【高考领航】2025年高考物理模拟试题精编新课标卷（新教材 老高考）(4)

高考物理模拟试题精编新课标卷(四) (考试时间：60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。 14.1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应现象。1916年密立根通过测量遏止电压Uc与入射光频率ν，由此算出普朗克常量h，验证了光电效应理论的正确性。则下列说法正确的是(　　) A.只要入射光强度足够大就一定能发生光电效应 B.遏止电压Uc与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关 C.用相同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子初动能都相同 D.光电效应现象表明了光具有波动性 15.如图所示，一同学在擦黑板的过程中，对质量为m的黑板擦施加一个与竖直黑板面成θ角斜向上的力F，使黑板擦以速度v竖直向上做匀速直线运动。重力加速度大小为g，不计空气阻力，则(　　) A.黑板擦与黑板之间的动摩擦因数为 B.黑板对黑板擦的作用力大小为 C.若突然松开手，松手瞬间黑板擦的加速度大小为 D.若突然松开手，松手后黑板擦能上升的最大高度为 16.某科幻电影中出现了一座在赤道上建造的垂直于水平面的“太空电梯”，如图所示。若太空电梯成为可能，航天员将可以乘坐电梯到达特定高度的空间站。地球的自转不能忽略且地球视为均质球体。若“太空电梯”停在距地面高度为h处，对“太空电梯”里的航天员，下列说法正确的是(　　) A.若h＝0，航天员绕地心运动的线速度大小约为7.9 km/s B.h越大，航天员绕地心运动的线速度越小 C.h越大，航天员绕地心运动的向心加速度越小 D.h与地球同步卫星距地面高度相同时，航天员处于完全失重状态 17.如图所示，纸面内有一圆心为O，半径为R的圆形磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里。由距离O点0.4R 处的P点沿着与PO连线成θ＝30°的方向发射速率大小不等的电子。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力且不考虑电子间的相互作用。为使电子不离开圆形磁场区域，则电子的最大速率为(　　) A.　　　　　 B. C. D. 18.一定质量的理想气体密闭在容器中，其压强随体积的变化过程如图所示。已知A→C是绝热变化过程。下列说法正确的是(　　) A.A→C过程中气体的温度不变 B.C→B过程中每个分子的动能都增大 C.B→A过程中，单位时间内容器壁单位面积上分子碰撞次数减少 D.A→C→B→A，完成一次完整循环的过程气体对外做负功 19.玻璃球中的气泡通常看起来都特别明亮，如图甲所示。若某玻璃球中心有一球形气泡，可简化为如图乙所示，其中一细光束从玻璃球表面的A点射入玻璃球后照射到空气泡表面上P点，在P点反射后到达玻璃球表面的B点。细光束在P点的入射角θ＝60°，AB两点的距离为d。已知该玻璃的折射率为1.5，光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是(　　) 　　　甲　　　　　　　　　　　　乙 A.细光束在P点发生全反射 B.细光束在B点发生全反射 C.细光束从A点传播到B点的时间为 D.细光束从A点传播到B点的时间为 20.如图所示，有一平行于abc平面的匀强电场，其中a、b、c三点电势分别为2 V、12 V、6 V，已知ab的距离为5 cm，ac的距离为2 cm，ac和ab的夹角为45°。下列说法正确的是(　　) A.电子从a点移动到c点的过程中，电势能增大 B.电子从a点移动到b点的过程中，电场力做正功 C.电场强度的方向从c点指向a点 D.电场强度的大小为200 V/m 21.同一均匀介质中有M、N两个波源，形成了两列相向传播的简谐横波，t＝1 s时刻的波形如图甲所示，图乙为波源N的振动图像。下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A.两列波的传播速度大小都为4 m/s B.波源M比波源N晚振动的时间为0.75 s C.x＝0处的质点在t＝2.25 s后的振幅为2 cm D.x＝0处的质点在t＝3 s时的位移为2 cm 选 择 题 答 题 栏 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 三、非选择题：本题共5小题，共62分。 22.(6分)某实验小组想定量探究“单摆周期与摆长的关系”，他们进行了如下实验： (1)组装好实验装置后，用游标卡尺测量小球直径如图所示，由图可得小球直径d＝　　　　mm。 (2)改变单摆摆长，记录了单摆摆长及其对应的单摆全振动30次的时间如下表所示。 摆长L/cm 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 时间t/s 42.77 46.86 50.61 54.11 57.30 60.46 周期T/s 1.43 1.56 1.69 1.80 1.91 2.02 某同学根据实验数据猜想单摆的周期T可能与其摆长L成正比的关系，请提出一种判断该同学的猜想是否正确的方法？ _________________________________________________________________。 (3)他们利用以上数据作图(单位均为国际单位制)，经多次尝试，当纵坐标取T2，横坐标取摆长L时，得到一条直线，并得出T2和L的关系为：T2＝4.06L＋0.0066，根据该表达式，在误差允许范围内，可以认为单摆周期的平方与摆长成正比。 (4)学习完单摆的周期公式后，实验小组根据以上数据进一步算出当地的重力加速度大小g＝　　　　m/s2。(结果保留两位有效数字) 23.(12分)为测量两节串在一起的干电池组的电动势和内阻，某同学找到如下器材： A.待测干电池两节 B.电流表：量程0～3 A，内阻约0.1 Ω C.电流表：量程0～0.6 A，内阻约0.5 Ω D.电压表：量程0～3 V，内阻约3000 Ω E.电压表：量程0～15 V，内阻约5000 Ω F.定值电阻R0＝5 Ω G.滑动变阻器R：0～50 Ω H.开关、导线若干 (1)因电池的内阻较小，为增大电压表的测量范围，以下给出的甲、乙两种测量方案中，你认为较合理的是　　　　 　。(选填“甲”或“乙”) 甲　　　　　　　　　　　乙 (2)为减小测量误差，电流表应选择　　　　，电压表应选择　　　　　。(填器材前面的代号) (3)实验中测得的数据如表中所示，请在图丙的坐标纸中将剩余数据对应的点描出，并通过所作的U-I图像求出电池组的电动势E＝　　　　V，内阻r＝　　 　Ω，该实验测出的电动势比真实值　　　(选“偏大”或“偏小”)。(结果保留两位有效数字) U/V 0.50 0.80 1.23 1.50 1.84 2.00 2.37 I/A 0.36 0.31 0.26 0.21 0.16 0.13 0.08 丙 丁 (4)为直接通过测量电源的开路电压来测电源的电动势，该同学利用长为L粗细均匀的电阻丝cd、刻度尺、灵敏电流计G和恒压源，设计了另一个试验方案，如图丁所示。先将一个输出电压恒为U0的恒压源接在电阻丝cd两端，再将待测电源接在ab两端，调节滑片P，使得灵敏电流计示数为0，此时用刻度尺测得滑片到c端的距离为，待测电源的电动势E＝　　　　。 24.(10分)如图所示，将上方带有光滑圆弧轨道的物块静止在光滑水平面上，轨道的圆心为O，半径R＝0.6 m，末端切线水平，轨道末端距地面高度h＝0.2 m，物块质量为M＝3 kg，现将一质量为m＝1 kg的小球从与圆心等高处由静止释放，小球可视为质点，重力加速度大小取g＝10 m/s2。求： (1)若物块固定，则小球落地时，小球与轨道末端的水平距离； (2)若物块不固定，则小球落地时，小球与轨道末端的水平距离。 25.(14分)在水平向右足够大的匀强电场中，大小可忽略的两个带电小球A、B分别用不可伸长、长度均为l的绝缘轻质细线悬挂在同一水平面上的M、N两点，并静止在如图所示位置，两细线与电场线在同一竖直平面内，细线与竖直方向夹角均为α＝37°。已知两小球质量都为m，电荷量均为q且带等量异种电荷，匀强电场的场强大小E＝，重力加速度大小为g，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)A、B两小球之间库仑力的大小； (2)保持小球B的位置和带电量不变，移除A小球后，将小球B由静止释放，求小球B此后运动过程中速度的最大值。 26.(20分)如图所示，一“⊃”形金属线框放置在绝缘粗糙的水平面上，金属棒ab与PQ边相距一段距离并平行于PQ放置在金属线框上，在金属线框右侧有一磁感应强度大小为B＝0.5 T、方向竖直向下的矩形匀强磁场区域。现用F＝6 N的水平恒力拉着金属线框向右运动，一段时间后PQ边进入磁场，并匀速穿过整个磁场区域，当PQ边离开磁场区域的瞬间，金属棒ab恰好进入磁场，且速度刚好达到金属线框的速度，此时立即撤去拉力F，整个运动过程中金属棒ab始终与金属线框垂直且接触良好。已知线框间距为L＝2 m，整个金属线框电阻不计，金属棒的电阻为R＝1 Ω，金属线框及金属棒ab的质量均为m＝1 kg，金属棒与金属线框之间的动摩擦因数为μ1＝0.2，金属线框与地面之间的动摩擦因数为μ2＝0.05，重力加速度大小取g＝10 m/s2。求： (1)金属线框PQ边刚进入磁场时的速度大小； (2)磁场区域的宽度； (3)ab棒从开始运动到停下的时间。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高考物理模拟试题精编新课标卷(四) 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 B D D C D AC BD AC 14.B　当入射光的频率大于等于极限频率时才能发生光电效应，故A错误；根据光电效应方程，可知Ek＝hν－W0，又eUc＝Ek，解得Uc＝，故B正确；根据光电效应方程可知，用相同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子最大初动能都相同，故C错误；光电效应现象表明了光具有粒子性，故D错误。故选B。 15.D　对黑板擦受力分析，做匀速直线运动，受力平衡可得Fcos θ＝mg＋μFN，又FN＝Fsin θ，联立解得μ＝，故A错误；黑板对黑板擦的作用力大小为F合＝＝Fsin θ，故B错误；若突然松开手，松手瞬间黑板擦只受自身重力作用，其加速度大小为g，故C错误；若突然松开手，松手后黑板擦做竖直上抛运动，能上升的最大高度为h＝，故D正确。故选D。 16.D　若h＝0，航天员处在地面上，除了受万有引力还受地面的支持力，绕地心运动的线速度远小于第一宇宙速度，故A错误；“太空电梯”里的航天员，随地球自转的角速度都相等，根据v＝ωr可知，h越大，航天员绕地心运动的线速度越大，故B错误；同理，有a＝ω2r，h越大，航天员绕地心运动的向心加速度越大，故C错误；h与地球同步卫星距地面高度相同时，有＝mr，即万有引力提供做圆周运动的向心力，航天员相当于卫星，处于完全失重状态，故D正确。故选D。 17.C　如图所示，当电子的运动轨迹与磁场边界相切时，根据evB＝m，得v＝，电子运动半径最大，速度最大。电子做圆周运动的圆心与圆形磁场的圆心以及切点共线，过电子圆周运动的圆心做OP的垂线，由几何关系得rcos 60°＋＝0.4R，得r＝R，则最大速率为v＝，故选C。 18.D　A→C过程中，体积增大，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度减小，A错误；C→B过程中分子的平均动能增大，不一定每个分子的动能都增大，B错误；B→A过程中，压强不变，根据盖吕萨克定律，体积减小，温度减小，单位时间内容器壁单位面积上分子碰撞次数增多，C错误；由图像可知，完成一次完整循环的过程气体对外做功小于外界对气体做功，即气体对外做负功，D正确。故选D。 19.AC　已知该玻璃的折射率为1.5，则根据临界角与折射率之间的关系sin C＝＝<，而细光束经玻璃照射到空气泡表面上P点时的入射角θ＝60°，大于临界角，因此细光束在P点发生了全反射，而由几何关系易知，在B点射向空气时的入射角小于临界角，因此光束在B点发生了折射，故A正确，B错误；由折射率n＝，可得细光束在玻璃中传播的速度为v＝＝，而由几何关系可得，光从A点传播到B点的路程为s＝2×＝，则光从A点传播到B点的时间为t＝＝×＝，故C正确，D错误。故选AC。 20.BD　电子从a点移动到c点的过程中，电场力做功为Wac＝－eUac>0，电场力做正功，电势能减小，A错误；电子从a点移动到b点的过程中，电场力做功为Wab＝－eUab>0，电场力做正功，B正确；将ab段均分成5等份，如图所示，由图可得d点与c点电势相同，同时由几何关系知ab垂直于cd，因此电场方向从b点指向a点，C错误；由题知Uba＝φb－φa＝10 V，电场强度大小为E＝＝200 V/m，D正确。故选BD。 21.AC　波速与介质有关，同种介质中波的传播速度相同，由图甲可知λN＝4 m，由图乙可知TN＝1 s，根据波速与波长及周期之间的关系可得v＝＝ m/s＝4 m/s，故A正确；波源M的波形向前传播了半个波长，波源N的波形向前传播了一个波长，而两列波的波速相同，由图甲还可知两列波的波长也相同，则两列波的周期也相同，都为1 s，因此可知波源M比波源N晚振动的时间为0.5 s，故B错误；x＝0处的质点距离M、N两波源的路程差为Δs＝9 m－3 m＝6 m＝λ，则可知x＝0处的质点距离两波源的距离差为半波长的奇数倍，则可知该点为振动的减弱点，当两列波都传播到此处时，该处质点的振幅为A0＝AM－AN＝6 cm－4 cm＝2 cm，而N波从t＝0时刻传播到x＝0处的时间为t1＝＝ s＝2.25 s，可知在t＝2.25 s时N波恰好传播到x＝0处，而M波传播到x＝0处的时间为t2＝＝ s＝0.75 s，而M波比N波滞后0.5 s开始振动，则可知M波传播到x＝0处的时刻为t＝1.25 s时，之后1 s时间M波在x＝0处恰好振动一个周期回到平衡位置，可知，在t＝2.25 s后，两列波均使x＝0的质点振动，故C正确；由以上分析知，在t＝2.25 s时x＝0处的质点处于平衡位置，再经过0.75 s，恰好是M波的波谷与N波的波峰同时传播到了x＝0处，此时的位移为y＝－6 cm＋4 cm＝－2 cm，故D错误。故选AC。 22.解析：(1)所用游标卡尺的游标尺为20分度，则最小刻度为0.05 mm，读图可知小球直径为d＝10 mm＋14×0.05 mm＝10.70 mm。 (2)该同学根据实验数据猜想单摆的周期T可能与其摆长L成正比关系，而为了验证该同学猜想的正确性，最好的办法就是根据测量数据作出T­L的图像，若该图像是一条过原点的倾斜直线，则能证明该同学的猜想正确。 (4)由题(3)中得到的T2和L的关系式在误差允许范围内为T2＝4.06L，而根据单摆周期的计算公式T＝2π ，联立可得g≈9.7 m/s2。 答案：(1)10.70　(2)作出T­L图像，看其图线是否是过原点的直线　(4)9.7 23.解析：(1)由于电池的内阻较小，为增大电压表的测量范围，将定值电阻并入电源的内阻，作为等效内阻进行测量，故选甲。 (2)所测为两节干电池的电动势和内阻，而两节干电池的电动势大约为3 V，故电压表应选择D；而根据直除法，即电源的电动势除以电路中电阻的最小值，即粗略记为定值电阻的阻值，此时滑动变阻器接入电路阻值为零，得到的这个粗略值认为是电路中电流的最大值，再根据电表的选取原则，读数不能小于总量程的三分之一，则可知电流表应选择C。 (3)描点后如图所示，在U­I图像中，图线与纵轴的交点表示电源的电动势，而通过该测量电路做出的图像的斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻大小之和，则通过读图可得电源的电动势为E＝2.9 V，电源的内阻为r＝ Ω－5 Ω≈1.6 Ω。根据闭合电路的欧姆定律E＝U＋I(R0＋r)，由于电压表的分流作用，实际的干路电流要比测量值大，因此该实验测出的电动势要比真实值偏小。 (4)在该实验中，灵敏电流计示数为0，说明此刻滑片触头P到金属丝d端两点间的电势差与待测电源的电动势相同，此时可认为金属丝长和L长两部分串联，再根据串联分压原理可得待测电源的电动势为E＝0.75U0。 答案：(1)甲　(2)C　D　(3)见解析图　2.9　1.6　偏小 (4)0.75U0 24.解析：(1)物块固定，小球沿着圆弧滚至轨道末端的过程中 mgR＝mv 小球滑离轨道末端后做平抛运动 h＝gt2 小球落地时与轨道末端的水平距离x0＝v0t 联立解得x0＝ m。 (2)物块不固定时，小球从圆弧轨道上滚下的过程中，物块和小球组成的系统在水平方向动量守恒。设小球滑离轨道末端时，小球的速度为v1，物块的速度为v2。 mv1＝Mv2 由能量守恒可得 mgR＝mv＋Mv 小球落地时与轨道末端的水平距离x＝v1t＋v2t 联立解得x＝0.8 m。 答案：(1) m　(2)0.8 m 25.解析：(1)设小球B受到的电场力为F1＝qE 对小球B受力分析如图所示， 小球B静止，受力平衡得F1－F＝mgtan α 联立解得F＝mg。 (2)小球A撤去后，小球B在电场力、重力和细线拉力作用下做变速圆周运动，当重力和电场力的合力沿着半径方向时小球速度最大。设小球速度最大时，细线与竖直方向的夹角为θ。由几何关系可得tan θ＝ 小球B从初始位置运动到速度最大位置，在竖直方向的位移为 y＝lcos α－lcos θ 在水平方向的位移为 x＝lsin θ－lsin α 由动能定理得F1x－mgy＝mv2 解得v＝。 答案：(1)mg　(2) 26.解析：(1)当F作用在线框上时，可知线框与金属棒之间会发生相对滑动。线框进入磁场时做匀速直线运动，线框受到的安培力FA＝BIL 线框进入磁场产生的电动势E＝BLv 线框中的电流I＝ 由线框受力平衡得F＝μ1mg＋2μ2mg＋FA 联立可得v＝3 m/s。 (2)对线框进入磁场之前进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 F－μ1mg－2μ2mg＝ma1 线框进入磁场之前做匀加速运动，运动时间为t1＝ 金属棒进入磁场前做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 μ1mg＝ma2 金属棒加速到与金属线框相同速度时，根据运动学公式 t2＝ 磁场宽度d＝v(t2－t1) 联立解得d＝1.5 m。 (3)金属棒进入磁场瞬间，假设线框和金属棒具有相同加速度，由牛顿第二定律得 FA＋2μ2mg＝2ma 由上式解得a＝2 m/s2 对金属棒FA－f＝ma 解得f＝1 N 因f<μ1mg，可见线框和金属棒不会有相对滑动，将保持相对静止共同做减速运动，之后因安培力在不断减小，可知线框与金属棒一起做加速度减小的减速运动。 导体棒进入磁场之前运动的距离为x，由运动学公式得 v2＝2a2x 由上式计算得到x大于磁场区域的宽度，因减速过程加速度小于加速过程的加速度，可知金属棒能够滑出磁场区域，出磁场后跟线框一起匀减速直到停下。 设金属棒从进入磁场到停下的时间为t3，在磁场中运动时间为t′ 从金属棒进入磁场到停下的过程中，根据动量定理可得 2μ2mgt3＋BLt′＝2mv 由金属棒中的平均电流与时间的乘积表示电荷量可得 q＝t′ 由法拉第电磁感应定律可得q＝ 导体棒和金属框运动的总时间为t＝t2＋t3 联立解得t＝6 s。 答案：(1)3 m/s　(2)1.5 m　(3)6 s 学科网（北京）股份有限公司 $$