【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）(15)

高考物理模拟试题精编新课标卷(十五) (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.某简谐横波在t＝2 s时的波形图如图甲所示，在该波传播方向上有两质点B、C(图中均未画出)，B、C平衡位置间的距离为Δx＝1 m，其中B的振动图像如图乙所示，则C的振动图像可能是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 15.我国北斗三号使用的氢原子钟是世界上最先进的原子钟。它每天的变化只有十亿分之一秒，它是利用氢原子吸收或释放能量发出的电磁波来计时的。如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射三种不同频率的光子，能量最大光子与能量最小光子的能量差为(　　) A.13.6 eV　　　　　 B.12.09 eV C.10.2 eV D.1.89 eV 16.如图所示，密闭容器中一定质量理想气体的状态由A经B变化到C，再回到A，完成循环。下列说法正确的是(　　) A.①过程气体对外做功同时放出热量 B.③过程外界对气体做的功小于气体放出的热量 C.①②过程吸收的总热量等于③过程放出的热量 D.③过程单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少 17.一个物块在光滑的水平面上受到水平恒力F的作用，从静止开始做匀加速直线运动，计时开始的-t图像如图甲所示，v2-x图像如图乙所示，据图像的特点与信息分析，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙　　 A.x＝1 m时物体的速度为8 m/s B.图乙的斜率是图甲的斜率的2倍 C.图甲中的y＝8 m/s D.t＝1 s时物体的速度为4 m/s 18.我国首颗超百Gbps容量的高通量地球静止轨道通信卫星中星26号于北京时间2023年2月23日在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星将与中星16号、中星19号共同为用户提供高速的专网通信和卫星互联网接入等服务。中星26与某一椭圆轨道侦察卫星的运动轨迹以及某时刻所处位置、运行方向如图所示，两卫星的运行周期相同，两个轨道相交于A、B两点，CD连线过地心，E、D分别为侦察卫星的近地点和远地点。下列说法正确的是(　　) A.E、D两点间距离为中星26号卫星轨道半径的2倍 B.侦察卫星从D点到A点过程中机械能逐渐增大 C.相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积等于侦察卫星与地球的连线扫过的面积 D.中星26在C点线速度v1等于侦察卫星在D点线速度v2 19.如图所示，轻弹簧左端固定，右端连接物体A，物体A置于光滑水平桌面上，物体A和B通过细绳绕过定滑轮连接。已知物体A和B的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，不计滑轮摩擦。物体A位于O点时，系统处于静止状态，物体A在P点时弹簧处于原长。现将物体A由P点静止释放，物体A不会和定滑轮相碰，当物体B向下运动到最低点时，绳子恰好被拉断且弹簧未超过弹性限度，则(　　) A.由P点释放物体A瞬间，物体A的加速度为零 B.绳子能承受的最大拉力为mg C.从P点到O点，物体A动能的增加量小于重力对物体B所做功与弹簧弹力对A做的功之和 D.从P点到O点，物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于物体B所受重力对B做的功 20.速度选择器可以使一定速度的粒子沿直线运动，如图甲所示。霍尔元件的工作原理与速度选择器类似，某载流子为电子的霍尔元件如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 　　甲　　　　　　　　　　　　乙 A.图甲中，电子以速度大小v＝从Q端射入，可沿直线运动从P点射出 B.图甲中，电子以速度大小v>从P端射入，电子向下偏转，轨迹为抛物线 C.图乙中，仅增大电流I，其他条件不变，MN之间的霍尔电压将增大 D.图乙中，稳定时霍尔元件M侧的电势低于N侧的电势 21.如图所示，A、B、C是等边三角形的三个顶点，AB边的中点为M，BC边的中点为N，O点为三角形的中心，分别在A、B、C固定放置电荷量为＋Q、＋Q、－Q的点电荷时，下列说法正确的是(　　) A.M、N两点的电场强度大小相等 B.M点的电势高于N点的电势 C.将一个不计重力的负电荷沿直线由O点向C点移动的过程中，电势能逐渐减小 D.将一个不计重力的负电荷沿直线由O点向N点移动的过程中，受到的电场力做负功 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)某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的关系，装置如图(a)所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触(但不连接，弹簧为原长)，记录弹簧原长位置，现让滑块压缩弹簧至P点并锁定，P点位置坐标记为x0，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐标记为x1。实验步骤如下： 图(a) 　　　　图(b)　　　　　　　　　　图(c) (1)用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图(b)所示，d＝　　　　cm； (2)将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电门的时间Δt，再测量滑块停止时的位置坐标记为x2，若已知遮光片与滑块总质量为m，则弹簧的弹性势能Ep＝　　　　(用物理量符号表示)； (3)改变P点的位置，记录弹簧形变量x1－x0的数值，多次重复步骤(2)，通过计算得到多组Ep值，选择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系； (4)若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以为纵坐标，以x为横坐标得图像如图(c)所示，设重力加速度为g，则该同学选择的横坐标x为　　　　，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数μ＝　　　　(用物理量的符号表示)。 23.(12分)某实验小组用图甲所示的电路探究某灯泡的电阻和功率随电压变化的规律，该灯泡在25 ℃时的电阻约为2.5 Ω，所加电压为2 V时的电阻约为4.0 Ω。图甲中其他部分器材的参数如下： 电源(电动势为4 V，内阻不计)； 电压表(量程为3 V时内阻约为3 kΩ，量程为15 V时内阻约为15 kΩ)； 电流表(量程为0.6 A时内阻约为0.1 kΩ，量程为3 A时内阻约为0.02 kΩ)。 甲 乙 (1)将图甲所示的实验电路补充完整，要求灯泡两端的电压自零开始调节； (2)电压表示数用U表示，电流表示数用I表示，调整滑动变阻器滑片位置，得到多组U、I数据，根据得到的U、I数据画出的U-I图像如图乙所示，由图像可得灯泡在U＝1.0 V 时的电阻为　　　　Ω(保留两位有效数字)，由于实验存在系统误差，该测量值比真实值　　　　(选填“偏大”“偏小”或“相等”)； (3)将两个这样的小灯泡串联后接在电动势为3 V，内阻为2 Ω的电源上，则每个小灯泡消耗的功率约为　　　　W，电源的效率约为　　　　(保留两位有效数字)。 24.(10分)如图所示，一玻璃柱体的横截面积由半径为R的半圆AEB和等腰直角三角形ABC组成，O为圆心，AB为竖直直径，ED垂直于AB相交于O。平行于ED的光线GF从F点射入玻璃体，刚好经过D点，∠EDF＝30°，光在真空中的传播速度为c。求： (1)玻璃的折射率； (2)光线在玻璃中的传播时间。 25.(14分)如图所示，与水平面夹角θ＝30°的传送带正以v＝2 m/s的速度沿顺时针方向匀速运行，A、B两端相距l＝10 m。现每隔1 s把质量m＝1 kg的工件(视为质点)轻放在传送带A端，在传送带的带动下，工件向上运动，工件与传送带间的动摩擦因数μ＝，g取10 m/s2，求： (1)两个工件间的最小距离； (2)传送带满载时与空载时相比，电机对传送带增加的牵引力。 26.(20分)如图所示，两光滑平行金属导轨MN、PQ间距为L，与水平面成θ＝30°，MP间接有阻值为R的电阻。完全相同的两金属棒ab、cd垂直导轨放置，与导轨接触良好。两棒质量均为m，电阻也均为R。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，方向垂直斜面向上，导轨电阻不计。开始时让ab、cd静止于卡槽EF处，现用轻质绝缘细绳一端连接ab，另一端绕过光滑定滑轮与重物W相连，用手托着重物W使细绳伸直且恰无张力。放手后重物W下降的高度为x时，ab棒的速度达到最大，此时cd棒对卡槽EF恰好无压力。已知重力加速度为g，在ab棒从开始运动到最大速度的过程中，求： (1)重物W的质量及ab棒的最大速度vmax； (2)电阻R上产生的焦耳热QR； (3)ab棒运动的时间t。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高考物理模拟试题精编新课标卷(十五) 题号 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 C C B D A BC CD BD 14.C　根据波形图像可得波长λ＝4 m，根据振动图像可得周期T＝2 s，两质点之间的距离Δx＝1 m＝λ，根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟T或者提前T，如图所示，符合条件的只有选项C。故选C。 15.C　大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射三种不同频率的光子，可知氢原子跃迁到了n＝3的能级，则从n＝3能级向低能级跃迁时能量最大光子与能量最小光子的能量差为三种光子的最大能量差为ΔE＝(E3－E1)－(E3－E2)＝E2－E1＝－3.40 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，故选C。 16.B　由题图可知，①过程气体体积增大，对外做功。气体温度保持不变，即内能不变，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知需要吸收热量，故A错误；同理，③过程气体热力学温度降低，即内能减小，由热力学第一定律可知，外界对气体做的功小于气体放出的热量，故B正确；由题图过程①气体对外做的功W1＝(4V0－V0)，过程②气体体积不变W2＝0，过程③气体压强不变，体积减小，外界对气体做的功W3＝p3(4V0－V0)，<p，所以W1和W3在数值上不等，气体经①②③过程完成循环，由热力学第一定律，①②过程吸收的总热量不等于③过程放出的热量，故C错误；根据＝C，可知③过程AC连线过原点，气体压强保持不变，③过程温度降低，体积减小，分子平均动能减小，单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数增多，故D错误。故选B。 17.D　当x＝1 m，由图乙可知v2＝8 m2/s2，解得v＝2 m/s，故A错误；由初速度为0的匀加速直线运动规律可得x＝at2，则有＝t，可得甲图的斜率为k甲＝＝，由v2＝2ax，可知乙图的斜率为k乙＝2a＝8，解得a＝4 m/s2， 则k乙＝4k甲，图甲中的y＝4 m/s，故BC错误；t＝1 s时物体的速度为v′＝at＝4 m/s，故D正确。故选D。 18.A　由题知，两卫星的运行周期相同，则根据开普勒第三定律可知＝，则DE＝ 2r，A正确；侦察卫星从D点到A点过程中只有万有引力做功，机械能守恒，B错误；根据题意可知，中星26与椭圆轨道侦察卫星的运行周期都为T，由开普勒第三定律可知，中星26的轨道半径等于侦察卫星的半长轴，令相等时间为周期T，则中星26与地球的连线扫过的面积为圆的面积，侦察卫星与地球的连线扫过的面积为椭圆面积，由于圆的面积大于椭圆面积可知，相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积大于侦察卫星与地球的连线扫过的面积，C错误；以地球中心为圆心，过D点建一个辅助圆轨道，设该轨道的卫星的线速度为v3，则从侦察卫星轨道到辅助圆轨道要点火加速，则v2<v3，再根据v＝ ，可知v1>v3>v2，D错误。故选A。 19.BC　在Р点释放物体A瞬间，弹簧弹力为零，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得mBg＝(mA＋mB)a，解得a＝＝g，可知初始时刻物体A的加速度为g，故A错误；当物体B向下运动到最低点时，根据对称性可知，此时B的加速度大小为g，方向向上，根据牛顿第二定律可得Tm－mBg＝mBa，解得绳子能承受的最大拉力为Tm＝mg，故B正确；根据能量守恒可知，物体B减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和A、B的动能之和，所以重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和等于物体A、B的动能之和，则物体A动能的增加量小于重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和，故C正确；物体B所受重力对B做的功等于物体B减少的重力势能，根据能量守恒可知，物体B减少的重力势能等于物体A与弹簧所组成的系统机械能的增加量与物体B的动能增加量之和，故D错误。故选BC。 20.CD　当电子从Q→P时，所受电场力向上，洛伦兹力向上，合力不会为零，电子不能做直线运动，故A错误；电子以速度大小v>，从P端射入，则qE<qvB，电子向下偏转，所受合力为变力，轨迹不可能为抛物线，故B错误；图乙中，设霍尔元件厚度为h，宽为d，由evB＝e，I＝neSv，S＝hd，可得UH＝，仅增大电流I，其他条件不变，UH将增大，故C正确；根据左手定则可判断电子受到的洛伦兹力向左，所以M侧电势低，N侧电势高，故D正确。故选CD。 21.BD　根据电场强度E＝k及平行四边形定则，M点的电场强度小于N点的电场强度，故A错误；M点距正电荷较近，N点距负电荷较近，则M点的电势高于N点的电势，故B正确；将一个不计重力的负电荷沿直线由O点向C点移动的过程中，电场力做负功，电势能逐渐增大，故C错误；将一个不计重力的负电荷沿直线ON由O点向N点移动的过程中，受到C点的负电荷和B点的正电荷的合电场力垂直于ON，不做功，受到A点的正电荷的电场力做负功，故D正确。故选BD。 22.解析：(1)游标卡尺主尺读数为1.3 cm，游标尺读数为0×0.1 mm，则d＝1.30 cm。 (2)x1位置的速度为v＝，根据功能关系有Ep＝μmg(x2－x0)，根据动能定理有－μmg(x2－x1)＝0－mv2，解得Ep＝。 (4)x1－x2的过程中，根据动能定理有－μmg(x2－x1)＝0－mv2，可得＝，则横坐标应为x2－x1，根据图像斜率可知k＝＝，解得μ＝。 答案：(1)1.30　(2)　(4)x2－x1　 23.(1)要求灯泡两端的电压自零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法；电动势为4 V，则电压表量程选择3 V，由于灯泡的电阻远小于电压表内阻，则电流表应采用外接法，则实物连线如图所示。 (2)根据U ­I图像可知，U＝1.0 V时，电流为I＝0.5 A，此时灯泡电阻为R＝＝ Ω＝2.0 Ω。由于电流表采用外接法，误差来源于电压表的分流，使得电流表的示数大于通过灯泡的实际电流，则灯泡电阻的测量值比真实值偏小。 (3)将两个这样的小灯泡串联后接在电动势为3 V，内阻为2 Ω的电源上，设每个灯泡的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律可得E＝2U＋Ir，可得3＝2U＋2I，在灯泡的U ­I图像画出对应关系图像，如图所示。由图像交点可知，每个小灯泡消耗的功率约为P＝UI＝1×0.5 W＝0.50 W，电源的效率约为η＝＝＝≈67%。 答案：(1)见解析图　(2)2.0　偏小　(3)0.50　67% 24.解析：(1)光线从空气射入玻璃入射角为60°，折射角为30°。 折射率为n＝ 解得n＝。 (2)由几何关系得FD＝2Rcos 30°，DH＝ 光线在玻璃中的速度为v＝ 光线在玻璃中的传播时间t＝ 解得t＝。 答案：(1)　(2) 25.解析：(1)对工件受力分析，根据牛顿第二定律 μmgcos θ－mgsin θ＝ma 工件放上传送带后的加速度大小 a＝＝2.5 m/s2 经过t1时间与传送带速度相等，则加速时间、运动距离分别为 t1＝＝0.8 s，x1＝t1＝0.8 m 再过t2＝0.2 s，放下一个工件，此时该工件距前一个工件的距离最小，有 x＝x1＋vt2 代入数据解之得x＝1.2 m。 (2)工件与传送带同速后相对静止，在静摩擦力作用下做匀速直线运动直到B端，匀速距离为l－x1＝vt3 解得每个工件在传送带上的运动时间t＝t1＋t3＝5.4 s 当第1个工件刚到达B端时，第6个工件已经在传送带上运动了0.4 s，而第7个工件还未放上；传送带上满载时，有1个工件在传送带上滑动，有5个工件相对传送带静止，传送带受到的摩擦力 f＝μmgcos θ＋5mgsin θ＝32.5 N 故电机对传送带增加的牵引力 F＝f＝32.5 N。 答案：(1)1.2 m　(2)32.5 N 26.解析：(1)ab棒达到最大速度时，以cd棒为研究对象，受力平衡 BIcdL＝mgsin θ 以ab棒和重物W为研究对象，此时受力分析得 Mg＝mgsin θ＋BIabL 根据欧姆定律 Iab＝2Icd 联立解得M＝m 根据闭合电路欧姆定律E＝IabR总 其中R总＝R＋R＝R 根据法拉第电磁感应定律E＝BLvmax 联立解得vmax＝。 (2)对该系统根据能量守恒有 Mgx－mgxsin θ＝(M＋m)v＋Q总 其中电阻R上产生的焦耳热 QR＝×Q总＝Q总＝mgx－。 (3)设此过程中绳子的平均张力为，对重物W，由动量定理得 Mgt－t＝Mvmax 对ab棒，由动量定理得 t－(mgsin θ)·t－BabL·t＝mvmax 其中ab＝＝＝ 联立解得t＝＋。 答案：(1)m　　(2)mgx－ (3)＋ 学科网（北京）股份有限公司 $$