2025届陕西省西安中学高三下学期第二次模考物理试卷

2025年陕西省西安中学高考物理模拟试卷（二） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.已知钍234的半衰期是24天，1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为(    ) A. 0g B. C. D. 2.“篮球夹背”是考验两人协作能力的游戏，两人背对背、手挽手，背上夹着球，从起点跑到终点，在球不掉落的情况下，最先完成的即获胜。如图甲所示，两位同学夹着篮球匀速前进，开始时两位同学的背之间的夹角为锐角。其模型可简化为图乙，篮球夹在两个平面之间。若忽略篮球受到的摩擦力和空气阻力，则下列说法正确的是(    ) A. 若左右两位同学的背与竖直方向的夹角均减小，则篮球所受两位同学的合力增大 B. 若仅左边同学的背与竖直方向的夹角增大，则左边同学对篮球的作用力增大 C. 若仅右边同学的背与竖直方向的夹角增大，则左边同学对篮球的作用力增大 D. 若仅左边同学的背与竖直方向的夹角增大，则右边同学对篮球的作用力减小 3.2023年我国首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行，实现重要技术突破。设该系统的试验列车质量为m，某次试验中列车以速率v在平直轨道上匀速行驶，刹车时牵引系统处于关闭状态，制动装置提供大小为F的制动力，列车减速直至停止。若列车行驶时始终受到大小为f的空气阻力，则(    ) A. 列车减速过程的加速度大小为 B. 列车减速过程F的冲量大小为mv C. 列车减速过程通过的位移大小为 D. 列车匀速行驶时，牵引系统的输出功率为 4.战国时期的《甘石星经》最早记载了部分恒星位置和金、木、水、火、土五颗行星“出没”的规律。现在我们知道(    ) A. 恒星都是静止不动的 B. 行星绕太阳做圆周运动 C. 行星绕太阳运行的速率不变 D. 各行星绕太阳运行的周期不同 5.一定质量的理想气体从状态a开始，经历abcda过程回到原状态，其图象如图所示，其中ab、cd与T轴平行，bd的延长线过原点O。下列判断正确的是(    ) A. 在a、c两状态，气体的体积相等 B. 在b、d两状态，气体的体积相等 C. 由c状态到d状态，气体内能增大 D. 由d状态到a状态，气体对外做功 6.如图1所示，一足够长的粗糙斜面固定在水平面上，a、b两物块分别在沿斜面向下的力F作用下由静止开始运动，两物块运动的加速度a随力F变化的关系如图2所示。忽略空气阻力，下列关于a、b的质量与以及a、b与斜面间的动摩擦因数与的大小关系，正确的是(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 7.如图所示，一固定的不带电金属球壳接地，半径为R，球心为A，将一带电量为的点电荷固定在离球心为2R的B点，D、E是AB连线上的两点，，BC与球壳相切于C点，球壳静电平衡时，C点的场强，下列说法正确的是(    ) A. C点电势低于A点 B. D点电势高于E点 C. A点的场强 D. 球上的感应电荷在C处的场强大小 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8.图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，此时质点P的位置横坐标为，质点Q的位置横坐标为。图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是(    ) A. 该波的传播速度是 B. 该波沿x轴的负方向传播 C. 时，质点P的振动方向向上 D. 从到内，质点P通过的路程为20cm 9.一小物块向左冲上水平向右运动的木板，二者速度大小分别为、，此后木板的速度v随时间t变化的图像如图所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板足够长。整个运动过程中(    ) A. 物块的运动方向不变 B. 物块的加速度方向不变 C. 物块相对木板的运动方向不变 D. 物块与木板的加速度大小相等 10.如图，水平光滑平行导轨间距为，一略长于L、电阻为的导体棒放置于导轨上，导轨两端各连接一阻值为的电阻和，整个装置放置在垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，导体棒受到一周期性的驱动力作用在导轨平面内做简谐运动，取时刻的位置为坐标原点，位移向右为正，导体棒的位移随时间的关系为，速度随时间的关系为，电流表A为交流电表，并忽略其内阻。下列说法正确的是(    ) A. 电流表的示数为 B. 导体棒完成一次全振动的过程中驱动力做功为 C. 导体棒通过坐标原点时驱动力的大小为 D. 导体棒第一次由坐标原点到右侧最大位置的过程中通过电流表的电荷量 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11.如图甲所示为某学习小组的同学们用圆锥摆粗略验证向心力表达式的实验情景。调节平台的高度，尽量使纸面贴近小球但不接触。用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆做匀速圆周运动。 若忽略小球运动中受到的阻力，小球的质量为m，重力加速度为g。在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动所需的向心力大小______用m、n、t、r及相关的常量表示。用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所提供的向心力大小______用m、h、r及相关的常量表示。 保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。学习小组的同学们想用图象来处理多组实验数据，为了直观反映物理量间的关系，应合理选择坐标轴的相关变量，则应该画______选填“”或“”图象，画出的图象如图乙所示，则引起图象中出现横截距的原因是______。 12.国际规定自来水在时电阻率应大于某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞活塞电阻可忽略，右活塞固定，左活塞可自由移动，实验器材还有： 电源电动势均为3V，内阻可忽略； 电压表量程为3V，内阻很大； 电压表量程为3V，内阻很大； 定值电阻阻值； 定值电阻阻值； 电阻箱最大阻值； 单刀双掷开关S；导线若干； 游标卡尺；刻度尺。 实验步骤如下： A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d； B.向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L； C.把S拨到1位置，记录电压表示数； D.把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表示数与电压表示数相同，记录电阻箱的阻值R； E.改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R； F.断开S，整理好器材。 测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则______mm。 玻璃管内水柱的电阻的表达式为：______用、、R表示。 利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的关系图象，自来水的电阻率______保留两位有效数字。 本实验中若电压表内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将______填“偏大”“不变”或“偏小”。 四、计算题：本大题共3小题，共38分。 13.如图为空气中两个完全相同的透明半球体介质，半径均为R，底面水平平行错开放置且竖直间距为，其折射率未知。一束单色光与竖直方向成角沿半球体甲的半径射入，射出后恰好射向另一半球体乙底面的圆心处，并从半球体乙射出；当该单色光与竖直方向成角同样沿半球体甲的半径射入时，光线恰好未从半球体甲的底面射出。，，求： 该介质的折射率n； 两半球体球心错开的水平距离s。 14.如图所示，一长为L的轻杆可绕过O点的轴在竖直平面内转动，轻杆一端固定一个质量为m的小球P。一条不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮，一端连接小球，另一端连接质量为2m的物块A。物块A放置于倾角为的光滑斜面，连接A的轻绳与斜面平行。用一水平外力作用于小球P，可使小球P静止于图示位置，此时轻绳与竖直方向成，轻杆与竖直方向成。撤去水平力后，轻杆可运动到竖直位置。取，，重力加速度为g。求： 水平外力的大小； 撤去水平力瞬间绳上张力大小； 杆运动到竖直位置时，小球的速度大小。 15.如图，有一平行于y轴长为R的线状粒子发射器，其中心位于轴某处，可平行x轴方向发射出速度均相同的同种粒子。其右侧有一沿x轴正向的匀强电场，场强为E，宽为L。有一圆心在半径为R的圆形匀强磁场Ⅰ，其磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。在第四象限下方有垂直向里的匀强磁场Ⅱ，其磁感应强度为。粒子的电荷量为，质量为m。已知从O点射入圆形磁场的粒子，刚好从圆形磁场最下端A点沿方向射出，忽略粒子的重力和粒子间的相互作用力。 求粒子的初速度； 求同时发射出的粒子离开磁场Ⅱ的最大时间间隔； 若磁场Ⅱ的上边界可以上下调节，且不与磁场Ⅰ重叠，求粒子射出磁场Ⅱ上边界范围的最小值。 答案和解析 1.【答案】B  【解析】解：根据半衰期的公式，1g钍234经过48天后，剩余质量，故B正确，ACD错误。 故选：B。 根据半衰期的公式列式代入数据解答。 考查放射性元素的半衰期问题，会根据题意进行相关的分析和计算。 2.【答案】D  【解析】解：两位同学夹着篮球匀速前进，篮球处于平衡状态，则对篮球受力分析可知篮球所受两位同学的合力等于篮球的重力，故篮球所受两位同学的合力不变，故A错误； 若仅左边同学的背与竖直方向的夹角增大，则篮球受到两位同学作用力的夹角减小，作出篮球受力的动态矢量三角形，如图1所示， 可知左边同学对篮球的作用力可能减小，可能不变，也可能增大，但是右边同学对篮球的作用力一定减小，B错误，D正确； C.若仅右边同学的背与竖直方向的夹角增大，则篮球受到两位同学作用力的夹角减小，作出篮球受力的动态矢量三角形，如图2所示，可知左边同学对篮球的作用力减小，故C错误。 故选：D。 根据篮球处于平衡状态分析，做出篮球受力的动态矢量三角形，根据矢量三角形分析。 本题解题关键是做出篮球受力的动态矢量三角形，利用图解法解题。 3.【答案】C  【解析】解：设磁悬浮列车减速过程中加速度的大小为a，根据牛顿第二定律 解得加速度的大小为，故A错误； B.取列车运动的方向为正方向，根据动量定理 解得F的冲量，故B错误； C.根据动能定理 解得列车减速过程通过的位移大小为，故C正确； D.列车匀速行驶时，牵引力等于阻力，列车的功率，故D错误。 故选：C。 A.根据牛顿第二定律求加速度； B.根据动量定理分析作答； C.根据动能定理求解作答； D.列车匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据功率公式求解作答。 本题考查了牛顿第二定律、动量定理、动能定理和功率公式；考查了考生的逻辑推论能力。 4.【答案】D  【解析】解：恒星都是运动的，故A错误； B.根据开普勒第一定律可知行星绕太阳做椭圆运动，故B错误； C.根据开普勒第二定律可知行星绕太阳运行的速率与行星和太阳的距离有关，故C错误； D.根据开普勒第三定律可知，各行星绕太阳运行的周期不同，故D正确。 故选：D。 恒星和行星一样也都在运动；根据开普勒三个定律可分析出BCD三个选项。 学生在解答本题时，应注意对于基本的天体运动规律有所了解，并能够熟练掌握开普勒三定律。 5.【答案】B  【解析】解：ABD、根据可得：，即图像图线的斜率 在a、c两状态分别与O点连线的斜率不同，其气体的体积不相等； 气体在b、d两状态在同一条过原点的直线上，即在同一条等容线上，其体积相等； d与O点连线的斜率小于a点与O点连线的斜率，则d状态时的气体体积小于a状态时的气体体积，即由d状态到a状态，气体的体积减小，外界对气体做功，故AD错误，B正确； C、理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大，由c状态到d状态，气体温度降低，气体内能减小，故C错误； 故选：B。 根据一定质量理想气体状态方程，结合图象上点与原点连线的斜率，分析体积的变化，判断做功情况；温度越高内能越大。 解决气体问题，关键要掌握气态方程，知道温度的意义：一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，温度越高内能越大。 6.【答案】B  【解析】解：物块沿斜面下滑的过程中，设斜面的倾角为，对物块受力分析，由牛顿第二定律可得： 得 可知图线的斜率等于物体的加速度，可知，则 又由图像可知，则 故B正确，ACD错误。 故选：B。 对物块受力分析，根据物块和斜面的运动状态即可求解质量和摩擦因数的关系。 本题关键是考查物体的受力分析，灵活运用隔离法对物块受力分析即可。 7.【答案】D  【解析】A.静电平衡状态的导体是等势体，所以A、C两点等电势，A错误； B.带电荷量为的点电荷在D、E两点电势相等，感应电荷在D点的电势比点的低，所以D点电势低于E点电势，B错误； C.静电平衡状态的导体内部的场强处处为0，所以C错误； D.处于静电平衡状态的导体表明为等势面，而电场中的电场线与等势面垂直，可知C处的合场强方向沿金属球的半径方向，由于点电荷在C处的分场强为 方向沿过C点的圆的切线，根据平行四边形定则可知，球上的感应电荷在C处的分场强大小为 解得 故D正确。 故选D。 处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零． 处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面． 表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面垂直． 导体中包括表面自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态． 8.【答案】CD  【解析】解：A、由图甲知，由图乙知，则波速为：，故A错误； B、由乙图读出，Q点在时的速度方向向上，由同侧法可知，该波沿x轴正方向的传播，故B错误； C、根据同侧法可知时P质点的振动方向向下，时，振动情况与时的振动方向相反，所以时，质点P的振动方向向上，故C正确； D、从到的时间内，即，质点P通过的路程，故D正确。 故选：CD。 根据甲、乙两图可以读出该波的波长和周期，从而求出波速；时Q点在平衡位置上，由乙图知下一时刻向上振动，根据同侧法确定了该波的传播方向； 根据时间与周期的关系，分析质点P的振动情况，求出通过的路程。 本题既要理解振动图像和波动图像各自的物理意义，由振动图像能判断出质点的速度方向，同时要把握两种图像的内在联系，能由质点的速度方向，判断出波的传播方向。 9.【答案】CD  【解析】A、木板速度为时，斜率发生改变，则加速度发生变化，可知此时物块与木板共速，则物块先向左减速，再向右加速，故A错误； B、物块与木板共速前，加速度始终向右，共速后一起减速，加速度向左，故B错误； C、物块速度减到0之前相对木板向左运动，物块速度从0增大到时速度依然小于木板速度，所以该过程物块相对木板向左运动，之后一起减速，无相对位移，所以整个过程中物块相对木板的运动方向向左不变，故C正确； D、共速前，物块的加速度为 木板的加速度为 则物块与木板共速前后，二者的加速度大小都相等，故D正确。 故选：CD。 根据图像分析两物体的运动情况，结合共速前后的运动特点分析ABC，根据图像斜率分析D。 本题考查图像的认识，解题关键掌握图像中“拐点”的意义。 10.【答案】BC  【解析】解：已知导体棒的位移随时间的关系为   导体棒做简谐运动，则其速度的表达式为 导体棒切割磁感线产生的感应电动势 其有效值为 通过电流表的电流为 故A错误； B.完成一次全振动，由动能定理可知：外力做的功与克服安培力做的功代数和为零，克服安培力的做功等于电路中消耗的总电能，所以 故B正确； C.通过坐标原点时，导体棒的加速度为零，所以驱动力与安培力等大反向，即 解得 故C正确； D.由法拉第电磁感应定律得 由电流的定义式得 由闭合电路欧姆定律得 联立解得  导体棒第一次由坐标原点到右侧最大位置的过程中通过电流表的电荷量为 故D错误。 故选：BC。 求出导体棒切割磁感线产生的感应电动势，电流表示数等于有效值，根据动能定理分析驱动力做功，通过坐标原点时，导体棒的加速度为零，所以驱动力与安培力等大反向，结合电流电流定义式求解电荷量。 本题考查了电磁感应与电路、力学的综合运用，能够会灵活运用切割产生的感应电动势公式、安培力公式、欧姆定律等内容，掌握安培力的表达式和电荷量的表达式。 11.【答案】     竖直高度h测大了，应为悬点到圆心间的竖直距离  【解析】解：用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做匀速圆周运动的周期为， 根据向心力的计算公式可得此圆周运动所需的向心力大小； 小球的受力情况如图所示，根据几何关系可得： 根据力的合成可得：； 根据合力提供向心力可得 即：，解得： 则应该画出图象， 根据图象可知，当时h不为零，说明测得的h偏大，所以引起图象中出现横截距的原因是：竖直高度h测大了，应为悬点到圆心间的竖直距离。 故答案为：；；；竖直高度h测大了，应为悬点到圆心间的竖直距离。 求出小球做匀速圆周运动的周期，根据向心力的计算公式可得此圆周运动所需的向心力大小，根据力的合成可求； 根据合力提供向心力可得的关系，由此分析；根据图象可知，当时h不为零，说明测得的h偏大，由此分析误差。 本题主要是考查向心力的来源，关键是通过实验数据来粗略验证向心力表示式，培养学生善于分析问题与解决问题的能力，同时运用力的分解寻找向心力的来源． 12.【答案】   14   偏大  【解析】解：游标卡尺的主尺读数为：，游标尺上第0个刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为：； 设把S拨到1位置时，电压表示数为U，则此时电路电流为，总电压， 当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表示数与电压表示数相同也为U，则此时电路中的电流为， 总电压，由于两次总电压相等，都等于电源电压E，可得，解得， 从图丙中可知，时，， 此时玻璃管内水柱的电阻，水柱横截面积， 由电阻定律得   若电压表内阻不是很大，则把S拨到1位置时，此时电路电流大于，实际总电压将大于，所以测量的将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大； 故答案为：；；；偏大。 游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数。 分别求出S接1和接2时电路的总电压，利用并联电压相等列式，求出； 从图丙读出数据，利用电阻定律求出电阻率； 分析若电压表内阻不是很大，对测量电阻的影响，再判断自来水电阻率测量的影响。 本题考查了游标卡尺的读数，等效替代法测电阻，电阻定律以及对实验误差的分析，解答本题的关键是明确实验目的，所有的步骤都为了测电阻率，所以要测量电阻、水柱横截面积、水柱的长度。 13.【答案】解：当入射角为时，光线恰好未从半球体甲的底面射出，说明此时光线恰好发生全反射现象。临界角为。由 得 以入射角沿半球体甲的半径射入，在半球甲底面发生折射现象，设此时入射角为r，折射角为i，由题意知，根据折射定律，有 得 由几何关系，两半球体球心错开的水平距离为 答：该介质的折射率为； 两半球体球心错开的水平距离为。  【解析】根据全反射的特点即可解出； 根据折射定律再结合几何关系即可解出。 本题考查学生对于全反射和折射定律的知识的灵活应用能力，难度不大。 14.【答案】解：对物块A受力分析，由平衡条件可得绳中拉力大小为： 设水平外力的大小为F，对小球P受力分析如下图所示： 由平衡条件，在沿绳的方向上得： 解得： 撤去水平拉力瞬间，物体A和小球P的加速度的大小相等，设此时绳上张力大小为。 对物体A受力分析，由牛顿第二定律得： 对小球P受力分析，由牛顿第二定律得： 解得： 设杆运动到竖直位置时小球速度大小为v，由速度分解知，此时物体A的速度大小为零。由几何关系可得右侧绳的长度减少量为： 对物体A和小球P组成的系统，由机械能守恒定律得： 解得： 答：水平外力的大小为； 撤去水平力瞬间绳上张力大小为； 杆运动到竖直位置时，小球的速度大小为。  【解析】对物块A受力分析，由平衡条件可得绳中拉力大小，再对小球P受力分析，由平衡条件求解水平外力的大小； 撤去水平拉力瞬间，物体A和小球P的加速度的大小相等，分别对物体A和小球P受力分析，根据牛顿第二定律求解撤去水平力瞬间绳上张力大小； 杆运动到竖直位置时物体A的速度大小为零。由几何关系求得右侧绳的长度减少量，对物体A和小球P组成的系统，根据机械能守恒定律求解杆运动到竖直位置时，小球的速度大小。 本题为动力学的综合问题。解决问题的关键是清楚各物体的受力情况、运动情况及能量转化情况，利用平衡条件、牛顿第二定律、能量守恒定律分析计算。 15.【答案】解：由 得 由动能定理 得 在磁场1中粒子的偏转角度差 时间间隔， 在磁场2中粒子的偏转角度差 时间间隔， 当磁场2边界与圆形磁场1相切时 粒子射出的宽度最小，两边粒子在磁场Ⅱ中向右移动的距离相同，所以粒子出射的距离等于粒子两边射出和直径粒子的距离差。 答：粒子的初速度为； 同时发射出的粒子离开磁场Ⅱ的最大时间间隔为； 若磁场Ⅱ的上边界可以上下调节，且不与磁场Ⅰ重叠，粒子射出磁场Ⅱ上边界范围的最小值为。  【解析】根据洛伦兹力等于向心力计算粒子进入场Ⅰ的速度，再利用动能定理计算初速度； 根据粒子运动轨迹分析粒子在两磁场中最大圆心角差值，进而计算最大时间间隔； 根据粒子轨迹分析临界情景，再利用几何关系计算粒子射出磁场Ⅱ上边界范围的最小值。 本题考查了带电粒子在电场和磁场中运动问题，依据力与运动的关系，解析粒子运动过程。对于带电粒子在匀强磁场只受了洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律解答，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$