【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）(9)

高中物理学业水平选择性考试模拟试题(九) (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．放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为Th→Rn＋Xα＋2β。则下列说法中正确的是(　　) A．衰变方程中X＝2 B．氡核的比结合能大于钍核的比结合能 C．钍核α衰变的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D．衰变后α粒子、β粒子与氡核的质量之和等于衰变前钍核的质量 2．2023年1月9日，“长征七号”A运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞，托举“实践二十三号”卫星直冲云霄，随后卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，“实践二十三号”卫星距地面的高度为h，入轨后绕地球做匀速圆周运动，该卫星的(　　) A．线速度大小为 R　　 B．角速度大小为 C．向心加速度大小为g D．周期为 3．如图甲所示，在水平向右的匀强磁场中，匝数为100匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动，从线圈转到某一位置开始计时，线圈中的瞬时感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　 A．e＝0时，穿过线圈的磁通量为零 B．t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为30° C．瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin D．线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为×10－4 Wb 4．如图所示，一同学将针筒的针拔除后，将该端封闭一定质量的理想气体做成弹射玩具，该同学先缓慢推动推杆将针筒内气体进行压缩，然后松开推杆，压缩气体膨胀将推杆弹射，若推杆缓慢压缩气体过程中针筒内气体温度不变，推杆弹射过程中针筒内气体与外界无热交换，则下列说法中正确的是(　　) A．推杆压缩气体过程，针筒内气体吸热 B．推杆压缩气体过程，针筒内气体压强减小 C．推杆弹射过程，针筒内气体内能增加 D．推杆弹射过程，针筒内气体分子平均动能减少 5.两个所带电荷量相等的点电荷固定在x轴上A、B两点，A、B与坐标原点O的距离相等，以无穷远处为电势零点，x轴上各点电势φ随坐标x分布的图像如图所示，M、N是x轴上两点，其中M点比N点距离O点远，将一带负电的试探电荷沿x轴从M点移动到N点的过程中，下列说法中正确的是(　　) A．电场力始终对试探电荷做正功 B．试探电荷在M点具有的电势能比在N点少 C．试探电荷在M点受到的电场力比在N点小 D．试探电荷在M、N两点受到的电场力方向相同 6．水面上漂浮一半径为R＝0.25 m的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面h＝ m的图示位置处沿水平方向以速度v＝0.05 m/s匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为(　　) A．3 s B．4 s　　　　　 C．5 s　　　　　 D．6 s 7.水平墙上a、d两点拴接一多功能挂物绳，绳子上b、c两点分别悬挂上物体A、B后，其静置状态如图所示，墙上两点e、f分别在b、c两点正上方，且ae＝ef＝fd，eb∶fc＝10∶11，绳子质量忽略不计，则物体A、B的质量之比为(　　) A．1∶2 B．2∶3 C．3∶4 D．4∶5 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．光刻机又名“掩模对准曝光机”，是制造芯片的核心装备，它是利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。则加上液体后，下列说法中正确的是(　　) A．紫外线进入液体后光子能量增加 B．紫外线在液体中的波长比在真空中短 C．传播相等的距离，紫外线在液体中比在真空中的时间长 D．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射 9．一列简谐横波沿直线传播，a、b为该直线上平衡位置相距为9 m的两质点，a质点的振动方程为y＝Acos，b质点的振动方程为y＝－Asin，下列描述该波的图像可能正确的是(　　) 10．电磁轨道炮原理的俯视图如图所示，它是利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，应用此原理可研制新武器和航天运载器。图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C，两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为L，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场(图中未画出)，导轨电阻不计。炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右运动，若导轨足够长，则在此后的运动过程中，下列说法中正确的是(　　) A．磁场方向垂直于导轨平面向上 B．MN的最大加速度为 C．MN的最大速度为 D．电容器上的最少电荷量为 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)物理社团的同学利用实验室提供的传感器设计了如图甲所示的实验装置，用以探究加速度与力的关系，以及验证机械能守恒定律。他们将附有刻度尺的气垫导轨调整水平，在导轨左侧P2处固定一光电门，将轻绳一端固定在P1点，另一端与滑块相连，滑块上安装遮光条和加速度传感器，并且可以增加砝码以改变其质量，在轻绳上通过不计质量的动滑轮悬挂一个重物。打开气泵，将滑块从导轨右侧P3处由静止释放，记录加速度传感器的数值、遮光条通过光电门的时间以及P2和P3之间的距离。已知重物的质量为m，遮光条的宽度为d，重力加速度为g，滑块、遮光条、加速度传感器以及砝码的总质量用M表示，遮光条通过光电门的时间用t表示，加速度传感器的示数用a表示，P2和P3之间的距离用L表示。 　　　　　　 　甲　　　　　　　　　　乙 (1)若某次实验中遮光条挡光时间为t1，则此时滑块的速度为________，重物的速度为________。 (2)该社团同学首先保持L不变，改变M进行了若干次实验，根据实验数据画出了如图乙所示的一条过坐标原点的直线，其纵轴为加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该图线的横轴为________(用所给的字母表示)。 (3)接下来他们欲验证该过程中系统机械能守恒，使滑块总质量保持为M0不变，改变L进行若干次实验，根据实验数据画出的L-图线也是一条过原点的直线，若图线斜率为k，则需满足k＝________(用所给的字母表示)。 12．(9分)光伏电池是将太阳能转化为电能的装置，由于其能量来源于“取之不尽”的太阳能辐射，而且清洁、安全、无污染，目前已广泛应用于人们生活的各个方面。小明家里就安装了一套太阳能庭院灯，小明和科技小组的同学拆下了其中的光伏电池，欲测量其电动势和内阻。通过查阅铭牌，他们了解到电池规格为“12 V　2 Ω　6 Ah”，高亮度LED照明灯的规格为“3 W　10 V”。 　 甲　　　　　　　　乙 (1)若通过分压电阻保证LED灯正常发光，则给光伏电池充满电后，理论上可使LED灯连续照明________h。 (2)实验室可提供的器材如下： 电流表A(量程0.6 A，内阻约为2 Ω) 电压表V(量程15 V，内阻约为10 kΩ) 滑动变阻器R1(0～20 Ω) 电阻箱R2(最大阻值99 Ω，最小分度0.1 Ω) 电阻箱R3(最大阻值999 Ω，最小分度1 Ω) 单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2及导线若干 为测量该电池的电动势和内阻，该小组设计了如图甲所示的电路，并按以下步骤进行操作： ①闭合开关S1，断开开关S2，调节滑动变阻器R1使电流表指针满偏； ②保持滑片P不动，把开关S2与1接通，调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值r0，则可得电流表的内阻RA＝________，该测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)，其中电阻箱应选择________(选填“R2”或“R3”)； ③闭合开关S1，把开关S2与2接通，调节滑动变阻器阻值，记下多组电流表的示数I和相应电压表的示数U； ④以U为纵坐标，I为横坐标，作出U-I图线如图乙所示，图线斜率为k，纵截距为b，根据图线求得电动势E＝________，内阻r＝________。 (3)在不计电流表内阻测量误差的情况下，测量电动势和内阻时电流表和电压表________(选填“会”或“不会”)引起系统误差。 13.(10分)舱外航天服有一定的伸缩性，能封闭一定的气体，提供人体生存的气压。2021年11月8日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。王亚平先在节点舱(出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服，若航天服内密闭气体的体积为V1＝2 L，压强p1＝5.0×104 Pa，温度t1＝27 ℃。然后把节点舱的气压不断降低，到能打开舱门时，航天服内气体体积膨胀到V2＝2.5 L，温度为t2＝－3 ℃，压强为p2(未知)。为便于舱外活动，航天员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内的气体体积仍变为V1，气压降到p3＝3.0×104 Pa，假设释放气体过程中温度不变。求： (1)压强p2； (2)航天服需要放出的气体与原来航天服内气体的质量之比。 14.(13分)如图所示，倾角θ＝37°的光滑斜面足够长，斜面上放有质量为m1＝2 kg、长度为L＝1 m 的木板，A、B为木板的两个端点，在A端放有质量m2＝2 kg的物块(可视为质点)，物块和木板接触面粗糙，将物块与质量M＝1 kg的重物通过轻质长绳相连，绕在固定在斜面顶端的定滑轮上，不计滑轮处的摩擦。系统从静止状态开始运动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6。 (1)欲使物块和木板之间不发生相对滑动而作为一个整体运动，求它们之间动摩擦因数μ的取值范围； (2)若动摩擦因数μ0等于(1)问中最小值的倍，求从开始运动到物块从木板上掉下来所经过的时间。 15.(16分)如图所示，在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场(未画出)，磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外，在第四象限内充满范围足够大、方向沿y轴负方向的匀强电场。一束质量为m、电量为＋q的粒子以不同的速率从O点沿xOy竖直平面内的OP方向发射，沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域，O、P两点间的距离为L，OP连线与x轴正方向的夹角α＝30°。所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上射出，且射出方向与x轴负方向的夹角均为β＝60°，若速度最大的粒子从x轴上Q点以速度v(未知)射出，且射出之前都在磁场内运动，匀强电场的电场强度E＝，粒子的重力忽略不计，求： (1)粒子在匀强磁场中运动的时间； (2)v的大小； (3)有界匀强磁场区域的最小面积； (4)速度为v的粒子经过y轴负半轴上的点与原点O的距离。 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(九) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D D B B C BC AD BCD 1.B　α粒子为He、β粒子为e，根据质量数守恒有232＝220＋4X，解得X＝3，故A错误；衰变过程释放能量，生成的氡核更稳定，比结合能大于钍核的比结合能，故B正确；根据半衰期的定义，可知钍核的半衰期不等于其放出一个α粒子所经历的时间，故C错误；α衰变释放核能，有质量亏损，故D错误。故选B。 2．A　万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，有G＝m＝m(R＋h)ω2＝m(R＋h)＝ma，又GM＝gR2，解得卫星的线速度大小v＝ R，角速度大小ω＝ R，向心加速度大小a＝，周期T＝ ，选项A正确。 3．D　由图乙可知，线圈转动周期为0.02 s，角速度为ω＝＝100π rad/s，瞬时感应电动势e随时间t的变化关系为e＝22sin，当t＝0时，线圈平面与磁场方向夹角为60°，当e＝0时，穿过线圈的磁通量不为零，故A、B、C错误；线圈转动一圈的过程中，穿过线圈磁通量的最大值为Φm＝BS＝＝×10－4 Wb，故D正确。故选D。 4．D　推杆压缩气体过程，对气体做功，气体内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，故A错误；推杆压缩气体过程，气体体积变小，根据玻意耳定律可知，针筒内气体压强变大，故B错误；推杆弹射过程，针筒内气体对外做功且与外界无热交换，内能减小，故C错误；推杆弹射过程，气体内能减小，温度降低，针筒内气体分子平均动能减少，故D正确。故选D。 5．B　由图可知从M到O电势降低，从O到N电势升高，将一带负电的试探电荷沿x轴从M点移动到N点的过程中，电场力对试探电荷先做负功，后做正功，故A错误；两点电荷所带电量相等，关于O点对称，M点比N点距离O点远，M点电势高于N点，则负试探电荷在M点具有的电势能比在N点少，故B正确；φ-x图线上某点斜率表示该点场强，由图像可知M点场强大小大于N点场强大小，则试探电荷在M点受到的电场力比在N点大，故C错误；M、N两点场强方向相反，试探电荷在M、N两点受到的电场力方向相反，故D错误。故选B。 6．B　根据题意可知，当蝌蚪反射的光在荷叶边缘水面上发生全反射时，则在水面上看不到蝌蚪，如图所示。由于sin C＝＝，则有tan C＝＝，则有OE＝R－htan C＝0.1 m，由对称性可知AB＝2OE＝0.2 m，则在水面之上看不到小蝌蚪的时间为t＝＝4 s，故选B。 7．C　如图所示，过a点做bc的平行线，与eb交于m点，过d点做bc的平行线，与fc延长线交于n点，过c点做eb的垂线，交eb的延长线于p点，则根据ae＝ef＝fd＝pc以及几何关系可知△aem与△cpb以及△dfn为全等三角形。对结点b和c受力分析，则力构成的三角形分别相似于△abm和△cdn，又由于eb∶fc＝10∶11，可知＝＝＝＝，故＝。故选C。 8．BC　紫外线进入液体后，频率不变，则光子的能量不变，故A错误；由公式n＝可知，紫外线在液体中传播速度小于真空中的传播速度，由v＝λf可知，紫外线在液体中的波长比在真空中短，由x＝vt可知，传播相等的距离，紫外线在液体中比在真空中的时间长，故B、C正确；紫外线在液体中波长变短，由发生明显衍射的条件可知，紫外线在液体中比在空气中更不容易发生衍射，故D错误。故选BC。 9．AD　根据两质点的振动方程可知当a质点在正向最大位移处时，b质点在平衡位置，故有λ＋λ·n＝9 m，n＝0，1，2，3…，即λ＝，n＝0，1，2，3…，即波长可能为36 m，12 m， m， m，4 m，…，结合选项。故选AD。 10．BCD　由左手定则可知，磁场方向垂直于导轨平面向下，故A错误；电路中最大电流为I＝，最大安培力为F＝BIL＝，最大加速度为a＝＝，故B正确；电容器放电前所带的电荷量Q1＝CE，开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势E′＝BLvm，最终电容器所带电荷量Q2＝CE′，通过MN的电荷量q＝C，由动量定理，有·Δt＝mvm－0，则BL·Δt＝BLq＝mvm，解得vm＝，则Q2＝，故CD正确。故选BCD。 11．解析：(1)此时滑块的速度为v1＝，重物的速度为v2＝＝。 (2)由牛顿第二定律可得mg－2Ma＝ma，整理得a＝ g，图乙所示的一条过坐标原点的直线，其纵轴为加速度a，经测量其斜率恰为重力加速度g，则该图线的横轴为。 (3)由机械能守恒定律可得mg＝M02＋m2，整理可得L＝·，根据实验数据画出的L-图线也是一条过原点的直线，若图线斜率为k，则k＝。 答案：(1)　　(2)　(3) 12．解析：(1)理论上可使LED灯连续照明t＝ h＝20 h。 (2)调节电阻箱使电流表指针半偏，读出电阻箱的阻值r0，则电流表的内阻约等于电阻箱的阻值r0。开关S2与1接通，电路中的总电阻减小，根据闭合回路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，通过R1的电流大于满偏电流，通过电阻箱的电流大于电流表的电流，电阻箱的电阻小于电流表的电阻，则测得的电流表内阻小于真实值。由于电流表内阻较小，应选择分度值较小的R2。由E＝U＋I，纵截距为b，则E＝b，斜率为k，则r＝－k－r0。 (3)在不计电流表内阻测量误差的情况下，由上述分析可知测量电动势和内阻时电流表和电压表不会引起系统误差。 答案：(1)20　(2)②r0　小于　R2　④b　－k－r0 (3)不会 13．解析：(1)由题意可知，密闭航天服内气体初、末状态温度分别为 T1＝273＋t1＝300 K，T2＝273＋t2＝270 K 根据理想气体状态方程有＝ 解得p2＝3.6×104 Pa。 (2)设航天服需要放出的气体在压强为p3状态下的体积为ΔV，根据玻意耳定律有 p2V2＝p3(V1＋ΔV) 解得ΔV＝1 L 则放出的气体与原来气体的质量之比为 ＝＝。 答案：(1)3.6×104Pa　(2) 14．解析：(1)根据牛顿第二定律，对重物有T－Mg＝Ma1 对物块m2有m2gsin θ＋f－T＝m2a1 对木板m1有m1gsin θ－f＝m1a2 物块和木板之间不发生相对滑动，有a1＝a2 解得f＝ 物块和木板之间不发生相对滑动的条件是 f≤fmax＝μm2gcos θ 解得μ≥0.4。 (2)当μ0＝×0.4＝0.25 可得m2gsin θ＋μ0m2gcos θ－Mg＝(M＋m2)a1 m1gsin θ－μ0m2gcos θ＝m1a2 m1与m2间的相对加速度a＝a2－a1 又L＝at2 解得t＝1 s。 答案：(1)μ≥0.4　(2)1 s 15．解析：(1)设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，有 qvB＝m，v＝ 可得T＝ 可知，所有粒子经过磁场后的偏转角均为150°，则粒子在磁场中运动的时间为 t1＝＝。 (2)速度为v的粒子的运动轨迹如图所示。 由几何关系可知POsin 30°＝(PM＋MH)sin 60° 即Lsin 30°＝sin 60° 解得v＝，R＝。 (3)由几何关系可知 PQ＝Lsin 30°，MN＝ ＝ L 则三角形PMQ的面积为 S1＝×Lsin 30°× L＝L2 150°圆心角对应的扇形面积 S2＝×πR2＝πL2 由数学知识可知，磁场区域的最小面积为图中阴影部分面积，其面积 ΔS＝S2－S1＝L2。 (4)粒子在匀强电场中运动时，在沿x轴负方向有L＝vcos 60°t2 在沿y轴负方向有y＝vsin 60°t2＋at，a＝ 解得y＝L。 答案：(1)　 (2) (3)L2　(4)L 学科网（北京）股份有限公司 $$