第四周 2025届高考物理考前每周拔高练（含解析）

第四周 ——2025届高考物理考前每周拔高练
1.如图甲所示，粗糙、绝缘的水平地面上，一质量的带负电小滑块（可视为质点）在处以的初速度沿x轴正方向运动，滑块与地面间的动摩擦因数。在及处有两个电性未知，电荷量分别为的场源点电荷。滑块在不同位置所具有的电势能如图乙所示，P点是图像最低点，虚线AB是图像在处的切线，重力加速度g取，下列说法正确的是( )
A.滑块在处所受合外力小于0.5 N
B.两场源电荷均带负电，且
C.滑块向右一定可以经过处的位置
D.滑块向右运动过程中，速度始终减小
2.如图所示，竖直平面内，一边长为、质量为的正方形导线框abcd从ab边距离水平匀强磁场的上边界高度为处自由下落，ab边进入匀强磁场区域后，导线框开始做匀速运动，直到cd边穿出匀强磁场区域为止。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，匀强磁场区域的宽度也是l，重力加速度g取。不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.导线框的电阻
B.导线框进入匀强磁场区域的过程中，流过导线框的电荷量
C.导线框穿越匀强磁场区域的过程中，产生的焦耳热
D.导线框穿越匀强磁场区域的过程中，感应电流的方向和安培力的方向都没有变化
3.陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图甲所示，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图乙所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是( )
A.P的角速度大小比Q的大
B.P的线速度大小比Q的大
C.P的向心加速度大小比Q的大
D.同一时刻P所受合力的方向与Q相同
4.某兴趣小组用手摇发电机、变压器等器材研究相关变压规律，其电路如图所示。匀强磁场的磁感应强度大小为0.05 T，矩形线圈匝数为40匝、电阻为、面积为，可绕垂直于匀强磁场的轴转动。线圈与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为k，R为滑动变阻器，交流电压表均视为理想电表，不计导线电阻。该小组同学匀速转动手摇发电机的手柄，线圈转动的角速度为15 rad/s。下列说法正确的是( )
A.线圈转至图示位置时，产生的感应电动势为3 V
B.线圈转至图示位置时，电压表的示数不为零
C.仅将滑动变阻器的滑片由图示位置向下滑动，电压表的示数不变
D.仅将滑动变阻器的滑片由图示位置向下滑动，电压表和的示数变化量之比为k
5.如图所示，质量为2m、半径为R、内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽左侧紧靠竖直墙壁。现将一质量为m的小球（可视为质点）从半圆槽左侧最高点处无初速度释放。当地重力加速度为g。在小球释放后的运动过程中，下列说法中正确的是( )
A.小球在半圆槽右侧能上升的最大高度与左侧释放点的高度相同
B.小球第一次经过半圆槽最低点时对半圆槽的压力大小为
C.小球第二次经过半圆槽最低点时，半圆槽的速度大小为
D.小球第三次经过半圆槽最低点时，半圆槽的速度为0
6.某兴趣小组利用轻弹簧与刻度尺设计了一款加速度测量仪，如图甲所示。轻弹簧的右端固定，左端与一小车固定，小车与测量仪底板之间的摩擦阻力可忽略不计。在小车上固定一指针，装置静止时，小车的指针恰好指在刻度尺正中间，图中刻度尺是按一定比例的缩小图，其中每一小格代表的长度为1 cm。测定弹簧弹力与形变量的关系图线如图乙所示，用弹簧测力计测量小车的重力，读数如图丙所示。重力加速度g取。
（1）根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数______N/m（结果保留2位有效数字）。根据图丙读数可知小车的质量为_____kg（结果保留1位小数）。
（2）某次测量小车所在位置如图丁所示，则小车的加速度方向为水平向_____（选填“左”或“右”）、大小为_____。
（3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，那么该加速度测量仪的量程将_____。（选填“不变”“增大”或“减小”）
7.气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。有一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻，正常情况下阻值为几百欧，当甲醛浓度升高时，其阻值可以增大到几千欧。该气敏电阻说明书给出的气敏电阻随甲醛浓度η变化的曲线如图甲所示（横轴为）。
（1）为检验该气敏电阻的参数是否与图甲一致，测量部分甲醛浓度下的阻值设计了图乙所示电路。利用如下实验器材测甲醛浓度为时气敏电阻的阻值，供选用的器材如下：
A.蓄电池（电动势为6 V，内阻不计）；
B.电压表（量程为0~6 V，内阻约为）；
C.毫安表（量程为0~5 mA，内阻约为）；
D.滑动变阻器（最大阻值为）；
E.滑动变阻器（最大阻值为）；
F.开关、导线若干。
①参照图甲中的参数，滑动变阻器应选用______（选填“”或“”）。
②单刀双掷开关应接在______（选填“1”或“2”）。
（2）实验时，将气敏电阻置于密封小盒内，通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度，记录不同甲醛浓度下电表示数，计算出气敏电阻对应阻值，若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.7 mA，则此时气敏电阻的阻值为______（结果保留2位有效数字）。
（3）已知国家室内甲醛浓度标准是。探究小组利用该气敏电阻设计了如图丙所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标。
电源电动势为（内阻不计），电路中分别为红、绿发光二极管，红色发光二极管的启动（导通）电压为2.0 V，即发光二极管两端电压时点亮，绿色发光二极管的启动电压为3.0 V，即发光二极管两端电压时点亮。发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。实验要求当室内甲醛浓度正常时绿灯亮，超标时红灯亮，则在电阻和中，_________是定值电阻，其阻值为________。
8.某火灾报警器的原理图如图所示，竖直放置的玻璃试管中装入水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器工作发出响声。环境的热力学温度时，试管内封闭的空气（可视为理想气体）柱的长度，水银柱上表面与导线端点的距离，管内水银柱的质量，横截面积，大气压强恒为，重力加速度g取，不考虑水银柱的形状变化。
（1）求报警器刚好报警时试管内气体的热力学温度。
（2）以试管口为圆心，在纸面内逆时针缓慢转动试管，求刚好发生报警时，试管与竖直方向夹角的余弦值。
9.如图所示，倾角的传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动，将物块B轻放在传送带下端的同时，物块A从传送带上端以的初速度沿传送带下滑，结果两物块恰好没有在传送带上相碰。已知两物块与传送带间的动摩擦因数均为0.8，不计两物块大小，重力加速度g取，，。
（1）求两物块刚在传送带上运动时各自的加速度大小。
（2）求两物块从在传送带上运动到刚好要相碰所用的时间。
（3）若物块A的质量，求A在整个运动过程中与传送带摩擦产生的热量。
10.如图所示，空间中有一棱长为L的正方体区域，带电粒子从平行于MF棱且与MPQF共面的线状粒子源连续不断地逸出，逸出粒子的初速度为0，粒子质量为m，电荷量为+q，经垂直于MF棱的水平匀强电场加速后，粒子以一定的水平初速度从MS段垂直进入正方体区域内，MS段长为，该区域内有垂直平面MPRG向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。从M点射入的粒子恰好从R点射出。距离正方体底部L处有一与AGRN平行且足够大的平板，粒子到达平板立即被平板吸收。现以正方体底面AGRN中心O在平板的垂直投影点为原点，在平板内建立平面直角坐标系，其中x轴与GR平行，忽略粒子间的相互作用，不计粒子重力。
（1）求从M点进入正方体区域的粒子进入时速度的大小。
（2）若该区域内部只有垂直平面MPRG向外的匀强电场，电场强度大小为，从M点射入的粒子从PQ边上的某点射出，求该点与P点间的距离。
（3）若该区域内同时存在上述磁场与电场，求所有落到平板上的粒子的落点到的最小距离（结果用L和根式表示）。
答案以及解析
1.答案：C
解析：图像斜率的绝对值与所受电场力的大小成正比，则滑块在处所受电场力为0，所受合外力为摩擦力，故A错误。滑块在处电势能最低，因为滑块带负电，则该处的电势最高，因此两场源电荷均带负电。在处电场强度为0，则有，其中，因为，所以，故B错误。由题图乙可知，滑块在处的电势能与在处的电势能相等，根据能量守恒定律可知，若滑块能够经过处，则应满足，由，由此可知，滑块一定可以经过处的位置，故C正确。滑块在处所受电场力大小为，方向向右，因此滑块在该处所受电场力大小大于滑动摩擦力，则滑块加速运动，故D错误。
2.答案：C
解析：设导线框进入磁场时的速度大小为v，导线框进入磁场后做匀速直线运动，则有，且感应电流，感应电动势，又，联立解得，A错误。导线框进入匀强磁场区域的过程中，流过导线框的电荷量，B错误。导线框穿越匀强磁场区域的过程中，产生的焦耳热，C正确。导线框进入与穿出磁场区域的过程中，产生的感应电流方向相反，导线框受到的安培力方向总是竖直向上，没有变化，D错误。
3.答案：BC
解析：由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故，即P的角速度大小与Q相同，故A错误。根据，且，所以，即P的线速度大小比Q的大，故B正确。根据，且，，所以，即P的向心加速度大小比Q的大，故C正确。因为转台转速恒定，所以同一时刻P所受合力的方向与Q所受合力的方向均指向中心轴，故合力方向不同，故D错误。
4.答案：BD
解析：题图位置线圈处于中性面，产生的瞬时感应电动势为零，故A错误。交流电压表测量的是交流电的有效值，线圈转至题图位置时，产生感应电动势的有效值不为零，因此电压表的示数不为零，故B正确。设线圈产生的感应电动势为E，线圈内阻为r，两电压表的示数分别为，由题意可得，，，，联立可得。仅将滑动变阻器的滑片由题图位置向下滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值R变小，可知电压表的示数变小，故C错误。仅将滑动变阻器的滑片由题图位置向下滑动，由C选项分析可知电压表和的示数都变小，，联立得，故D正确。
5.答案：BD
解析：小球从半圆槽左侧最高点处无初速度释放运动到半圆槽最低点的过程，半圆槽不动，小球的机械能守恒，则有，解得。接下来小球向右运动，半圆槽离开墙壁，小球上升到最高点时，小球和半圆槽水平方向速度相等，取水平向右为正方向，水平方向由动量守恒定律有，根据能量守恒定律有，联立解得，故A错误。小球第一次经过最低点时，根据牛顿第二定律有，解得，则由牛顿第三定律可知，小球第一次经过半圆槽最低点时对半圆槽的压力大小为3mg，故B正确。小球第二次经过最低点时，根据动量守恒定律有，根据机械能守恒定律有，联立解得小球第二次经过半圆槽最低点时半圆槽的速度大小为，故C错误。小球第三次经过最低点时，根据动量守恒定律有，根据机械能守恒定律有，联立解得小球第三次经过半圆槽最低点时半圆槽的速度大小为，故D正确。
6.答案：（1）20；0.2
（2）左；5
（3）增大
解析：（1）根据弹簧弹力与形变量的关系图线可知，弹簧的劲度系数。根据题图丙读数可知小车的重力为2.0 N，则小车的质量为0.2 kg。
（2）根据题图丁可知，弹簧被压缩，小车受到弹簧水平向左的弹力，因此小车的加速度方向水平向左，其大小为。
（3）若将小车换为一个质量更小的小车，其他条件均不变，根据可知，相同的形变量时小车的加速度变大，那么该加速度测量仪的量程将增大。
7.答案：（1）①
②1
（2）1.5
（3）；3.75
解析：（1）①根据题图乙可知，滑动变阻器采用了分压接法，为了调节方便，则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的。
②由题图甲可知，甲醛浓度为时，气敏电阻的阻值。，因此电流表应采用内接法，即开关接到1。
（2）根据欧姆定律可得气敏电阻阻值为。
（3）串联，当甲醛浓度升高，气敏电阻的阻值增大时，红色发光二极管两端电压升高，所以为气敏电阻，为定值电阻。由题图甲可知，当甲醛浓度时，气敏电阻的阻值，根据串联电路电压与电阻成正比有，解得。
8.答案：（1）360 K
（2）
解析：（1）在初始状态到刚好报警的过程中，气体发生等压变化，则有，
由题意可知，初始时体积为，
刚好报警时，体积为，
联立解得。
（2）旋转过程，气体发生等温变化，则有，
初始状态时有，
刚好报警时有，
联立解得。
9.答案：（1）
（2）5 s
（3）3.2 J
解析：（1）刚开始物块A沿传送带向下减速运动有
解得。
对于物块B，向上加速运动有
，
解得。
（2）物块B在传送带上加速的时间
，
物块A从冲上传送带到速度减为零所用的时间
，
之后物块B做匀速运动，物块A做加速运动，其加速度大小为
。
两个物块共速时恰好不相碰，物块A从速度为零向上加速到与物块B速度相同所用的时间为
，
所以，两物块从在传送带上运动到刚好要相碰所用的时间为。
（3）根据运动的对称性可知，整个运动过程中，物块A的位移为0，传送带的位移为，
整个过程物块A与传送带之间的相对位移，
则物块A与传送带间因摩擦产生的热量
。
10.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）设粒子进入棱长为L的正方体区域时的速度大小为v，进入后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有，
由从M点射入的粒子恰好从R点射出，可知，
解得。
（2）若正方体区域中只有垂直平面MPRG向外的匀强电场，则粒子在正方体区域内做类平抛运动，x方向做匀速直线运动，y方向做初速度为零的匀加速直线运动，设运动时间为，则x方向有，
y方向有，
，
又，
联立解得，
则该点与P点间的距离为。
（3）若正方体区域中同时存在电场和磁场，则粒子进入正方体区域后，在y方向做匀加速直线运动，在垂直y方向做匀速圆周运动。以从M点进入正方体区域的粒子为研究对象，假设粒子能够从正方体底面离开，则粒子在正方体区域内的运动时间为
粒子做圆周运动的周期，
则粒子在正方体区域中运动的过程，沿y方向运动的距离
，
说明粒子能够经过NR棱离开正方体区域，假设成立。之后粒子做匀速直线运动，在垂直于平面向下的方向上有，
在y方向上有，
联立解得。
整个过程粒子沿y轴方向运动的距离
则粒子落在平面上的落点到的最小距离为