2025年高三物理秋季开学摸底考02（全国通用）

………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷02 （考试时间：90分钟，分值：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．测试范围：全部内容 4．难度系数：0.7。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．2025年5月，我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录，实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式，通过将轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极端高温高压下聚合，释放巨大能量，核反应方程：，下列说法正确的是（　　） A．上述方程中X为电子 B．氘的比结合能大于氦核的比结合能 C．核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒 D．若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、，则释放的核能为 2．我国研制建设的4秒电磁弹射“微重力塔”，塔内管道抽成真空，电磁弹射系统将实验舱竖直加速到预定速度后释放，为科学载荷模拟微重力环境。某次实验中，装置从时刻启动，加速度大小等于重力加速度大小的3倍，经时间上升高度为，到达A位置，此时撤去动力。实验舱从开始运动到再次经过A位置的过程中，关于实验舱的位移x、速度v、加速度a和机械能E的变化规律，正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，表面光滑的大圆环固定在竖直平面内，质量相等的A、B两小球（可视为质点）套在大圆环上，两段绳子分别与A、B相连，绳子另一端均固定于大圆环最高点P，系统静止时连接小球A的绳子与竖直方向成角，连接小球B的绳子与竖直方向成角，若绳子对小球A的拉力大小用表示，绳子对小球B的拉力大小用表示，则为（　　） A． B． C． D． 4．如图甲所示，质量的物体放在粗糙水平地面上，时刻物体在水平拉力的作用下开始运动，时撤去水平拉力，物体速度随时间的变化关系如图乙所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（　　） A．物体与水平地面间的动摩擦因数为 B．水平拉力的最大功率为 C．水平拉力做的功为 D．物体克服摩擦力做的功为 5．“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道需要通过一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（　　） A．“天问一号”在转移轨道上P点的加速度大于M点的加速度 B．两次点火之间的时间间隔为 C．“天问一号”与太阳连线单位时间在地球轨道上扫过的面积等于在火星轨道上同等时间扫过的面积 D．“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小v1比远日点的速度大小v2大，且满足 6．如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的A、B两点固定有两等量同种点电荷，a、b是A、B连线上的两点，且a、b两点与连线的中点O等距，e、c、d是A、B连线在水平面上的中垂线上的三点。一带电荷量q=+2×10−4C、质量m=2×10−3kg的小物块从e点由静止释放，小物块从e到d的v−t图像如图乙所示，其中c点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法中正确的是（　　） A．a、b两点电场强度相同 B．c、d两点间的电势差Ucd=−100V C．同一负电荷在a点时的电势能大于它在d点时的电势能 D．c点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E=20V/m 7．如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则（   ） A．t1 < t2 = t3 B．t1 < t2 < t3 C．t1 = t2 > t3 D．t1 > t2 > t3 8．轻质细线吊着一质量为m=1kg、边长为L=0.2m、总电阻R=1Ω、匝数n=10的正方形闭合线圈abcd，bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g取10m/s2，则下列判断正确的是（　　） A．线圈中感应电流的方向为adcba B．线圈中的感应电流大小为0.2A C．6s时线圈受安培力的大小为 D．0~2s时间内线圈中产生的热量为0.08J 9．音爆是当飞行体速度超过音速时，其产生的声波压缩堆积在一个锥形区域、形成强烈的冲击波所致。如图甲所示，飞行体飞行至位置时，扰动空气产生的声波向空间各个方向传播，波的前端围成球面，又称球面波。假定飞行体沿直线匀速飞行，同样，飞行体依次飞行至…位置时，也均能引发球面波，如图乙所示。如果飞行体的飞行速度v超过介质中的声速u（空气中约340m/s）时，随着飞行体的前进，这些持续产生的球面波将无法传播到飞行体前方区域，被限制在其后方一个特定的圆锥形区域内，飞行体为圆锥顶点，飞行体航线为圆锥轴线，这个圆锥形区域被称为马赫锥。马赫锥的半顶角称为马赫角，记作α，其大小由飞行体速度v与声速u的比值决定，，图乙中ut、vt分别表示其引发的声波和飞行体在同一时间内传播的距离。声波的能量主要集中在马赫锥面附近，马赫锥随着飞行体前移，当锥面扫过观测者时就会听到音爆。根据上述信息结合所学的相关知识，推断下列说法正确的是（　　） A．飞行体在太空中超音速飞行时，不会产生音爆 B．飞行体超音速匀速飞行的速度越大，其引发的声波传播速度也越大 C．飞行体超音速水平飞行时，其航线正下方的地面观测者均可能听到音爆 D．飞行体在4km上空以2倍音速水平飞行，其正下方地面观测者约经过10s可听到音爆 10．一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程是等温过程，c→a过程中气体与外界无热量交换。下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能不变 C．a→b→c过程，气体分子平均速率先增大，后不变 D．a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 11．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法错误的是（　　） A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 12．跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，设跃起瞬间可突然获得一个竖直方向的速度，水平速度不变，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，后与Q点发生弹性碰撞并落至地面（水平方向速度不变，竖直方向速度反向），至此完成整个挑战过程，在规定时间内完成挑战即可获得奖励。飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速度g取，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．人助跑的距离为 B．人助跑的加速度为 C．人刚离开右墙壁时的速度大小为 D．若总时长控制在内即可获奖，则该挑战者将无法获得奖项 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2小题，共20分。 13．（10分）用如图甲所示的装置，既可验证动能定理也可验证动量定理，重力加速度为，主要的实验过程如下： A．用天平测量带有遮光片的小车总质量和物块的质量，已知两者的质量相等； B．用游标卡尺测出遮光片的宽度为，气垫导轨水平放置，按照如图甲所示的装置来连接并正确调试好器材； C．打开气垫导轨的充气源，放开小车，测出遮光片通过光电门的时间为； D．用刻度尺测出小车释放时遮光片与光电门间的距离为； E．用秒表测出小车从释放到光电门的运动时间为，回答下列问题： (1)小车通过光电门的速度 ；（用题中相关字母表示） (2)改变，做多组实验，作出为纵轴，为横轴的图像如图乙所示，当图乙的斜率为 ，就验证了系统的动能定理；（用题中相关字母表示） (3)改变，做多组实验，作出为纵轴，为横轴的图像如图丙所示，当图丙的斜率为 ，就验证了动量定理。（用题中相关字母表示） 14．（10分）某同学用伏安法测量某新能源车上使用的蓄电池的电动势E（大约为12V）和内阻r（内阻较小，大约为1Ω）。按图甲所示电路图连接电路，实验时发现，大范围移动滑动变阻器的滑片，无论开关接1还是2电压表的示数都约为12V且变化不明显。将一个定值电阻R0串入电路中，解决了上述问题。 (1)定值电阻R0在电路中的作用是 ； (2)为准确测得蓄电池的电动势与内阻，该组同学进行了以下操作。闭合开关S0，电键S分别接在1、2点时对应的电压表示数U与电流表的示数I的U—I图像如图乙所示，图像的延长线与坐标轴分别交于a1、a2、b1、b2，直线b1a1对应的是开关S接 （填“1”或“2”），电动势可表示为 ，内阻可表示为 。（以上两空选用a1、a2、b1、b2、R0表示） 三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10分）如图所示，半圆形光滑固定轨道与光滑水平面平滑连接，C为半圆轨道最高点，D点与圆心O等高，BC为竖直直径。质量为m的小物块在水平恒力F作用下，从水平轨道上的P点，由静止开始运动，到B点时撤去外力F，小物块沿半圆轨道运动到C点时对轨道的压力大小为 mg。已知半圆轨道半径为R，PB=3R，重力加速度为g，不计小物块体积。 (1)求F的大小； (2)小物块在D处时对轨道压力的大小； (3)若将半圆形轨道上部的圆弧CD部分截去，且F一直作用在小物块上，其他条件不变，小物体从P点由静止开始运动到其轨迹最高点的过程中，求小物块机械能的增加量。 16．（10分）夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图所示，将两个相同的相互独立的半圆形线状光源拼接在一起形成一个圆形线状光源，水平放在水池的水面下，通过控制两个光源的发光情况和调节光源距离水面的深度，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知圆形线光源的半径为R，水的折射率为求： (1)若两个半圆形线状光源同时发光，控制线状光源从离水面较近的位置平行水面缓慢向下移动，发现水面发光区域形状不变，只是面积在扩大，直到距离水面的深度为h时，发光区域形状发生变化，深度h是多少； (2)当深度为（1）中的h且保持不变时，若只有一个半圆形线状光源发光，人们在水面上看到的发光区域面积是多大。 17．（10分）如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5mm的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程曲线如图乙。大气压强。 (1)求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小 (2)推导活塞从a处到b处封闭气体经历的变化（等温变化、等压变化、等容变化中的一种） (3)画出封闭气体变化的图像，并标出a、b处坐标值；求出该过程气体对外界做的功。（不要求计算过程，已知） 18．（10分）18．如图所示，足够长的光滑水平面EF上有一固定平台，平台左侧有一段半径为R的四分之一圆弧轨道ab，水平轨道bc与圆弧底端相切，其右端有一段长度为R的粗糙段，b点处放置有质量均为m的小滑块A和B（均可视为质点），A、B间锁定一轻质小弹簧。水平面EF上，紧挨着平台的右侧放置着一质量为2m的滑块D，滑块D内有一条光滑细管道def，其中de段为半径为R的四分之一圆弧管，圆弧管左端开口恰好与平台的bc段等高，下端与高度的竖直管ef相切。所有轨道和管道均在同一竖直平面内，除了B与平台粗糙段之间的摩擦阻力外，其余阻力均忽略不计。现解锁A、B间的弹簧，其弹性势能瞬间转化为A和B的动能，之后A恰好可以滑到圆弧ab的最高点，而B经c点后沿切线方向进入圆弧管de，且B在d点恰好与D无相互作用，B到达竖直管ef底端时瞬间反弹，反弹过程无机械能损失。求： (1)弹簧锁定的弹性势能Ep，以及B与平台水平粗糙段之间的动摩擦系数μ； (2)B到达e点瞬间，D的速度大小；以及D最终的速度大小； (3)B在ef段运动过程中，D的水平位移Δx。 试题 第7页（共10页） 试题 第8页（共10页） 试题 第9页（共10页） 试题 第10页（共10页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷02 （考试时间：90分钟，分值：100分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D A C B D A C ACD CD 题号 11 12 答案 BCD BCD 13．(1) （3分） (2) （3分） (3) （4分） 14．(1)让电压表读数随改变滑动变阻器阻值有明显变化（4分） (2) 1 （2分） b1 （2分） （2分） （2分） 15. （1）在C点由牛顿第三定律，得 由牛顿第二定律，得（1分） 从P到C过程中，由动能定理，有（1分） 解得（1分） （2）由动能定理，有（1分） 在D点，有 解得（1分） 由牛顿第三定律，得对轨道压力的大小（1分） （3）从P到D过程中，由动能定理，有（1分） D点后，在竖直方向，有（1分） 水平方向，有，则（1分）（1分） 且有 则机械能的增加量为（1分） 联立，解得（1分） 16. （1）取线光源上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为r，点光源发出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图所示 由折射定律有（2分） 根据几何关系可得（2分） 一个点发出的光在水面上能看到半径的圆，对于圆形线光源在水面上的发光区域，可看作是圆的圆心沿圆弧移动时圆扫过的区域，开始发光区域形状为环形，后来变为圆形，当形状发生变化的临界条件是（2分） 解得（2分） （2）当深度为且保持不变时，且只有一个半圆形线状光源发光，在水面上看到的发光区域形状为心形，如图所示 小圆半径为，大圆半径为，该发光区域的面积为（2分） 17. （1）活塞位于b处时，根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强 ，故此时封闭气体对活塞的压力大小为（1分） （2）根据题意可知 图线为过原点的直线，设斜率为k，可得（1分） 根据 可得气体压强为（1分） 故可知活塞从a处到b处对封闭气体得（1分） 该过程中封闭气体的 pV 值恒定不变，故封闭气体做等温变化。 （3）分析可知全过程中气体做等温变化，开始在b处时（1分） 在b处时气体体积为 在a处时气体体积为（1分） 根据玻意耳定律（1分） 解得 故封闭气体等温变化的 图像如下 p关于V的函数关系式为，由 图像与坐标轴围成面积为气体做功可知函数为的导函数，即 则（1分） 从a处到b处气体做功（1分） 代入数据解得（1分） 18. （1）题意知A恰好可以滑到圆弧最高点，则有（1分） 弹簧解锁过程A、B组成系统动量守恒以及能量守恒，规定向右为正方向，则有，（1分） 解得， 题意知B在d点恰好与D无相互作用，则B在d点时有（1分） 解得 B在粗糙段运动过程有（1分） 联立解得 （2）B进入D内，B、D系统水平方向动量守恒，到达e点时水平方向速度相等，则有（1分） 解得B到达e点瞬间，D的速度大小为 B从进入D到离开D过程相当于完成一次弹性碰撞，则BD系统动量守恒有（1分） BD系统能量守恒有（1分） 解得， 即D的最终速度大小为 （3）B由d到达e点过程，BD系统能量守恒有（1分） 解得 B由e至f过程有（1分） 联立解得 由B在ef段运动过程中，D的水平位移大小（1分） 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷02 答题卡 姓 名：__________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填： 缺考标记 违纪标记 以上标记由监考人员用2B铅笔填涂 选择题填涂样例： 正确填涂 错误填涂 [×] [√] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用2B铅笔填涂；填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 第Ⅰ卷（请用2B铅笔填涂） 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 11 [A] [B] [C] [D] 12 [A] [B] [C] [D] 第Ⅱ卷（请在各试题的答题区内作答） 13．（10分） （1）_____________（3分） （3）______________（4分） （2）______________（3分） 14．（10分） （1）______________（4分） （2）______ （2分） ______ （2分） ______（2分） 15．（10分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 16．（10分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 17．（10分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 18．（10分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 非 答 题 区 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 物理 第4页（共6页） 物理 第5页（共6页） 物理 第6页（共6页） 物理 第1页（共6页） 物理 第2页（共6页） 物理 第3页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理 第 1 页（共 6 页） 物理 第 2 页（共 6 页） 物理 第 3 页（共 6 页） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷 02 答题卡 第Ⅰ卷（请用 2B 铅笔填涂） 第Ⅱ卷（请在各试题的答题区内作答） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 1 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 11 [A] [B] [C] [D] 12 [A] [B] [C] [D] 13．（10 分） （1）_____________（3 分） （3）______________（4 分） （2）______________（3 分） 14．（10 分） （1）______________（4 分） （2）______ （2 分） ______ （2 分） ______（2 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 15．（10 分） 16．（10 分） 姓 名：__________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填： 缺考标记 违纪标记 以上标记由监考人员用 2B 铅 笔填涂 选择题填涂样例： 正确填涂 错误填涂 [×] [√] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写 清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证 号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；填空题和解答题 必须用 0.5 mm 黑色签字笔答题，不得用铅笔 或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超 出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上 答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 物理 第 1 页（共 6 页） 物理 第 2 页（共 6 页） 物理 第 3 页（共 6 页） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 17．（10 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 18．（10 分） 非 答 题 区 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 试题 第 1 页（共 10 页） 试题 第 2 页（共 10 页） … … … … … … ○ … … … … … … 内 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … … … … … … ○ … … … … … … 外 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … 学 校 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 姓 名 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 班 级 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 考 号 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷 02 （考试时间：90 分钟，分值：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．测试范围：全部内容 4．难度系数：0.7。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共 12 小题，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8 题只有一项符合题目要求， 每小题 3 分，第 9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1．2025 年 5 月，我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录，实现了等离子体电流一百万 安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式，通过将轻原子核（如氢的同 位素氘和氚）在极端高温高压下聚合，释放巨大能量，核反应方程： 2 3 4 1 1 2H H He X   ，下列说法正确的 是（ ） A．上述方程中 X 为电子 B．氘的比结合能大于氦核的比结合能 C．核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒 D．若氘、氚、氦核的比结合能分别为 1E 、 2E 、 3E ，则释放的核能为  3 1 2E E E  2．我国研制建设的 4 秒电磁弹射“微重力塔”，塔内管道抽成真空，电磁弹射系统将实验舱竖直加速到预定 速度后释放，为科学载荷模拟微重力环境。某次实验中，装置从 0t  时刻启动，加速度大小等于重力加速 度大小的 3 倍，经时间 0t 上升高度为 0h ，到达 A 位置，此时撤去动力。实验舱从开始运动到再次经过 A 位 置的过程中，关于实验舱的位移 x、速度 v、加速度 a 和机械能 E 的变化规律，正确的是（ ） A． B． C． D． 3．如图所示，表面光滑的大圆环固定在竖直平面内，质量相等的 A、B 两小球（可视为质点）套在大圆环 上，两段绳子分别与 A、B 相连，绳子另一端均固定于大圆环最高点 P，系统静止时连接小球 A 的绳子与竖 直方向成45角，连接小球 B 的绳子与竖直方向成60角，若绳子对小球 A 的拉力大小用 AF 表示，绳子对小 球 B 的拉力大小用 BF 表示，则 A B F F 为（ ） A． 2 B． 6 3 C． 6 2 D． 2 2 4．如图甲所示，质量 2kgm  的物体放在粗糙水平地面上， 0t  时刻物体在水平拉力F 的作用下开始运 动， 6st  时撤去水平拉力，物体速度 v 随时间 t 的变化关系如图乙所示，重力加速度 g 取 210m/s ，则下列说 法正确的是（ ） A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.3 B．水平拉力的最大功率为9W C．水平拉力做的功为36J 试题 第 3 页（共 10 页） 试题 第 4 页（共 10 页） … … … … … … ○ … … … … … … 内 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … … … … … … ○ … … … … … … 外 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … 学 校 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 姓 名 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 班 级 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 考 号 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D．物体克服摩擦力做的功为30J 5．“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时 霍曼转移轨道需要通过一个近日点 M 和远日点 P 都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在 近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次 点火进入火星轨道。已知万有引力常量为 G，太阳质量为 m，地球轨道和火星轨道半径分别为 r 和 R，地 球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（ ） A．“天问一号”在转移轨道上 P 点的加速度大于 M 点的加速度 B．两次点火之间的时间间隔为 3( ) 2 2 r R Gm   C．“天问一号”与太阳连线单位时间在地球轨道上扫过的面积等于在火星轨道上同等时间扫过的面积 D．“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小 v1 比远日点的速度大小 v2 大，且满足 1 2 v v R r  6．如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的 A、B 两点固定有两等量同种点电荷，a、b 是 A、B 连线上的两 点，且 a、b 两点与连线的中点 O 等距，e、c、d 是 A、B 连线在水平面上的中垂线上的三点。一带电荷量 q=+2×10−4C、质量 m=2×10−3kg 的小物块从 e 点由静止释放，小物块从 e 到 d 的 v−t 图像如图乙所示，其中 c 点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法中正确的是（ ） A．a、b 两点电场强度相同 B．c、d 两点间的电势差 Ucd=−100V C．同一负电荷在 a 点时的电势能大于它在 d 点时的电势能 D．c 点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度 E=20V/m 7．如图，正方形 abcd 内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点 a 以速度 v0 射入磁场，速度 方向垂直于 ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从 ab 边的中点、b 点和 c 点射出，在磁场中运动的 时间分别为 t1、t2 和 t3，则（ ） A．t1 < t2 = t3 B．t1 < t2 < t3 C．t1 = t2 > t3 D．t1 > t2 > t3 8．轻质细线吊着一质量为 m=1kg、边长为 L=0.2m、总电阻 R=1Ω、匝数 n=10 的正方形闭合线圈 abcd，bd 下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所 示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g 取 10m/s2，则下列 判断正确的是（ ） A．线圈中感应电流的方向为 adcba B．线圈中的感应电流大小为 0.2A C．6s 时线圈受安培力的大小为0.8 2N D．0~2s 时间内线圈中产生的热量为 0.08J 9．音爆是当飞行体速度超过音速时，其产生的声波压缩堆积在一个锥形区域、形成强烈的冲击波所致。如 图甲所示，飞行体飞行至 1O 位置时，扰动空气产生的声波向空间各个方向传播，波的前端围成球面，又称 球面波。假定飞行体沿直线匀速飞行，同样，飞行体依次飞行至 2 3O O、 …位置时，也均能引发球面波，如 图乙所示。如果飞行体的飞行速度 v 超过介质中的声速 u（空气中约 340m/s）时，随着飞行体的前进，这 些持续产生的球面波将无法传播到飞行体前方区域，被限制在其后方一个特定的圆锥形区域内，飞行体为 圆锥顶点，飞行体航线为圆锥轴线，这个圆锥形区域被称为马赫锥。马赫锥的半顶角称为马赫角，记作 α， 其大小由飞行体速度 v 与声速 u 的比值决定，sin ut u vt v    ，图乙中 ut、vt 分别表示其引发的声波和飞行 试题 第 5 页（共 10 页） 试题 第 6 页（共 10 页） … … … … … … ○ … … … … … … 内 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … … … … … … ○ … … … … … … 外 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … 学 校 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 姓 名 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 班 级 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 考 号 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 体在同一时间内传播的距离。声波的能量主要集中在马赫锥面附近，马赫锥随着飞行体前移，当锥面扫过 观测者时就会听到音爆。根据上述信息结合所学的相关知识，推断下列说法正确的是（ ） A．飞行体在太空中超音速飞行时，不会产生音爆 B．飞行体超音速匀速飞行的速度越大，其引发的声波传播速度也越大 C．飞行体超音速水平飞行时，其航线正下方的地面观测者均可能听到音爆 D．飞行体在 4km 上空以 2 倍音速水平飞行，其正下方地面观测者约经过 10s 可听到音爆 10．一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b 过程是等压过程，b→c 过程是等温过程，c→a 过程 中气体与外界无热量交换。下列说法中正确的是（ ） A．a→b 过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c 过程，气体对外做功，内能不变 C．a→b→c 过程，气体分子平均速率先增大，后不变 D．a→b→c→a 过程，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 11．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列 说法错误的是（ ） A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 12．跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通 道，通道宽度 6mL ，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到 M 点时斜向上跃起， 设跃起瞬间可突然获得一个竖直方向的速度，水平速度不变，到达右墙壁 P 点时，竖直方向的速度恰好为 零，P 点距离地面高 0.8mh  ，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速 度，恰好能跃到左墙壁上的 Q 点，P 点与 Q 点等高，后与 Q 点发生弹性碰撞并落至地面（水平方向速度不 变，竖直方向速度反向），至此完成整个挑战过程，在规定时间内完成挑战即可获得奖励。飞跃过程中人距 地面的最大高度为 2.05mH  ，重力加速度 g 取 210m/s ，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所 示，则下列说法中正确的是（ ） A．人助跑的距离为3m B．人助跑的加速度为 25m/s C．人刚离开右墙壁时的速度大小为 61m/s D．若总时长控制在2.7s内即可获奖，则该挑战者将无法获得奖项 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共 2 小题，共 20 分。 13．（10 分）用如图甲所示的装置，既可验证动能定理也可验证动量定理，重力加速度为 g ，主要的实验过 程如下： A．用天平测量带有遮光片的小车总质量和物块的质量，已知两者的质量相等； B．用游标卡尺测出遮光片的宽度为d ，气垫导轨水平放置，按照如图甲所示的装置来连接并正确调试好器 材； C．打开气垫导轨的充气源，放开小车，测出遮光片通过光电门的时间为 t ； 试题 第 7 页（共 10 页） 试题 第 8 页（共 10 页） … … … … … … ○ … … … … … … 内 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … … … … … … ○ … … … … … … 外 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … 学 校 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 姓 名 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 班 级 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 考 号 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D．用刻度尺测出小车释放时遮光片与光电门间的距离为 L； E．用秒表测出小车从释放到光电门的运动时间为 t，回答下列问题： (1)小车通过光电门的速度 v ；（用题中相关字母表示） (2)改变 L，做多组实验，作出 L为纵轴， 2( )t  为横轴的图像如图乙所示，当图乙的斜率为 ，就验证 了系统的动能定理；（用题中相关字母表示） (3)改变 t，做多组实验，作出 t 为纵轴， 1t  为横轴的图像如图丙所示，当图丙的斜率为 ，就验证了 动量定理。（用题中相关字母表示） 14．（10 分）某同学用伏安法测量某新能源车上使用的蓄电池的电动势 E（大约为 12V）和内阻 r（内阻较 小，大约为 1Ω）。按图甲所示电路图连接电路，实验时发现，大范围移动滑动变阻器的滑片，无论开关接 1 还是 2 电压表的示数都约为 12V 且变化不明显。将一个定值电阻 R0 串入电路中，解决了上述问题。 (1)定值电阻 R0 在电路中的作用是 ； (2)为准确测得蓄电池的电动势与内阻，该组同学进行了以下操作。闭合开关 S0，电键 S 分别接在 1、2 点时 对应的电压表示数 U 与电流表的示数 I 的 U—I 图像如图乙所示，图像的延长线与坐标轴分别交于 a1、a2、 b1、b2，直线 b1a1 对应的是开关 S 接 （填“1”或“2”），电动势可表示为 ，内阻可表示 为 。（以上两空选用 a1、a2、b1、b2、R0 表示） 三、计算题：本题共 4 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答 案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10 分）如图所示，半圆形光滑固定轨道与光滑水平面平滑连接，C 为半圆轨道最高点，D 点与圆心 O 等高，BC 为竖直直径。质量为 m 的小物块在水平恒力 F 作用下，从水平轨道上的 P 点，由静止开始运动， 到 B 点时撤去外力 F，小物块沿半圆轨道运动到 C 点时对轨道的压力大小为 mg。已知半圆轨道半径为 R， PB=3R，重力加速度为 g，不计小物块体积。 (1)求 F 的大小； (2)小物块在 D 处时对轨道压力的大小； (3)若将半圆形轨道上部的圆弧 CD 部分截去，且 F 一直作用在小物块上，其他条件不变，小物体从 P 点由静 止开始运动到其轨迹最高点的过程中，求小物块机械能的增加量。 16．（10 分）夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图所示，将两个相同的相互独立的半圆形线 状光源拼接在一起形成一个圆形线状光源，水平放在水池的水面下，通过控制两个光源的发光情况和调节 光源距离水面的深度，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知圆形线光源的半径为 R，水的折射率 为 4 3 n  。求： (1)若两个半圆形线状光源同时发光，控制线状光源从离水面较近的位置平行水面缓慢向下移动，发现水面 发光区域形状不变，只是面积在扩大，直到距离水面的深度为 h 时，发光区域形状发生变化，深度 h 是多 少； (2)当深度为（1）中的 h 且保持不变时，若只有一个半圆形线状光源发光，人们在水面上看到的发光区域面 积是多大。 17．（10 分）如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积 2500mmS  的活塞 与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的 b 处，此时封闭气体的长度 0 200mml  。推动轻杆先使活塞从 b 处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为 5mm 的 a 处，再使封闭气体缓 慢膨胀，直至活塞回到 b 处。设活塞从 a 处向左移动的距离为 x，封闭气体对活塞的压力大小为 F，膨胀过 程 1 5 F x   曲线如图乙。大气压强 5 0 1 10 Pap   。 (1)求活塞位于 b 处时，封闭气体对活塞的压力大小； (2)推导活塞从 a 处到 b 处封闭气体经历的变化（等温变化、等压变化、等容变化中的一种）； 试题 第 9 页（共 10 页） 试题 第 10 页（共 10 页） … … … … … … ○ … … … … … … 内 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … … … … … … ○ … … … … … … 外 … … … … … … ○ … … … … … … 装 … … … … … … ○ … … … … … … 订 … … … … … … ○ … … … … … … 线 … … … … … … ○ … … … … … … … 学 校 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 姓 名 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 班 级 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 考 号 ： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (3)画出封闭气体变化的 p V 图像，并标出 a、b 处坐标值；求出该过程气体对外界做的功。（不要求计算过 程，已知 ln40 3.69 ） 18．（10 分）18．如图所示，足够长的光滑水平面 EF 上有一固定平台，平台左侧有一段半径为 R 的四分之 一圆弧轨道 ab，水平轨道 bc 与圆弧底端相切，其右端有一段长度为 R 的粗糙段，b 点处放置有质量均为 m 的小滑块 A 和 B（均可视为质点），A、B 间锁定一轻质小弹簧。水平面 EF 上，紧挨着平台的右侧放置着一 质量为 2m 的滑块 D，滑块 D 内有一条光滑细管道 def，其中 de 段为半径为 R 的四分之一圆弧管，圆弧管左 端开口恰好与平台的 bc 段等高，下端与高度 4 9 h R 的竖直管 ef 相切。所有轨道和管道均在同一竖直平面 内，除了 B 与平台粗糙段之间的摩擦阻力外，其余阻力均忽略不计。现解锁 A、B 间的弹簧，其弹性势能瞬 间转化为 A 和 B 的动能，之后 A 恰好可以滑到圆弧 ab 的最高点，而 B 经 c 点后沿切线方向进入圆弧管 de，且 B 在 d 点恰好与 D 无相互作用，B 到达竖直管 ef 底端时瞬间反弹，反弹过程无机械能损失。求： (1)弹簧锁定的弹性势能 Ep，以及 B 与平台水平粗糙段之间的动摩擦系数 μ； (2)B 到达 e 点瞬间，D 的速度大小；以及 D 最终的速度大小； (3)B 在 ef 段运动过程中，D 的水平位移 Δx。 2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷02 （考试时间：90分钟，分值：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．测试范围：全部内容 4．难度系数：0.7。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．2025年5月，我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录，实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式，通过将轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极端高温高压下聚合，释放巨大能量，核反应方程：，下列说法正确的是（　　） A．上述方程中X为电子 B．氘的比结合能大于氦核的比结合能 C．核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒 D．若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、，则释放的核能为 2．我国研制建设的4秒电磁弹射“微重力塔”，塔内管道抽成真空，电磁弹射系统将实验舱竖直加速到预定速度后释放，为科学载荷模拟微重力环境。某次实验中，装置从时刻启动，加速度大小等于重力加速度大小的3倍，经时间上升高度为，到达A位置，此时撤去动力。实验舱从开始运动到再次经过A位置的过程中，关于实验舱的位移x、速度v、加速度a和机械能E的变化规律，正确的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，表面光滑的大圆环固定在竖直平面内，质量相等的A、B两小球（可视为质点）套在大圆环上，两段绳子分别与A、B相连，绳子另一端均固定于大圆环最高点P，系统静止时连接小球A的绳子与竖直方向成角，连接小球B的绳子与竖直方向成角，若绳子对小球A的拉力大小用表示，绳子对小球B的拉力大小用表示，则为（　　） A． B． C． D． 4．如图甲所示，质量的物体放在粗糙水平地面上，时刻物体在水平拉力的作用下开始运动，时撤去水平拉力，物体速度随时间的变化关系如图乙所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（　　） A．物体与水平地面间的动摩擦因数为 B．水平拉力的最大功率为 C．水平拉力做的功为 D．物体克服摩擦力做的功为 5．“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道需要通过一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（　　） A．“天问一号”在转移轨道上P点的加速度大于M点的加速度 B．两次点火之间的时间间隔为 C．“天问一号”与太阳连线单位时间在地球轨道上扫过的面积等于在火星轨道上同等时间扫过的面积 D．“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小v1比远日点的速度大小v2大，且满足 6．如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的A、B两点固定有两等量同种点电荷，a、b是A、B连线上的两点，且a、b两点与连线的中点O等距，e、c、d是A、B连线在水平面上的中垂线上的三点。一带电荷量q=+2×10−4C、质量m=2×10−3kg的小物块从e点由静止释放，小物块从e到d的v−t图像如图乙所示，其中c点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法中正确的是（　　） A．a、b两点电场强度相同 B．c、d两点间的电势差Ucd=−100V C．同一负电荷在a点时的电势能大于它在d点时的电势能 D．c点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E=20V/m 7．如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则（   ） A．t1 < t2 = t3 B．t1 < t2 < t3 C．t1 = t2 > t3 D．t1 > t2 > t3 8．轻质细线吊着一质量为m=1kg、边长为L=0.2m、总电阻R=1Ω、匝数n=10的正方形闭合线圈abcd，bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g取10m/s2，则下列判断正确的是（　　） A．线圈中感应电流的方向为adcba B．线圈中的感应电流大小为0.2A C．6s时线圈受安培力的大小为 D．0~2s时间内线圈中产生的热量为0.08J 9．音爆是当飞行体速度超过音速时，其产生的声波压缩堆积在一个锥形区域、形成强烈的冲击波所致。如图甲所示，飞行体飞行至位置时，扰动空气产生的声波向空间各个方向传播，波的前端围成球面，又称球面波。假定飞行体沿直线匀速飞行，同样，飞行体依次飞行至…位置时，也均能引发球面波，如图乙所示。如果飞行体的飞行速度v超过介质中的声速u（空气中约340m/s）时，随着飞行体的前进，这些持续产生的球面波将无法传播到飞行体前方区域，被限制在其后方一个特定的圆锥形区域内，飞行体为圆锥顶点，飞行体航线为圆锥轴线，这个圆锥形区域被称为马赫锥。马赫锥的半顶角称为马赫角，记作α，其大小由飞行体速度v与声速u的比值决定，，图乙中ut、vt分别表示其引发的声波和飞行体在同一时间内传播的距离。声波的能量主要集中在马赫锥面附近，马赫锥随着飞行体前移，当锥面扫过观测者时就会听到音爆。根据上述信息结合所学的相关知识，推断下列说法正确的是（　　） A．飞行体在太空中超音速飞行时，不会产生音爆 B．飞行体超音速匀速飞行的速度越大，其引发的声波传播速度也越大 C．飞行体超音速水平飞行时，其航线正下方的地面观测者均可能听到音爆 D．飞行体在4km上空以2倍音速水平飞行，其正下方地面观测者约经过10s可听到音爆 10．一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程是等温过程，c→a过程中气体与外界无热量交换。下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能不变 C．a→b→c过程，气体分子平均速率先增大，后不变 D．a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 11．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法错误的是（　　） A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 12．跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，设跃起瞬间可突然获得一个竖直方向的速度，水平速度不变，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，后与Q点发生弹性碰撞并落至地面（水平方向速度不变，竖直方向速度反向），至此完成整个挑战过程，在规定时间内完成挑战即可获得奖励。飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速度g取，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．人助跑的距离为 B．人助跑的加速度为 C．人刚离开右墙壁时的速度大小为 D．若总时长控制在内即可获奖，则该挑战者将无法获得奖项 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2小题，共20分。 13．（10分）用如图甲所示的装置，既可验证动能定理也可验证动量定理，重力加速度为，主要的实验过程如下： A．用天平测量带有遮光片的小车总质量和物块的质量，已知两者的质量相等； B．用游标卡尺测出遮光片的宽度为，气垫导轨水平放置，按照如图甲所示的装置来连接并正确调试好器材； C．打开气垫导轨的充气源，放开小车，测出遮光片通过光电门的时间为； D．用刻度尺测出小车释放时遮光片与光电门间的距离为； E．用秒表测出小车从释放到光电门的运动时间为，回答下列问题： (1)小车通过光电门的速度 ；（用题中相关字母表示） (2)改变，做多组实验，作出为纵轴，为横轴的图像如图乙所示，当图乙的斜率为 ，就验证了系统的动能定理；（用题中相关字母表示） (3)改变，做多组实验，作出为纵轴，为横轴的图像如图丙所示，当图丙的斜率为 ，就验证了动量定理。（用题中相关字母表示） 14．（10分）某同学用伏安法测量某新能源车上使用的蓄电池的电动势E（大约为12V）和内阻r（内阻较小，大约为1Ω）。按图甲所示电路图连接电路，实验时发现，大范围移动滑动变阻器的滑片，无论开关接1还是2电压表的示数都约为12V且变化不明显。将一个定值电阻R0串入电路中，解决了上述问题。 (1)定值电阻R0在电路中的作用是 ； (2)为准确测得蓄电池的电动势与内阻，该组同学进行了以下操作。闭合开关S0，电键S分别接在1、2点时对应的电压表示数U与电流表的示数I的U—I图像如图乙所示，图像的延长线与坐标轴分别交于a1、a2、b1、b2，直线b1a1对应的是开关S接 （填“1”或“2”），电动势可表示为 ，内阻可表示为 。（以上两空选用a1、a2、b1、b2、R0表示） 三、计算题：本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（10分）如图所示，半圆形光滑固定轨道与光滑水平面平滑连接，C为半圆轨道最高点，D点与圆心O等高，BC为竖直直径。质量为m的小物块在水平恒力F作用下，从水平轨道上的P点，由静止开始运动，到B点时撤去外力F，小物块沿半圆轨道运动到C点时对轨道的压力大小为 mg。已知半圆轨道半径为R，PB=3R，重力加速度为g，不计小物块体积。 (1)求F的大小； (2)小物块在D处时对轨道压力的大小； (3)若将半圆形轨道上部的圆弧CD部分截去，且F一直作用在小物块上，其他条件不变，小物体从P点由静止开始运动到其轨迹最高点的过程中，求小物块机械能的增加量。 16．（10分）夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图所示，将两个相同的相互独立的半圆形线状光源拼接在一起形成一个圆形线状光源，水平放在水池的水面下，通过控制两个光源的发光情况和调节光源距离水面的深度，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知圆形线光源的半径为R，水的折射率为求： (1)若两个半圆形线状光源同时发光，控制线状光源从离水面较近的位置平行水面缓慢向下移动，发现水面发光区域形状不变，只是面积在扩大，直到距离水面的深度为h时，发光区域形状发生变化，深度h是多少； (2)当深度为（1）中的h且保持不变时，若只有一个半圆形线状光源发光，人们在水面上看到的发光区域面积是多大。 17．（10分）如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5mm的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程曲线如图乙。大气压强。 (1)求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小 (2)推导活塞从a处到b处封闭气体经历的变化（等温变化、等压变化、等容变化中的一种） (3)画出封闭气体变化的图像，并标出a、b处坐标值；求出该过程气体对外界做的功。（不要求计算过程，已知） 18．（10分）18．如图所示，足够长的光滑水平面EF上有一固定平台，平台左侧有一段半径为R的四分之一圆弧轨道ab，水平轨道bc与圆弧底端相切，其右端有一段长度为R的粗糙段，b点处放置有质量均为m的小滑块A和B（均可视为质点），A、B间锁定一轻质小弹簧。水平面EF上，紧挨着平台的右侧放置着一质量为2m的滑块D，滑块D内有一条光滑细管道def，其中de段为半径为R的四分之一圆弧管，圆弧管左端开口恰好与平台的bc段等高，下端与高度的竖直管ef相切。所有轨道和管道均在同一竖直平面内，除了B与平台粗糙段之间的摩擦阻力外，其余阻力均忽略不计。现解锁A、B间的弹簧，其弹性势能瞬间转化为A和B的动能，之后A恰好可以滑到圆弧ab的最高点，而B经c点后沿切线方向进入圆弧管de，且B在d点恰好与D无相互作用，B到达竖直管ef底端时瞬间反弹，反弹过程无机械能损失。求： (1)弹簧锁定的弹性势能Ep，以及B与平台水平粗糙段之间的动摩擦系数μ； (2)B到达e点瞬间，D的速度大小；以及D最终的速度大小； (3)B在ef段运动过程中，D的水平位移Δx。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷02 （考试时间：90分钟，分值：100分） 1．2025年5月，我国新一代“人造太阳”——中国环流三号再次刷新世界纪录，实现了等离子体电流一百万安培、温度一亿度的高约束模式持续运行。该装置模拟太阳的能量产生方式，通过将轻原子核（如氢的同位素氘和氚）在极端高温高压下聚合，释放巨大能量，核反应方程：，下列说法正确的是（　　） A．上述方程中X为电子 B．氘的比结合能大于氦核的比结合能 C．核聚变前后电荷数守恒、质量数守恒 D．若氘、氚、氦核的比结合能分别为、、，则释放的核能为 【答案】C 【解析】A．核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，可知X的质量数为 可知X的电荷数为 故X应为中子（），而非电子，故A错误； B．核聚变中生成物比结合能大于反应物，氦核比结合能高于氘和氚，故氘的比结合能小于氦核，故B错误； C．核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，聚变过程同样满足，故C正确； D．释放的核能应为生成物总结合能与反应物总结合能之差，即，而非，故D错误。 故选C。 2．我国研制建设的4秒电磁弹射“微重力塔”，塔内管道抽成真空，电磁弹射系统将实验舱竖直加速到预定速度后释放，为科学载荷模拟微重力环境。某次实验中，装置从时刻启动，加速度大小等于重力加速度大小的3倍，经时间上升高度为，到达A位置，此时撤去动力。实验舱从开始运动到再次经过A位置的过程中，关于实验舱的位移x、速度v、加速度a和机械能E的变化规律，正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．根据 可知图线为开口向上的二次函数曲线，且时间内实验舱在加速，斜率应增大，故A错误； B．图线斜率表示加速度，由题可知内加速度为，撤去外力后加速度大小为，所以两段图线的斜率大小为3倍关系，故B错误； C．有动力装置和撤去动力装置后加速度方向相反，故加速度应一正一负，故C错误； D．外力做正功的过程，由于外力恒定，机械能随位移均匀增加，图像为直线，撤去外力后，机械能守恒，故D正确。 故选D。 3．如图所示，表面光滑的大圆环固定在竖直平面内，质量相等的A、B两小球（可视为质点）套在大圆环上，两段绳子分别与A、B相连，绳子另一端均固定于大圆环最高点P，系统静止时连接小球A的绳子与竖直方向成角，连接小球B的绳子与竖直方向成角，若绳子对小球A的拉力大小用表示，绳子对小球B的拉力大小用表示，则为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】对小球A进行受力分析可知，小球A受到竖直向下的重力、绳子的拉力以及大圆环对它的沿OA方向的支持力的作用处于平衡状态，如图所示： 将绳子的拉力沿水平和竖直方向分解，根据共点力平衡条件可知，在竖直方向有 解得 同理对小球B进行受力分析可知，小球B受到竖直向下的重力、绳子的拉力以及大圆环对它的沿OB方向的支持力的作用处于平衡状态（如图所示），将绳子的拉力和大圆环对它的支持力沿水平和竖直方向分解，根据共点力平衡条件可知，在水平方向有 解得 在竖直方向有 解得 所以 故选A。 4．如图甲所示，质量的物体放在粗糙水平地面上，时刻物体在水平拉力的作用下开始运动，时撤去水平拉力，物体速度随时间的变化关系如图乙所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（　　） A．物体与水平地面间的动摩擦因数为 B．水平拉力的最大功率为 C．水平拉力做的功为 D．物体克服摩擦力做的功为 【答案】C 【解析】A．时撤去水平拉力，在内，由图像可得加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得物体与水平地面间的动摩擦因数为，故A错误； B．在内，由图像可得加速度大小为 由牛顿第二定律得 解得 时速度最大，拉力功率最大，则有，故B错误； C．内物体位移为 拉力做功为，故C正确； D．在内，根据动能定理可得 可得物体克服摩擦力做的功为，故D错误。 故选C。 5．“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道需要通过一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。下列说法正确的是（　　） A．“天问一号”在转移轨道上P点的加速度大于M点的加速度 B．两次点火之间的时间间隔为 C．“天问一号”与太阳连线单位时间在地球轨道上扫过的面积等于在火星轨道上同等时间扫过的面积 D．“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小v1比远日点的速度大小v2大，且满足 【答案】B 【解析】A．根据牛顿第二定律 可得 椭圆轨道上近日点M加速度应该大于远日点P的加速度，故A错误； B．由 得 由开普勒第三定律得 两次点火之间的时间为 联立可得，故B正确； C．根据开普勒第二定律可知“天问一号”与太阳连线单位时间内在同一个轨道上扫过的面积相等，不等于在火星轨道上同等时间扫过的面积，故C错误； D．由开普勒第二定律可知，“天问一号”在转移轨道上近日点的速度大小比远日点的速度大小大，“天问一号”在椭圆轨道上运动，则 所以，故D错误。 故选B。 6．如图甲所示，在光滑绝缘水平面上的A、B两点固定有两等量同种点电荷，a、b是A、B连线上的两点，且a、b两点与连线的中点O等距，e、c、d是A、B连线在水平面上的中垂线上的三点。一带电荷量q=+2×10−4C、质量m=2×10−3kg的小物块从e点由静止释放，小物块从e到d的v−t图像如图乙所示，其中c点处为整条图线的切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法中正确的是（　　） A．a、b两点电场强度相同 B．c、d两点间的电势差Ucd=−100V C．同一负电荷在a点时的电势能大于它在d点时的电势能 D．c点为中垂线上电场强度最大的点，电场强度E=20V/m 【答案】D 【解析】A．根据等量同种点电荷电场线分布的规律，结合对称性可知，a、b两点电场强度大小相等，方向相反，故A错误； B．小物块从c到d过程，根据动能定理有 解得，故B错误； C．由于带正电的小物块从e点由静止释放，小物块能够从e运动到d，表明场源电荷均为正点电荷，沿电场线电势降低，根据等量同种正点电荷电场线分布可知φa>φd，根据Ep=qφ可知，负电荷在高电势点的电势能小于在低电势点的电势能，即同一负电荷在a点时的电势能小于它在d点时的电势能，故C错误； D．v−t图像的斜率表示加速度，c点斜率最大，加速度最大，电场力最大，则c点为中垂线上电场强度最大的点，且有 其中 解得，故D正确。 故选D。 7．如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则（   ） A．t1 < t2 = t3 B．t1 < t2 < t3 C．t1 = t2 > t3 D．t1 > t2 > t3 【答案】A 【解析】由于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则电子在磁场中运动的时间为 设正方形abcd的边长为l，则，， 则有t1 < t2 = t3 故选A。 8．轻质细线吊着一质量为m=1kg、边长为L=0.2m、总电阻R=1Ω、匝数n=10的正方形闭合线圈abcd，bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g取10m/s2，则下列判断正确的是（　　） A．线圈中感应电流的方向为adcba B．线圈中的感应电流大小为0.2A C．6s时线圈受安培力的大小为 D．0~2s时间内线圈中产生的热量为0.08J 【答案】C 【解析】A．由楞次定律可知，在磁感应强度垂直纸面向里逐渐增大时，线圈中感应电流产生的磁场方向为垂直于纸面向外，即线圈中的电流方向为abcda，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律，可知 由闭合电路欧姆定律可知，故B错误； C．由图可知，6s时线圈所处的磁感应强度为B=4T，由几何关系可知，线圈的有效长度为，受安培力的大小为，故C正确； D．由焦耳定律可知，0~2s时间内，通过线圈的热量为Q=I2Rt= 0.02J，故D错误。 故选C。 9．音爆是当飞行体速度超过音速时，其产生的声波压缩堆积在一个锥形区域、形成强烈的冲击波所致。如图甲所示，飞行体飞行至位置时，扰动空气产生的声波向空间各个方向传播，波的前端围成球面，又称球面波。假定飞行体沿直线匀速飞行，同样，飞行体依次飞行至…位置时，也均能引发球面波，如图乙所示。如果飞行体的飞行速度v超过介质中的声速u（空气中约340m/s）时，随着飞行体的前进，这些持续产生的球面波将无法传播到飞行体前方区域，被限制在其后方一个特定的圆锥形区域内，飞行体为圆锥顶点，飞行体航线为圆锥轴线，这个圆锥形区域被称为马赫锥。马赫锥的半顶角称为马赫角，记作α，其大小由飞行体速度v与声速u的比值决定，，图乙中ut、vt分别表示其引发的声波和飞行体在同一时间内传播的距离。声波的能量主要集中在马赫锥面附近，马赫锥随着飞行体前移，当锥面扫过观测者时就会听到音爆。根据上述信息结合所学的相关知识，推断下列说法正确的是（　　） A．飞行体在太空中超音速飞行时，不会产生音爆 B．飞行体超音速匀速飞行的速度越大，其引发的声波传播速度也越大 C．飞行体超音速水平飞行时，其航线正下方的地面观测者均可能听到音爆 D．飞行体在4km上空以2倍音速水平飞行，其正下方地面观测者约经过10s可听到音爆 【答案】ACD 【解析】A．太空中没有空气，则飞行体在太空中超音速飞行时，不会产生音爆，选项A正确； B．声波的传播速度与飞行体超音速匀速飞行的速度无关，选项B错误； C．飞行体超音速水平飞行时，其航线正下方的地面观测者，当锥面扫过观测者时均可能听到音爆，选项C正确； D．飞行体在4km上空以2倍音速水平飞行，声音会产生激波，以超音速传播，其航线正下方的地面观测者可能听到音爆， 则其正下方地面观测者约经过10s可听到音爆，选项D正确。 故选ACD。 10．一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程是等温过程，c→a过程中气体与外界无热量交换。下列说法中正确的是（　　） A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B．b→c过程，气体对外做功，内能不变 C．a→b→c过程，气体分子平均速率先增大，后不变 D．a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 【答案】CD 【解析】A．a→b过程是等压过程，根据盖吕萨克定律可知，体积增大，温度升高，则气体对外做功，气体内能增大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收的热量大于用于对外做的功，故A错误； B．b→c过程是等温过程，体积减小，则外界对气体做功，气体内能不变，故B错误； C．结合上述可知，a→b过程气体温度升高，b→c过程气体温度一定，可知，气体分子平均速率先增大，后不变，故C正确； D．图像与横轴所围几何图形的面积表示功，体积增大时，表示气体对外做功，体积减小时，表示外界对气体做功，根据图示可知，a→b→c→a过程，外界对气体做功，且做功大小等于三条图像所围面积，根据热力学第一定律有 其中W>0， 则Q>0 表明气体从外界吸收的热量小于放出的热量，故D正确。 故选CD。 11．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法错误的是（　　） A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变宽 C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环 【答案】BCD 【解析】A．图甲中上板是标准样板，下板是待检测的光学元件，故A正确； B．相邻亮条纹之间，空气膜的厚度差等于半个波长的整数倍，若换用频率更大、波长更小的单色光，其它条件不变，则图中的干涉条纹变窄，故B错误； C．弯曲的条纹对应的被检查平面右边的空气膜厚度与末弯处平面的空气膜厚度相同，由图可知亮纹提前了，光程差增大了，对应的位置是凹陷的，故C错误； D．空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故D错误。 本题选择错误的，故选BCD。 12．跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。如图甲所示为一城墙的入城通道，通道宽度，一跑酷爱好者从左墙根由静止开始正对右墙加速运动，加速到M点时斜向上跃起，设跃起瞬间可突然获得一个竖直方向的速度，水平速度不变，到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，P点距离地面高，然后立即蹬右墙壁，使水平方向的速度变为等大反向，并获得一竖直方向速度，恰好能跃到左墙壁上的Q点，P点与Q点等高，后与Q点发生弹性碰撞并落至地面（水平方向速度不变，竖直方向速度反向），至此完成整个挑战过程，在规定时间内完成挑战即可获得奖励。飞跃过程中人距地面的最大高度为，重力加速度g取，整个过程中人的姿态可认为保持不变，如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．人助跑的距离为 B．人助跑的加速度为 C．人刚离开右墙壁时的速度大小为 D．若总时长控制在内即可获奖，则该挑战者将无法获得奖项 【答案】BCD 【解析】A．人到达右墙壁P点时，竖直方向的速度恰好为零，根据逆向思维，可知从M点到P点的逆过程为平抛运动，则 从P点到Q点的过程为斜抛运动，根据对称性可得， 联立，解得，， 人助跑的距离为 故A错误； B．人助跑时，根据 解得 故B正确； C．人刚离开墙壁时竖直方向的速度大小为 人刚离开右墙壁时的速度大小为 故C正确； D．该挑战者助跑用时为 设由Q点落至地面用时为，则 解得 则该挑战者共用时 所以，该挑战者将无法获得奖项，故D正确。 故选BCD。 13．用如图甲所示的装置，既可验证动能定理也可验证动量定理，重力加速度为，主要的实验过程如下： A．用天平测量带有遮光片的小车总质量和物块的质量，已知两者的质量相等； B．用游标卡尺测出遮光片的宽度为，气垫导轨水平放置，按照如图甲所示的装置来连接并正确调试好器材； C．打开气垫导轨的充气源，放开小车，测出遮光片通过光电门的时间为； D．用刻度尺测出小车释放时遮光片与光电门间的距离为； E．用秒表测出小车从释放到光电门的运动时间为，回答下列问题： (1)小车通过光电门的速度 ；（用题中相关字母表示） (2)改变，做多组实验，作出为纵轴，为横轴的图像如图乙所示，当图乙的斜率为 ，就验证了系统的动能定理；（用题中相关字母表示） (3)改变，做多组实验，作出为纵轴，为横轴的图像如图丙所示，当图丙的斜率为 ，就验证了动量定理。（用题中相关字母表示） 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）小车通过光电门的速度 （2）对系统应用动能定理可得 结合 综合可得 当成立，就可验证系统的动能定理，即当图像的斜率为，就验证了系统的动能定理。 （3）对整体由动量定理可得 当成立，就可验证动量定理，综合整理可得 即当图像的斜率为，就验证了动量定理。 14．某同学用伏安法测量某新能源车上使用的蓄电池的电动势E（大约为12V）和内阻r（内阻较小，大约为1Ω）。按图甲所示电路图连接电路，实验时发现，大范围移动滑动变阻器的滑片，无论开关接1还是2电压表的示数都约为12V且变化不明显。将一个定值电阻R0串入电路中，解决了上述问题。 (1)定值电阻R0在电路中的作用是 ； (2)为准确测得蓄电池的电动势与内阻，该组同学进行了以下操作。闭合开关S0，电键S分别接在1、2点时对应的电压表示数U与电流表的示数I的U—I图像如图乙所示，图像的延长线与坐标轴分别交于a1、a2、b1、b2，直线b1a1对应的是开关S接 （填“1”或“2”），电动势可表示为 ，内阻可表示为 。（以上两空选用a1、a2、b1、b2、R0表示） 【答案】(1)让电压表读数随改变滑动变阻器阻值有明显变化 (2) 1 b1 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律有 则有 由于电源内阻较小，导致电压表示数变化范围较小，为了减小误差，需要使电压表示数变化范围增大，所以串联一个定值电阻起到明显的分压作用，让电压表读数随滑动变阻器阻值变化而有明显变化。 （2）[1]根据闭合电路的欧姆定律有 可知，图像斜率的绝对值表示的测量值，开关接1时，将电流表、电源与定值电阻等效为一个新电源，内阻的测量值实际上指，即内阻的测量值大于真实值；开关接2时，将电压表、电源与定值电阻等效为一个新电源，内阻的测量值实际上指， 即内阻的测量值小于真实值。可知，开关连接1时图像斜率的绝对值大于开关连接2时图像斜率的绝对值，则图乙中b1a1图线是开关接1时的图线，b2a2是开关接2时的图线。 [2][3]开关接1时，误差在于电流表的分压，且有 当干路电流为0时，电流表分压值也为0，即发生断路时，即b1a1图线纵轴交点坐标与真实图像重合；开关接2时，误差在于电压表的分流，且有 当路端电压为0时，电压表分流值也为0，即发生短路时，即b2a2图线横轴交点坐标与真实图像重合。综合上述可知，b1a1图线纵轴交点与b2a2图线横轴交点连线为真实的图像，则有， 解得 四、解答题 15．如图所示，半圆形光滑固定轨道与光滑水平面平滑连接，C为半圆轨道最高点，D点与圆心O等高，BC为竖直直径。质量为m的小物块在水平恒力F作用下，从水平轨道上的P点，由静止开始运动，到B点时撤去外力F，小物块沿半圆轨道运动到C点时对轨道的压力大小为 mg。已知半圆轨道半径为R，PB=3R，重力加速度为g，不计小物块体积。 (1)求F的大小； (2)小物块在D处时对轨道压力的大小； (3)若将半圆形轨道上部的圆弧CD部分截去，且F一直作用在小物块上，其他条件不变，小物体从P点由静止开始运动到其轨迹最高点的过程中，求小物块机械能的增加量。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）在C点由牛顿第三定律，得 由牛顿第二定律，得 从P到C过程中，由动能定理，有 解得 （2）由动能定理，有 在D点，有 解得 由牛顿第三定律，得对轨道压力的大小 （3）从P到D过程中，由动能定理，有 D点后，在竖直方向，有 水平方向，有，则 且有 则机械能的增加量为 联立，解得 16．夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图所示，将两个相同的相互独立的半圆形线状光源拼接在一起形成一个圆形线状光源，水平放在水池的水面下，通过控制两个光源的发光情况和调节光源距离水面的深度，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知圆形线光源的半径为R，水的折射率为求： (1)若两个半圆形线状光源同时发光，控制线状光源从离水面较近的位置平行水面缓慢向下移动，发现水面发光区域形状不变，只是面积在扩大，直到距离水面的深度为h时，发光区域形状发生变化，深度h是多少； (2)当深度为（1）中的h且保持不变时，若只有一个半圆形线状光源发光，人们在水面上看到的发光区域面积是多大。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）取线光源上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为r，点光源发出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图所示 由折射定律有 根据几何关系可得 一个点发出的光在水面上能看到半径的圆，对于圆形线光源在水面上的发光区域，可看作是圆的圆心沿圆弧移动时圆扫过的区域，开始发光区域形状为环形，后来变为圆形，当形状发生变化的临界条件是 解得 （2）当深度为且保持不变时，且只有一个半圆形线状光源发光，在水面上看到的发光区域形状为心形，如图所示 小圆半径为，大圆半径为，该发光区域的面积为 17．如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5mm的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程曲线如图乙。大气压强。 (1)求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小 (2)推导活塞从a处到b处封闭气体经历的变化（等温变化、等压变化、等容变化中的一种） (3)画出封闭气体变化的图像，并标出a、b处坐标值；求出该过程气体对外界做的功。（不要求计算过程，已知） 【答案】(1)50N (2)封闭气体做等温变化 (3)，36.9J 【解析】（1）活塞位于b处时，根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强 ，故此时封闭气体对活塞的压力大小为 （2）根据题意可知 图线为过原点的直线，设斜率为k，可得 根据 可得气体压强为 故可知活塞从a处到b处对封闭气体得 该过程中封闭气体的 pV 值恒定不变，故封闭气体做等温变化。 （3）分析可知全过程中气体做等温变化，开始在b处时 在b处时气体体积为 在a处时气体体积为 根据玻意耳定律 解得 故封闭气体等温变化的 图像如下 p关于V的函数关系式为，由 图像与坐标轴围成面积为气体做功可知函数为的导函数，即 则 从a处到b处气体做功 代入数据解得 18．如图所示，足够长的光滑水平面EF上有一固定平台，平台左侧有一段半径为R的四分之一圆弧轨道ab，水平轨道bc与圆弧底端相切，其右端有一段长度为R的粗糙段，b点处放置有质量均为m的小滑块A和B（均可视为质点），A、B间锁定一轻质小弹簧。水平面EF上，紧挨着平台的右侧放置着一质量为2m的滑块D，滑块D内有一条光滑细管道def，其中de段为半径为R的四分之一圆弧管，圆弧管左端开口恰好与平台的bc段等高，下端与高度的竖直管ef相切。所有轨道和管道均在同一竖直平面内，除了B与平台粗糙段之间的摩擦阻力外，其余阻力均忽略不计。现解锁A、B间的弹簧，其弹性势能瞬间转化为A和B的动能，之后A恰好可以滑到圆弧ab的最高点，而B经c点后沿切线方向进入圆弧管de，且B在d点恰好与D无相互作用，B到达竖直管ef底端时瞬间反弹，反弹过程无机械能损失。求： (1)弹簧锁定的弹性势能Ep，以及B与平台水平粗糙段之间的动摩擦系数μ； (2)B到达e点瞬间，D的速度大小；以及D最终的速度大小； (3)B在ef段运动过程中，D的水平位移Δx。 【答案】(1)， (2)， (3) 【解析】（1）题意知A恰好可以滑到圆弧最高点，则有 弹簧解锁过程A、B组成系统动量守恒以及能量守恒，规定向右为正方向，则有， 解得， 题意知B在d点恰好与D无相互作用，则B在d点时有 解得 B在粗糙段运动过程有 联立解得 （2）B进入D内，B、D系统水平方向动量守恒，到达e点时水平方向速度相等，则有 解得B到达e点瞬间，D的速度大小为 B从进入D到离开D过程相当于完成一次弹性碰撞，则BD系统动量守恒有 BD系统能量守恒有 解得， 即D的最终速度大小为 （3）B由d到达e点过程，BD系统能量守恒有 解得 B由e至f过程有 联立解得 由B在ef段运动过程中，D的水平位移大小 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$