【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）(6)

高中物理学业水平选择性考试模拟试题(六) (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.某同学在研究光的衍射现象时，用a、b两种单色光照射同一单缝，在光屏上分别观察到如图甲、乙所示的衍射图样。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是(　　) A．在水中传播时，b光波长较大 B．在水中传播时，b光的传播速度较大 C．经同一双缝干涉装置发生干涉，a光的干涉条纹间距较小 D．若用a光照射钾金属能发生光电效应，则用b光照射也能发生光电效应 2．我国研制的“复兴号动车组”首次实现了时速350 km/h的自动驾驶，此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定，这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图，一辆行驶的动车组发出一频率为f0、持续时间为Δt0的通讯信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为fA、ΔtA和fB、ΔtB，下列判断正确的是(　　) A．fA>f0，ΔtA<Δt0　　　　 B．fA<f0，ΔtA>Δt0 C．fB>f0，ΔtB>Δt0 D．fB<f0，ΔtB<Δt0 3．2023年4月12日，中国的“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行时间403 s，创造了世界纪录。“人造太阳”在工作时进行两种热核聚变反应：H＋H→He＋X＋17.6 MeV和He＋He→He＋2Y＋12.86 Mev，其内部结构如图，下列说法正确的是(　　) A．目前主流核电站都在利用热核聚变进行发电 B．反应中释放出的X粒子会受到线圈磁场的磁约束力 C．反应中释放出的Y粒子为中子 D．He核子平均质量大于He核子平均质量 4．如图，学校人工湖水面上x1＝－5 m和x2＝5 m处有两个稳定的振源S1、S2，它们振动频率相同且步调一致，在水面上产生了两列波长为0.3 m、振幅分别为3 cm和5 cm的水波，一段时间后水面上形成了稳定的干涉图样，下列说法正确的是(　　) A．水波遇到湖中假山时能绕过假山传播到它的后方 B．x轴上x＝6 m处的质点振幅小于8 cm C．y轴上y＝1 m处的质点会随水波传播到y＝5 m处 D．图中方程为－＝1的曲线上的A点为振动减弱点 5．“鹊桥”卫星是地球与位于月球背面的“嫦娥四号”月球探测器实现信号传输的中继站。如图，L是地月连线上的一个“拉格朗日点”，处在该点的物体会与月球一起绕地球同步公转。已知在地月引力共同作用下，“鹊桥”卫星在轨道平面与地月连线垂直的“Halo轨道”上绕L做匀速圆周运动，同时随月球一起绕地球同步公转。结合图中所给的观测数据，下列说法正确的是(　　) A．“鹊桥”卫星绕地球公转的向心加速度小于月球公转的向心加速度 B．根据观测数据能计算出地球、月球和“鹊桥”卫星的质量 C．根据观测数据能计算出“鹊桥”卫星在“Halo轨道”上的运动周期 D．若将“鹊桥”卫星直接发射到L点，能量消耗最小，能更好地为地－月通信提供支持 6．如图，曲线是电子进入点电荷Q形成的电场中的运动轨迹，它先后经过A、B两点，受到的电场力如图中箭头所示。已知电子只受电场力，下列说法正确的是(　　) A．点电荷Q带负电 B．A、B两点处于电场中同一等势面上 C．电子从A点到B点，速度先减小后增加 D．电子在A点的电势能小于在B点的电势能 7．风洞实验可以模拟高空跳伞情况下人体所承受气流的状态。已知物体受到的空气阻力F与物体相对空气的速度v满足F＝CρSv2(S为物体迎风面积，C为风阻系数，ρ为空气密度)。图甲中风洞竖直向上匀速送风，一质量为m的物体从A处由静止下落，一段时间后在B处打开降落伞，相对速度的平方v2与加速度大小a的关系图像如图乙所示，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙　　　 A．开伞前加速度向下，越来越大 B．开伞后加速度向上，越来越大 C．开伞前物体迎风面积为S1＝ D．开伞后物体迎风面积为S2＝ 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．如图，将四个完全相同的灯泡接入电路，电源输出电压为U的正弦交流电，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，开始时开关S1断开，S2闭合，灯泡都正常发光。忽略灯泡电阻随温度变化，下列说法正确的是(　　) A．变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶2 B．电源输出电压U与灯泡额定电压UL比值U∶UL＝4∶1 C．若闭合开关S1，则灯泡L1熄灭，L2、L3、L4都变亮 D．若断开开关S2，则灯泡L4熄灭，L1、L2、L3都变暗 9．柱状光学器件横截面如图所示，OF左侧是以O为圆心、半径为R的圆，右侧是矩形，OB长为R。一细激光束从EB面入射，入射方向与EB面夹角始终为37°，入射点从E向B移动，当入射点为A时，激光从F点射出。已知光速为c，EA＝R，sin 37°＝0.6，不考虑光线在器件内部的多次反射，下列说法正确的是(　　) A．光学器件折射率为 B．入射点为O时，激光在光学器件中传播路程为R C．入射点为O时，激光在光学器件中传播路程为R D．入射点为O时，激光在光学器件中传播时间为 10．如图，水平面上有两条相距为L的足够长光滑平行金属导轨，在导轨上相隔某一距离垂直导轨静置长度均为L的金属棒a和b，垂直导轨的虚线MN右侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，匀强磁场磁感应强度为B，导轨左端接有电压传感器。现让金属棒a、b分别以速度v0、3v0向右运动，t＝0时刻金属棒b经过MN进入磁场区域，当金属棒a刚要进入磁场时，电压传感器的示数U＝。已知金属棒a、b材质相同，a、b棒的质量分别为2m、m，a棒电阻为R。导轨电阻不计，不考虑电压传感器对电路的影响，磁场区域足够大，下列说法正确的是(　　) A．从t＝0时刻开始，电压传感器的示数逐渐减小 B．改变a、b两棒间初始距离，不会改变两棒的最终速度 C．当金属棒a刚进入磁场时，a、b两棒间的距离为 D．整个过程中金属棒a上产生的焦耳热为mv 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) 某同学以墙面为背景，使用手机频闪照相功能拍摄小球自由下落过程，通过对频闪照片的研究，粗略测定当地的重力加速度。请回答下列问题： (1)该同学要从下列物体中选择做自由落体的小球，最为合理的是________。 A．小塑料球 B．小木球 C．小钢球 D．小泡沫球 (2)如图为该同学拍得的频闪照片的一部分，测得图中部分墙的高度h＝0.72 m，手机曝光时间间隔为0.07 s，则当地重力加速度g＝________m/s2，小球到达位置4时的速度大小为________m/s。(结果保留三位有效数字) (3)照片中位置1________(选填“是”“不是”或“不确定”)小球自由下落的初始位置，由于空气阻力影响，测出的重力加速度值比实际值________(选填“偏大”或“偏小”)。 12．(9分)某实验兴趣小组要精确测量某电阻Rx的阻值，请回答下列问题： (1)该小组同学先后用图甲和图乙所示电路测量了待测电阻Rx的阻值，则采用甲电路测得阻值________其真实值，采用乙电路测得阻值________其真实值。(均选填“小于”或“大于”) (2)该小组同学通过讨论发现，无论采用甲或乙电路，都无法精确测得该电阻的阻值。该小组同学为此进行了深入研究，设计了如图丙所示电路，以实现对该电阻Rx的精确测量。 图丙中各实验器材规格如下：电源E(电动势为3 V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～4700 Ω)。滑动变阻器R2(0～100 Ω)、滑动变阻器R3(0～100 Ω)、电流表A(量程5 mA)、电压表V(量程3 V)、灵敏电流计G(量程100 μA)。 该小组同学连接好实验电路后，实验操作如下； ①闭合开关S1，断开开关S2，调节R3的滑片位置，使电流表A的示数超过其量程； ②将R2的滑片滑至下端，闭合开关S2，调节R1滑片位置，使灵敏电流计G示数为零； ③断开开关S2，将R2滑片滑至上端，然后使S2断续接通，调节R1，使灵敏电流计G示数为零； ④记录电压表、电流表的读数U、I； ⑤改变R3的滑片位置，重复实验操作②③④，再测几组U、I值。 在步骤②中“将R2的滑片滑至下端”的原因是______________________。 (3)实验过程记录的数据如下表。 U/V 1.50 1.74 2.00 2.24 2.50 I/mA 3.02 3.50 4.01 4.49 4.99 根据实验数据，作出的U-I图像如图丁所示，根据U-I图线可得Rx＝________Ω(计算结果保留三位有效数字)。 (4)与采用图甲或图乙电路测量的电阻比较，采用图丙实验方案测得的电阻值误差更小，主要原因是________________________。 13.(10分)如图是泡茶常用的茶杯，某次茶艺展示中往杯中倒入适量热水，水温为87 ℃，盖上杯盖，杯内气体与茶水温度始终相同。已知室温为27 ℃，杯盖的质量m＝0.1 kg，杯身与茶水的总质量为M＝0.5 kg，杯盖的面积约为S＝50 cm2，大气压强p0＝1.0×105 Pa，忽略汽化、液化现象，杯中气体可视为理想气体，重力加速度g＝10 m/s2，求： (1)若杯盖和杯身间气密性很好，请估算向上提杯盖恰好带起整个杯身时的水温； (2)实际的杯盖和杯身间有间隙，当水温降到室温时，从外界进入茶杯的气体质量与原有气体质量的比值。 14.(13分)某校科技组利用图甲所示装置研究过山车运动项目中所遵循的物理规律，图中Q为水平弹射装置，AB为倾角θ＝30°的倾斜轨道，取A点为坐标原点建立平面直角坐标系，水平向左为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向。Q可在坐标平面内移动，BC为水平轨道，CDC′为竖直圆轨道，C′E为足够长倾斜轨道，各轨道均平滑连接。已知滑块质量为m，圆轨道半径为R，轨道AB长为R，滑块与斜面间动摩擦因数μ1随滑块与A点距离l的变化关系如图乙所示；BC长为2R，滑块与BC间动摩擦因数μ2＝0.5，其余各段轨道均光滑。弹射装置弹出的滑块均能无碰撞从A点切入斜面，滑块可视为质点。求： 　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　乙 (1)弹出点的坐标(x，y)应满足的函数关系式； (2)弹出点的横坐标x为多大时，滑块从A点切入后恰好过最高点D，并通过计算判断返回后能否从A点滑出。 15.(16分)某科研小组在如图坐标系中研究质量为m、电荷量为q的带正电小球在复合场中的运动情况，重力加速度为g，请解答以下问题： (1)如图甲，若沿x轴正向加匀强电场，沿y轴正向加匀强磁场。小球以某速度在xOz平面内做匀速直线运动；某时刻撤去电场和磁场，小球在此后运动过程中的最小动能为其初始动能的，求所加匀强电场的电场强度大小E1； (2)如图乙，若在坐标原点O固定一正点电荷，沿z轴加匀强磁场，小球恰好能以z轴上 O1(0，0，a)点为圆心做匀速圆周运动，其轨迹平面与xOy平面平行，角速度为ω，运动方向如图中箭头所示，求磁感应强度大小B1并说明其方向； (3)如图丙，若沿z轴正向加电场强度大小E2＝的匀强电场，沿y轴负向加磁感应强度大小B2＝的匀强磁场，沿y轴正向还存在电场强度E3＝2E2的匀强电场。现让小球在yOz平面内从z轴O2(0，0，R)点以初速度2v0与z轴正向成60°角、与y轴正向成30°角射入，设C点(图丙中未画出)为小球运动过程中z坐标最大的点，求O2C的可能距离。 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(六) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D B C C C BC ACD CD 1.D　在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小的情况下，会发生明显的衍射现象，由题图可知甲图衍射现象更明显，故在真空中a光波长更长，即λa>λb，在水中传播时，a光波长较大，A错误；因为λa>λb，故折射率na<nb，由n＝可知，在水中a光的传播速度较大，B错误；由λa>λb，Δx＝λ可知经同一双缝干涉装置后a光的条纹间距较大，C错误；因为λa>λb，则νa<νb，若用a光照射钾金属能发生光电效应，则用b光照射也能发生光电效应，D正确。故选D。 2．A　根据多普勒效应，远离波源的接收者接收到的频率变小，接近波源的接收者接收到的频率变大，则fA>f0，fB<f0，故TA<T0，TB>T0，所以ΔtA<Δt0，ΔtB>Δt0，故选A。 3．D　目前主流核电站都在利用核裂变进行发电，故A错误；由电荷数守恒和质量数守恒可知，反应中释放出的X粒子为n，中子不带电，不会受到线圈磁场的磁约束力，故B错误；由电荷数守恒和质量数守恒可知，反应中释放出的Y粒子为H，故C错误；该反应放出核能，则He的结合能一定大于He的结合能；由于该反应有质量亏损，则He核子的平均质量一定小于He核子的平均质量，故D正确。故选D。 4．B　假山远大于水波波长，水波遇到湖中假山时，不能绕过假山传播到它的后方，故A错误；两波源到x＝6 m位置的波程差为Δx＝(6＋5)m－(6－5)m＝10 m＝33λ，故x轴上x＝6 m处不是振动加强点，质点振幅小于8 cm，故B正确；机械波是将波源的振动形式向远处传播，质点不随波迁移，故y轴上y＝1 m处位置的水中某质点不会运动到y＝5 m处，故C错误；设A点坐标为(x1，y1)，两波源到A点的波程差为Δx′＝－，根据坐标系中满足双曲线方程有－＝1，联立解得Δx′＝6 m＝20λ，故A为振动加强点，故D错误。故选B。 5．C　“鹊桥”卫星的周期等于月球公转的周期，则它们有相同的角速度，根据a＝ω2R可知，该卫星的加速度大于月球公转的加速度，故A错误；设“鹊桥”卫星与月球的中心、地球中心的距离分别为r1、r2，Halo轨道半径为R，对“鹊桥”卫星有G＋F月卫x＝m2r2，F月卫y＝m，其中F月卫x和F月卫y分别是月球对卫星引力沿地卫连线方向和鹊桥轨道平面的分力，设地球卫星连线与月球卫星连线夹角为α，月球卫星连线与Halo轨道平面夹角为β，由几何知识有＝＝，对月球，卫星对其引力远小于地球对其引力，有G＝M月2，结合题中数据，由以上三式解得月球与地球的质量，但求不出“鹊桥”卫星的质量，能计算出“鹊桥”卫星在“Halo轨道”上的运动周期，故B错误，C正确；若将“鹊桥”卫星直接发射到L点，能量消耗少，但由几何关系可知，通讯范围较小，并不能更好地为地－月通信提供支持，故D错误。故选C。 6．C　根据电子的运动轨迹以及在A、B两点的受力方向可知，点电荷Q带正电，选项A错误；因延长FA和FB交点处即为点电荷Q的位置，可知B点距离点电荷较近，A、B两点到点电荷的距离不等，则A、B两点不是处于电场中同一等势面上，选项B错误；电子从A点到B点，电场力先做负功后做正功，则电子的速度先减小后增加，选项C正确；B点距离点电荷较近，即B点电势高，则电子在A点的电势能大于在B点的电势能，选项D错误。故选C。 7．C　物体从A处由静止下落，开伞前加速度向下，物体所受合力为F合＝mg－F，F＝CρSv2，F不断增大，加速度减小，图乙中右侧图线与此过程相符合，有mg－F＝ma1，解得S1＝，故A错误，C正确；左侧图线为开伞后的图线，有F2＝CρS2v2，当v＝v1时，有mg＝F2＝CρS2v，解得S2＝，且当v减小时，a减小，故BD错误。故选C。 8．BC　根据理想变压器的规律有＝＝，可知原、副线圈匝数比为2∶1，A错误；又U1＝UL＝2UL，故U＝2UL＋U1＝4UL，B正确；研究灯泡亮度变化时，可把变压器和其右侧电路等效为一个电阻R′ ，对理想变压器有＝，＝，R′＝＝＝R，当闭合开关S1时，等效电阻不变，灯泡L1被短路，总电阻减小，总电流增大，灯泡L2分压变大，L2变亮，等效电阻 R′分压变大，即原线圈两端电压U1变大，灯泡L3、L4变亮，C正确；当开关S2断开时，等效电阻 R′变大，分压变大，即原线圈两端电压U1变大，灯泡L3变亮，灯泡L1、L2的分压变小，L1、L2变暗，D错误。故选BC。 9．ACD　入射点为A时，激光从F点射出，入射方向与EB面夹角始终为37°，则入射角i＝90°－37°＝53°，根据几何关系得，折射角r＝∠OFA＝37°，光学器件折射率为n＝＝，故A正确；入射点为O时，光线先折射再反射，根据几何关系，在光学器件中反射光线恰好经过F点，激光在光学器件中传播路程s＝OM＋MF＝R，故B错误，C正确；入射点为O时，激光在光学器件中传播时间为t＝＝＝，故D正确。故选ACD。 10．CD　从t＝0时刻开始，在a棒进入磁场之前，b棒做减速运动，则电压传感器的示数逐渐减小；当a棒进入磁场之后，稳定时，电压传感器的示数不变，选项A错误；因b进入磁场后做减速运动，因a、b棒均进入磁场后动量守恒，根据动量守恒定律2mva＋mvb＝(2m＋m)v，a、b两棒间初始距离较大，则当a进入磁场时b减速时间较长，则速度vb较小，则两棒的最终速度较小，则改变a、b两棒间初始距离，会改变两棒的最终速度，选项B错误；a、b棒的质量分别为2m、m，根据m＝ρLS，可知横截面积之比为2∶1，根据R＝ρ，可知电阻之比为1∶2，可知b棒电阻为2R；当金属棒a刚进入磁场时，电压传感器的示数U＝，此时U＝·R，解得vb＝2v0，对b棒由动量定理－BLΔt＝m·2v0－m·3v0，其中q＝Δt＝＝，解得x＝，选项C正确；a棒进入磁场之前，在a棒中产生的焦耳热Q1＝·＝mv，a棒进入磁场之后，到最终达到共同速度时2mv0＋m·2v0＝(2m＋m)v，解得v＝v0，在a棒中产生的焦耳热Q2＝·[·2mv＋m(2v0)2－·3mv2]＝mv，整个过程中金属棒a上产生的焦耳热为Q＝Q1＋Q2＝mv，选项D正确。故选CD。 11．解析：(1)为减小空气阻力对实验造成的误差，需要选择密度较大的小钢球来做实验，质量相同的情况下体积相对较小。故选C。 (2)由题可得每块砖的厚度为h′＝＝0.048 m，则g＝＝ m/s2＝9.80 m/s2。小钢球到达位置3时的速度v3＝＝ m/s＝3.09 m/s，小钢球到达位置4时的速度v4＝v3＋gt＝3.09 m/s＋9.8×0.07 m/s＝3.78 m/s。 (3)4个小球间竖直距离之比为3∶4∶5，故照片中位置1不是小球自由下落的初始位置。由于空气阻力影响，小球加速度偏小，测出的重力加速度值比实际值偏小。 答案：(1)C　(2)9.80　3.78　(3)不是　偏小 12．解析：(1)甲图接法：电压表的示数为R两端的电压和安培表两端的电压之和，即U＝UR＋UA，电流表的示数I是通过R的真实值，则R测＝＝>＝R真，乙图接法：电流表的示数为通过电阻的电流和电压表的电流之和，即I＝IR＋IV，电压表的示数U是R两端电压的真实值，则R测＝＝<＝R真，故选填大于、小于。 (2)将R2的滑片滑至下端，R2阻值最大，保护灵敏电流计G。 (3)由图丁可得Rx阻值为Rx＝＝500 Ω。 (4)采用图丙实验方案测得的电阻值误差更小，主要原因是电压表测量的电压始终等于待测电阻两端的电压，电压表不会分流，避免了电压表分流作用，消除了系统误差。 答案：(1)大于　小于　(2)保护灵敏电流计G　 (3)500　(4)见解析 13.解析：(1)杯中气体做等容变化＝，末态对茶杯和茶水受力分析，如图所示。 由受力平衡可得p1S＋Mg＝p0S 解得T1＝356.4 K 所以此时水温为t1＝83.4 ℃。 (2)杯中气体降为室温过程中，全部气体都做等压变化，对于全部气体，有 ＋＝ 解得进入杯中的空气在室温下体积为V2＝V1 所以杯中原有气体在室温下体积为V原＝V1 所以外界进入茶杯的气体质量与原有气体质量的比值 Δm∶m原＝1∶5。 答案：(1)83.4 ℃　(2)1∶5 14．解析：(1)由平抛运动可知 x＝v0t，y＝gt2，tan θ＝ 解得y＝。 (2)恰好通过最高点D，满足mg＝m，由于动摩擦因数与x成线性关系，AB过程摩擦力做功可用平均力做功。从Q到圆轨道最高点，由动能定理得 mg－μ1maxmgcos θxAB－μ2mgxBC＝mv2－mv 又y＝＝ 联立解得y＝R，x＝2y＝R 从D点返回到A点，根据动能定理得 mg2R－mgxABsin θ－μ1maxmgcos θxAB－μ2mgxBC＝mv－mv2 解得vA＝ 说明物体能从A点离开。 答案：(1)y＝　(2)R　能 15．解析：(1)根据题意，z轴方向有mg＝qv0xB x轴方向有qv0zB＝qE1 该小球在运动过程中的最小动能为其初始动能的，最小动能即为z方向的速度减为0时的动能Ekmin＝mv 根据题意有 Ekmin＝×＝m 解得v0x＝v0z 所以mg＝qE1 解得E1＝。 (2)设圆轨道半径为R，圆周上一点和坐标原点连线与y轴的夹角为α，则 mg＝F电sin α，qωRB1－F电cos α＝mω2R 其中tan α＝ 解得B1＝，方向沿z轴负方向。 (3)小球的运动为复杂的旋转运动。将该运动分解为xOz平面内的匀速圆周运动和y轴正方向的匀加速直线运动，根据B2＝，R＝＝2r 即r＝ 小球在圆柱体截面上做匀速圆周运动的周期为 T＝＝＝ O2到C的时间t＝T 小球在y轴的正方向做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律可得：O2C在z轴方向上的距离Lz＝r，O2C在x轴方向上的距离Lx＝r，O2C在y轴方向上的距离 Ly＝v0t＋at2，a＝＝2g， 所以O2C＝ ＝ ＝ (n＝0，1，2，3…) 答案：(1)　(2)　方向沿z轴负方向 (3) (n＝0，1，2，3…) 学科网（北京）股份有限公司 $$