速度是使卫星脱离地球束缚的最小发射速度，所以“羲和号”的发射速度应介于第一和第二宇宙速度之间，故A错误；
CD．设地球质量为M，质量为m的卫星绕地球做半径为r、周期为T、速度大小为v的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
分别解得
地球静止卫星位于赤道上方高度约36000km处，所以其轨道半径远大于“羲和号”卫星的轨道半径，则根据以上两式可知“羲和号”的运行周期小于地球静止卫星的周期，运行速度大于地球静止卫星的运行速度，故C错误，D正确。
B．对地球静止卫星和“羲和号”卫星，由万有引力提供向心力
可得地球静止卫星的向心加速度小于“羲和号”卫星的向心加速度，又对比地球静止卫星和地球表面的物体有
，
所以地球静止卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度，故“羲和号”卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度，故B错误。故选D。
4．目前，在家庭装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石斗不同程度地含有放射性元素，这些放射性元素衰变时可能会放出、或射线，对人的健康产生影响。为了鉴别放射性元素释放射线的种类，现使它们进入图示匀强磁场，三种射线在磁场中的偏转情况如图所示，则（ ）
A．射线1是射线
B．射线2是射线
C．射线2是中子流
D．射线3是原子核外的电子形成的电子流
【答案】A
【解析】A．由图示可知，射线1所示洛伦兹力向右，由左手定则可知，射线1带正电，是射线，A正确；
BC．由图示可知，射线2不受洛伦兹力作用，该射线不带电，是γ射线，BC错误；
D．由图示可知，射线3受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，该射线带负电，是射线，射线3是原子核发生β衰变，一个中子转化成质子而释放出的电子，不是核外电子形成的，D错误。故选A。
5．某汽车的四冲程内燃机利用米勒循环进行工作，如图所示为一定质量的理想气体所经历的米勒循环。该循环可视为由两个绝热过程ab、cd，两个等容过程bc、de和一个等压过程ae组成。对该气体研究，下列说法正确的是（ ）
在a→b的过程中，温度不变
B．在状态a和c时气体分子的平均动能可能相等
C．在b→c的过程中，单位时间内撞击汽缸壁的分子数变多
D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
【答案】C
【解析】A．在a→b的绝热过程中，气体体积减小，活塞对气体做功，根据热力学第一定律
即活塞对其做的功全部用于增加内能，温度升高。故A错误；
B．在a→b过程中，气体内能增大，温度升高。在b→c过程中，气体的压强增大，根据查理定律
气体温度也升高，气体在状态c时的温度比在状态a时的温度高，所以两个状态时气体分子的平均动能一定不相等。故B错误；
C．在b→c的过程中，体积不变，气体分子的数密度不变，又因为气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，所以单位时间内撞击汽缸壁的分子数增多。故C正确；
D．在一次循环过程中，根据p-V图像，可知气体对外做功（cd图线下方面积）多，外界对气体做功（ab图线下方面积）少，气体的内能不变，根据热力学第一定律
气体吸收的热量一定大于放出的热量。故D错误。
故选AC。
6．振动和波存在于我们生活的方方面面，如图所示关于下列几幅图片描绘的情景分析不正确的是（ ）
A．图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同
B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越短效果越好
C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤
D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍
【答案】B
【解析】A．根据多普勒效应，甲救护车向右运动的过程中，A人听到警笛声的频率增大，B人听到警笛声的频率减小，A、B两人听到警笛声的频率不同，故A正确；
B．障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，波将发生明显的衍射现象，图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误；
C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤，故C正确；
D．根据波的干涉，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍，故D正确。故选B。
7．如图所示，AB、BC、AC是等长的绝缘细棒，构成彼此绝缘的等边三角形，AB、BC棒上均匀分布着负电荷，AC棒上均匀分布着正电荷。已知AB、BC两细棒单位长度分布电荷量的绝对值相等且是AC的两倍，AB棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，取无限远处为电势零点，AB棒在O点产生的电势为−φ。关于三根细棒在O点所产生的电场强度和电势，下列说法正确的是（ ）
A．O点电场强度为零，电势为零
B．O点电场强度大小为2E，方向沿OB指向O；电势为−φ
C．O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向B；电势为−1.5φ
D．O点电场强度大小为，方向沿OB指向B；电势为φ
【答案】C
【解析】由场强叠加和对称性可知AB棒在三角形中心O点形成的电场强度方向垂直且指向AB、BC在O点形成的电场强度方向垂直且指向BC，大小也为E，根据几何关系，两电场强度方向的夹角为120°，合场强方向指向B，大小为E；AC形成电场强度的大小为0.5E，方向也指向B，所以合成结果为场强大小为1.5E，方向指向B，电势是标量，无方向，所以O点电势为
故选C。
8．1931年英国物理学家狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布；如图所示,现一半径为R的线状圆环其环面的竖直对称轴CD上某处有一固定的磁单S极子，与圆环相交的磁感线跟对称轴成θ角，圆环上各点的磁感应强度B大小相等，忽略空气阻力，下列说法正确的是
A．若R为一闭合载流I、方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为BIR
B．若R为一闭合载流I、方向如图的导体圆环，该圆环所受安培力的方向竖直向下，大小为2πBIRsinθ
C．若R为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹圆，则小球带正电
D．若将闭合导体圆环从静止开始释放，环中产生如图反方向感应电流、加速度等于重力加速度
【答案】B
【解析】AB．根据左手定则可知，通电圆环每一部分受到的安培力斜向下，利用微元法可知该圆环所受安培力的方向竖直向下，大小为
F安=2πBIRsinθ
故A错误，B正确；
C．若R为一如图方向运动的带电小球所形成的轨迹圆，说明形成的电流产生的安培力竖直向上，形成的电流应与图示电流方向相反，故小球带负电，故C错误；
D．若将闭合导体圆环从静止开始释放，在下落过程中穿过线框的磁通量增大，根据右手定则可知，产生的感应电流为环中产生如图反方向感应电流，受到的安培力向上，根据牛顿第二定律可知加速度小于g，故D错误。
故选BC。
9．2022年10月12日，神舟十四号的航天员老师在空间站内进行毛细现象演示的实验。他将3根粗细不同的玻璃管插入到水中，水在液体表面张力的作用下，会快慢不同地充满整根玻璃管，已知水在不同玻璃管内的表面张力大小与玻璃管的半径成正比，即，关于水在玻璃管中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．水沿玻璃管先做匀加速运动后做匀速运动
B．只减小每根管的直径，管中的液面均下降
C．在粗细不同的玻璃管中的相同高度处，粗管中水的加速度大于细管中水的加速度
D．在粗细不同的玻璃管中的相同高度处，粗管中水的加速度小于细管中水的加速度
【答案】D
【解析】CD．设水管半径为r，以空间站为参考系
，
得
在粗细不同的玻璃管中的相同高度处，粗管中水的加速度小于细管中水的加速度，故C错误，D正确；
AB.由可知，水沿玻璃管先做加速度减小的加速运动 ，由于表面张力形成的向上的牵拉效果，减小每根管的直径，管中的液面会上升，故AB错误。
故选D。
10．如图所示，竖直细杆O点处固定有一水平横杆，在横杆上有A、B两点，且，在A、B两点分别用两根等长的轻质细线悬挂两个相同的小球a和b，将整个装置绕竖直杆匀速转动，则a、b两球稳定时的位置关系可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】将小球的圆周运动等效成圆锥摆，设摆长为，等效摆线与竖直方向夹角为，则
解得
为等效悬点到小球的高度差，由于两球的角速度相同，因此相同。
故选C。
11．如图所示，水平传送带AB距离地面的高度为h，以恒定的速率顺时针运行，甲、乙两相同滑块（视为质点）之间夹着一个压缩轻弹簧（ ）
A．甲、乙滑块不可能落在传送带在左右两侧
B．甲、乙滑块可能落在传送带在左右两侧，但距释放点的水平距离一定相等
C．甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，但距释放点的水平距离一定不相等
D．若甲、乙滑块能落在同一点，则摩擦力对甲乙做的功一定相等
【答案】D
【解析】AB．设大于，弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为，加速度为的匀减速运动，乙物体向向右做初速度为，（若大于v0），则乙也做加速度为的匀减速运动．若甲乙都一直做匀减速运动，两个物体落地后，距释放点的水平距离相等，若甲做匀减速运动，乙先做匀减速后做运动，则水平距离不等，AB错误；
CD．若小于．弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为，加速度为的匀减速运动．速度为零后可以再向相反的方向运动，整个过程是做初速度为，加速度和皮带运动方向相同的减速运动，乙物体做初速度为，加速度为的匀加速运动，运动方向和加速度的方向都和皮带轮的运动方向相同，甲乙到达B点时的速度相同，落地的位置在同一点，此过程摩擦力对甲乙做的功一定相等，C错误，D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12．（15分）电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下：
电容器C（额定电压，电容标识不清）；
电源E（电动势，内阻不计）；滑动变阻器（最大阻值）；
电阻箱（阻值）；电压表V（量程，内阻较大）；
开关，电流传感器，计算机，导线若干。
(1)按照图甲连接电路，闭合开关、断开开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器的滑片应向 端滑动（选填“a”或“b”）。
(2)当电压表的示数为时，调节的阻值，闭合开关，通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像；保持的阻值不变，断开开关，得到电容器放电过程电流随时间变化的图像，图像如图乙所示。测得，则 。
(3)重复上述实验，得到不同电压下电容器的充、放电过程的电流和时间的图像，利用面积法可以得到电容器电荷量的大小，测出不同电压下电容器所带的电荷量如下表：
请在图丙中画出图像 ，并利用图像求出电容器的电容为 F。（结果保留两位有效数字）
(4)实验发现，相同电压下电容器充、放电过程的电流和时间的图像中的总是略大于，其原因是 。
【答案】(1)b(2)500(3) 见解析 (4)见解析
【解析】（1）由电路可知，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器的滑片应向b端滑动。
（2）由图乙可知，充电的最大电流值为I1，根据欧姆定律可得
（3） 图像如图所示
根据
结合图像可得图线的斜率倒数表示电容器电容，即
（4）充电过程，R2会把一部分电能转化为内能，导致充电电流的最大值略大于放电电流的最大值。
13．（6分）跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，调节飞行姿势，身子与滑雪板平行呈水平状态，如图所示，使空气对运动员（含滑雪板）产生一个竖直向上的恒力，在空中飞行一段距离后着陆。现有总质量的运动员（含滑雪板）A滑到跳台a处不小心撞出一块冰块B，两者一起沿水平方向以从a点飞出，分别落在与水平方向成的直斜坡b、c上，已知a、b两点之间的距离为，，不计冰块下落时空气的作用力，求：
（1）冰块B下落时间；
（2）空气对运动员（含滑雪板）竖直方向的恒力大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）不计冰块下落时空气的作用力，冰块B水平飞出，做平抛运动，设冰块B初速度大小为，冰块B从开始运动到直斜坡c所用的时间为，由水平方向做匀速直线运动有
竖直方向做自由落体运动有
由几何关系得
联立上式代入数据解得
（2）因为空气对运动员（含滑雪板）产生一个竖直向上的恒力，故运动员（含滑雪板）做类平抛运动，由运动的分解与合成可得
水平方向运动有
竖直方向运动有
联立上式代入数据解得
对运动员（含滑雪板）受力分析，竖直方向受到重力和空气的恒定阻力，
由牛顿第二定律得
代入数据解得
14．（8分）如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料对紫光的折射率n=2，AC为半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成一个正方形。一束截面积足够大的紫光垂直于上表面射入该光学元件，只考虑首次从AB面直接射向圆弧AC的光线，已知光在真空中速度为c，求：
（1）弧面AC上有光线射出部分的弧长l；
（2）从弧面AC射出的光在该元件中传播的最长时间t。（不考虑所有的反射光线）
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）光线到达AC面时恰发生全反射，有
解得
弧面AC上有光线射出部分占弧面部分三分之一，即
（2）临界光线在元件中传播时间最长，有
光传播的路程为
所以临界光线在元件中传播的时间为
15．（12分）如图所示，长度为3L的轻杆一端固定质量为2m的小球，另一端连接在固定在天花板上的转轴O上，轻杆可以在竖直平面内自由转动。一物块用足够长的轻绳通过与O点等高的定滑轮P与小球相连，物块的质量为m，滑轮与转轴相距4L。用手将小球缓慢放下，当杆竖直时，手对球的力恰好沿水平方向。忽略一切摩擦，重力加速度为g，sin53°=0.8，cs53°=0.6。
（1）求杆竖直时，手对球作用力F的大小；
（2）将小球从图中水平位置静止释放，当杆竖直时，求小球的速度；（结果保留根号）
（3）在（2）条件下，求释放小球到杆竖直过程中，杆对小球做的功W1和绳对小球做的功W2。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】（1）当杆竖直时，由几何知识可知绳子与杆的夹角为，对物块和小球分别受力分析，如图所示
由共点力平衡条件可知
，
解得
（2）当杆竖直时，设物块与小球的速度分别为、，如图所示
则有
由几何知识可知，从释放小球到杆竖直时，物块上升的高度为
由能量守恒定律可得
解得
，
所以当杆竖直时，小球的速度为。
（3）杆对小球的作用力与小球速度方向垂直，所以不做功，即
对小球分析，由动能定理可得
解得
16．（15分）如图所示，为某仪器控制离子偏转的原理示意图。在xOy平面的第一、四象限中存在磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外的匀强磁场。坐标原点O处有一个离子源，可以向xOy平面的第一象限内持续发射质量为m、电荷量为的离子，离子的速度方向与y轴的夹角满足，离子的速度大小与角度满足，为已知定值。已知时，离子垂直通过界面，不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应，求：
(1)匀强磁场磁感应强度B的大小；
(2)离子通过界面时，y坐标的最小值；
(3)为回收离子，在界面和界面之间加一个宽度为L、方向平行于x轴且沿x轴负方向的匀强电场，如图所示。要使所有离子都不能穿过界面，求电场强度E的最小值。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】（1）当时，离子垂直通过界面，如图所示
由几何关系可知离子圆周运动半径为
离子初速度
离子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
（2）以角度入射的离子，如图所示
其速度为
根据牛顿第二定律
解得离子圆周运动半径为
由几何关系可知，所有离子圆周运动轨迹的圆心都在界面上，所有离子均垂直通过界面。越大，离子通过界面的y坐标越小。时坐标值最小。设时离子圆周运动半径为，如图所示
根据上式有
由几何关系可知，最小坐标值为
解得
（3）以角度入射的离子，过界面的速度最大，则为，如图所示
要使离子不过界面，离子在复合场中x轴方向上运动的最大位移应为L，且最大位移处粒子速度沿y轴方向，设此时速度大小为，y轴方向上任意微小时间内，根据动量定理有
两边分别求和有
离子在复合场中运动时，只有电场力做功，根据动能定理有
解得
实验次数
1
2
3
4
5
6
3
4
5
6
7
8
0.14
0.19
0.24
0.30
0.33
0.38