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通州区2025年高三年级模拟考试
物理试卷
本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 如图所示，由红光与黄光组成的双色光，从空气斜射向一块平行玻璃砖，在上表面经折射分成两束单色光、，并都从下表面斜射出去。下列说法正确的是（ ）
A. 光为红光
B. 在真空中，光的速度更快
C. 、光射出玻璃砖时，两束光线平行
D. 、光分别照射同一个双缝装置，光产生的干涉条纹更宽
【答案】C
【解析】
【详解】A．光的偏折越大，则折射率越大，可知a的折射率更大，则为黄光，故A错误；
B．介质中的光速，则光的速度更快，故B错误；
C．因为a、b光束射到下表面的入射角等于射到上表面的折射角，可知从下表射出时的折射角等于射到上表面时的入射角，即光分别从下表面两点射出后，两束光相互平行，故C正确；
D．的频率大，则的波长短，根据可知，通过相同的双缝装置，的条纹更窄，故D错误。
故选C。
2. 如图所示为玻尔模型中氢原子能级示意图，一群处于能级的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光。下列关于这群氢原子的发射光谱的说法中，正确的是（ ）
A. 是连续谱
B. 最多有3种频率
C. 波长最长的是从能级跃迁到能级所发出的光
D. 只有3种不同频率的光能使逸出功为3.34eV的锌板发生光电效应
【答案】D
【解析】
【详解】A．是线状光谱，A错误；
B．最多有6种频率，B错误；
C．根据 ，波长最长的是从能级跃迁到能级所发出的光，C错误；
D．只有从能级跃迁到能级、从能级跃迁到能级、从能级跃迁到能级发出的光子的能量大于3.34eV，所以只有3种不同频率的光能使逸出功为3.34eV的锌板发生光电效应，D正确。
故选D。
3. 超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，此时吸盘内封闭的气体压强仍与外界大气压强相等。然后再把锁扣扳下，让锁扣通过细杆把吸盘向外拉起，使吸盘内封闭气体的体积增大，从而使吸盘紧紧吸在墙上，如乙图所示。若吸盘内封闭的气体可视为理想气体，且安装过程中其质量和温度保持不变。则在锁扣扳下的过程中（ ）
A. 吸盘内气体压强增大
B. 吸盘内气体分子的内能不变
C. 吸盘内气体分子的密度增大
D. 吸盘内气体放出热量
【答案】B
【解析】
【详解】C．吸盘内封闭了一定质量的理想气体，由图可知，吸盘内的气体体积变大，吸盘内气体分子的密度减小，故C错误；
B．温度不变，吸盘内气体分子的平均动能不变，理想气体的内能只与分子动能有关，所以气体分子的内能不变，故B正确；
A．温度不变，体积变大，由玻意耳定律可知，吸盘内气体压强减小，故A错误；
D．理想气体温度不变，内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内气体要吸收热量，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，虚线、、代表电场中的三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是轨迹上的三个点。在运动过程中，该带电粒子（ ）
A. 在点时受力沿虚线向左
B. 在点时的加速度比在点时小
C. 在点时的动能比在点时小
D. 在点时的电势能比在点时小
【答案】D
【解析】
【详解】A．粒子所受合力指向轨迹的凹侧，所以在点时受力沿虚线向右，故A错误；
B．因为P点的电场线比Q点密集，所以P点的电场强度比Q点大，粒子在P点时所受的电场力比Q点时大，根据牛顿第二定律可知，在P点时的加速度比Q点时大，故B错误；
CD．假设粒子由P点运动到Q点（也可以假设由Q点运动到P点，不影响判断结果），则粒子所受电场力与速度方向成钝角，电场力做负功，动能减小，电势能增大，所以粒子在点时的动能比在点时大，在点时的电势能比在点时小，故C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的图像，波源振动周期为。由图像可知（ ）
A. 质点的振幅为0
B. 该波波速为
C. 经过，质点沿轴正方向移动
D. 从时刻起，质点比质点先回到平衡位置
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题图可知质点的振幅为，故A错误；
B．由题图可知波长为，则波速为
故B错误；
C．质点只在其平衡位置上下振动，不会随波的传播方向迁移，故C错误；
D．波沿轴正方向传播，根据波形平移法可知，时刻质点向下振动，则从时刻起，质点比质点先回到平衡位置，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，一只蜗牛沿着一根固定不动的弧形树枝从左端开始缓慢向上爬行。下列说法正确的是（ ）
A. 蜗牛受到的合力不断减小
B. 树枝对蜗牛的作用力不变
C. 树枝对蜗牛弹力大小不变
D. 树枝对蜗牛的摩擦力不断增大
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．设竖直于水平方向的夹角为，蜗牛受重力，弹力、摩擦力，蜗牛缓慢前行，故蜗牛的合外力始终为零，由平衡方程有，
由于坡角逐渐变小，故竖直对蜗牛的支持力逐渐变大，树枝对蜗牛的摩擦力逐渐变小，A错误，C错误，D错误；
B．由受力平衡可知树枝对蜗牛的作用力与蜗牛的重力始终等大反向，故树枝对蜗牛的作用力不变，B正确。
故选B。
7. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后按照预定程序与天和核心舱对接。飞船与核心舱对接过程的示意图如图所示。飞船从圆轨道Ⅰ，通过变轨后，沿椭圆轨道Ⅱ由A处运动到B处，与沿圆轨道Ⅲ运行的核心舱对接，对接后的组合体继续在圆轨道Ⅲ上运行。在上述过程中，飞船（ ）
A. 由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需在B处减速
B. 在B处与核心舱对接前后的加速度相等
C. 在轨道Ⅰ上A处的速度小于在轨道Ⅲ上B处的速度
D. 在轨道Ⅱ上由A到B的时间大于在轨道Ⅲ上运行周期的一半
【答案】B
【解析】
【详解】A．需在B处加速，做离心运动，才能由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，A错误；
B．在B处与核心舱对接前后的加速度相等，加速度大小为 ，B正确；
C．根据，解得，轨道半径越小，速度越大，所以在轨道Ⅰ上A处的速度大于在轨道Ⅲ上B处的速度，C错误；
D．根据开普勒第三定律，在轨道Ⅱ上运行周期小于在轨道Ⅲ上运行周期，所以在轨道Ⅱ上由A到B的时间小于在轨道Ⅲ上运行周期的一半，D错误。
故选B。
8. 如图所示，在光滑水平桌面上，边长为、总电阻为的单匝均匀正方形金属线框，在水平拉力作用下，以速度匀速进入竖直向下的匀强磁场。进入过程中，线框边与磁场边界平行，且线框平面保持水平。已知磁感应强度大小为。在线框进入磁场过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 线框产生沿方向的感应电流
B. 边两端的电压
C. 拉力做功为
D. 边所受安培力始终为0
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据右手定则，可知线框产生的电流方向为
A错误；
B．导体切割磁感线产生的电动势
根据欧姆定律可知，线框中的电流
边两端的电压等于外电路的电压，则有
B错误；
C．由于线框匀速运动，则线框受力平衡，则有
故拉力所做的功
C正确；
D．ab边进入磁场后，磁场对其有安培力的作用，当线框完全进入磁场后，线框中没有感应电流，ab边的安培力为零，D错误。
故选C。
9. 从地面上以初速度竖直上抛一质量为的小球，一段时间后落回地面的速度大小为。小球运动的速度随时间变化的规律如图所示。若运动过程中小球受到的阻力与其速率成正比，重力加速度为，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球上升过程的时间大于下落过程的时间
B. 小球上升和下降过程中阻力的冲量大小相等
C. 小球上升过程中的平均速度大于
D. 整个过程中阻力做功为0
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题意可得，上升过程中，小球的加速度为
下落过程中，小球的加速度为
可知上升的平均加速度大于下落的平均加速度，且又上升和下降的位移相同，根据
可知小球上升过程的时间小于下落过程的时间，故A错误；
B．由题意可得，阻力与速率的关系为
故阻力的冲量大小为
因为上升过程和下降过程位移相同，则上升和下降过程阻力冲量大小相等，故B正确；
C．上升过程若是匀减速运动，则平均速度为
但由图可知，其速度时间图像面积小于匀减速运动的面积，即小球上升的位移小于匀减速上升的位移，则可得小球上升过程中的平均速度小于，故C错误；
D．整个过程中阻力方向一直与速度反向，故阻力一直做负功，故D错误。
故选B。
10. 如图所示的装置是用来测量匀强磁场磁感应强度B的等臂电流天平，其右臂挂着匝数为n的矩形线圈，线圈的水平边长为l，磁场的方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态，当线圈通入图示电流I时，则须在一个托盘中加质量为m的小砝码才能使天平重新平衡。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 应在右盘中加入小砝码
B. 由以上测量数据可求出匀强磁场的磁感应强度
C. 若发现右盘向上翘起，则应增大线圈中的电流
D. 若只改变电流的方向，线圈仍保持平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据左手定则，安培力向下，应在左盘中加入小砝码，A错误；
B．根据平衡条件得 ，解得，B错误；
C．若发现右盘向上翘起，表明向下的安培力偏小，则应增大线圈中的电流，C正确；
D．若只改变电流的方向，安培力向上，线圈不能保持平衡状态，D错误。
故选C。
11. 如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片向下移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数增大
B. 电路中总电阻增大
C. 电压表的示数增大
D. 恒流源输出功率增大
【答案】A
【解析】
【详解】B．滑动变阻器的滑片向下移动时，接入电路的电阻变小，根据并联电路的特征可知电路中总电阻减小，B错误；
AC．恒流源流出的总电流不变，电路中总电阻减小，则并联部分总电压减小，即电压表的示数减小，则流过电阻R的电流减小，由于总电流不变，则流过滑动变阻器的电流增大，即电流表的示数增大，A错误，C正确；
D．根据
由于恒流源电流大小不变，总电阻减小，所以恒流源输出功率减小，D错误。
故选A
12. 如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图。矩形线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小
B. 从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为
C. 线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量
D. 线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量
【答案】C
【解析】
【详解】 A．线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，故A错误；
B．从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为
故B错误；
C．从题图所示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为
故C正确；
D．线圈由图示位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量
故D错误。
故选C。
13. 电磁血流量计的原理是基于法拉第电磁感应定律，可用于心血管手术的精密监控，其原理如图所示。空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。当血液从内径为的水平血管左侧流入、右侧流出时，因为血液中含有大量的正、负离子，血管上下两侧间将形成电势差。当血液的流量（单位时间内流过血管横截面的血液体积）一定时，下列说法正确的是（ ）
A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变大，则血液流速变大
C. 若血管内径变大，则变小 D. 的大小与血液流速无关
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知，正离子所受洛伦兹力向上，负离子所受洛伦兹力向下，所以，血管上侧聚集正离子，电势高，下侧聚集负离子，电势低，故A错误；
B．血液的流量为
若血管内径变大，则S变大，因Q一定，则v变小，故B错误；
C．稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，即
得
又，
联立得
所以，若d变大，则变小，故C正确；
D．在流量Q一定的条件下，根据可知若v变化，则d就变化，根据可知， 必定变化，所以与v有关，故D错误。
故选C。
14. 半导体热电偶是一种将热能直接转化为电能的装置，其结构如图所示。它是由一对型半导体和型半导体串联而成。其中，型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量为。若两种半导体相连的一端和高温热源接触，而另一端、与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在、两端形成稳定的电势差。电势差的大小与高温热源和低温热源间的温度差满足，其中称为塞贝克系数，是衡量材料热电转换能力的关键参数。下列说法正确的是（ ）
A. A端是半导体热电偶的正极
B. 若只交换高、低温热源的位置，则A、B两端不能形成稳定的电势差
C. 塞贝克系数越大，说明材料热电转换能力越弱
D. 半导体热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．n型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，A端聚集电子，所以A端是温差发电装置的负极，A错误；
B．只交换高、低热源的位置，二者之间存在温差，载流子依然可以定向移动，从而可以在A、B两端形成电势差，B错误；
C．根据可知，温差一定时，塞贝克系数越大，A、B端的电势差就越大，说明材料热电转换能力越强，C错误；
D．载流子从高温端向低温端扩散的“驱动力”是非静电力，其方向与载流子扩散方向相同，D正确。
故选D。
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 用图所示装置“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A. 实验中需要测量空气柱的横截面积
B. 柱塞上应该涂油
C. 应缓慢推拉柱塞
D. 注射器必须固定在竖直平面内
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于注射器的横截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测空气柱的横截面积，A错误；
B．柱塞上涂油，既减小摩擦，又防止漏气，B正确；
C．若急速推拉活塞，则有可能造成漏和等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，C正确；
D．压强由压力表测量，不是由竖直的平衡条件计算，所以不需要竖直放置，D错误。
故选BC。
16. 某实验小组在完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验中，得到如图所示的“锯齿”边沿油膜，且油膜的面积相对较小，出现该图样的原因可能是（ ）
A. 滴入太多的油酸酒精溶液
B. 痱子粉撒得太多，且厚度不均匀
C. 浅盘中装的水量太多
D. 油酸酒精溶液的浓度太大
【答案】B
【解析】
【详解】由图中情况可知，油酸并没有充分地推开痱子粉，故原因是痱子粉撒得太多，且厚度不均匀。
故选B。
17. 按要求完成填空。
（1）某同学用多用表的欧姆挡测量一个未知电阻的阻值。由于第一次将欧姆挡的选择开关置于“”时，发现指针偏转角度过小。此时，应将选择开关置于_____（选填“×100”或“×1”），进行欧姆调零后再进行测量。
（2）另一同学利用如图所示的伏安法测一个未知电阻的阻值。将电压表左端接，当右端接时，测得的数据是；当右端接时，测得的数据是。由此可知，为使测量误差小些，电压表右端应接在_____（选填“b”或“c”）点。
【答案】（1）
（2）c
【解析】
【小问1详解】
欧姆表的指针偏转过小，说明待测电阻阻值较大，为了使测量尽量准确，应切换更大的倍率，即。
【小问2详解】
根据题中数据可知，
即电压表的分流作用明显，为使测量误差小些，应将电流表内接，即电压表右端应接在c点。
18. 在利用如图1所示的“验证机械能守恒定律”的实验中。
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是（　　）
A. 交流电源 B. 刻度尺 C. 天平（含砝码） D. 秒表
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点的距离分别为、、，已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点计时器打点到打点的过程中，只要表达式_____在误差允许的范围内成立，就可以验证机械能守恒。（用本小问中所给字母书写表达式）
（3）某同学设计出如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小球从点自由下落，下落过程中通过光电计时器（图中未画出）记录小球通过光电门的时间，测出之间的距离。已知当地重力加速度为。
a．该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图4所示，则其直径_____mm。
b．保持电磁铁的位置不变，上下调节光电门，改变释放点到光电门的距离，多次实验记录多组数据，作出随变化的图像如图5所示，若该图线的斜率近似等于_____，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
c．考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为，则实验过程中所受的平均阻力与小球重力的比值_____（用、表示）。
【答案】（1）AB （2）
（3） ①. 6.200 ②. 2g ③.
【解析】
【小问1详解】
在该实验中，电磁打点计时器用的是约8V的交流电源，通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔，所以不需要秒表；由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以不需要天平；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离。
故选AB。
【小问2详解】
从点到打点的过程中，重力势能的减少量为
动能的增加量为
若在误差允许的范围内
即只要表达式在误差允许的范围内成立，就可以验证机械能守恒。
【小问3详解】
[1]由图可知，其直径为
[2]若小球在下落的过程中机械能守恒，则
化简可得
即满足该图线的斜率
[3]由动能定理
可得
所以实验过程中所受的平均阻力与小球重力的比值
19. 如图所示，轻绳下端吊着一个质量的沙袋。一个质量的子弹以的速度水平射入沙袋，经过极短的时间与沙袋达到共同速度，然后随沙袋一起摆动。已知重力加速度大小，不计空气阻力。求：
（1）子弹射入沙袋后，子弹与沙袋共同速度的大小；
（2）子弹随沙袋一起摆动上升的最大高度；
（3）子弹射入沙袋过程中系统损失的机械能。
【答案】（1）0.6m/s
（2）0.018m （3）898.2J
【解析】
【小问1详解】
规定子弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒得
解得
【小问2详解】
子弹随沙袋一起摆动上升到最大高度的过程，根据动能定理得
解得
【小问3详解】
根据能量守恒得，子弹射入沙袋过程中系统损失的机械能
20. 如图所示为导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。已知两导轨内侧间距，滑块的质量，滑块沿导轨滑行后获得的发射速度（此过程可视为匀加速运动）。
（1）求滑块在发射过程中的加速度的大小；
（2）求发射过程中电源提供的电流的大小；
（3）若滑块所在电路的总电阻为，试推导论证滑块在发射过程中可视为匀加速运动的合理性。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】
【小问1详解】
滑块在两导轨间做匀加速运动
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律，可知滑块受到的安培力
解得
【小问3详解】
滑块在发射过程中可视为匀加速运动的情况下，若忽略滑块产生的感应电动势，电源的电动势为
当滑块速度最大时，由于切割磁感线，滑块产生的感应电动势为
此时的为最大感应电动势，通过对比可知电源电动势远大于，因此在加速过程中，滑块产生的感应电动势可忽略不计，即滑块受到的安培力可看作定值。
根据牛顿第二定律
可知滑块视做匀加速运动是合理的。
21. 目前正在运转的我国空间站天和核心舱，搭载了一种全新的推进装置——离子推进器，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。该装置获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（初速度忽略不计），A、B间电压为，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。已知每个离子质量为、电荷量为，单位时间内飘入的正离子数目为。将该离子推进器固定在地面上进行试验。
（1）求正离子经过电极B时的速度的大小；
（2）求推进器获得的平均推力的大小；
（3）加速正离子束所消耗的功率不同时，引擎获得的推力也不同，试推导的表达式，并指出为提高能量的转换效率，要使尽量大可以采取的两条措施。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】
【小问1详解】
正离子A、B之间加速过程，根据动能定理，有
解得
【小问2详解】
设正离子束所受的电场力为，根据牛顿第三定律，有
以很短时间时间内飘入电极间的个正离子为研究对象，以离子喷出时的速度方向为正方向，根据动量定理，有
其中
解得
【小问3详解】
设正离子束所受的电场力为，由正离子束在电场中做匀加速直线运动，有
则
根据的表达式可知，为增大可用比荷较小的离子（质量大，带电量小的离子）、或减小加速电压。
22. 有心力是指力的作用线始终经过一个定点（力心）的力。行星绕太阳运动时，太阳可视为固定，行星所受引力始终指向太阳中心，即为有心力。万有引力，库仑力都是有心力。理论上可以证明，质点在有心力的作用下运动时，满足面积定律：质点与力心的连线在相等时间内扫过的面积相等。
（1）开普勒从第谷观测火星位置所得资料中总结出来类似的规律，称为开普勒第二定律。如图1所示，将行星绕太阳运动的轨道简化为半径为的圆轨道。
a．设极短时间内，行星与太阳的连线扫过的面积为。求行星绕太阳运动的线速度的大小，并结合开普勒第二定律证明行星做匀速圆周运动；（扇形面积半径弧长）
b．若测得行星公转周期为，求行星的向心加速度的大小。
（2）如图2所示，用粒子束入射待测材料靶（例如金箔），通过测量不同角度方向上散射粒子的数目，可确定材料靶原子的种类、浓度及深度分布等信息。
a．粒子可通过放射性元素衰变获得。一个静止的（钋）衰变为（铅），同时放出一个粒子，写出此衰变过程的反应式。
b．如图3所示，质量为、电荷量为、速度为的粒子从足够远处沿某直线入射靶核，该直线与靶核的距离为。在库仑力作用下，粒子最终将被散射远离靶核而去。散射过程中，电荷量为的靶核近似不动，可视为固定的正点电荷。已知当以无穷远处为电势零点时，电荷量为的点电荷在距离自身处的电势为，式中为静电力常量。求粒子接近靶核的最近距离。
【答案】（1）a. ；b.
（2）a．b.
【解析】
【小问1详解】
a．根据扇形面积公式可得，时间内行星扫过的扇形面积为
解得
根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，即为常量，则行星绕太阳运动的线速度大小也为常量，所以行星做匀速圆周运动。
b．行星的向心加速度大小为
【小问2详解】
a．衰变方程为
b．粒子受力始终背离靶核的中心，粒子在同一平面内运动。当粒子最接近靶核时，此时的速度应与粒子与靶核的连线垂直。根据面积定律，有
在散射过程中，只有库仑力做功，系统能量守恒。以无穷远处的电势为零，有
联立以上方程，解得（另一值无物理意义，已舍去）通州区2025年高三年级模拟考试
物理试卷
本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，请将答题卡交回。
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 如图所示，由红光与黄光组成的双色光，从空气斜射向一块平行玻璃砖，在上表面经折射分成两束单色光、，并都从下表面斜射出去。下列说法正确的是（ ）
A. 光为红光
B. 在真空中，光的速度更快
C. 、光射出玻璃砖时，两束光线平行
D. 、光分别照射同一个双缝装置，光产生的干涉条纹更宽
2. 如图所示为玻尔模型中氢原子能级示意图，一群处于能级的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光。下列关于这群氢原子的发射光谱的说法中，正确的是（ ）
A. 是连续谱
B. 最多有3种频率
C. 波长最长的是从能级跃迁到能级所发出的光
D. 只有3种不同频率的光能使逸出功为3.34eV的锌板发生光电效应
3. 超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，此时吸盘内封闭的气体压强仍与外界大气压强相等。然后再把锁扣扳下，让锁扣通过细杆把吸盘向外拉起，使吸盘内封闭气体的体积增大，从而使吸盘紧紧吸在墙上，如乙图所示。若吸盘内封闭的气体可视为理想气体，且安装过程中其质量和温度保持不变。则在锁扣扳下的过程中（ ）
A. 吸盘内气体压强增大
B. 吸盘内气体分子的内能不变
C. 吸盘内气体分子的密度增大
D. 吸盘内气体放出热量
4. 如图所示，虚线、、代表电场中的三条电场线，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，是轨迹上的三个点。在运动过程中，该带电粒子（ ）
A. 在点时受力沿虚线向左
B. 在点时的加速度比在点时小
C. 在点时的动能比在点时小
D. 在点时的电势能比在点时小
5. 如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的图像，波源振动周期为。由图像可知（ ）
A. 质点的振幅为0
B. 该波波速为
C. 经过，质点沿轴正方向移动
D. 从时刻起，质点比质点先回到平衡位置
6. 如图所示，一只蜗牛沿着一根固定不动的弧形树枝从左端开始缓慢向上爬行。下列说法正确的是（ ）
A. 蜗牛受到的合力不断减小
B. 树枝对蜗牛的作用力不变
C. 树枝对蜗牛的弹力大小不变
D. 树枝对蜗牛的摩擦力不断增大
7. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后按照预定程序与天和核心舱对接。飞船与核心舱对接过程的示意图如图所示。飞船从圆轨道Ⅰ，通过变轨后，沿椭圆轨道Ⅱ由A处运动到B处，与沿圆轨道Ⅲ运行的核心舱对接，对接后的组合体继续在圆轨道Ⅲ上运行。在上述过程中，飞船（ ）
A. 由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需在B处减速
B. 在B处与核心舱对接前后加速度相等
C. 在轨道Ⅰ上A处的速度小于在轨道Ⅲ上B处的速度
D. 在轨道Ⅱ上由A到B的时间大于在轨道Ⅲ上运行周期的一半
8. 如图所示，在光滑水平桌面上，边长为、总电阻为的单匝均匀正方形金属线框，在水平拉力作用下，以速度匀速进入竖直向下的匀强磁场。进入过程中，线框边与磁场边界平行，且线框平面保持水平。已知磁感应强度大小为。在线框进入磁场过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 线框产生沿方向的感应电流
B. 边两端的电压
C. 拉力做功为
D. 边所受安培力始终为0
9. 从地面上以初速度竖直上抛一质量为的小球，一段时间后落回地面的速度大小为。小球运动的速度随时间变化的规律如图所示。若运动过程中小球受到的阻力与其速率成正比，重力加速度为，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球上升过程的时间大于下落过程的时间
B. 小球上升和下降过程中阻力的冲量大小相等
C. 小球上升过程中的平均速度大于
D. 整个过程中阻力做功为0
10. 如图所示的装置是用来测量匀强磁场磁感应强度B的等臂电流天平，其右臂挂着匝数为n的矩形线圈，线圈的水平边长为l，磁场的方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态，当线圈通入图示电流I时，则须在一个托盘中加质量为m的小砝码才能使天平重新平衡。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 应在右盘中加入小砝码
B. 由以上测量数据可求出匀强磁场的磁感应强度
C. 若发现右盘向上翘起，则应增大线圈中的电流
D. 若只改变电流方向，线圈仍保持平衡状态
11. 如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片向下移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数增大
B. 电路中总电阻增大
C. 电压表的示数增大
D. 恒流源输出功率增大
12. 如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图。矩形线圈在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。矩形线圈面积为S，匝数为，线圈电阻为，外接负载电阻为。下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻，穿过线圈的磁通量的变化率最小
B. 从图示时刻开始计时，电动势的瞬时值表达式为
C. 线圈由图示位置转过过程中，通过电阻的电荷量
D. 线圈由图示位置转过的过程中，电阻产生的热量
13. 电磁血流量计的原理是基于法拉第电磁感应定律，可用于心血管手术的精密监控，其原理如图所示。空间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。当血液从内径为的水平血管左侧流入、右侧流出时，因为血液中含有大量的正、负离子，血管上下两侧间将形成电势差。当血液的流量（单位时间内流过血管横截面的血液体积）一定时，下列说法正确的是（ ）
A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变大，则血液流速变大
C. 若血管内径变大，则变小 D. 的大小与血液流速无关
14. 半导体热电偶是一种将热能直接转化为电能的装置，其结构如图所示。它是由一对型半导体和型半导体串联而成。其中，型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量为。若两种半导体相连的一端和高温热源接触，而另一端、与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在、两端形成稳定的电势差。电势差的大小与高温热源和低温热源间的温度差满足，其中称为塞贝克系数，是衡量材料热电转换能力的关键参数。下列说法正确的是（ ）
A. A端是半导体热电偶的正极
B. 若只交换高、低温热源的位置，则A、B两端不能形成稳定的电势差
C. 塞贝克系数越大，说明材料热电转换能力越弱
D. 半导体热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相同
第二部分
本部分共6题，共58分。
15. 用图所示装置“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A. 实验中需要测量空气柱的横截面积
B. 柱塞上应该涂油
C. 应缓慢推拉柱塞
D. 注射器必须固定在竖直平面内
16. 某实验小组在完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验中，得到如图所示的“锯齿”边沿油膜，且油膜的面积相对较小，出现该图样的原因可能是（ ）
A. 滴入太多的油酸酒精溶液
B. 痱子粉撒得太多，且厚度不均匀
C. 浅盘中装的水量太多
D. 油酸酒精溶液浓度太大
17. 按要求完成填空。
（1）某同学用多用表的欧姆挡测量一个未知电阻的阻值。由于第一次将欧姆挡的选择开关置于“”时，发现指针偏转角度过小。此时，应将选择开关置于_____（选填“×100”或“×1”），进行欧姆调零后再进行测量。
（2）另一同学利用如图所示的伏安法测一个未知电阻的阻值。将电压表左端接，当右端接时，测得的数据是；当右端接时，测得的数据是。由此可知，为使测量误差小些，电压表右端应接在_____（选填“b”或“c”）点。
18. 在利用如图1所示的“验证机械能守恒定律”的实验中。
（1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是（　　）
A. 交流电源 B. 刻度尺 C. 天平（含砝码） D. 秒表
（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点，测得它们到起始点的距离分别为、、，已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为，从打点计时器打点到打点的过程中，只要表达式_____在误差允许的范围内成立，就可以验证机械能守恒。（用本小问中所给字母书写表达式）
（3）某同学设计出如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小球从点自由下落，下落过程中通过光电计时器（图中未画出）记录小球通过光电门的时间，测出之间的距离。已知当地重力加速度为。
a．该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图4所示，则其直径_____mm。
b．保持电磁铁的位置不变，上下调节光电门，改变释放点到光电门的距离，多次实验记录多组数据，作出随变化的图像如图5所示，若该图线的斜率近似等于_____，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
c．考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为，则实验过程中所受的平均阻力与小球重力的比值_____（用、表示）。
19. 如图所示，轻绳下端吊着一个质量的沙袋。一个质量的子弹以的速度水平射入沙袋，经过极短的时间与沙袋达到共同速度，然后随沙袋一起摆动。已知重力加速度大小，不计空气阻力。求：
（1）子弹射入沙袋后，子弹与沙袋共同速度的大小；
（2）子弹随沙袋一起摆动上升的最大高度；
（3）子弹射入沙袋过程中系统损失的机械能。
20. 如图所示为导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。已知两导轨内侧间距，滑块的质量，滑块沿导轨滑行后获得的发射速度（此过程可视为匀加速运动）。
（1）求滑块在发射过程中的加速度的大小；
（2）求发射过程中电源提供的电流的大小；
（3）若滑块所在电路的总电阻为，试推导论证滑块在发射过程中可视为匀加速运动的合理性。
21. 目前正在运转的我国空间站天和核心舱，搭载了一种全新的推进装置——离子推进器，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。该装置获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（初速度忽略不计），A、B间电压为，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。已知每个离子质量为、电荷量为，单位时间内飘入的正离子数目为。将该离子推进器固定在地面上进行试验。
（1）求正离子经过电极B时速度的大小；
（2）求推进器获得的平均推力的大小；
（3）加速正离子束所消耗的功率不同时，引擎获得的推力也不同，试推导的表达式，并指出为提高能量的转换效率，要使尽量大可以采取的两条措施。
22. 有心力是指力的作用线始终经过一个定点（力心）的力。行星绕太阳运动时，太阳可视为固定，行星所受引力始终指向太阳中心，即为有心力。万有引力，库仑力都是有心力。理论上可以证明，质点在有心力的作用下运动时，满足面积定律：质点与力心的连线在相等时间内扫过的面积相等。
（1）开普勒从第谷观测火星位置所得资料中总结出来类似的规律，称为开普勒第二定律。如图1所示，将行星绕太阳运动的轨道简化为半径为的圆轨道。
a．设极短时间内，行星与太阳的连线扫过的面积为。求行星绕太阳运动的线速度的大小，并结合开普勒第二定律证明行星做匀速圆周运动；（扇形面积半径弧长）
b．若测得行星公转周期为，求行星的向心加速度的大小。
（2）如图2所示，用粒子束入射待测材料靶（例如金箔），通过测量不同角度方向上散射粒子的数目，可确定材料靶原子的种类、浓度及深度分布等信息。
a．粒子可通过放射性元素衰变获得。一个静止的（钋）衰变为（铅），同时放出一个粒子，写出此衰变过程的反应式。
b．如图3所示，质量为、电荷量为、速度为的粒子从足够远处沿某直线入射靶核，该直线与靶核的距离为。在库仑力作用下，粒子最终将被散射远离靶核而去。散射过程中，电荷量为的靶核近似不动，可视为固定的正点电荷。已知当以无穷远处为电势零点时，电荷量为的点电荷在距离自身处的电势为，式中为静电力常量。求粒子接近靶核的最近距离。

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