黄金卷01（上海专用）-【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷

【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（上海专用） 黄金卷01 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 一、圆筒内的小滑块（15分） 【答案】1. 2. 3. B 4. 5.B 【1题详解】小滑块在竖直方向，由 解得： （3分） 【2题详解】设小滑块滑落至底面时竖直方向速度为vy，则vy=gt，小滑块水平方向做匀速圆周运动， 故滑落至底面时水平方向速度为v0，小滑块滑落至底面时速度 （3分） 【3题详解】根据速度的分解可知：，故ACD错误，B正确。（3分） 【4题详解】水平方向小滑块做圆周运动，圆柱体内表面对小滑块的弹力FN提供向心力， 即（3分） 【5题详解】在摩擦力作用下vx逐渐减小，所以N随之减小，根据f=μN，小滑块与圆柱体之间的摩擦力在减小，摩擦力在水平方向上的分量减小，因此物体在水平切线方向上的加速度逐渐减小。故B正确。（3分） 二、航空航天（15分） 【答案】5. A 6. 2 7. ABC 8. 虚线 9. ①. ②. 【5题详解】 地球卫星的发射速度为第一宇宙速度即 求得 A正确。（3分） 【6题详解】 对宇航员分析可得 解得 （3分） 【7题详解】 A．轨道1变轨到轨道2在P点点火加速，因此变轨后经过P点的速度大于变轨前的速度，A正确； B．轨道2变轨到轨道3在Q点点火加速，因此变轨后经过Q点的速度大于变轨前的速度，B正确； C．卫星在Q点都是由万有引力提供加速度，因此 变轨前后在Q点的加速度相等，C正确； D．轨道2变轨到轨道3在Q点点火加速，机械能增加，D错误； E．卫星在轨道3与在轨道1上根据 且可知，卫星在轨道3的速度小于在轨道1的速度，E错误。 故选ABC。（3分） 【8题详解】 温度较低，则平均动能较小，则速度较小的分子占比多，故应为虚线。（2分） 【9题详解】 [1][2] 根据竖直上抛运动可知 根据 求得 （2分） 根据 求得 （2分） 三、体育运动（18分） 【答案】10. C 11.①. 向上 ②. 1.8 ③. 0.25 12. C 13.（1）375N；（2）7m/s；（3）见解析 【10题详解】 同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前的过程两球动能变化量相同，动量变化量相同，篮球对手作用力的冲量相同，但是作用时间变长，篮球对手的作用力变小。故选C。（2分） 【11题详解】 [1][2]根据上下坡法可知小棍的起振方向向上。由题意可知波长为 （2分） 波形沿丝带传播的速度大小 （2分） [3]波的传播周期为 图示时刻，P正在向上振动远离平衡位置，所以从图示时刻起再经过 P点位于波谷。（2分） 【12题详解】 把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，从船上升到最高点时计时， 其振动方程为 代入得 当时，解得 或 游客要舒服地登船需满足的条件是 故在一个周期内，运动员能舒服登船的时间是 故选C。（3分） 【13题详解】 （1）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，对运动员甲， 由动量定理有 解得 F=375N （2分） （2）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，两者所组成的系统动量守恒， 有 解得 （2分） 速度方向与甲运动员初始运动方向相同。 （3）甲乙作用前总机械能为 甲乙作用后总机械能为 所以乙推甲的过程中，甲和乙的机械能总量增大，此过程是乙的化学能转化成甲乙的机械能。（3分） 四、消防救援（15分） 【答案】14. AB 15. ①. Ⅰ ②. 较少 16. 向外爆裂，2.3×104Pa 17. ①. 2p0 ②. 24 【14题详解】 AD．在缓慢放水过程中，胎内气体温度不变，则胎内气体内能不变，分子平均动能不变，故A正确，D错误； BC．根据 在缓慢放水过程中，消防车的载重减小，胎内气体压强的压强减小，胎内气体温度不变，气体做等温变化，根据玻意耳定律可知，气体体积增加，气体对外界做正功，根据热力学第二定律 可知气体从外界吸热，故B正确，C错误。 故选AB。（2分） 【15题详解】 [1]温度越高，分子的热运动越剧烈，平均分子动能越大，则曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度低，则曲线Ⅰ对应车刚启动时的图线。（2分） [2]温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多，故相比行驶一段时间后，车刚启动时单位时间内对轮胎内壁单位面积上碰撞的气体分子数较少。（2分） 【16题详解】 表内气体初态压强、温度为 ， 其末态的温度为 气体做等容变化，由查理定律有 解得山顶上表内气体压强为 （2分） 若表盘是向内爆裂，则山上气压为 因为山上气压小于山脚下气压，故表盘不可能向内爆裂，故表盘是向外爆裂。 山顶大气压强为 （2分） 【17题详解】 [1]以热水保温桶内封闭气体为研究对象，初始状态 ， 接满4杯水后，设桶内气体压强为，体积为 气体做等温变化有 解得 （2分） [2]假设最多可以连续接满n杯，此时桶内气体压强为 体积为 气体做等温变化有 解得 （3分） 五、太阳能（19分） 【答案】18. C 19. C 20. ①. ②. 2 ③. 1 21.①. ②. 22. 【18题详解】 由爱因斯坦质能方程可知 代入数据可得 C正确。（3分） 【19题详解】 根据题意写出核反应方程 根据质量数守恒、电荷数守恒可知 ， 则新的原子核为，C正确。 故选C。 （3分） 【20题详解】 [1]该谱线对应的光子能量为 （2分） [2] [3]该光子的能量为 由图中可知和的能级差之前的能量差为。 （2分） 【21题详解】 [1]根据光子的动量可知 （1分） [2]太阳每秒辐射个硬X射线光子，镜头每秒可接收到的光子数为，则有 太阳辐射的总功率为，即太阳每秒辐射的能量为 联立解得 （3分） 【22题详解】 有题意可知，太阳能电池对电动机提供的电功率为 流过电动机的电流为 电动机产生的牵引力的功率为 实验车达最大速率时做匀速直线运动，此时，则 （5分） 六、磁悬浮列车（18分） 【答案】23. D 24. D 25. A 26. ①4N，水平向右；②5m/s；③20W 【23题详解】 A．地球仪静止时受到的磁力与重力平衡，则增大线圈中的电流，地球仪静止时受到的磁力不变，A错误； B．为使地球仪稳定地悬浮在空中，线圈磁场方向应是不变的，线圈应通稳恒电流，电路中的电源不能是交流电源，故B错误； CD．磁铁下端是N极，因此线圈上端是N极，由右手螺旋定则可知，电路中a端点必须连接直流电源的负极，故C错误，故D正确。（3分） 【24题详解】 对乘客进行受力分析，如图所示，向心力 A.当速率不变时，弯道半径越大，向心力越小，则乘客在转弯时受到来自车厢的力较小，所以更舒适，故A正确； B．弯道半径设计特别长时F向较小，即 列车倾斜程度就小，故B正确； CD．根据圆周运动向心力公式得 根据勾股定理得乘客受到来自车厢的力大小约为 故C正确；D不正确。 本题选不正确的，故选D。（3分） 【25题详解】 C．对c受力分析，可知c所受重力与a、b对c的库仑力的合力平衡，故三者的电性相同，故C错误； A．根据对称性可知，a、b对c的库仑力大小相等，故a、b所带的电荷量相等，故A正确； B．根据所给条件无法确定c所带的电荷量与a、b所带电荷量之间的关系，故B错误； D．根据共点力平衡，c所受重力大小等于a、b对c库仑力的合力，如图 则 解得 故D错误。 故选A。（3分） 【26题详解】 ①当实验车速度为0时，根据楞次定律“来拒去留”可知，金属框受到水平向右的磁场力， 两个磁场以恒定速度v0沿导轨方向向右运动，相当于ab、dc两根导体棒向左切割磁感线， 则有 ， 回路中的电流为 金属框受到的磁场力的大小为 方向为水平向右。（3分） ②试验车的速度为v时，相当于线框中ab、dc以切割磁场，则有 对线框有 当加速度为0时，线框的速度最大，即 解得实验车的最大速率 （3分） ③线圈以最大速度行驶时，克服阻力的功率为 当实验车以最大速度vm匀速运动时金属框中感应电流 金属框中的热功率为 外界需提供的总功率是 （3分） 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（上海专用） 黄金卷01 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、圆筒内的小滑块（15分） 在如图（甲）所示的圆柱形圆筒内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0，其俯视图如图（乙）所示。小滑块将沿圆筒内表面旋转滑下，下滑过程中滑块表面与圆筒内表面紧密贴合，圆筒半径为R，重力加速度为g，圆筒内表面光滑。 1. 小滑块滑落到圆筒底面的时间t1=______； 2. 小滑块滑落到圆筒底面时速度v大小 （做出必要的图示，写出解答的过程）； 3．滑块速度方向和水平方向的夹角α的正切tanα随时间t变化的图像是________。 A B C D 4. 当小滑块下落t2时间（t2 <t1）时，小滑块受到筒壁的弹力FN=_____； 5. 若筒内表面是粗糙的，小滑块在筒内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力FN。则小滑块在水平方向速率随时间变化的关系图像为______ A B C 【答案】1. 2. 3. B 4. 5.B 【1题详解】小滑块在竖直方向，由 解得： 【2题详解】设小滑块滑落至底面时竖直方向速度为vy，则vy=gt，小滑块水平方向做匀速圆周运动， 故滑落至底面时水平方向速度为v0，小滑块滑落至底面时速度 【3题详解】根据速度的分解可知：，故ACD错误，B正确。 【4题详解】水平方向小滑块做圆周运动，圆柱体内表面对小滑块的弹力FN提供向心力，即 【5题详解】在摩擦力作用下vx逐渐减小，所以N随之减小，根据f=μN，小滑块与圆柱体之间的摩擦力在减小，摩擦力在水平方向上的分量减小，因此物体在水平切线方向上的加速度逐渐减小。故B正确。 二、航空航天（15分） 牛顿指出地上物体的运动和天上物体的运动遵守相同的力学规律，实现了科学史上的一次伟大统一，为航空航天的发展奠定了基础。 5. 地球卫星的发射速度至少大于（　　） A. 7.9km/s B. 11.2km/s C. 16.7km/s 6. 火箭竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示航天员对座舱的压力等于他体重的3倍，此时飞船的加速度大小为重力加速度的___________倍。 7. 某卫星先在圆轨道1运动，在P点变轨后进入椭圆轨道2运动，在Q点变轨后进入圆轨道3运动，若忽略卫星质量变化，则（　　） A. 变轨后经过P点的速度大于变轨前的速度 B. 变轨后经过Q点的速度大于变轨前的速度 C. 变轨前后在Q点的加速度相等 D. 变轨前后在Q点的机械能相等 E. 卫星在轨道3的速度大于在轨道1的速度 8. 若航天员出舱前航天服内密封了一定质量的理想气体，其温度为27℃。打开舱门前，航天员需将航天服内气体的温度降为-9℃。气体在27℃和-9℃温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，则与-9℃对应的曲线是图中的___________（选填“实线”或“虚线”）。 9. 宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t小球落回抛出点，已知该星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球的自转，则该星球的质量为___________，类比地球的第一宇宙速度，该星球的第一宇宙速度为___________。 【答案】5. A 6. 2 7. ABC 8. 虚线 9. ①. ②. 【5题详解】 地球卫星的发射速度为第一宇宙速度即 求得 A正确。 【6题详解】 对宇航员分析可得 解得 【7题详解】 A．轨道1变轨到轨道2在P点点火加速，因此变轨后经过P点的速度大于变轨前的速度，A正确； B．轨道2变轨到轨道3在Q点点火加速，因此变轨后经过Q点的速度大于变轨前的速度，B正确； C．卫星在Q点都是由万有引力提供加速度，因此 变轨前后在Q点的加速度相等，C正确； D．轨道2变轨到轨道3在Q点点火加速，机械能增加，D错误； E．卫星在轨道3与在轨道1上根据 且可知，卫星在轨道3的速度小于在轨道1的速度，E错误。 故选ABC。 【8题详解】 温度较低，则平均动能较小，则速度较小的分子占比多，故应为虚线； 【9题详解】 [1][2] 根据竖直上抛运动可知 根据 求得 根据 求得 三、体育运动（18分） 体育运动项目中，包含着丰富的物理原理。只要你善于观察，都能用物理知识解决实际问题。 10. 篮球训练中，某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前。这样接球有助于减小接球过程中（ ） A. 篮球动量的变化量 B. 篮球动能的变化量 C. 篮球对手的作用力 D. 篮球对手作用力的冲量 11. 体操运动员在上下抖动一轻质丝带，形成一列“绳波”，如图所示。其中P点恰处于平衡位置，a、b两点沿波传播方向相距1.5m、沿振动方向相距0.5m，运动员手中小棍上下抖动的频率为3Hz.小棍的起振方向向________，波形沿丝带传播的速度大小应为________m/s。从图示时刻起，经过________s，P点位于波谷。 12. 皮划艇运动员登船时由于风浪较大，船上下浮动。可把船浮动简化成竖直方向简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s.当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐，地面与甲板的高度差不超过10cm时，能舒服地登船，在一个周期内，运动员能舒服登船的时间是（ ） A. 0.5s B. 0.75s C. 1.0s D. 2.0s 13. 如图所示，在某次3000m短道速滑接力赛练习中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙的速度大小为12m/s，甲的速度大小为10m/s，此时乙沿水平方向猛推甲一把，使甲以15m/s的速度向前冲出，已知甲、乙运动员的质量均为60kg，乙推甲的时间为0.8s，冰面阻力足够小，求： （1）在乙推甲的过程中，乙对甲的平均作用力大小； （2）乙推甲后两人分开时乙的速度； （3）某同学认为：“乙推甲的过程中，甲和乙的机械能总量保持不变”，你是否同意请计算说明，并分析能量是如何转化的。 【答案】10. C 11.①. 向上 ②. 1.8 ③. 0.25 12. C 13.（1）375N；（2）7m/s；（3）见解析 【10题详解】 同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前的过程两球动能变化量相同，动量变化量相同，篮球对手作用力的冲量相同，但是作用时间变长，篮球对手的作用力变小。故选C。 【11题详解】 [1][2]根据上下坡法可知小棍的起振方向向上。由题意可知波长为 波形沿丝带传播的速度大小 [3]波的传播周期为 图示时刻，P正在向上振动远离平衡位置，所以从图示时刻起再经过 P点位于波谷。 【12题详解】 把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，从船上升到最高点时计时， 其振动方程为 代入得 当时，解得 或 游客要舒服地登船需满足的条件是 故在一个周期内，运动员能舒服登船的时间是 故选C。 【13题详解】 （1）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，对运动员甲， 由动量定理有 解得 F=375N （2）取甲运动员初始运动方向为正方向，乙推甲的过程中，两者所组成的系统动量守恒， 有 解得 速度方向与甲运动员初始运动方向相同。 （3）甲乙作用前总机械能为 甲乙作用后总机械能为 所以乙推甲的过程中，甲和乙的机械能总量增大，此过程是乙的化学能转化成甲乙的机械能。 四、消防救援（15分） 夏天，一些地区出现了不同程度的用水困难现象。消防救援队伍第一时间出动，将水送到群众家门口。 14. 给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体（　　） A. 内能不变 B. 从外界吸热 C. 对外界做负功 D. 分子平均动能减小 15. 如图所示为消防车轮胎中气体分子速率分布函数图像，f（v）为在速率v附近单位速率间隔内气体分子数与分子总数的比，两条图线分别为车刚启动和行驶一段时间后胎内气体分子速率分布曲线，图中曲线___________（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）对应车刚启动时的图线。相比行驶一段时间后，车刚启动时单位时间内对轮胎内壁单位面积上碰撞的气体分子数___________（填“较多”“一样”或“较少”）。 16. 某型号消防仪表，表内外压强差超过6.0×104Pa时，表盘玻璃将爆裂。消防员携带此表实施高山环境救援，山脚温度为27℃，表内气压为1.0×105Pa；登上山顶时，表盘玻璃发生爆裂，此时山顶气温为−23℃。表内气体体积的变化可忽略不计，山顶大气压强小于山脚大气压强，分析说明表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂，并求山顶大气压强为多少。（结果保留两位有效数字） 17. 如图所示消防官兵为群众准备的热水保温桶，保温桶的容积为20L，打开保温桶底部阀门，热水可缓慢流出。现向内倒入16L热水，立即用桶盖将其密封，此时桶内部气压可达到2.5p0（p0为大气压）。用容积为250mL的杯子接水，设桶内部气体质量和温度不变，不计水产生的压强。接满4杯水后，桶内气体压强为___________；最多可连续接满___________杯热水。 【答案】14. AB 15. ①. Ⅰ ②. 较少 16. 向外爆裂，2.3×104Pa 17. ①. 2p0 ②. 24 【14题详解】 AD．在缓慢放水过程中，胎内气体温度不变，则胎内气体内能不变，分子平均动能不变，故A正确，D错误； BC．根据 在缓慢放水过程中，消防车的载重减小，胎内气体压强的压强减小，胎内气体温度不变，气体做等温变化，根据玻意耳定律可知，气体体积增加，气体对外界做正功，根据热力学第二定律 可知气体从外界吸热，故B正确，C错误。 故选AB。 【15题详解】 [1]温度越高，分子的热运动越剧烈，平均分子动能越大，则曲线Ⅰ对应的温度比曲线Ⅱ对应的温度低，则曲线Ⅰ对应车刚启动时的图线。 [2]温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多，故相比行驶一段时间后，车刚启动时单位时间内对轮胎内壁单位面积上碰撞的气体分子数较少。 【16题详解】 表内气体初态压强、温度为 ， 其末态的温度为 气体做等容变化，由查理定律有 解得山顶上表内气体压强为 若表盘是向内爆裂，则山上气压为 因为山上气压小于山脚下气压，故表盘不可能向内爆裂，故表盘是向外爆裂。 山顶大气压强为 【17题详解】 [1]以热水保温桶内封闭气体为研究对象，初始状态 ， 接满4杯水后，设桶内气体压强为，体积为 气体做等温变化有 解得 [2]假设最多可以连续接满n杯，此时桶内气体压强为 体积为 气体做等温变化有 解得 五、太阳能（19分） 太阳是一颗自己能发光发热的气体星球，太阳能来源于太阳内部氢的核聚变，太阳能既便捷又环保。 18. 太阳因核聚变释放出巨大能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为，由爱因斯坦质能方程可算得，太阳每秒钟辐射出的能量最接近于（　　） A. B. C. D. 19. 在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（）和氚核（）聚变结合成一个新的原子核，并放出一个中子，该新的原子核为（　　） A. 氕核 B. 氧核 C. 氦核 D. 氮核 20. 2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测频率为的氢原子谱线，该谱线对应的光子能量为___________J（结果保留三位有效数字）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子___________和 ___________能级之间的跃迁。（已知普朗克常量） 21. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线，这种射线光子的波长很短，设其波长为 λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，辐射的总功率为 P，卫星探测仪镜头正对着太阳。已知探测仪镜头面积为 S，卫星离太阳中心的距离为 L，普朗克常量为 h，光速为 c、则硬X射线光子的动量为___________，探测仪镜头每秒可接收到 ___________个该种光子。 22. （计算）太阳能汽车是利用太阳能电池，将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，目前正处在实验阶段。某辆实验车，太阳能电池板的总面积，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率，对电动机的供电效率，提供的电压，电动机的内阻，实验车内部机件摩擦的能耗率在水平路面行驶时车受到的阻力。求这辆实验车在该路面上行驶的最大速率。 【答案】18. C 19. C 20. ①. ②. 2 ③. 1 21.①. ②. 22. 【18题详解】 由爱因斯坦质能方程可知 代入数据可得 C正确。 【19题详解】 根据题意写出核反应方程 根据质量数守恒、电荷数守恒可知 ， 则新的原子核为，C正确。 故选C。 【20题详解】 [1]该谱线对应的光子能量为 [2] [3]该光子的能量为 由图中可知和的能级差之前的能量差为。 【21题详解】 [1]根据光子的动量可知 [2]太阳每秒辐射个硬X射线光子，镜头每秒可接收到的光子数为，则有 太阳辐射的总功率为，即太阳每秒辐射的能量为 联立解得 【22题详解】 有题意可知，太阳能电池对电动机提供的电功率为 流过电动机的电流为 电动机产生的牵引力的功率为 实验车达最大速率时做匀速直线运动，此时，则 六、磁悬浮列车（18分） 磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。 23. 有一种磁悬浮地球仪，通电时，地球仪会悬浮起来（如图甲），其原理如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来，则下列叙述中正确的是（ ） A. 增大线圈中的电流，地球仪静止时受到的磁力变大 B. 线圈电路中的电源必须是交流电源 C. 线圈的a端应连接直流电源的正极 D. 线圈的a端应连接直流电源的负极 24. 上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处，其中最大转弯处半径达到8000米，而转弯处最小半径也达到1300米。一个质量50kg的乘客坐在以360km/h不变速率驶过半径2500米弯道的车厢内，重力加速度g取，下列说法不正确的是（ ） A. 弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适 B. 弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度 C. 乘客受到来自车厢的力大小约为539N D. 乘客受到来自车厢的力大小约为200N 25. 与“磁悬浮”对应的一种技术叫“电悬浮”。如图所示，竖直平面内有a、b、c三个带电小球，其中a、b固定于绝缘水平面上，三球的连线恰好组成正三角形，“电悬浮”恰好能使小球c静止，则（ ） A. a、b的电荷量必相等 B. a、b、c的电荷量必相等 C. a、b有可能带相反电性的电荷 D. c的重力大小等于a、c间的库仑斥力大小 26. 图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图，图乙是固定在车底部金属框abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场和，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场和同时以恒定速度沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨的ab边长、总电阻，实验车与线框的总质量，磁感应强度，磁场运动速度。已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力，求： ①设时刻，实验车的速度为零，求金属框受到的磁场力的大小和方向； ②求实验车的最大速率； ③实验车以最大速度做匀速运动时，为维持实验车运动，外界需提供的总功率是多少？ 【答案】23. D 24. D 25. A 26. ①4N，水平向右；②5m/s；③20W 【23题详解】 A．地球仪静止时受到的磁力与重力平衡，则增大线圈中的电流，地球仪静止时受到的磁力不变，A错误； B．为使地球仪稳定地悬浮在空中，线圈磁场方向应是不变的，线圈应通稳恒电流，电路中的电源不能是交流电源，故B错误； CD．磁铁下端是N极，因此线圈上端是N极，由右手螺旋定则可知，电路中a端点必须连接直流电源的负极，故C错误，故D正确。 【24题详解】 对乘客进行受力分析，如图所示，向心力 A.当速率不变时，弯道半径越大，向心力越小，则乘客在转弯时受到来自车厢的力较小，所以更舒适，故A正确； B．弯道半径设计特别长时F向较小，即 列车倾斜程度就小，故B正确； CD．根据圆周运动向心力公式得 根据勾股定理得乘客受到来自车厢的力大小约为 故C正确；D不正确。 本题选不正确的，故选D。 【25题详解】 C．对c受力分析，可知c所受重力与a、b对c的库仑力的合力平衡，故三者的电性相同，故C错误； A．根据对称性可知，a、b对c的库仑力大小相等，故a、b所带的电荷量相等，故A正确； B．根据所给条件无法确定c所带的电荷量与a、b所带电荷量之间的关系，故B错误； D．根据共点力平衡，c所受重力大小等于a、b对c库仑力的合力，如图 则 解得 故D错误。 故选A。 【26题详解】 ①当实验车速度为0时，根据楞次定律“来拒去留”可知，金属框受到水平向右的磁场力， 两个磁场以恒定速度v0沿导轨方向向右运动，相当于ab、dc两根导体棒向左切割磁感线， 则有 ， 回路中的电流为 金属框受到的磁场力的大小为 方向为水平向右。 ②试验车的速度为v时，相当于线框中ab、dc以切割磁场，则有 对线框有 当加速度为0时，线框的速度最大，即 解得实验车的最大速率 ③线圈以最大速度行驶时，克服阻力的功率为 当实验车以最大速度vm匀速运动时金属框中感应电流 金属框中的热功率为 外界需提供的总功率是 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考物理模拟卷（上海专用） 黄金卷01 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、圆筒内的小滑块（15分） 在如图（甲）所示的圆柱形圆筒内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0，其俯视图如图（乙）所示。小滑块将沿圆筒内表面旋转滑下，下滑过程中滑块表面与圆筒内表面紧密贴合，圆筒半径为R，重力加速度为g，圆筒内表面光滑。 1. 小滑块滑落到圆筒底面的时间t1=______； 2. 小滑块滑落到圆筒底面时速度v大小 （做出必要的图示，写出解答的过程）； 3．滑块速度方向和水平方向的夹角α的正切tanα随时间t变化的图像是________。 A B C D 4. 当小滑块下落t2时间（t2 <t1）时，小滑块受到筒壁的弹力FN=_____； 5. 若筒内表面是粗糙的，小滑块在筒内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力FN。则小滑块在水平方向速率随时间变化的关系图像为______ A B C 二、航空航天（15分） 牛顿指出地上物体的运动和天上物体的运动遵守相同的力学规律，实现了科学史上的一次伟大统一，为航空航天的发展奠定了基础。 5. 地球卫星的发射速度至少大于（　　） A. 7.9km/s B. 11.2km/s C. 16.7km/s 6. 火箭竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示航天员对座舱的压力等于他体重的3倍，此时飞船的加速度大小为重力加速度的___________倍。 7. 某卫星先在圆轨道1运动，在P点变轨后进入椭圆轨道2运动，在Q点变轨后进入圆轨道3运动，若忽略卫星质量变化，则（　　） A. 变轨后经过P点的速度大于变轨前的速度 B. 变轨后经过Q点的速度大于变轨前的速度 C. 变轨前后在Q点的加速度相等 D. 变轨前后在Q点的机械能相等 E. 卫星在轨道3的速度大于在轨道1的速度 8. 若航天员出舱前航天服内密封了一定质量的理想气体，其温度为27℃。打开舱门前，航天员需将航天服内气体的温度降为-9℃。气体在27℃和-9℃温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，则与-9℃对应的曲线是图中的___________（选填“实线”或“虚线”）。 9. 宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t小球落回抛出点，已知该星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球的自转，则该星球的质量为___________，类比地球的第一宇宙速度，该星球的第一宇宙速度为___________。 三、体育运动（18分） 体育运动项目中，包含着丰富的物理原理。只要你善于观察，都能用物理知识解决实际问题。 10. 篮球训练中，某同学伸出双手迎接飞来的篮球，触球后双手随篮球收缩至胸前。这样接球有助于减小接球过程中（ ） A. 篮球动量的变化量 B. 篮球动能的变化量 C. 篮球对手的作用力 D. 篮球对手作用力的冲量 11. 体操运动员在上下抖动一轻质丝带，形成一列“绳波”，如图所示。其中P点恰处于平衡位置，a、b两点沿波传播方向相距1.5m、沿振动方向相距0.5m，运动员手中小棍上下抖动的频率为3Hz.小棍的起振方向向________，波形沿丝带传播的速度大小应为________m/s。从图示时刻起，经过________s，P点位于波谷。 12. 皮划艇运动员登船时由于风浪较大，船上下浮动。可把船浮动简化成竖直方向简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s.当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐，地面与甲板的高度差不超过10cm时，能舒服地登船，在一个周期内，运动员能舒服登船的时间是（ ） A. 0.5s B. 0.75s C. 1.0s D. 2.0s 13. 如图所示，在某次3000m短道速滑接力赛练习中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙的速度大小为12m/s，甲的速度大小为10m/s，此时乙沿水平方向猛推甲一把，使甲以15m/s的速度向前冲出，已知甲、乙运动员的质量均为60kg，乙推甲的时间为0.8s，冰面阻力足够小，求： （1）在乙推甲的过程中，乙对甲的平均作用力大小； （2）乙推甲后两人分开时乙的速度； （3）某同学认为：“乙推甲的过程中，甲和乙的机械能总量保持不变”，你是否同意请计算说明，并分析能量是如何转化的。 四、消防救援（15分） 夏天，一些地区出现了不同程度的用水困难现象。消防救援队伍第一时间出动，将水送到群众家门口。 14. 给旱区送水的消防车停于水平地面，在缓慢放水过程中，若车胎不漏气，胎内气体温度不变，不计分子势能，则胎内气体（　　） A. 内能不变 B. 从外界吸热 C. 对外界做负功 D. 分子平均动能减小 15. 如图所示为消防车轮胎中气体分子速率分布函数图像，f（v）为在速率v附近单位速率间隔内气体分子数与分子总数的比，两条图线分别为车刚启动和行驶一段时间后胎内气体分子速率分布曲线，图中曲线___________（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）对应车刚启动时的图线。相比行驶一段时间后，车刚启动时单位时间内对轮胎内壁单位面积上碰撞的气体分子数___________（填“较多”“一样”或“较少”）。 16. 某型号消防仪表，表内外压强差超过6.0×104Pa时，表盘玻璃将爆裂。消防员携带此表实施高山环境救援，山脚温度为27℃，表内气压为1.0×105Pa；登上山顶时，表盘玻璃发生爆裂，此时山顶气温为−23℃。表内气体体积的变化可忽略不计，山顶大气压强小于山脚大气压强，分析说明表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂，并求山顶大气压强为多少。（结果保留两位有效数字） 17. 如图所示消防官兵为群众准备的热水保温桶，保温桶的容积为20L，打开保温桶底部阀门，热水可缓慢流出。现向内倒入16L热水，立即用桶盖将其密封，此时桶内部气压可达到2.5p0（p0为大气压）。用容积为250mL的杯子接水，设桶内部气体质量和温度不变，不计水产生的压强。接满4杯水后，桶内气体压强为___________；最多可连续接满___________杯热水。 五、太阳能（19分） 太阳是一颗自己能发光发热的气体星球，太阳能来源于太阳内部氢的核聚变，太阳能既便捷又环保。 18. 太阳因核聚变释放出巨大能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为，由爱因斯坦质能方程可算得，太阳每秒钟辐射出的能量最接近于（　　） A. B. C. D. 19. 在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（）和氚核（）聚变结合成一个新的原子核，并放出一个中子，该新的原子核为（　　） A. 氕核 B. 氧核 C. 氦核 D. 氮核 20. 2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测频率为的氢原子谱线，该谱线对应的光子能量为___________J（结果保留三位有效数字）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子___________和 ___________能级之间的跃迁。（已知普朗克常量） 21. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线，这种射线光子的波长很短，设其波长为 λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，辐射的总功率为 P，卫星探测仪镜头正对着太阳。已知探测仪镜头面积为 S，卫星离太阳中心的距离为 L，普朗克常量为 h，光速为 c、则硬X射线光子的动量为___________，探测仪镜头每秒可接收到 ___________个该种光子。 22. （计算）太阳能汽车是利用太阳能电池，将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，目前正处在实验阶段。某辆实验车，太阳能电池板的总面积，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率，对电动机的供电效率，提供的电压，电动机的内阻，实验车内部机件摩擦的能耗率在水平路面行驶时车受到的阻力。求这辆实验车在该路面上行驶的最大速率。 六、磁悬浮列车（18分） 磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。 23. 有一种磁悬浮地球仪，通电时，地球仪会悬浮起来（如图甲），其原理如图乙所示，底座是线圈，地球仪是磁铁，通电时能让地球仪悬浮起来，则下列叙述中正确的是（ ） A. 增大线圈中的电流，地球仪静止时受到的磁力变大 B. 线圈电路中的电源必须是交流电源 C. 线圈的a端应连接直流电源的正极 D. 线圈的a端应连接直流电源的负极 24. 上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处，其中最大转弯处半径达到8000米，而转弯处最小半径也达到1300米。一个质量50kg的乘客坐在以360km/h不变速率驶过半径2500米弯道的车厢内，重力加速度g取，下列说法不正确的是（ ） A. 弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适 B. 弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度 C. 乘客受到来自车厢的力大小约为539N D. 乘客受到来自车厢的力大小约为200N 25. 与“磁悬浮”对应的一种技术叫“电悬浮”。如图所示，竖直平面内有a、b、c三个带电小球，其中a、b固定于绝缘水平面上，三球的连线恰好组成正三角形，“电悬浮”恰好能使小球c静止，则（ ） A. a、b的电荷量必相等 B. a、b、c的电荷量必相等 C. a、b有可能带相反电性的电荷 D. c的重力大小等于a、c间的库仑斥力大小 26. 图甲是磁悬浮实验车与轨道示意图，图乙是固定在车底部金属框abcd（车厢与金属框绝缘）与轨道上运动磁场的示意图。水平地面上有两根很长的平行直导轨PQ和MN，导轨间有竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场和，二者方向相反。车底部金属框的ad边宽度与磁场间隔相等，当匀强磁场和同时以恒定速度沿导轨方向向右运动时，金属框会受到磁场力，带动实验车沿导轨运动。设金属框垂直导轨的ab边长、总电阻，实验车与线框的总质量，磁感应强度，磁场运动速度。已知悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力，求： ①设时刻，实验车的速度为零，求金属框受到的磁场力的大小和方向； ②求实验车的最大速率； ③实验车以最大速度做匀速运动时，为维持实验车运动，外界需提供的总功率是多少？ 试卷第2页，共22页 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$