【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）(12)

高中物理学业水平选择性考试模拟试题(十二) (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) 1．2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。“人造太阳”主要利用了核聚变反应所释放的能量，其中一种聚变反应为两个H核转变为一个He核并放出一个X粒子，则X粒子是(　　) A．n　　 B．e　　　　　　　 C．e　　　　　　　 D．H 2.用a、b两束单色可见光分别照射同一单缝衍射装置，在同一屏幕上得到如图甲(a光)和图乙(b光)所示的图样，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．在同一介质中，a光的波长大于b光的波长 B．在同一介质中，a光的光速小于b光的光速 C．以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角小 D．若用b光照射某金属有光电子逸出，则用a光照射该金属也一定有光电子逸出 3．制冷机通常是按照如图所示的逆卡诺循环进行工作的，其中1→2、3→4为绝热过程，2→3、4→1为等温过程。将制冷机中的封闭气体看作理想气体，以下判断正确的是(　　) A．1→2的过程中气体温度降低 B．2→3的过程中气体放热 C．3→4的过程中气体内能增加 D．1→2→3→4→1的整个循环过程中，气体对外界做正功 4．风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电，并通过变压器和远距离输电线给灯泡L供电。两变压器均为理想变压器，当发电机线圈转速减小时，以下说法正确的是(　　) A．通过R的电流增加 B．降压变压器的输入电压U3减小 C．灯泡L消耗的功率增加 D．发电机的输出功率不变 5．2023年4月16日，专门承担降水测量重任的风云三号G星在酒泉卫星发射中心成功发射，此前，我国还成功发射世界首颗联通地月的中继卫星“鹊桥号”。如图所示，风云三号G星在距离地面400 km轨道上近似做匀速圆周运动，“鹊桥号”位于地月延长线上的P点，在地球和月球引力的共同作用下与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R＝6400 km，月球和“鹊桥号”的轨道半径分别为60R和72R，a1表示风云三号G星的向心加速度大小，a2表示月球的向心加速度大小，a3表示“鹊桥号”的向心加速度大小，以下判断正确的是(　　) A．a3>a1>a2 B．a1>a2>a3 C．a2>a3>a1 D．a1>a3>a2 6．如图所示，倾角为α＝37°的光滑斜面固定在水平地面上，物块A和长木板B叠放在斜面上，不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮连接B与物块C。物块A、长木板B的质量均为m，物块C的质量为2m，A、B间的滑动摩擦因数μ＝0.8，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。将A、B、C由静止释放，下列说法正确的是(　　) A．轻绳拉力为2mg B．物块A的加速度为0.2g C．物块C的加速度为0.76g D．物块A与木板B间的摩擦力为0.64mg 7．如图所示，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，OA垂直于AB，∠AOB＝60°，将一质量为m的小球沿某一方向以一定的初动能自O点抛出，小球在运动过程中通过A点时的动能是初动能的2倍。使此小球带电，电荷量为q(q>0)，同时加一匀强电场，场强方向与三角形OAB所在平面平行，从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过A点时的动能是初动能的3倍；将该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，通过B点的动能也是初动能的3倍。已知重力加速度大小为g，则所加电场的场强大小为(　　) A． B． C． D． 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) 8．一列简谐横波沿x轴传播，图甲和图乙分别是平衡位置位于x1＝1 m及x2＝4 m处两质点的振动图像。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 A．波长可能为3 m B．波长可能为 m C．波速可能为 m/s D．波速可能为 m/s 9．如图所示，电荷量为－2Q和＋Q的两个点电荷分别固定于x轴上的A点和O点，O点为坐标原点，x＝x0处场强为零。现将一正试探电荷q在＋x轴上距离O点很远处由静止释放，释放处试探电荷的电势能近似为零。关于x轴上的场强E、试探电荷q的速度v、动能Ek、电势能Ep与位置坐标x的关系图像中，可能正确的是(　　) 10．如图所示，光滑水平面上有两个质量均为m的物体A、B，B上连接一劲度系数为k的轻弹簧。物体A以初速度v0向静止的物体B运动。从A接触弹簧到第一次将弹簧压缩到最短的时间为t＝ ，弹簧弹性势能为Ep＝kx2(x为弹簧的形变量)，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是(　　) A．弹簧的最大压缩量为v0 B．弹簧的最大压缩量为v0 C．从开始压缩弹簧到弹簧第一次压缩最短的过程中，物体A的位移为 D．从开始压缩弹簧到弹簧第一次压缩最短的过程中，物体B的位移为 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)小明同学研究了多用电表的结构原理，利用学校实验室的器材，自己组装了一个有多挡倍率的欧姆表。学校可供使用的器材如下：电流表(量程200 μA，内阻490 Ω，表盘可调换)，干电池3节(每一节干电池电动势为1.5 V、内阻为0.8 Ω)，定值电阻两个(R1＝10 Ω，R2＝100 Ω)，多量程多用电表表盘，滑动变阻器两个——其中微调滑动变阻器Rp1(最大阻值500 Ω)和粗调滑动变阻器Rp2(最大阻值20 kΩ)。 (1)为了测量一个阻值在100 Ω到200 Ω之间的待测电阻，他用一节干电池组装了如图甲所示的欧姆表，经过准确的计算将电流表表盘调换成如图乙所示的多用电表表盘，则组装的这个欧姆表的倍率应为________(选填“×1”或“×10”或“×100”)，图甲中与电流表并联的电阻R应选用定值电阻中的________(选填“R1”或“R2”)。 (2)他按照第(1)问中的组装方式组装了欧姆表后，进行了正确的欧姆调零操作。接着用它测量待测电阻的阻值，指针偏转位置如图乙所示，则读出待测电阻阻值的测量值为________Ω。 (3)上面的操作和测量进行完之后，小明同学再利用题目所给的实验器材，组装了一个倍率为“×1000”的欧姆表，请你设计正确的电路连接方案，在图丙中把需要用到的器材连接起来。 12．(9分)某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量电梯竖直上下运行时的加速度，其构造如图甲所示。将弹簧竖直自由悬挂时，指示针指示的刻度尺刻度为6.50 cm；在弹簧下端悬挂一质量为0.2 kg的钩码，当钩码静止时指示针指示的刻度尺刻度如图甲所示。已知该装置中使用的弹簧在从原长到拉伸4.50 cm范围内能较好的满足胡克定律，重力加速度g＝9.8 m/s2。 甲　　　　　　　　　　　乙 (1)该弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果保留两位有效数字)。 (2)该“竖直加速度测量仪”可较准确测量的竖直向上的加速度的最大值为________m/s2(结果保留三位有效数字)。 (3)在实际测量过程中，指示针会随钩码上下振动，为了能让指示针尽快稳定下来，该同学将钩码换成与钩码质量相同的强磁铁，并在强磁铁正下方放置一铝块，如图乙所示。与不加铝块相比，此种情况下测得的加速度值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (4)弹簧下端悬挂钩码的质量越大，该测量仪可较准确测量的竖直向上的加速度的最大值________(选填“越大”“越小”或“不变”)。 13.(10分)如图所示为某打气装置示意图。其中A是容积为V的需要充气的容器，B是内壁光滑的气筒，容积也为V，左端用可移动的活塞密封，活塞横截面积为S，右端通过单向进气阀n与A连通(当B内气体压强大于A内气体压强时，n打开，反之关闭)，B底部通过单向进气阀m与外界连通(当B内气体压强小于外界大气压时，m打开，反之关闭)。活塞缓慢左移从外界抽取气体，抽气结束时活塞位于气筒B的最左侧；给活塞施加水平向右的推力，让活塞缓慢向右移动，当外力无法推动活塞时结束打气过程。已知外界大气压强为p0，初始时A内充满压强为p0的气体，容器A、B导热良好，给活塞水平推力的最大值为6.5p0S，忽略容器间连接处的气体体积，环境温度保持不变。求： (1)第一次打气结束时，A内气体的压强； (2)第七次打气结束时，B内活塞右侧气体的体积。 14.(13分)如图所示，固定的光滑半圆柱面ABCD与粗糙矩形水平桌面OABP相切于AB边，半圆柱面的圆弧半径R＝0.4 m，OA的长为L＝2 m。小物块从O点开始以某一大小不变的初速度v0沿水平面运动，初速度方向与OA方向之间的夹角为θ。若θ＝0°，小物块恰好经过半圆弧轨道的最高点。已知小物块与水平桌面间的滑动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)初速度v0的大小； (2)若小物块沿半圆弧运动的最大高度为h＝0.4 m，求夹角θ的余弦值。 15.(16分)如图所示为内径为R的中空圆柱形管，OO′为管的中轴线，管内分布着沿中轴线OO′方向的匀强电场，电场强度大小为E。带电粒子与管内壁发生碰撞时会被反弹(碰撞时间极短)，反弹前后沿管壁切向分速度不变，垂直管壁方向分速度大小不变、方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以垂直于中轴线OO′方向的速度v0从O点射出，不计粒子的重力，求： (1)带电粒子从O点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线OO′(带电粒子仍在圆柱形管内)时的速度大小； (2)若带电粒子恰好能从O′点离开圆柱形管，求圆柱形管管长的可能值； (3)若粒子第一次经过中轴线OO′时撤去电场，并立即换成与电场方向相同的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝，求带电粒子第二次经过中轴线时(带电粒子仍在圆柱形管内)的位置与O点之间的距离。 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(十二) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A B B D D C BC AC BD 1.A　根据质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程为H＋H→He＋n，即X粒子是n。故选A。 2．A　由于甲、乙是由同一条单缝衍射而形成的图样，由于波长越短中央条纹的宽度越小，由图可知λa>λb，故A正确；对于同一介质，波长越长的单色光频率越小，折射率越小，即na<nb，故以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角大，根据v＝可得va>vb，故B、C错误；根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于金属的极限频率时才发生光电效应现象，由于a光的频率小于b光，故用b光照射某金属有光电子逸出，则用a光照射该金属不一定有光电子逸出，故D错误。故选A。 3．B　1→2的过程为绝热过程，故Q＝0，气体体积减小，故外界对气体做功W>0，根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，可知气体内能增大，气体温度升高，故A错误；2→3的过程为等温过程，故ΔU＝0，气体体积减小，故外界对气体做功W>0，根据热力学第一定律可得Q<0，因此气体放热，故B正确；3→4的过程为绝热过程，故Q＝0，气体体积增大，故气体对外界做功W<0，根据热力学第一定律可知物体内能减小，故C错误；根据p-V图线与横轴围成的面积表示做的功可知，1→2→3过程气体对外界做负功，3→4→1过程气体对外界做正功，由于1→2→3曲线与横轴围成的面积大于3→4→1曲线与横轴围成的面积，故整个过程气体对外界做负功，故D错误。故选B。 4．B　当发电机线圈转速减小时，根据Em＝nBSω，可知升压变压器的输入电压U1减小，而负载不变，因此升压变压器的输入电流I1减小，故发电机的输出功率减小，故D错误；根据＝，可知I1减小时，I2也减小，即通过R的电流减小，故A错误；由于I2＝I3，因此I3减小，根据＝，可知I4减小，根据U4＝I4RL，P＝IRL，可知灯泡L消耗的功率减小，U4减小，根据＝，可知U3减小，故B正确，C错误。故选B。 5．D　根据题意，由万有引力提供向心力有＝ma，解得a＝，则有＝≈3600，“鹊桥号”与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动，由公式a＝r可得，＝＝，则有a1>a3>a2，故选D。 6．D　假设AB能相对静止一起沿斜面向上加速运动，则整体的加速度a＝＝0.2g，此时对物体A：f－mgsin 37°＝ma，解得f＝0.8mg，而A与B的最大静摩擦力fm＝μmgcos37°＝0.64mg，可知此时AB不能相对静止，即A相对B下滑，物块A与木板B间的滑动摩擦力为f＝μmgcos 37°＝0.64mg，此时A的加速度aA＝＝0.04g，方向沿斜面向上，选项B错误，D正确；对BC的整体a′＝＝g，因物块C加速度向下，则失重，即细绳的拉力小于2mg，选项A、C错误。故选D。 7．C　令OA的距离为d，初动能为Ek0，小球从O到A只有重力做功，根据动能定理mgdcos60°＝2Ek0－Ek0，可得Ek0＝mgd，加电场后，小球从O到A根据动能定理WOA电＋mgdcos60°＝3Ek0－Ek0，小球从O到B根据动能定理WOB电＋mg2d＝3Ek0－Ek0，联立可得WOA电＝Ek0，WOB电＝－2Ek0，令O点的电势为零，即φO＝0，WOA电＝q，WOB电＝q，可得φA＝－，φB＝，在匀强电场中，沿任意直线，电势的下降是均匀的，可得OM为等势点，M为AB的三等分点，根据电场线与等势面垂直，可知电场强度沿CA方向，如图所示。根据几何关系可得lAC＝，电场强度为E＝，联立以上可得E＝，故选C。 8．BC　若波沿x轴正方向传播，则x1＝1 m及x2＝4 m的振动相差时间为Δt1＝T，则λ1＝3 m，可得λ1＝ m(n＝0，1，2，3，…)，由题意可知T＝4 s，故对应的波速为v1＝＝ m/s(n＝0，1，2，3，…)，同理，若波沿x轴负方向传播，则x1＝1 m及x2＝4 m的振动相差时间为Δt2＝T，则λ2＝3 m，可得λ2＝ m(n＝0，1，2，3，…)，故对应的波速为v2＝＝ m/s(n＝0，1，2，3，…)，故A错误，B正确；结合AB分析可知，当波沿x轴负方向传播，且n＝1时，v＝ m/s，且波速不可能为 m/s，故C正确，D错误。故选BC。 9．AC　设A点的坐标为－x1，由于在x＝x0处场强为零，故＝，解得x1＝(－1)x0，故坐标x的场强为E＝－＋＝－＋，根据数学知识可知E-x关系可以如A所示，故A正确；试探电荷释放后，在到达x＝x0处前所受电场力方向均为x轴负方向，电场力一直做正功，试探电荷速度增大，动能增大，电势能减小，在x＝x0处速度达到最大值，动能达到最大值，电势能达到最小值，故B、D错误，C正确。故选AC。 10．BD　弹簧压缩到最大时，A、B的速度相同，以A初速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得mv0＝2mv，根据能量守恒定律可得mv＝·2mv2＋Epm，解得Epm＝mv，根据弹性势能公式可得xm＝v0，故A错误，B正确；由动量守恒定律可得mA＋mB＝mv0，则有mAt＋mBt＝mv0t，故mxA＋mxB＝mv0t＝ ，由AB选项分析可知xA－xB＝xm＝v0，联合解得xA＝ ，xB＝ ，故C错误，D正确。故选BD。 11．解析：(1)由指针所指刻线和待测电阻的大约阻值可知，组装的这个欧姆表的倍率应为×10；由欧姆表的倍率可知欧姆表的中值电阻为R中＝15×10 Ω＝150 Ω，电路中的最大电流为Im＝＝ A＝0.01 A，图甲中与电流表并联的电阻R的阻值为R＝＝ Ω＝10 Ω，故电阻R应选用定值电阻中的R1。 (2)欧姆表表针所指的刻线为16，倍率为×10，则待测电阻阻值的测量值为R＝16×10 Ω＝160 Ω。 (3)由题意可知组装的新欧姆表的中值电阻为R中′＝15×1000 Ω＝1.5×104 Ω，使用两节干电池时电路中的最大电流为Im′＝＝ A＝2×10－4 A＝200 μA，则电路连接方案如图所示。 答案：(1)×10　R1　(2)160　(3)见解析 12．解析：(1)由图可知刻度尺的读数为x1＝4.50 cm，根据胡克定律得k＝＝＝ N/m＝98 N/m。 (2)当弹簧的伸长量最大时，测得的加速度为最大，根据牛顿第二定律F－mg＝ma，其中F＝kΔxmax，联立并代入数据解得a＝12.3 m/s2。 (3)当磁铁上下振动时，由于电磁感应现象，铝块和铁块之间会有作用力，当测加速度时磁铁处于稳定状态，磁铁和铝块之间没有作用力，所以对实验结果没有影响。 (4)弹簧下端悬挂钩码的质量越大，根据牛顿第二定律F－mg＝ma，其中F＝kΔxmax，可知钩码质量越大，测得的最大加速度就越小。 答案：(1)98　(2)12.3　(3)不变　(4)越小 13．解析：(1)根据题意，由玻意耳定律有p0V＋p0V＝p1V 解得p1＝2p0。 (2)设打气n次后，无法推动活塞，则满足 p0V＋np0V＝V 解得n＝6.5 即打气六次后便无法完全将气体压进容器A，设第七次打气结束时B内活塞右侧气体的体积为ΔV，则满足 p0V＋7p0V＝7.5p0 解得ΔV＝V≈0.067V。 答案：(1)2p0　(2)0.067V 14．解析：(1)小物块恰好经过半圆弧轨道的最高点，则 ＝mg 从O点到最高点，由动能定理可得 mv－mv＝－2mgR－μmgL 联合解得v0＝2 m/s。 (2)小物块沿半圆弧运动的最大高度为h＝0.4 m＝R，此时小物块仅有沿AB方向的水平速度vx，竖直方向速度为零，设小物块在圆弧轨道最低端时的速度为v2，则vx＝v2sin θ 从圆弧轨道最低端到最大高度过程由动能定理可得 mv－mv＝－mgh 从O点到圆弧轨道最低端过程由动能定理可得 mv－mv＝－μmg· 联合解得cos θ＝。 答案：(1)2 m/s　(2) 15．解析：(1)设沿轴线方向为x轴方向，带电粒子从O点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线OO′过程，在垂直于轴线方向2R＝v0t1 在沿轴线方向qE＝ma，vx＝at1 则有v1＝ 联立解得v1＝ ＝ 。 (2)假设粒子与圆筒碰撞n次，在垂直于轴线方向 2nR＝v0t2 在沿轴线方向L＝at 联立解得L＝(n＝1，2，3…)。 (3)在电场加速过程中，粒子沿轴线前进距离 x1＝at＝ 在磁场偏转过程中qv0B＝m 解得r＝R，T＝＝ 如图所示，粒子碰撞一次后再次回到轴心，根据几何关系可得转过的圆心角θ＝ 再次回到轴心的时间t2＝T＝ 粒子沿轴线前进距离x2＝vxt2＝ 带电粒子第二次经过中轴线时(带电粒子仍在圆柱管内)与O点的距离 x＝x1＋x2＝。 答案：(1) (2)(n＝1，2，3…)　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $$