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2025届高三全真模拟5物理
总分:100分时间:75分钟
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 中国新一代“人造太阳”(EAST)首次实现一亿摄氏度、1066s高约束模式运行,创造新的世界纪录。若“人造太阳”中核聚变反应方程为。则方程中的、分别为( )
A. ,为中子 B. ,为电子
C. ,为中子 D. ,为质子
【答案】A
【解析】
【详解】根据核反应中的质量数守恒,得
Y的电荷数为0,只能是中子。
故选A。
2. 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体( )
A. 体积减小,内能增大 B. 体积减小,压强减小
C. 对外界做负功,内能减小 D. 对外界做正功,压强减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】CD.充气袋被挤压时,气体体积减小,外界对气体做功,已知袋内气体与外界无热交换,则袋内气体内能增加,故选项C错误,D错误;
AB.气体体积减小,内能增加,温度一定升高,压强变大,故选项A正确,B错误。
故选A。
3. 如图所示,一束激光斜射到一块折射率为1.5的长方体玻璃砖上表面后折射到侧面,已知入射光与玻璃砖上表面间的夹角为45°,则光离开侧面的路径是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】一束激光斜射到一块折射率为1.5的长方体玻璃砖上表面,设折射角为 ,则
根据几何关系可知,在侧面入射角
,
在侧面,发生全反射,故光离开侧面的路径是A。
故选A。
4. 用同一束单色光,在同一条件下先后照射锌板和银板,都能产生光电效应。已知锌的极限频率为,银的极限频率为。关于以上两次实验,下列说法正确的是( )
A. 入射单色光的频率可能为
B. 锌板产生的光电子的初动能一定较小
C. 银板产生的光电子的逸出功一定较小
D. 锌板产生的光电子的动量可能较小
【答案】D
【解析】
【详解】A.入射单色光的频率必须同时满足锌和银的极限频率。由于银的极限频率为,而锌的为,因此入射光频率至少为,低于银的极限频率,无法使银发生光电效应,A错误;
B.根据光电效应方程
锌的逸出功较小,因此锌板光电子的最大初动能一定大于银板的最大初动能。但实际逸出的光电子初动能分布在0到最大初动能之间,因此锌板光电子的初动能可能较大或较小,B错误;
C.逸出功是金属的固有属性,由
可知,银的极限频率更高,因此银的逸出功更大,C错误;
D.光电子动量
虽然锌板光电子的最大初动能更大,但实际逸出的光电子初动能可能较小(如接近的情况),因此锌板光电子的动量可能较小,D正确。
故选D。
5. 《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向。如图所示,智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,保持静止状态,铁夹与球接触面竖直,则( )
A. 小球共受到4个力的作用
B. 增大铁夹的压力,小球所受的摩擦力变大
C. 小球所受的重力与铁夹对小球的作用力大小相等
D. 用铁夹夹起小球向下做匀加速运动,小球受到的摩擦力变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.分析可知,小球受到重力、铁夹给的两个弹力与铁夹给的两个摩擦力而平衡,所以小球受到5个力,故A错误;
B.由平衡条件可知,小球受到的摩擦力始终与重力等大反向,即增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力不变,故B错误;
C.由平衡条件可知,小球所受的重力与铁夹对小球的作用力大小相等、方向相反,故C正确;
D.用铁夹夹起小球向下做匀加速运动,小球合力向下,重力大于摩擦力,即摩擦力变小,故D错误。
故选C。
6. 如图所示实验装置中,槽码的质量为,滑块的质量为,且。用该装置不能完成的实验是( )
A. 验证牛顿第二定律 B. 验证动量守恒定律
C. 验证机械能守恒定律 D. 验证动能定理或动量定理
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑块做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,有mg= Ma
故A能完成的实验。
B.滑块做匀加速直线运动,系统动量不守恒,不能验证动量守恒定律,故B不能完成的实验。
C.滑块做匀加速直线运动,根据
速度v用光电门计算,可以验证机械能守恒定律,故C能完成的实验。
D.滑块做匀加速直线运动,根据动能定理,有
根据动量定理有
故D能完成的实验。
本题选不能完成的实验的,故选B。
7. 如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )
A. 从P到M所用的时间等于
B. 从Q到N阶段,机械能逐渐变大
C. 从P到Q阶段,速率逐渐变大
D. 从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.海王星从P到Q用时, PM段的速度大小大于MQ段的速度大小,则PM段的时间小于MQ段的时间,所以P到M所用的时间小于,故A错误;
B.从Q到N的过程中,由于只有万有引力做功,机械能守恒,故B错误;
C.海王星从P到Q阶段,万有引力对它做负功,速率减小,故C错误;
D.根据万有引力方向与速度方向的关系知,从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功,故D正确。
故选D。
8. 甲、乙两图是某同学用表头改装而成的电表,每只电表均可使用A、B或A、C两个端点进行相关测量。下列说法正确的是( )
A. 甲图为电流表,A、B间量程小于A、C间量程
B. 甲图为电压表,A、B间量程小于A、C间量程
C. 乙图为电流表,A、B间量程小于A、C间量程
D. 乙图为电压表,A、B间量程小于A、C间量程
【答案】B
【解析】
【详解】AB.图甲为定值电阻与表头串联,为电压表改装的原理图,根据串联分压原理可知,串联电阻阻值越大,量程越大,即A、B间量程小于A、C间量程,故A错误,B正确;
CD.图乙为定值电阻与表头并联,为电流表改装原理图,根据并联分流原理可知,并联电阻越小,量程越大,则A、B间量程大于A、C间量程,故CD错误。
故选B。
9. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压,为阻值随光强增大而减小的光敏电阻,和是两个完全相同的灯泡,电表均为理想交流电表。则( )
A. 通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz
B. 若的灯丝烧断,则电压表的示数仍为5V
C. 当照射R的光强增大时,电流表的示数变小
D. 图像上对应的0.01s时刻,发电机中的线圈平面与中性面垂直
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,原线圈的交流电的周期为
频率
变压器副线圈交流电的频率与原线圈相同,通过光敏电阻的交变电流频率为50Hz。A错误;
B.由图乙可知,原线圈的交流电的电压的峰值
原线圈的交流电的电压的有效值
由
得
若的灯丝烧断,则电压表的示数仍为5V。B正确;
C.当照射R的光强增大时,的阻值减小,副线圈消耗的功率变大,副线圈中的电流变大,由
原线圈电流增大。电流表的示数变大。C错误;
D.图像上对应的0.01s时刻,电压瞬时值为零,发电机中的线圈平面与中性面重合。D错误。
故选B。
10. 金属球内部空腔内放置一个点电荷后,形成电场的电场线如图所示(未标出场强方向),在轴线上有A、B两点位于空腔内壁上,用、和、分别表示A、B两处电场强度大小和电势,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】根据电场线疏密程度可知
金属球内部空腔内放置一个点电荷后,金属球内处于静电平衡状态,金属球上电势处处相等,即
故选A。
11. 如图,在垂直于纸面向内的匀强磁场中,有一根足够长的均质粗糙杆水平固定,一个带电圆环套在杆上。现给环一个向右的初速度v0,则环所受摩擦力的瞬时功率P与速度v的图像不可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.当圆环带正电,且
摩擦力的瞬时功率为
故A正确,不符合题意;
B.当圆环带正电,且
摩擦力的瞬时功率为
且速度减为
之后为匀速运动,摩擦力减为0,故B正确,不符合题意;
C.当圆环带负电时,摩擦力的瞬时功率
故C正确,不符合题意;
D.D项图像不可能存在,故D错误,符合题意。
故选D。
二、非选择题:共5题,共56分,其中12-16题请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分:有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某学习兴趣小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。装置中M为斜槽,N为水平放置可上下调节的倾斜挡板,白纸和复写纸固定在竖直背板上。钢球在斜槽中从某一位置由静止释放,从末端飞出后,落到N上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,通过多次实验,利用描迹法描绘出钢球的运动轨迹。在描出的轨迹上安装光电门1和光电门2。改变光电门2的位置,使钢球多次释放后均可以无阻碍地通过两光电门。记录光电门1的挡光时间,光电门2的挡光时间t(多组数据),测量钢球直径d作为挡光时间里钢球的位移。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A.必须测量钢球的质量
B.必须将M末端调至水平
C.钢球必须从M上同一位置由静止释放
(2)用游标卡尺测钢球直径如图乙所示,d=______cm。
(3)钢球通过光电门1的速度______(用题中给出字母表示)。
(4)测量两光电门间的高度差h,当地重力加速度为g。兴趣小组根据多组实验数据,做出和h的关系图像如图丙所示。为说明钢球从M飞出后的运动过程中机械能守恒,图像的斜率应为k=______(用题中给出字母表示)。
(5)请你分析实验中可能存在的系统误差(说出两条)______。
【答案】 ①. C ②. 1.916 ③. ④. ⑤. 钢球要克服阻力做功;钢球通过光电门的挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度
【解析】
【详解】(1)[1] A.若机械能守恒定律,则钢球从光电门1到光电门2满足
即只需满足
不需要测量质量,故A正确;
B.该实验验证机械能守恒定律,不需要保证钢球做平抛运动,所以 M末端不一定要水平,故B错误;
C.要保证每次运动轨迹都相同,所以钢球必须从M上同一位置由静止释放,故C正确。
故选C。
(2)[2] 游标卡尺读数
(3)[3] 钢球通过光电门1的速度
(4)[4] 若机械能守恒定律,则
其中
,
整理得
和h的关系图像的斜率
(5)[5] 可能存在的系统误差:钢球要克服阻力做功;钢球通过光电门的挡光时间内的平均速度略小于球心经过光电门的速度。
13. 科研机构对地震波的特性展开研究,图甲为研究过程中简谐横波在时刻的波形图,是此波上平衡位置处于处的一个质点,图乙为质点的振动图像,求:
(1)该列波的传播速度的大小和方向;
(2)质点在1s内通过的路程。
【答案】(1)3750m/s,方向沿x轴负向传播
(2)50m
【解析】
【小问1详解】
根据图乙可知,t=0时刻,质点M沿y轴正方向运动,根据图甲,利用同侧法可知,该列波的传播方向沿x轴负向传播;根据图甲可知,波长为
根据图乙可知,周期为
则波传播速度为
【小问2详解】
由图可知振幅
由
可知质点在1s内通过的路程
14. 如图所示,一边长为L、电阻为R的正方形金属线框abcd可绕其水平边ad转动。线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中,已知bc边质量为m,其余质量不计。现给bc边一个瞬时冲量,使bc边获得水平速度v,线框恰能摆至水平位置。重力加速度为g,求:
(1)线框刚开始运动瞬间bc边所受安培力大小F;
(2)线框开始运动到水平位置过程中产生的焦耳热Q。
【答案】(1);(2)mv2-mgL
【解析】
【详解】(1)由法拉第电磁感应定律有
E=BLv
由欧姆定律有
I=
根据安培力公式有
F=BIL
解得
F=
(2)由能量守恒定律,可得
Q=mv2-mgL
15. 某物理研究小组同学设计的弹射装置如图,改变弹性势能,可改变小物块水平进入圆弧轨道A点的速度。已知光滑的段圆弧半径,圆心角,直轨道倾角也为,BC段长为,动摩擦因数为。长木板左端与水平平台右端紧靠在点,表面相平,长为,小物块质量,长木板质量,小物块与长木板的动摩擦因数为,地面光滑。求:
(1)当弹射装置释放的弹性势能为时,求小物块被弹射后第一次经过圆弧面A点时,对轨道的压力大小;
(2)改变弹射装置释放的弹性势能,若小物块经过轨道A、B、后正好落在长木板左端点,求小物块从点到点的运动时间;
(3)小物块落到长木板左端点后,假设竖直方向速度变为零,水平方向速度不变,要使小物块不滑离长木板,求长木板的最小长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块从弹离到第一次经过圆弧面A点过程分析有
牛顿第二定律有,
可得
【小问2详解】
从到的过程中,设上升的时间为,CD段总时间,竖直方向位移满足
水平方向位移满足
联立求得,
在斜坡上物体加速度
由直线运动公式,
求得,
【小问3详解】
落在木板上后,仅保留水平速度
与木板共速后,不会滑离长木板,过程中动量守恒,
解得
根据能量关系
即木板最小长度
16. 如图所示,边长为L的正方形ABCD区域内存在垂直纸面的匀强磁场,在CD边右侧3L处平行CD放置荧光屏,O1O2是通过正方形中心O1和荧光屏中心O2的轴线。电子从静止经加速电压加速后以一定速度沿轴线连续射入磁场。整个系统置于真空中,不计电子重力,已知电子电荷量为e、质量为m,当θ很小时,近似有,。
(1)若磁感应强度大小为B0,加速电压从0开始缓慢增加,求电子在磁场中运动的最长时间t;
(2)若入射电子速度大小均为v0,正方形区域所加磁场如题16-2图所示,磁场变化周期为T,且T远大于电子在磁场中的运动时间,电子偏转后恰好全部从CD边射出磁场并能全部打在荧光屏上形成运动的光点,求最大磁感应强度Bm以及荧光屏的最小长度d;
(3)在(2)的条件下求荧光屏上光点经过O2的速度大小v。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当电子旋转半圈从AB边射出磁场时运动时间最长
解得
(2)磁感强度为最大时粒子从D点(或C点)射出,电子轨道半径为r1,有
解得
再由
可
可得
电子偏转角度为α,有
则
故
(3)解法一:
设电子的轨道半径为r,偏转角为θ,有
电子的偏转角度θ较小时,电子偏转后速度的反向延长线可以看作通过O1点,荧光屏上光点到O2的距离设为Y,有
可见电子的偏转角度θ较小时Y正比于磁感应强度B,则
光点通过O2时的速度
根据图像有
可得
解法二:
设电子的轨道半径为r,偏转角为θ,有
电子刚出磁场时在CD方向上的偏移量为y
或
带入r、sinθ得
光点通过O2时的速度
根据图像有
得
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2025届高三全真模拟5物理
总分:100分时间:75分钟
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 中国新一代“人造太阳”(EAST)首次实现一亿摄氏度、1066s高约束模式运行,创造新的世界纪录。若“人造太阳”中核聚变反应方程为。则方程中的、分别为( )
A. ,为中子 B. ,为电子
C. ,为中子 D. ,为质子
2. 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。充气袋四周被挤压时,假设袋内气体与外界无热交换,则袋内气体( )
A. 体积减小,内能增大 B. 体积减小,压强减小
C. 对外界做负功,内能减小 D. 对外界做正功,压强减小
3. 如图所示,一束激光斜射到一块折射率为1.5的长方体玻璃砖上表面后折射到侧面,已知入射光与玻璃砖上表面间的夹角为45°,则光离开侧面的路径是( )
A. A B. B C. C D. D
4. 用同一束单色光,在同一条件下先后照射锌板和银板,都能产生光电效应。已知锌的极限频率为,银的极限频率为。关于以上两次实验,下列说法正确的是( )
A. 入射单色光的频率可能为
B. 锌板产生的光电子的初动能一定较小
C. 银板产生的光电子的逸出功一定较小
D. 锌板产生的光电子的动量可能较小
5. 《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向。如图所示,智能机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,保持静止状态,铁夹与球接触面竖直,则( )
A. 小球共受到4个力的作用
B. 增大铁夹的压力,小球所受的摩擦力变大
C. 小球所受的重力与铁夹对小球的作用力大小相等
D. 用铁夹夹起小球向下做匀加速运动,小球受到的摩擦力变大
6. 如图所示实验装置中,槽码的质量为,滑块的质量为,且。用该装置不能完成的实验是( )
A. 验证牛顿第二定律 B. 验证动量守恒定律
C. 验证机械能守恒定律 D. 验证动能定理或动量定理
7. 如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )
A. 从P到M所用的时间等于
B. 从Q到N阶段,机械能逐渐变大
C. 从P到Q阶段,速率逐渐变大
D. 从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功
8. 甲、乙两图是某同学用表头改装而成的电表,每只电表均可使用A、B或A、C两个端点进行相关测量。下列说法正确的是( )
A. 甲图为电流表,A、B间量程小于A、C间量程
B. 甲图为电压表,A、B间量程小于A、C间量程
C. 乙图为电流表,A、B间量程小于A、C间量程
D. 乙图为电压表,A、B间量程小于A、C间量程
9. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压,为阻值随光强增大而减小的光敏电阻,和是两个完全相同的灯泡,电表均为理想交流电表。则( )
A. 通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz
B. 若的灯丝烧断,则电压表的示数仍为5V
C. 当照射R的光强增大时,电流表的示数变小
D. 图像上对应的0.01s时刻,发电机中的线圈平面与中性面垂直
10. 金属球内部空腔内放置一个点电荷后,形成电场的电场线如图所示(未标出场强方向),在轴线上有A、B两点位于空腔内壁上,用、和、分别表示A、B两处电场强度大小和电势,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
11. 如图,在垂直于纸面向内的匀强磁场中,有一根足够长的均质粗糙杆水平固定,一个带电圆环套在杆上。现给环一个向右的初速度v0,则环所受摩擦力的瞬时功率P与速度v的图像不可能为( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题,共56分,其中12-16题请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分:有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某学习兴趣小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。装置中M为斜槽,N为水平放置可上下调节的倾斜挡板,白纸和复写纸固定在竖直背板上。钢球在斜槽中从某一位置由静止释放,从末端飞出后,落到N上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板N,通过多次实验,利用描迹法描绘出钢球的运动轨迹。在描出的轨迹上安装光电门1和光电门2。改变光电门2的位置,使钢球多次释放后均可以无阻碍地通过两光电门。记录光电门1的挡光时间,光电门2的挡光时间t(多组数据),测量钢球直径d作为挡光时间里钢球的位移。
(1)关于本实验,下列说法正确的是______。
A.必须测量钢球的质量
B.必须将M末端调至水平
C.钢球必须从M上同一位置由静止释放
(2)用游标卡尺测钢球直径如图乙所示,d=______cm。
(3)钢球通过光电门1的速度______(用题中给出字母表示)。
(4)测量两光电门间的高度差h,当地重力加速度为g。兴趣小组根据多组实验数据,做出和h的关系图像如图丙所示。为说明钢球从M飞出后的运动过程中机械能守恒,图像的斜率应为k=______(用题中给出字母表示)。
(5)请你分析实验中可能存在的系统误差(说出两条)______。
13. 科研机构对地震波的特性展开研究,图甲为研究过程中简谐横波在时刻的波形图,是此波上平衡位置处于处的一个质点,图乙为质点的振动图像,求:
(1)该列波的传播速度的大小和方向;
(2)质点在1s内通过的路程。
14. 如图所示,一边长为L、电阻为R的正方形金属线框abcd可绕其水平边ad转动。线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中,已知bc边质量为m,其余质量不计。现给bc边一个瞬时冲量,使bc边获得水平速度v,线框恰能摆至水平位置。重力加速度为g,求:
(1)线框刚开始运动瞬间bc边所受安培力大小F;
(2)线框开始运动到水平位置过程中产生的焦耳热Q。
15. 某物理研究小组同学设计的弹射装置如图,改变弹性势能,可改变小物块水平进入圆弧轨道A点的速度。已知光滑的段圆弧半径,圆心角,直轨道倾角也为,BC段长为,动摩擦因数为。长木板左端与水平平台右端紧靠在点,表面相平,长为,小物块质量,长木板质量,小物块与长木板的动摩擦因数为,地面光滑。求:
(1)当弹射装置释放的弹性势能为时,求小物块被弹射后第一次经过圆弧面A点时,对轨道的压力大小;
(2)改变弹射装置释放的弹性势能,若小物块经过轨道A、B、后正好落在长木板左端点,求小物块从点到点的运动时间;
(3)小物块落到长木板左端点后,假设竖直方向速度变为零,水平方向速度不变,要使小物块不滑离长木板,求长木板的最小长度。
16. 如图所示,边长为L的正方形ABCD区域内存在垂直纸面的匀强磁场,在CD边右侧3L处平行CD放置荧光屏,O1O2是通过正方形中心O1和荧光屏中心O2的轴线。电子从静止经加速电压加速后以一定速度沿轴线连续射入磁场。整个系统置于真空中,不计电子重力,已知电子电荷量为e、质量为m,当θ很小时,近似有,。
(1)若磁感应强度大小为B0,加速电压从0开始缓慢增加,求电子在磁场中运动的最长时间t;
(2)若入射电子速度大小均为v0,正方形区域所加磁场如题16-2图所示,磁场变化周期为T,且T远大于电子在磁场中的运动时间,电子偏转后恰好全部从CD边射出磁场并能全部打在荧光屏上形成运动的光点,求最大磁感应强度Bm以及荧光屏的最小长度d;
(3)在(2)的条件下求荧光屏上光点经过O2的速度大小v。
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