2025届河南省信阳市信阳高级中学高三下学期模拟预测物理试题（高考模拟）

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物理试题
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．声波是一种典型的纵波，在纵波中各质点只在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，故沿着波前进的方向，波中介质会出现疏密不同的部分，因此纵波也被称为“疏密波”（如图甲）。若把某时刻纵波中各质点偏离平衡位置的位移记录下来，画在坐标纸上，则可得到该时刻波的图像。若一列沿水平方向传播的纵波及该时刻对应的波的图像如图乙所示（只展示整个纵波的一部分，在纵波中密部中心处和疏部中心处的质点偏离平衡位置的位移为零），已知“质点”在图示时刻的位置在其平衡位置的右侧，且运动方向水平向右。则下列说法正确的是（ ）
A．图乙中密部中心点到相邻的疏部中心点之间的距离为一个波长
B．图乙中疏部中心处的质点振动速度为零
C．图乙中波的传播方向沿水平方向向左
D．“质点”的振动周期不等于该波的传播周期
2．水平传送带匀速顺时针运行，在传送带的最左端每隔时间轻放上相同的物块（可视为质点）。已知物块和传送带之间的动摩擦因数为，物块的质量为。接收侧的工人发现，靠近传送带右端的物块都已经和传送带达到相同速度，且这些物块之间的距离均为，重力加速度为。下列判断中错误的是（ ）
A．每个物块与传送带间由于摩擦产生的热量为
B．传送带的运行速度为
C．每个物块从静止加速至与传送带共速过程中与传送带间产生的摩擦热与其动能的变化量相等
D．在时间内，传送带由于运输工件需要多消耗的电能为
3．地球和月球可视作一个双星系统，它们同时绕转他们连线上的点转动。同时在这个转动的平面内存在五个拉格朗日点，在这些点上的卫星能够在地球和月球的共同引力作用下也绕点转动，并且在转动过程中与地球和月球的相对位置保持不变。如图所示，在拉格朗日点处存在一个中继卫星，它的主要作用是用于登月行动的通信；在拉格朗日点处存在一个监测卫星，与地球球心、月球球心的连线恰构成一个等边三角形，其主要作用是监测其他月球卫星的工作情况。若地球的质量为月球的81倍，则下列说法正确的是（ ）
A．地球球心与月球球心到点的距离之比为
B．稳定运行时，监测卫星的加速度小于月球的加速度
C．监测卫星的运行周期小于中继卫星的运行周期
D．若某一瞬间月球对中继卫星的引力突然消失，则中继卫星会做离心运动
4．加速度计是无人机飞行控制系统中不可或缺的传感器之一。如图所示为加速度计测量竖直轴向加速度的部件示意图，质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。外界从b、两接线柱通入稳恒直流电，方向如图．固定在质量块上的金属指针与信号系统中的金属滑线接触，指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度a，加速度a的方向竖直向上时为正值。下列说法正确的是（ ）
A．当无人机悬停在空中时，
B．当无人机自由下落时，
C．当时，无人机处于失重状态
D．当信号系统显示正向加速度值越大时，滑线两端电压越大
5．在水平面上放置一个半径为的圆盘，圆盘上放置两个可视为质点的物体和（如图甲），其中在圆盘中心，和之间用长为的轻绳连结。物体的质量为，物体的质量为，且它们和圆盘的动摩擦因数相同。现圆盘绕通过圆心的轴从静止缓慢加速转动，当角速度的大小为时，和恰好与圆盘发生相对滑动。如果把物体和沿直径放置在圆盘上（如图乙），此时物体到圆心的距离为，然后再次让圆盘绕通过圆心的轴从静止缓慢加速转动，当角速度的大小为时，和也恰好与圆盘发生相对滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则的大小为（ ）
A．B．C．D．1
6．两个电荷量相同的负电荷固定在水平面上的、两点，点是两个点电荷连线的中点，、两点分别位于点电荷的连线以及中垂线上，如图所示。在点静止释放一带负电的试探电荷1，在点静止释放一带正电的试探电荷2，二者仅在、电荷电场力的作用下运动，是各试探电荷发生的位移，是电荷1的速度，是电荷2的加速度，是电荷1所经过处的电势，是电荷2的电势能。设无穷远处的电势为零，则下面关于电荷1、2运动过程的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
7．反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用带电粒子在电场中的振荡来产生微波，振荡原理可以理解为：如图所示，以O为原点建立x轴，区域有匀强电场沿x轴负方向，其电场强度，区域有非匀强电场沿x轴正方向，其电场强度，一带负电粒子质量为，电荷量大小为，从处P点由静止释放，粒子仅在静电力作用下在x轴上往返运动。已知质点做简谐振动周期公式（m为质点质量，k为振动系数），设原点O处电势为零。下列说法正确的是（ ）
A．粒子的最大速度为
B．粒子运动到原点O右侧最低电势为
C．粒子运动的周期为
D．粒子向右运动距O点的最远距离为
二、多选题（不定项选择题，每小题6分，选对但不全得3分，共18分）
8．两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同，实线波的频率为2Hz，沿x轴正方向传播；虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在如图所示区域相遇，则（ ）
A．在相遇区域会发生干涉现象
B．平衡位置为处的质点此刻速度不为零
C．平衡位置为处的质点此刻位移为
D．从图示时刻起再经过0.25s，平衡位置为处的质点的位移为
9．如图所示，一轻杆两端分别固定a、b两个半径相等的光滑金属球，a球质量大于b球质量，整个装置放在光滑的水平面上，设b球离地高度为h，将此装置从图示位置由静止释放，则下列判断正确的是（ ）
A．在b球落地前的整个过程中，轻杆对b球做的总功为零
B．在b球落地前瞬间，b球的速度大小为
C．在b球落地前的整个过程中，轻杆对b的冲量竖直向上
D．在b球落地前的整个过程中，a、b及轻杆系统，动量守恒，机械能守恒
10．如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨固定，导轨间距为L，所在平面与水平面的夹角为，导轨间存在垂直于导轨平面、方向相反的匀强磁场，其磁感应强度的大小分别为B、。、是垂直于导轨，间距为d的磁场边界。将质量分别为m、2m的金属棒a、b垂直导轨放置，a棒与的间距也为d，两棒接入导轨之间的电阻均为R，其他电阻不计。现同时将两棒由静止释放，两棒与导轨始终垂直且接触良好。时刻a棒经过，b棒恰好经过进入磁场，时刻b棒经过。a棒运动的v-t图像如图乙所示，中间图线平行于横轴，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．
B．a棒刚进入磁场时的速度大小
C．时间内，a棒上产生的焦耳热为
D．时刻后，a、b两棒最终会相遇
三、实验题（每小题2分，共14分）
11．小刘同学设计了如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，安装在竖直平面半径为的带角度刻度线的光滑半圆轨道，最低点固定一光电门（图中未画出）。将小球（直径）拉离竖直方向一定角度由静止释放，记录小球通过光电门的时间。
(1)用游标卡尺测量小球的直径，由于前小半部分被遮挡，只能看到后半部分，测量结果如图乙所示，则小球的直径为 。
(2)若有关系式 （用、、、、表示）成立，则可验证该过程小球的机械能守恒。
(3)小王同学用该装置测量当地的重力加速度大小，分别记录小球拉开的角度，，…，和对应的遮光的时间，，…。由实验数据，通过描点作出了如图丙所示的线性图像，则图像的横坐标应为 （选填“”“”或“”）。如果不考虑实验误差，若该图线斜率的绝对值为，则当地的重力加速度大小为 （用、、表示）。
12．某实验小组要测量一个特殊电池的电动势E和内阻r（内阻较大且随电流变化），该电池电动势在一定范围内能保持稳定，提供的实验器材有：电压表（量程3V，内阻约）、电压表（量程3V，可视为理想电压表）、滑动变阻器R、定值电阻（阻值）、开关及导线若干。
主要实验步骤如下：
(1)连接器材：根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整 。
(2)调节滑动变阻器，记录多组电压表的读数和电压表的读数，通过计算机描点作图得到该电池的曲线，如图丙所示。由此可知该电池的电动势为 V；当电压表的读数时，该电池内阻为 。（结果均保留2位有效数字）
(3)实验中因电压表内阻的影响，测得电池的内阻会比实际值 （选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
(4)若将该电池与一个阻值为的电阻串联组成闭合电路，该电阻消耗的功率约为 W（结果保留2位有效数字）。
四、解答题（共三小题，共40分）
13.（10分）如图所示为某兴趣小组设计的一种气压型“体积测量仪”的工作原理示意图，该测量仪可以测量不规则物体的体积。导热汽缸A（压气筒）和B（测量罐）的高均为L、缸内横截面积为S，中间用体积可忽略不计的细管连通，密闭活塞C的质量为m、润滑良好且厚度不计。现将待测物体放入测量罐内，同时测量仪内封闭一定质量的理想气体（氮气）。当外界大气压为，环境温度为T时，活塞正好在压气筒A的顶部。现在C活塞上放置一质量7m的重物，活塞缓慢下移，待缸内温度再次和环境温度相等时，测量活塞与缸底的间距为0.5L，求：
（1）放置重物之前，环境温度为T时，缸内气体的压强；
（2）待测物体的体积V。
14.（14分）如图所示，卡车A上放有一块木板B，木板与卡车间的动摩擦因数，木板质量。木板右侧壁（厚度不计）到左端的距离，到驾驶室距离。一质量与木板相等的货物C（可视为质点）放在木板的左端，货物与木板间的动摩擦因数。现卡车、木板及货物整体以的速度匀速行驶在平直公路上。某时刻，司机发现前方有交通事故后以的恒定加速度刹车，直到停下。司机刹车后瞬间，货物相对木板滑动，木板相对卡车静止。货物与木板右侧壁碰撞后粘在一起，碰撞时间极短。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求：
(1)在刹车过程中，货物与木板右侧壁碰撞前，货物的加速度大小；
(2)在刹车过程中，货物与木板右侧壁碰撞前，木板受到卡车的摩擦力大小；
(3)木板最终是否会与驾驶室相碰？如果不会，最终木板右侧与驾驶室相距多远？如果会，相碰前木板的速度？
15.（16分）中国第一台高能同步辐射光源（HEPS）将在2024年辐射出第一束最强“中国光”，HEPS工作原理可简化为先后用直线加速器与电子感应加速器对电子加速，如图甲所示，直线加速器由多个金属圆筒（分别标有奇偶序号）依次排列，圆筒分别和电压为U0的交变电源两极相连，电子在金属圆筒内作匀速直线运动。一个质量为m、电荷量为e的电子在直线加速器0极处静止释放，经n次加速后注入图乙所示的电子感应加速器的真空室中，图乙中磁极在半径为R的圆形区域内产生磁感应强度大小为B1=kt（k>0）的变化磁场，该变化磁场在环形的真空室中激发环形感生电场，使电子再次加速，真空室内存在另一个变化的磁场B2“约束”电子在真空室内做半径近似为R的圆周运动，已知感生电场大小为（不考虑电子的重力和相对论效应，忽略电子通过圆筒狭缝的时间），求：
（1）电子经第一次加速后射入1号圆筒的速率；
（2）电子在感应加速器中加速第一周过程中动能的增加量，并计算电子运动第一周所用的时间；
（3）真空室内磁场的磁感应强度B2随时间的变化表达式（从电子刚射入感应加速器时开始计时）。