【高考领航】2025年高中物理学业水平选择性考试模拟试题（河北）(2)

高中物理学业水平选择性考试模拟试题(二) (考试时间：75分钟　试卷满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求) 1．图甲为研究光电效应的电路，K极为金属钠(截止频率为5.53×1014 Hz，逸出功为2.29 eV)。图乙为氢原子能级图。氢原子光谱中有四种可见光，分别是从n＝6、5、4、3能级跃迁到n＝2能级产生的。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 A．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 B．大量处于n＝5能级的氢原子最多能辐射出8种不同频率的光 C．仅将图甲中P向右滑动，电流计示数一定变大 D．仅将图甲中电源的正负极颠倒，电流计示数一定为0 2．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲乙两个互感器(均为理想器材)，两互感器原、副线圈的匝数比分别为200∶1和1∶20，降压变压器原副线圈的匝数比为200∶1，电压表的示数为220 V，电流表的示数为5 A，输电线路总电阻r＝20 Ω，则下列说法正确的是(　　) A．互感器甲是电流互感器，互感器乙是电压互感器 B．输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5% C．用户端的电压U4为200 V D．用户使用的用电设备增多，流过电流互感器的电流减小 3.战绳训练需要训练者上下交替摆动两根粗重的绳子，训练者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，研究发现战绳训练能将训练者的最大氧气摄入量增加50%，对训练者的心肺水平也是一个挑战。若以手的平衡位置为坐标原点，训练者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，若右手抖动的频率是2 Hz，下列说法正确的是(　　) A．该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向 B．该绳波传播速度为2 m/s C．再经过0.25 s，Q点到达x轴上方对称位置 D．从该时刻开始计时，质点P的振动方程为y＝20sin cm 4．如图所示，倾角为30°的光滑斜坡足够长，某时刻A球和B球同时在斜坡上向上运动，开始运动时A球在斜坡底，初速度是10 m/s，B球在斜坡上距离坡底6 m的地方，初速度是5 m/s，经过时间t两球相遇，相遇点到坡底的距离为L，重力加速度g＝10 m/s2，则(　　) A．t＝1.4 s B．t＝2.2 s　　　　　 C．L＝8.4 m　　　　　 D．L＝4.8 m 5.人类首次发现的引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞互相绕转最后合并的过程。设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径，两个黑洞的总质量为M，两个黑洞中心间的距离为L，则(　　) A．黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量 B．黑洞A的线速度一定小于黑洞B的线速度 C．其运动周期T＝ D．两个黑洞的总质量M一定，L越大，角速度越大 6.某学习小组设计了一种测温装置，用于测量教室内的气温(教室内的气压为一个标准大气压，相当于76 cmHg产生的压强)，结构如图所示，导热性能良好的大玻璃泡A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，B管内水银面的高度x可反映所处环境的温度，据此在B管上标注出温度的刻度值。当教室内温度为7 ℃时，B管内水银面的高度为20 cm。B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则以下说法正确的是(　　) A．B管上所刻的温度数值上高下低 B．B管内水银面的高度为16 cm时，教室内的温度为17 ℃ C．B管上所刻的温度数值间隔是不均匀的 D．若把这个已刻好温度值的装置移到高山上，测出的温度比实际温度偏高 7．如图所示，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点处分别放置一对电荷量都为q的正、负点电荷。图中的a、b、c、d是其他的四个顶点，下列表述正确的是(　　) A．a点电势高于c点电势 B．a、c两点电场强度的比值为2 C．a、b、c、d四个顶点处电场方向不相同 D．将正点电荷移到c点，b点的电场强度不变 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入。CD为光学传感器，可以探测光的强度，从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示。现将这种新材料制成的一根光导纤维束暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同)，用同种激光从光导纤维束端面EF射入，且光线与EF夹角为β，如图丙所示。则(　　) A．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小 B．该新材料的折射率为 C．若该激光在真空中波长为λ，则射入该新材料后波长变为λ D．若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则β角需满足0°<β<180° 9．细线拉着一质量为m的带电小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，该区域内存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，小球所受电场力水平向右，大小是其重力的倍，圆周上A点在圆心的正上方，小球过A点时的速度大小为v0，方向水平向左，除受重力、电场力及细线的拉力外小球不受其他力的作用，重力加速度为g，在小球做圆周运动的过程中(　　) A．小球最小速率为 B．小球速率最小时其电势能最大 C．若小球过A点时细线断开，之后小球电势能最大时速率为 D．若小球过A点时细线断开，之后小球电势能最大时速率为 10．如图所示，两电阻不计的光滑平行导轨水平放置，MN部分的宽度为2l，PQ部分的宽度为l，金属棒a和b的质量分别为2m和m，其电阻大小分别为2R和R，a和b分别静止在MN和PQ上，垂直于导轨且相距足够远，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现对金属棒a施加水平向右的恒力F，两棒运动时始终保持平行且a总在MN上运动，b总在PQ上运动，经过足够长时间后，下列说法正确的是(　　) A．金属棒a与b均做匀速直线运动且距离逐渐减小 B．金属棒a与b均做匀变速运动且加速度之比为1∶2 C．流过金属棒a的电流大小为 D．回路中的感应电动势保持不变大小为 选 择 题 答 题 栏 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 三、非选择题(本题共5小题，共54分。考生根据要求作答) 11．(6分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L，接通电源使光源正常工作，发出白光。 (1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则________。 A．可观察到水平方向的干涉条纹 B．可观察到竖直方向的干涉条纹 C．看不到干涉现象 (2)若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中________。 A．观察不到干涉条纹 B．可观察到明暗相间的白条纹 C．可观察到彩色条纹 (3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________。 A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 (4)若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ＝________，分划板刻线在某条亮条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为________mm。 12．(9分)某学习小组要测量一个电源的电动势及内阻。除该电源外还准备的器材有：一个电阻箱R(最大阻值99.9 Ω)，一个量程为“0～200 mA”、内阻是10 Ω的电流表A，一个阻值为5 Ω的定值电阻R0，一个开关和若干导线。 (1)同学们利用欧姆表来核实电流表A及定值电阻R0的阻值，已知它们的阻值都是准确的，当欧姆表两表笔与电阻R0相连时，欧姆表指针恰好偏转到满刻度的，当欧姆表两表笔与电流表A相连时，欧姆表指针将偏转到满刻度的________(用分数表示)，连接时要注意红表笔要与电流表的________(填“正”或“负”)接线柱相连。 (2)由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们利用定值电阻R0将该电流表进行改装，改装后的量程为________A。 (3)设计的测量电路如图甲所示。若实验中记录电阻箱的阻值R和电流表的示数I，并计算出，得到多组数据后描点作出R-图线如图乙所示，则该电源的电动势E＝_______V，内阻r＝_______Ω。(结果保留两位有效数字) 甲　　　　　　　　　　　　乙 13.(10分)如图所示，两个相同的密闭导热汽缸竖直放置，汽缸内壁光滑，底部由一可忽略容积的细管连通，汽缸高均为l、横截面积均为S，不计厚度、质量分别为m和2m的活塞与两汽缸顶部紧密贴合(不粘连)。开始时汽缸中为真空，现从阀门A、B分别向汽缸中缓慢注入理想气体Ⅰ和Ⅱ，同时缓慢释放两活塞，当两活塞均位于汽缸正中间位置时关闭两个阀门。随着外部温度由T0开始缓慢升高，右侧汽缸中活塞位置不断上升，已知重力加速度为g，求： (1)温度刚开始升高时，气体Ⅰ的压强； (2)当右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时，环境的温度。 14.(13分)如图所示，光滑水平面AB的左侧有一固定的竖直挡板，在B端放置两个滑块，滑块甲的质量M＝0.4 kg，滑块乙的质量m＝0.2 kg，两滑块间固定一压缩弹簧(图中未画出)，水平面B端紧靠倾角θ＝37°的传送带，传送带与水平面通过B端小圆弧平滑连接，传送带逆时针转动，速率恒为v＝2 m/s。现解除滑块间弹簧，两滑块分别向左右弹开，滑块乙经过B处冲上传送带，恰好到达C端，然后返回到B端。已知光滑水平面A、B长度为6 m，B、C两端间的距离L＝3.2 m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，滑块与竖直挡板、两滑块间的碰撞均为弹性碰撞。滑块通过B处时无机械能损失。两滑块均可看作为质点。求： (1)压缩弹簧储存的弹性势能Ep； (2)滑块乙从B端滑上传送带到第一次回到B端的时间t； (3)滑块乙第一次返回到AB面上后与滑块甲碰撞的位置及碰后二者的速度大小。 15.(16分)如图所示，在平面坐标系xOy中，在x轴上方空间内充满匀强磁场Ⅰ，磁场方向垂直纸面向外，在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带正电离子从x轴上的M点射入电场，速度方向与x轴正方向夹角为45°，之后该离子从N点射入磁场Ⅰ，速度方向与x轴正方向夹角也为45°，速度大小为v，离子在磁场Ⅰ中的轨迹与y轴交于P点，最后从Q点射出第一象限，不计离子重力。 (1)求第三象限内电场强度E的大小； (2)求出P点的坐标； (3)边长为d的立方体中有垂直于AA′C′C面的匀强磁场Ⅱ，立方体的ABCD面刚好落在坐标系xOy平面内的第四象限，A点与Q点重合，AD边沿x轴正方向，离子从Q点射出后在该立方体内发生偏转，且恰好通过C′点，设匀强磁场Ⅰ的磁感应强度为B1，匀强磁场Ⅱ的磁感应强度为B2，求B1与B2的比值。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高中物理学业水平选择性考试模拟试题(二) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C C D B BCD AC BD 1.A　从n＝6、5、4、3能级跃迁到n＝2能级产生的光的能量分别为3.02 eV、2.86 eV、2.55 eV、1.89 eV，大于2.29 eV的跃迁有三种，即氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应，选项A正确；大量处于n＝5能级的氢原子最多能辐射出C＝10种不同频率的光，选项B错误；仅将图甲中P向右滑动，正向电压变大，则开始阶段电流计示数变大，当达到饱和光电流时，电流不再增加，选项C错误；仅将图甲中电源的正负极颠倒，光电管加反向电压，仍可能有光电子到达A极，即电流计示数不一定为0，选项D错误。故选A。 2．B　互感器甲并联在零火线上，所以是电压互感器，互感器乙串联在电路中，是电流互感器，故A错误；电流表的示数为5 A，互感器原、副线圈的匝数比1∶20，则线路上电流I＝100 A，线路上损耗的功率P损＝I2r＝200 kW，电压表的示数为220 V，匝数比为200∶1，所以输送电压U2＝44 000 V，功率P＝U2I＝4400 kW，则输电线路上损耗的功率约占输电总功率的×100%＝4.5%，故B正确；降压变压器初级电压U3＝44 000 V－100×20 V＝42 000 V，用户端的电压U4＝＝210 V，选项C错误；用户使用的用电设备增多，用户回路电流变大，则输送电流变大，流过电流互感器的电流变大，故D错误。故选B。 3．C　由波形图可知，该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向，选项A错误；该绳波传播速度为v＝＝ m/s＝8 m/s，选项B错误；再经过0.25 s＝T，Q点到达x轴上方对称位置，选项C正确；从该时刻开始计时，开始时P振动方向沿y轴负向，ω＝2πf＝4π rad/s，则质点P的振动方程为y＝20sin(4πt＋π) cm，选项D错误。故选C。 4．C　两球在光滑斜面上运动的加速度均为a＝＝gsin θ＝5 m/s2，根据题意有vAt－at2＝d＋vBt－at2，解得t＝1.2 s，此过程中A球发生的位移为L＝vAt－at2＝ m＝8.4 m，即相遇点到坡底的距离为8.4 m。故选C。 5．C　设两个黑洞质量分别为mA、mB，轨道半径分别为RA、RB，角速度为ω，则由万有引力定律可知＝mAω2RA，＝mBω2RB，RA＋RB＝L，联立可以得到＝，而RA>RB，所以mA<mB，故选项A错误；由于二者角速度相等，则线速度分别为vA＝ωRA，vB＝ωRB，则vA>vB，故选项B错误；联立方程式＝mAω2RA，＝mBω2RB，RA＋RB＝L，可以得到M＝mA＋mB＝，而且T＝，整理可以得到T＝2π ，可知当总质量M一定，L越大，则T越大，角速度越小，故选项C正确，D错误。故选C。 6．D　当温度升高时，管内气体体积变大，B管液面降低，则B管上所刻的温度数值上低下高，故A错误；B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，可认为气体做等容变化，则当温度为7 ℃时候，设温度为T1＝273 K＋7 K＝280 K，大玻璃泡A内气体压强为p1＝76 cmHg－20 cmHg＝56 cmHg，温度改变为T2时，气体压强为p2＝76 cmHg－16 cmHg＝60 cmHg，根据＝，可得T2＝300 K＝27 ℃，选项B错误；温度改变为T时，气体压强为p＝76－x，根据＝，可得T＝380－5x，则B管上所刻的温度数值间隔是均匀的，选项C错误；若把这个已经刻好温度值的装置移到高山上，大气压强比地面偏小，导致A内体积偏大，管内液面下降，则测出的温度比实际偏高，故D正确。故选D。 7．B　因a、c两点在过等量异号电荷连线的中垂面上，可知a点电势等于c点电势，选项A错误；a点电场强度Ea＝，两电荷在c点产生的场强竖直方向的分量抵消，则水平方向叠加的电场强度Ec＝cos45°＝，则a、c两点电场强度的比值为2，选项B正确；a、b、c、d四个顶点都处在两电荷连线的中垂面上，则四点处电场方向相同，选项C错误；原来b点在两电荷连线的中垂面上，b点场强方向垂直中垂面指向负电荷一方；将正点电荷移到c点，b点仍在两电荷连线的中垂面上，b点场强方向仍垂直中垂面指向负电荷一方，但是由于两个中垂面不同，则b点的电场强度一定不同，则场强要变化，选项D错误。故选B。 8．BCD　图甲中若减小入射角θ，则反射角减小，折射角也减小，则反射光线和折射光线之间的夹角将变大，选项A错误；由图乙可知，当入射角大于45°时，反射光线的强度不再变化，可知临界角为C＝45°，则该新材料的折射率为n＝＝，选项B正确；若该激光在真空中波长为λ，则λ＝，射入该新材料后波长变为λ′＝＝＝λ，选项C正确；若该束激光恰好不从光导纤维束侧面外泄，则β角需满足n＝，解得β＝0°，则若该束激光不从光导纤维束侧面外泄0°<β<180°，选项D正确。故选BCD。 9．AC　如图所示，当小球到达B点时小球的速度最大，到达C点时速度最小，BC连线与竖直方向夹角为tan θ＝＝，可知θ＝60°，由A到C由动能定理mgR(1－cos60°)－qERsin 60°＝mv－mv，解得vC＝，选项A正确；电场方向沿水平方向，则电势最高点和最低点应该在水平直径的两端，则C点不是电势能最大的位置，选项B错误；若小球过A点时细线断开，之后小球电势能最大时水平速度减为零，则此时的时间t＝＝，竖直方向做自由落体，则此时的速率为v＝vy＝gt＝，选项C正确，D错误。故选AC。 10．BD　对ab整体分析，由于受恒定拉力作用，则经过足够长时间后最终达到稳定状态，此时回路中的感应电动势保持恒定，则回路中的电流恒定，设两棒的加速度为a1、a2，有E总＝B·2l－Bl，由于电动势恒定，则对上式两边求变化率有0＝2Bla1－Bla2，则可得a2＝2a1，故金属棒a与b均做匀变速运动且加速度之比为1∶2，选项A错误，B正确；根据受力分析，由牛顿第二定律得F－F1＝2ma1，F2＝ma2，F1＝2F2，F2＝BIl，联立解得I＝，由于金属棒a、b串联，则流过a的电流大小也为，故C错误；回路中的感应电动势保持不变，大小为E＝I(2R＋R)＝，选项D正确。故选BD。 11．解析：(1)因为该实验是双缝干涉实验，a是单缝，b是双缝，若均竖直放置，观察到的是竖直方向的干涉条纹，故选B。 (2)若取下红色滤光片，白光干涉条纹为彩色的，故选C。 (3)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，需要减小条纹间距，由Δx＝λ可知，需要减小双缝到屏的距离L或增大双缝间的距离d，故选B。 (4)条纹间距Δx＝、又知Δx＝λ，两式联立得λ＝，此游标卡尺精度值为0.05 mm，读数等于主尺读数与游标尺读数之和，故有x＝31 mm＋2×0.05 mm＝31.10 mm。 答案：(1)B　(2)C　(3)B　(4)　31.10 12．解析：(1)电流表A的内阻是10 Ω，定值电阻R0阻值为5 Ω，当欧姆表两表笔与电阻R0相连时，欧姆表指针恰好偏转到满刻度的，则Ig＝，当欧姆表两表笔与电流表A相连时，nIg＝，又Ig＝，解得n＝，连接时要注意红表笔要与电流表的负接线柱相连。 (2)将定值电阻R0与电流表并联进行改装，改装后的量程为I＝Ig＋＝ A＝0.6 A。 (3)根据电路可知，电流表读数为I时，总电流为3I，则E＝IRg＋3I(R＋r)，即R＝·－，由图像可知＝＝2，＝6，解得E＝6.0 V，r＝ Ω≈2.7 Ω。 答案：(1)　负　(2)0.6　(3) 6.0　2.7 13．解析：(1)对右侧汽缸中的活塞，由受力平衡有p2S＝2mg 对左侧汽缸中的活塞，由受力平衡有p2S＝mg＋p1S 解得p1＝。 (2)在缓慢升温过程中，两部分气体的压强均不变，均为等压变化 设右侧活塞刚好上升至汽缸顶部时，左侧活塞下降x 对Ⅰ气体，初态有V1＝，T1＝T0 末态有V1′＝S 由盖－吕萨克定律得＝ 对Ⅱ气体，初态有V2＝lS，T2＝T0 末态有V2′＝lS＋S 由盖－吕萨克定律得＝ 联立解得T＝T0。 答案：(1)　(2)T0 14．解析：(1)设滑块乙上滑过程中的加速度为a1，则有 mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1 解得a1＝10 m/s2 滑块乙上滑过程中做匀减速运动直至速度减为零， 则v＝2a1L 解得v乙＝8 m/s 由动量守恒得Mv甲＝mv乙 解得v甲＝4 m/s 弹簧储存的弹性势能 Ep＝Mv＋mv＝9.6 J。 (2)设滑块乙从B点运动到C点所用时间为t1， 则v乙＝a1t1 解得t1＝0.8 s 滑块乙下滑过程中，设刚开始下滑阶段加速度大小为a2，则有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma2 解得a2＝10m/s2 设滑块乙从C点向下加速到与传送带速度相同时间为t2，位移为x1，则有 v＝a2t2，x1＝vt2 解得t2＝0.2 s，x1＝0.2 m 由于mgsin θ>μmgcos θ 滑块继续向下加速，设加速度为a3， 则mgsin θ－μmgcos θ＝ma3 解得a3＝2 m/s2 之后运动到B点所用时间设为t3， 则有L－x1＝vt3＋a3t 解得t3＝1 s 则滑块乙从B端滑上传送带到第一次回到B端的时间 t＝t1＋t2＋t3＝2 s。 (3)滑块乙回到B端的速度v乙′＝v＋a3t3＝4 m/s 由于s甲＝v甲t＝8 m 此时滑块甲与挡板碰撞后返回到距A端2 m处，由于 v甲＝v乙′＝4 m/s 可以判断得出滑块在距A端4 m处发生第一次碰撞；滑块甲与滑块乙碰撞过程，以向右为正方向，根据动量守恒得Mv甲－mv乙′＝Mv甲2＋mv乙2 根据能量守恒得Mv＋mv乙′2＝Mv＋mv 联立解得v甲2＝－ m/s，v乙2＝ m/s 可知碰后甲、乙的速度大小分别为 m/s, m/s。 答案：(1)9.6 J　(2)2 s　(3)距A端4 m处发生第一次碰撞　 m/s　 m/s 15．解析：离子轨迹图如图甲所示。 甲 (1)离子在M点的速度大小为v′，则v′cos45°＝vcos45° 则v′＝v 离子在电场中从M点到N点运动的时间为t，加速度为a，则2d＝vtcos 45°，a＝，t＝ 解得场强大小E＝。 (2)如图甲所示，由几何关系可知R＝2d 设P点的坐标为yP，则R2＝d2＋(yP＋2d)2 解得yP＝(－2)d 则P点的坐标为(0，(－2)d)。 乙 (3)离子在匀强磁场Ⅰ中qvB1＝m 离子在匀强磁场Ⅱ中做匀速圆周运动的半径为R2，则qvB2＝m 如图乙所示，由几何关系R＝(d)2＋(R2－d)2 解得R2＝d 联立解得＝ 代入数据＝。 答案：(1)　 (2)(0，(－2)d)　 (3)＝ 学科网（北京）股份有限公司 $$