【高考领航】2025年高考物理模拟试题精编卷(4)

高考物理模拟试题精编(四) (考试时间：70分钟　试卷满分：110分) 二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 14．如图甲是小王同学某次拎购物袋时的情景图，其简化示意图如图乙所示。为了方便携带，小王在购物袋上端的绳上打了一个结，使绳子缩短了一些。则小王拎着竖直静止的购物袋时，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．绳子缩短后，两段绳子的拉力大小都不变 B．绳子缩短后，两段绳子的拉力大小都变小 C．绳子缩短后，小王对购物袋的作用力不变 D．绳子缩短后，小王对购物袋的作用力减小 15．一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出几种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲金属电极K上，只有两种光能在电路中形成光电流，它们的电流随电压变化图象，如图乙所示，则(　　) 　 　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙 A．甲图中AB端所接电源极性为A正B负 B．跃迁过程中能发出8种不同频率的光 C．a光是氢原子从第4能级跃迁到基态发出的 D．b光照射K时逸出光电子的最大初动能大些 16．如图所示某电场等势面分布关于图中虚线上下对称，F点在虚线上。下列说法正确的是(　　) A．在电场中的A、B两点放置电荷量相等的试探电荷，它们受静电力FA＜FB B．质子在B点电势能小于在A点电势能 C．从A点静止释放一个电子，将沿曲线e运动到B点 D．把电子从c等势面移动到e等势面，静电力做功为10 eV 17．如图1所示，在粗糙的水平面上静止放置一滑块，t＝0时刻在滑块上施加一水平向右的外力F，外力大小随时间变化规律如图2所示，滑块的加速度随时间的变化规律如图3所示，已知滑块与地面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。则下列说法正确的是(　　) 　　 图1　　　　　　图2　　　　　　　图3　 A．滑块的质量为m＝2 kg B．前2 s时间内，摩擦力冲量大小为10 N·s C．物体在4 s末的速度12 m/s D．物体做匀加速直线运动 18．如图所示匝数为N的矩形导线框，以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO′匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1∶4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，R1、R2为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2；电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。不计线框电阻，正确的是(　　) A．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为NBSω B．交流电压表V2的示数为2NBSω C．若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动，则电流表A1、A2的示数均变大 D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则不变 19．2022年11月29日“神舟十五号”飞船顺利发射，六名中国航天员完成首次太空交接班。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为390 km，地球半径约为6400 km，已知地球表面的重力加速度g和万有引力常量G，下列说法正确的是(　　) A．核心舱运行速度大于7.9 km/s B．核心舱的向心加速度小于g C．由题干条件可以求出地球的质量 D．考虑稀薄大气阻力且无动力补充，核心舱速度会越来越大 20.如图所示，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑圆管轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪。现发射质量为m的小钢珠，小钢珠从M点离开弹簧枪，从N点飞出落到OP上距O点距离为R的Q点。不计空气阻力，重力加速度为g，则该次发射(　　) A．小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为0 B．小钢珠经过N点时的速度大小为2 C．弹簧释放的弹性势能为2mgR D．小钢珠与待检平板碰撞前瞬间动能为mgR 21．如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为2R的金属棒从高为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中(　　) A．流过定值电阻的电流方向是N→Q B．通过金属棒的电荷量为 C．金属棒克服安培力所做的功为mg(h－μd) D．电阻R产生的焦耳热为mg(h－μd) 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 得分 答案 三、非选择题：共62分。第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33～34题为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题：共47分。 22．(5分)在天宫课堂中，我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下： 甲 　　 乙 丙 ①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上； ②接通气源，放上滑块，调平气垫导轨； ③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为4.00 cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时； ④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F，加速度a随时间t变化的图象，部分图象如图乙所示。回答以下问题： (1)弹簧的劲度系数为__________ N/m。 (2)该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a-F图象如图丙中Ⅰ所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________ kg。 (3)该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a-F图象Ⅱ，则待测物体的质量为__________ kg。(结果均保留2位有效数字) 23.(10分)(1)在“测定金属电阻率”的实验中，需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，其结果如图所示，其读数为____ mm。 (2)测量电阻时，先用多用电表粗测金属丝的电阻阻值Rx约为10 Ω，再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻，实验过程中要求从零开始测量多组数据，实验室能够提供的实验器材有： A．电流表A1，量程为0～300 μA，内阻r1＝100 Ω B．电流表A2，量程为0～0.3 A，内阻r2约0.1 Ω C．定值电阻R1＝900 Ω D．定值电阻R2＝9900 Ω E．滑动变阻器R3，最大阻值为5 Ω F．滑动变阻器R4，最大阻值为100 Ω G．电源E＝3 V，内阻r＝0.5 Ω H．开关一只，导线若干 回答下列问题： ①正确选择实验器材，定值电阻应选__________，滑动变阻器应选__________；(填写元器件前的字母代号) ②画出电阻测量的实验电路图； ③根据上述实验电路图连接电路，记录多组实验数据，并以电流表A2读数I2为横轴。电流表A1读数I1为纵轴做I1-I2图象，由图象可求出其斜率为k，则金属丝的电阻R＝______。(用题中所给物理量符号表示) 24.(12分)如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x＞3a的区域内存在垂直x轴方向的匀强电场(图中未画出)，从原点O沿y轴正方向发射的粒子刚好从磁场右边界上P(3a，a)点离开磁场进入电场，经电场偏转后到达x轴上的Q点，到Q点速度恰好沿x轴正方向，已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力，求： (1)粒子经过P点的速度大小和方向； (2)粒子从O点运动到P点所用时间； (3)电场强度的大小和方向。 25.(20分)如图所示，足够长的光滑平台上有静止的小滑块A、B，mA＝1 kg，mB＝2 kg，两滑块之间有一段轻质弹簧刚好处于原长，滑块A与轻弹簧栓接，滑块B未栓接弹簧， 平台右端与倾角θ＝37°的倾斜传送带平滑连接，传送带以v＝4 m/s的恒定速度顺时针转动。现给滑块A瞬时向右的冲量I＝9 N·s，此后运动过程中，滑块B脱离弹簧后滑上传送带，并恰好能到达传送带顶端。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1) 滑块B刚滑上传送带时的速度大小； (2) 滑块B在传送带上运动过程中，摩擦力对滑块B做的总功； (3) 滑块B返回平台与滑块A、弹簧发生二次作用过程中，弹簧的最大弹性势能(结果可用根号表示)。 (二)选考题：共15分。请考生从给出的两道题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分。 33．[物理——选修3－3](15分) (1)(5分)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-V图象如图所示。整个过程中，气体在____。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分) A．状态a时的分子平均动能最小 B．状态b时的内能最小 C．ab过程中，温度不断下降 D．bc过程中的始末状态，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少 E．ca过程中，外界对气体做功100 J (2)(10分)小明同学将开水灌入热水瓶中但未灌满，为了保温，用软木塞将瓶口盖紧，这样热水瓶中的上方空间就封闭了一定质量的气体。过了一会，听到“砰”的一声，发现软木塞跳了出来。小明对此现象建立如图所示的物理模型进行研究。已知外界大气压强为p0，温度为T0。设木塞塞住瓶口的瞬间封闭气体的压强、温度均与外界相同。封闭气体的体积为V0，木塞的质量为m，横截面积为S，塞入的深度为h1，木塞跳出后在最高点时其底面距离瓶口的高度为h2，木塞与瓶口间的最大静摩擦力为f。假设木塞在冲出瓶口过程中瓶口密封性良好且摩擦力恒为f(重力加速度为g，忽略空气阻力)。求： ①木塞刚开始松动时瓶内气体的温度T； ②气体在顶起木塞的过程中对木塞做的功W。 34．[物理——选修3－4](15分) (1)(5分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波源位于坐标原点O处，t＝0时刻波源开始振动，在t＝1.5 s时，x＝3 m处的质点P刚好开始振动，如图所示，下列说法中正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分) A．波源的起振方向沿y轴正方向 B．波沿x轴正方向传播的速度为2 m/s C．0～2 s的时间内，质点P运动的路程为0.8 m D．t＝2 s时x＝2 m处的质点有最大的速度且沿y轴正方向 E．x＝5 m处的质点开始振动时，质点P恰好回到平衡位置 (2)(10分)如图所示，一块横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，∠B＝90°，∠C＝37°。一束单色光从AB边的中点M垂直入射玻璃砖，在AC边恰好发生全反射，最后从BC边上的N点(图中未标出)射出，已知AB边的长度为L，光在真空中传播速度为c，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： ①请做出光路图，并求出玻璃砖对该单色光的折射率； ②求该单色光从进入玻璃砖到第一次从玻璃砖射出所经历的时间t。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高考物理模拟试题精编(四) 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 C C D B D BCD AD BD 14.C　购物袋重力不变，故绳子缩短后，绳子间的夹角变大，故绳子上的拉力变大，故AB错误；绳子缩短后，购物袋重力不变，小王对购物袋的作用力大小仍为重力大小，故C正确，D错误。故选C。 15．C　结合图乙可知，甲图中AB端所接电源极性是变化的，故A错误；根据C＝6，可知跃迁过程中能发出6种不同频率的光，故B错误；由图乙可知，a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压，根据eUc＝Ekm＝hν－W0，可知a光照射K时逸出光电子的最大初动能大些，a光的光子能量大于b光的光子能量，可知a光是氢原子从第4能级跃迁到基态发出的，故C正确，D错误。故选C。 16．D　等势面越密集(稀疏)，电场线越密集(稀疏)。则A点场强较大，静电力大，A错误；A、B两点电势相等，则质子在两点的电势能相等，B错误；电场力方向与等势面垂直，电子不会沿曲线e运动到B点，C错误；把电子从c等势面移动到e等势面，静电力做功为W＝－1.6×10－19×(5－15)J＝10 eV，D正确。故选D。 17．B　根据图2可知，外力F随时间的关系的表达式为F＝2＋4t，由图3可知，在t＝1 s时，物块开始有加速度，故此刻拉力与最大静摩擦力平衡，则有f＝F1＝6 N。由图3可知，在t＝4 s时，滑块的加速度为4 m/s2，根据牛顿第二定律有F4－f＝ma，解得m＝＝3 kg，A错误；在0～1 s的时间内，有静摩擦力作用，故摩擦力的冲量大小不为0，其大小等于F的冲量大小If1＝IF＝×1 N·s＝4 N·s，在1～2 s的时间内，摩擦力的冲量大小为If12＝ft12＝6×1 N·s＝6 N·s，故在0～4 s的时间内，摩擦力的冲量大小为I＝If1＋If12＝10 N·s，B正确；由a-t图象的面积表示速度的变化量，滑块由静止开始加速运动，故4 s内a-t图象的面积即表示为4 s末滑块速度的大小v4＝×m/s＝6 m/s，C错误；在0～1 s的时间内，加速度为零，滑块静止不动，1 s后加速度大小逐渐增大，滑块做加速度增大的加速运动，D错误。故选B。 18．D　矩形导线框从图示位置转过90°时，穿过线框平面的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大Em＝NBSω＝N，则磁通量的变化率为＝BSω，A错误；线框产生的感应电动势最大值为Em＝NBSω，根据正弦交流电有效值与最大值的关系，其有效值为E＝＝NBSω，由于不计线框内阻，所以变压器原线圈两端电压U1＝E，根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压U2＝U1＝2NBSω，即交流电压表V2的示数为2NBSω，B错误；将滑动变阻器的滑片向c端滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，副线圈回路总阻值变大，则电流表A2的示数变小，电流表A1的示数也变小，C错误；将滑动变阻器的滑片向d端滑动，副线圈阻值发生变化，但导线框输出电压不变，所以U1不变，则U2也不变，电压比不变，D正确。故选D。 19．BCD　7.9 km/s为第一宇宙速度，等于近地卫星的线速度，是最大的运行速度，故核心舱的速度应小于7.9 km/s，A错误；在地球表面的物体万有引力近似等于重力，设地球半径为R，有G＝mg，设核心舱离地面的高度为h，则有G＝ma，故a<g，B正确；由G＝mg，可得M＝，可见由题干条件可以求出地球的质量，C正确；考虑稀薄大气阻力且无动力补充，核心舱的轨道半径会越来越小，设核心舱轨道半径为r，由G＝m，可得v＝，可见轨道半径越小，速度越大，D正确。故选BCD。 20．AD　小钢珠从N点飞出后做平抛运动，则R＝vt，R＝gt2，小钢珠在N点的速度为v＝，根据牛顿第二定律mg＋N＝m，得N＝0，小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为0，A正确，B错误；根据机械能守恒Ep＝mv2＋mgR，弹簧释放的弹性势能为Ep＝mgR，C错误；小钢珠与待检平板碰撞的位置与M点在同一水平面，则小钢珠与待检平板碰撞前瞬间动能等于小钢珠在M点的动能，即等于弹簧释放前的弹性势能Ek＝mgR，D正确。故选AD。 21．BD　由右手定则可知：金属棒向右切割磁感线时，在闭合回路中产生逆时针方向的感应电流，即通过定值电阻的电流方向是从Q到N，故A错误；根据电磁感应定律有E＝n＝，由欧姆定律可知＝＝，根据公式q＝·Δt，联立解得q＝，故B正确；根据动能定理有mgh－μmgd＋W安＝0，解得W安＝－(mgh－μmgd)，则金属棒克服安培力所做的功为mgh－μmgd，故C错误；根据功能关系可知Q＝－W安＝mgh－μmgd，则电阻R产生的焦耳热为QR＝Q＝mg(h－μd)，故D正确。故选BD。 22．解析：(1)由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为4.00 cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F-t图象有Δx＝4.00 cm＝0.04 m，F＝0.610 N，根据胡克定律k＝，计算出k≈15 N/m。 (2)根据牛顿第二定律F＝ma，则a-F图象的斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有＝ kg－1＝5 kg－1，则滑块与加速度传感器的总质量为m＝0.20 kg。 (3)滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中Ⅱ，则有＝ kg－1＝3 kg－1，则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m′≈0.33 kg，则待测物体的质量为Δm＝m′－m＝0.13 kg。 答案：(1)15 　(2)0.20 　(3)0.13 23．解析：(1)螺旋测微器的读数为1.5 mm＋10.5×0.01 mm＝1.605 mm。 (2)①本实验采用伏安法测电阻，需要改装一个量程为3 V的电压表，此时电流表A1需要串联一个电阻，串联电阻的阻值为R＝－r1＝9900 Ω，故选D。实验过程中要求从零开始测量多组数据，故滑动变阻器接入电路时应选择分压式，滑动变阻器最大阻值应该选小的，故选E。 ②本实验应采用分压、外接，故电路图如图所示。 ③由欧姆定律，可得Rx＝，整理可得I1＝I2，故I1-I2图象斜率为k＝，解得Rx＝。 答案：(1)1.605(在1.604～1.603均正确)　(2)①D　E　②图见解析　③ 24．解析：(1)带电粒子进入磁场后只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，设粒子经过P点的速度大小为v，在磁场中的轨迹半径为r，根据几何关系有(3a－r)2＋(a)2＝r2 sin θ＝ 解得r＝2a，θ＝60° 在磁场中由洛伦兹力提供向心力得qvB＝m 解得v＝ 由几何关系可得粒子经过P点的速度方向与y轴负方向夹角等于θ＝60°。 (2)粒子在磁场中的运动轨迹的圆心角为π－θ＝120° 粒子在磁场中的运动时间t＝T＝×＝。 (3)粒子在匀强电场中做类斜抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动，沿y轴负方向做匀减速直线运动，到达Q点时沿y轴的速度为零。由牛顿第二定律得qE＝ma1 沿y轴方向由运动学公式可得2×a1×a＝(v·cos θ)2 解得电场强度的大小E＝ 在磁场中粒子顺时针偏转，由左手定则可知粒子带负电，在电场中沿y轴负方向做匀减速直线运动，故电场强度的方向沿y轴负方向。 答案：(1)，与y轴负方向夹角60°　(2) (3)，沿y轴负方向 25．解析：(1)设A获得的初速度大小为v0，利用动量定理 I＝mAv0 解得v0＝9 m/s 在 A、B 和弹簧作用的过程中，取向右为正方向，有 mAv0＝mAv1＋mBv2 mAv＝mAv＋mBv 解得v1＝－3 m/s，v2＝6 m/s。 (2)设B从滑上传送带到与传送带共速的过程中加速度大小为a1，位移大小为x1，有mBgsin θ＋μmBgcos θ＝mBa1 解得a1＝10 m/s2 又v－v2＝2a1x1 解得x1＝1 m 设此后滑块B向上减速运动的过程中加速度大小为a2，位移大小为x2，有 mBgsin θ－μmBgcos θ＝mBa2 解得a2＝2 m/s2 又v2＝2a2x2 解得x2＝4 m B向下加速过程，设到达传送带底端速度大小为v3，有 v＝2a2(x1＋x2) 解得v3＝2 m/s2 滑块B在传送带上运动的过程中，有 Wf＝mBv－mBv 解得Wf＝－16 J。 (3)对A、B和弹簧二次碰撞过程，取向左为正方向，有 mA|v1|＋mBv3＝(mA＋mB)v共 解得v共＝ m/s 又mAv＋mBv＝(mA＋mB)v＋Epmax 解得Epmax＝ J。 答案：(1)6 m/s　方向向右　(2)－16 J (3) J 33．解析：(1)根据理想气体状态方程有＝＝，结合图象可知Ta<Tb＝Tc，理想气体的平均动能由温度决定，状态a的温度最低，则状态a时的分子平均动能最小，A正确；理想气体的内能由温度决定，状态a的温度最低，则状态a时的内能最小，B错误；ab过程中，体积不变，压强增大，则温度升高，C错误；由于Tb＝Tc，则bc过程中的始末状态，体积增大，压强减小，温度不变，则容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数减少，D正确；ca过程中，体积减小，外界对气体做功为W＝0.5×105×(3×10－3－1×10－3) J＝100 J，E正确。故选ADE。 (2)①取封闭气体为研究对象，初态压强为p0，温度为T0，顶起瓶塞前瞬间压强为p，温度为T。 其中pS＝mg＋p0S＋f 等容变化得＝ 联立以上两式得T＝T0。 ②气体在顶起木塞的过程中，需克服摩擦力、大气压力、自身重力而做功，克服摩擦力做功W1＝fh1 克服大气压力做功W2＝p0Sh1 克服重力做功W3＝mg(h1＋h2) 气体顶起木塞做功W＝W1＋W2＋W3 即W＝fh1＋p0Sh1＋mg(h1＋h2)。 答案：(1)ADE　(2)①T0 ②fh1＋p0Sh1＋mg(h1＋h2) 34．解析：(1)x＝3 m处的质点P开始向下运动，根据同侧法可知波源的起振方向沿y轴负方向，故选项A错误；波速v＝＝2 m/s，故选项B正确；在0～2 s的时间内，质点P运动的时间为0.5 s，所以运动的路程为0.2 m，故选项C错误；t＝2 s时x＝2 m处的质点恰好第一次回到平衡位置，所以有最大的速度且沿y轴正方向，故选项D正确；x＝5 m处的质点开始振动的时刻t＝2.5 s，此时质点P恰好回到平衡位置，故选项E正确。故选BDE。 (2)①作出光路图，如图所示。 由几何关系可知，光在AC面上的入射角α＝53° 由于光在AC面恰好发生全反射故临界角C＝α＝53° 玻璃砖的折射率n＝，解得玻璃砖对该单色光的折射率n＝1.25。 ②由光路图和几何关系可得MO＝L，ON＝L 单色光在玻璃砖中通过的路程为s＝MO＋ON＝L 单色光在玻璃砖中的传播速度v＝ 所以单色光在玻璃砖中传播的时间t＝ 解得t＝。 答案：(1)BDE　(2)①光路图见解析　1.25　② 学科网（北京）股份有限公司 $$