2025届高考热点核心卷
物理(新高考卷三) 分值:100分 时间:90分钟
一、选择题I (本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,多选、错选均不得分)。
1.下列物理量是基本物理量的是( )
A.时间 B.磁通量 C.电场强度 D.力
2.2024年巴黎奥运会中国体育代表团获得40金、27银、24铜共91枚奖牌,取得境外奥运参赛历史最好成绩,下列关于运动项目说法正确的是( )
A.图(a)中运动员在进行3000米障碍赛,3000米是指位移
B.研究图(b)中运动员跨栏动作时可以将他们看成质点
C.图(c)中,运动员离开地面到落地过程处于失重状态
D.图(d)中铁饼被掷出后的飞行过程中所受作用力与运动方向相反
3.国产XGC88000履带起重机成功吊装800吨的18 MW海上风电机组,尽显大国重器的实力与风采。若800吨海上风电机组可简化为圆柱体,某段时间内用5条长度相同且均匀分布的倾斜吊绳缓慢吊装,如图所示,每条倾斜吊绳与竖直方向的夹角均为37°,取。不计吊绳的重力,则每条倾斜吊绳的拉力大小为( )
A. B. C. D.
4.原子能电池又称放射性同位素电池,它采用的放射性同位素主要是等半衰期较长的同位素,中国第一个钚238同位素电池早已在中国原子能科学研究院诞生,其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A.,
B.的比结合能比的小
C.放射性同位素在发生β衰变时释放的电子,是核外电子发生跃迁产生的
D.在太空、深海环境下,放射性元素的半衰期可能会变长
5.某品牌的手机充电器铭牌如表所示,用该充电器在正常工作状态下给容量为4200mA·h、额定电压为4 V的电池充电,则( )
输入:100-240 V~50/60 Hz 2.5 A输出:5 V 4 A
A.该充电器的额定输出功率为12.5 W
B.该充电器输入端交流电压的最大值为240 V
C.充满电需要约1.68小时
D.充满电电池储存的电能为60.48 kJ
6.如图所示的理想自耦变压器,在A、B间接正弦交流电压U,滑片P置于图示位置,与线圈接触且可转动,滑片置于滑动变阻器R的正中间,灯泡L的电阻是定值,下列说法正确的是( )
A.变压器此时为升压变压器
B.仅把P沿顺时针转动少许,灯泡变暗
C.仅把向下移动少许,R的功率一定增大
D.把P沿逆时针转动少许,向上移动少许,灯泡变暗
7.2024年12月8日,木星冲日,如图所示,此时地球恰好运行到太阳和木星之间,三者近似排成一条直线。可认为木星、地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。若已知相邻两次木星冲日的时间间隔为k年,则木星的轨道半径是地球的( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
8.如图所示为某玻璃砖的横截面,,AC为一段圆弧且过A点的切线与AB垂直。一束平行光垂直AB面射入(当光射到BC面时,光被全部吸收,不会发生反射),圆弧AC上有光射出的部分占圆弧长度的,则该玻璃对该光的折射率为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,在竖直面内建立直角坐标系轴竖直向上。空间中存在平行xOy平面的匀强电场。一带正电小球质量,从坐标原点O以动能8 J沿不同方向抛出,经过M点时动能为40 J,经过N点时动能为58 J。已知M、N点坐标分别为(4 m,0)、(4 m,3 m)。下列说法正确的是( )
A.小球由O到N电势能减少50 J
B.M点电势低于N点电势
C.电场强度的方向与x轴正方向的夹角为45°
D.小球从O点抛出后可能先后经过M、N点
10.如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧悬挂在天花板上的O点,质量为m的物块(视为质点)悬挂在弹簧的下端,系统静止时物块停在M,现把物块竖直向下拉到N点,然后由静止释放。已知P点在M点的正上方,P、N两点到M点的距离相等,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.物块由N运动到P,弹簧的弹力先减小后增大
B.把此装置放在光滑的斜面上,振动周期小于
C.把此装置移动到月球上,其振动周期大于
D.物块由N到P,重力的冲量大小为
二、选择题Ⅱ (本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)。
11.光电倍增管的原理如图所示,阴极K负责将光子转换为光电子,光电子经加速、聚焦后打在倍增极(如)上,每个倍增极都会发生二次电子发射,从而增加电子数量。阳极A负责收集最终的电子,形成输出电流。则( )
A.任意频率的入射光均能使光电倍增管工作
B.电源电压越大,最终输出电流不一定越大
C.入射光频率越大,最终输出电流越大
D.入射光频率不变,光强越大,最终输出电流越大
12.如图(a)所示,两组同学在光滑水平面上做弹簧振子实验,以水平向右为正方向,得到甲、乙两弹簧振子的图像如图(b),下列说法正确的是( )
A.甲、乙的频率之比为1:2 B.时甲的振动方向向右
C.时甲的位移为1.5 cm D.时,甲、乙的加速度均为零
13.如图(a)所示是一种振动发电装置,它有一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为0.2 m、匝数为30的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布,其右视图如图(b)。线圈所在位置磁感应强度的大小均为0.1 T,线圈的电阻为2 Ω,线圈两端接有阻值为10 Ω的小灯泡L,小灯泡电阻视为不变,其他电阻均不计。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动。当线圈速度随时间的变化规律分别如图(c)、图(d)(v取向右为正,图(c)中速度按正弦规律变化)所示时,下列说法正确的是( )
A.两种情况下小灯泡亮度不同
B.线圈按图(d)情况运动产生的电动势恒定不变
C.线圈按图(c)情况运动产生的电动势为
D.线圈按图(c)情况运动时灯泡两端的电压有效值为5π V
三、非选择题:共5题,共58分。
14.Ⅰ(6分)实验小组用如图所示的装置来验证动量守恒定律,在水平固定放置的气垫导轨上安上两个光电门,带有遮光片的A、B两个滑块放置在气垫导轨上,两遮光片的宽度相等,A放在左侧光电门的左侧,B放置在两光电门之间,实验开始,开启气垫导轨的气源,给A一个水平向右的初速度,碰前A上遮光片通过光电门的遮光时间为,碰后A、B上遮光片的遮光时间分别为,回答下列问题:
(1)若A的质量大于B的质量,碰后A_______通过左侧光电门(选填“能”或“不能”);
(2)若,,当A、B的质量之比为_______时,可验证碰撞过程动量守恒;
(3)若碰后A、B的运动方向相反,,A、B发生的是弹性碰撞,则A、B的质量之比为______。
14.Ⅱ(6分)实验小组用图(a)所示的电路来测量电阻的阻值,图中标准电阻的阻值已知,为,E为电源,S为开关,R为滑动变阻器,是内阻为的电流表,为电流表。合上开关S,将R的滑片置于适当的位置,记下的示数,的示数,改变R滑片的位置,多测几组的对应值,作出图像如图(b)所示,回答下列问题:
(1)按照图(a)所示的电路图连接图(c)的实物图;
(2)合上开关S之前,R的滑片应置于_______(选填“最右端”或“最左端”),多测几组,然后作,图像的目的是消除_______误差(选填“系统”或“偶然”);
(3)图(b)中图像的斜率为_______(用题中所给物理量的符号表示),若图(b)中图线的斜率为k,可得_______(用k和表示)。
14.Ⅲ(2分)某同学用如图所示的发电机模型来探究影响感应电流方向的因素,已知电流从灵敏电流计的哪个接线柱流入,指针就向哪个方向偏转。当把永磁体垂直纸面向里移动时,指针向_______偏转(选填“左”或“右”)。
15.(8分)如图所示,固定在水平地面上的绝热汽缸水平放置,内部被绝热活塞密闭一定质量的理想气体,电热丝C为气体加热装置,活塞横截面积,活塞到汽缸底部距,水平轻弹簧与活塞相连,右端固定在竖直墙壁上,弹簧劲度系数,此时弹簧处于原长状态,气体温度。现用电热丝给气体加热,使活塞缓慢移动到距离汽缸底部处,此时气体温度为,此过程为过程Ⅰ,此后固定活塞不动,继续加热使气体温度升至,此过程为过程Ⅱ。活塞不漏气且不计其与汽缸间的摩擦,大气压强。
(1)过程Ⅰ气体分子数密度________(选填“增大”“不变”或“减小”),气体压强________(选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)求气体温度为时的压强;
(3)若被封闭的气体内能与温度关系为,求过程Ⅰ气体吸收的热量Q。
16.(11分)如图所示,倾角为θ的斜面AB与长度为的水平面BC平滑连接,,光滑细管道CD是由两个半径均为的四分之一圆弧组成,G为两圆弧的连接点,入口C和出口D处切线均水平,出口D的右侧是光滑水平台阶,台阶右侧地面EF(足够长)上放置长度、质量的木板,木板紧靠台阶右侧且水平上表面与台阶齐平。质量的滑块P从斜面上高度的A点由静止释放,恰好能到达D点。滑块与斜面AB及水平面BC间的动摩擦因数均为,整个装置位于竖直平面内,滑块可以看成质点,经过连接点时无机械能损失,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求水平面BC的长度;
(2)求滑块经过G点时对管道的压力大小;
(3)若滑块能滑上木板,且不滑离木板,求滑块释放的高度h和滑块与木板间的动摩擦因数应满足的关系。
17.(12分)直流电动机拖动直流发电机——对直流电压进行升降压,学名斩波。图中直流电动机M的内阻,电动机由一电动势、内阻的电源供电,并通过绝缘皮带带动一飞轮,飞轮由三根长的辐条和电阻不计的金属圆环组成,可绕过其中心的水平固定绝缘轴转动,转轴半径,转轴中心与金属圆环通过导线连接,导线不随飞轮转动。不可伸长细绳绕在圆环上,末端系一质量的重物,细绳与圆环之间无相对滑动。飞轮处在方向垂直环面的匀强磁场中。闭合,断开,飞轮转动稳定后测得电源的输出电压,重物的提升速度为。不计飞轮质量和其他一切摩擦。
(1)求电源的效率η和电动机的电功率P;
(2)求匀强磁场的磁感应强度大小B;
(3)断开,闭合,若电动机内部结构与飞轮相似,绝缘皮带缠绕在电动机的外环上,电动机内部有三个的同材质的辐条,在电动机处施加磁感应强度大小为25B、方向与辐条组成的环面垂直的匀强磁场,重物的质量变为,求重物稳定下降时的速度大小。
18.(13分)如图所示,半径为R的实线圆形边界内存在垂直纸面向外的匀强磁场(未画出),一质量为m、电荷量为的粒子(不计重力)从圆周上的A点以速度射入磁场,从B点射出磁场,运动轨迹的半径为2R,粒子在圆形边界内的运动时间为速率相同情况下运动时间的最大值,D点是入射速度延长线与出射速度反向延长线的交点,C点是出射速度延长线上一点,D、C两点间的距离为,过C点的虚线CE、CM分别与AD平行和垂直,虚线MN与CE平行,且MN与CE的间距为4R,CM、CE与MN所围区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场(未画出),粒子从C点进入磁场,到达MN时轨迹正好与MN相切于P点,求:
(1)实线圆形边界内匀强磁场的磁感应强度大小;
(2)CE与MN间匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子从A到P所用的总时间t;
(4)粒子从A到C所受的作用力对时间的平均值的大小。2025届高考热点核心卷
物理(新高考卷三)参考答案
1.答案:A
解析:选项中只有时间是基本物理量,A正确。
2.答案:C
解析:3000米障碍赛的路径不是直的,3000米是指路程,A错误。研究图(b)中运动员的跨栏动作时不能忽略运动员的体型,不可以将运动员看成质点,B错误。图(c)运动员离开地面到落地过程,竖直方向上加速度向下,处于失重状态,C正确。铁饼在飞行过程中受空气阻力和重力作用,所受合力与运动方向不是相反的,D错误。
3.答案:A
解析:将单条倾斜吊绳的拉力F沿水平方向和竖直方向分解,竖直分力,对圆柱体由竖直方向受力平衡有,解得,A正确,BCD错误。
4.答案:A
解析:
由质量数守恒和电荷数守恒可得, A正确
比结合能越大,原子核越稳定,所以的比结合能比的大 B错误
放射性同位素Sr发生β衰变时释放的电子,源于原子核内部的变化,不是核外电子发生跃迁产生的 C错误
半衰期与温度、浓度及其所受的压力无关 D错误
5.答案:D
解析:额定输出功率,A错误。240 V为交流电电压有效值的最大值,而非电压最大值,B错误。充电时间为,C错误。,可知充满电电池储存的电能为60.48 kJ,D正确。
6.答案:B
解析:此时副线圈的匝数小于原线圈的匝数,是降压变压器,A错误。仅把P沿顺时针转动少许,副线圈的匝数减小、电压降低,负载电阻不变,电流变小,灯泡变暗,B正确。仅把向下移动少许,原、副线圈匝数比不变,副线圈两端电压不变,R接入回路阻值减小,则副线圈的电流增大,的功率不一定增大,C错误。把P沿逆时针转动少许,副线圈的电压增大,P向上移动少许,负载的电阻增大,灯泡的电流不一定变化,则灯泡的亮度不一定变化,D错误。
7.答案:B
解析:第一步:根据角度关系求解木星绕日周期,设地球、木星的轨道半径分别为,地球、木星的绕日周期分别为,相邻两次木星冲日的时间间隔为k年,年,由转过的角度关系可得
解得火星周期年。
第二步:根据开普勒第三定律求解木星绕日轨道半径,由开普勒第三定律可知,可得,B正确,ACD错误。
8.答案:A
解析:由几何关系可得圆弧AC所对圆心角为60°,如图所示。圆弧AC上取一点D,使圆弧CD所对圆心角为15°,则圆弧CD即为圆弧AC上有光射出的部分。光在D点恰发生全反射,可得,OD即为过D点的法线,全反射临界角,该玻璃对该光的折射率,A正确。
9.答案:C
解析:第一步:求解电场力的方向
设小球所受电场力沿x轴方向的分量为,沿y轴方向的分量为,从O到M,由动能定理有,由于重力、电场力均为保守力,做功与路径无关,从O到N合力所做的功,等于从O到M,再由M到N合力所做的功。由动能定理有,代入数据可得,设电场间与x轴正方向夹角为θ,有,可知,C正确。
第二步:根据电场强度的方向判断电势高低
由于电场强度的方向与x轴正方向的夹角为45°,可知M点电势高于N点电势,B错误。
第三步:根据动能定理计算电场力做的功
从O到N,设电场力做的功为,有,可得,小球电势能减少56 J,A错误。
第四步:判断小球能否先后经过M、N两点
设电场力和重力合力的方向与x轴正方向夹角为α,有,即电场力和重力合力的方向沿ON方向。小球若经过N点,必须从O点沿ON连线抛出,这时小球做匀变速直线运动,不可能通过M点,D错误。
10.答案:D
解析:第一步:找到弹簧振子的平衡位置
弹簧振子做简谐运动,系统静止时物块停在M,说明M点为平衡位置。
第二步:根据弹簧伸长量与MP的关系确定振子的运动过程
在M点时,弹簧的弹力为,弹簧的伸长量为,若,则物块从N到P弹簧弹力一直减小,若,说明物块运动到P时弹簧处于压缩状态,则从N到P弹簧弹力先减小后增大,A错误。
第三步:根据弹簧振子的特点判断选项
弹簧振子的振动周期为,把此装置放在光滑的斜面上或移动到月球上,由于m、k不变,则振动周期不变,BC错误。
第四步:结合动量定理求冲量
根据简谐运动的对称性可得物块由N到P的运动时间为,则物块由N到P,重力的冲量大小为,D正确。
11.答案:BD
解析:入射光照到阴极K产生光电子的过程,入射光的频率要大于阴极K的截止频率,A错误。阴极K发出的电子,经加速后打在C,板上产生电子,产生的电子数目取决于K极发射的光电子数目,但结合最大光电流知识可知,当电源电压大于一定值后,输出电流不再增大,光强越大,单位时间内发射的光电子数越多,最终输出电流越大,C错误,BD正确。
12.答案:AD
解析:由图(b)可知甲、乙的周期之比为2:1,频率之比为1:2,A正确。时,甲的位移为正,图线斜率为负,甲的振动方向向左,B错误。时,甲的位移为,C错误。时,甲,乙均在平衡位置,加速度均为零,D正确。
13.答案:AC
解析:两种运动情况线圈速度变化不同,根据法拉第电磁感应定律可得,产生的感应电动势随时间的变化不同,感应电动势的有效值不同,小灯泡亮度不同,A正确。,图(d)中线圈的速度v随时间一直发生变化,则感应电动势会发生变化,B错误。线圈按图(c)情况运动时,速度为,产生的电动势的瞬时值表达式为,电动势有效值,感应电流有效值为,则灯泡两端的电压为,C正确,D错误。
14.答案:14-I.(1)不能
(2)1:1
(3)1:3
14-Ⅱ.(1)如图所示
(2)最左端;偶然
(3);
14-Ⅲ.左
解析:14-I.(1)若A的质量大于B的质量,碰后A的速度方向不变,则碰后A不能通过左侧光电门。
(2)若,则说明碰后B的速度等于碰前A的速度大小,碰后A的速度大小为零,有,可得。
(3)若碰后A、B的运动方向相反,,则A、B的速度等大反向,分别设为,又A、B发生的是弹性碰撞,由弹性碰撞的二级结论有,可得,解得。
14-Ⅱ.(2)合上开关S之前,应使分压电路的电压为零,R的滑片应置于最左端,作图像的目的是消除偶然误差。
(3)由并联电路两端的电压相等,可得,整理可得,可得,解得。
14-Ⅲ.当把永磁体垂直纸面向里移动时,线圈的下方相对磁体向外运动,根据右手定则,线圈下方导线中的感应电流向左,感应电流从灵敏电流计的左接线柱流入,则指针向左偏转。
15.答案:(1)减小;增大
(2)
(3)
解析:(1)过程Ⅰ中因气体总数不变,气体体积变大,故气体分子数密度减小。活塞缓慢右移过程中,弹簧弹力逐渐增大,内部气体压强增大。
(2)由理想气体状态方程有
其中
代入数据,解得
(3)对过程Ⅰ,由理想气体状态方程得
其中
解得
过程Ⅰ外界对气体做的功
由热力学第一定律有
求得
16.答案:(1)
(2)6 N
(3)
解析:(1)第一步:分析题意
滑块恰好能到达D点,即到达D点时速度恰为零
第二步:找过程,列公式
对滑块从A到D的过程,根据动能定理有
解得
(2)对滑块从G到D的过程,根据动能定理得
解得
在G点根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知,滑块对管道的压力大小为6 N
(3)滑块恰不能滑上木板时,释放高度为
要使滑块恰不滑离木板,即滑块恰能运动到木板右端
对滑块从A到D,根据动能定理有
滑块与木板组成的系统动量守恒,有
由能量守恒定律有
联立解得
故
17.答案:(1)92.9% ;
(2)
(3)
解析:(1)电源的效率为
通过电动机的电流为
(2)稳定后电动机的输出功率等于重物提升的功率和辐条热功率之和,飞轮的三根辐条并联,飞轮切割磁感线产生的电动势为
总电阻为
解得
(3)稳定下降后重物重力做功的功率等于两个发电机的电功率之和,由,则电动机辐条边缘的速度为飞轮辐条边缘速度的,得
解得
18.答案:(1)
(2)
(3)
(4)
解析:(1)由洛伦兹力充当向心力可得
解得
(2)由题述可知,AB为圆形边界的直径,,过A、B两点作速度的垂线即轨迹圆的半径,设AD与AB的夹角为θ,由几何关系可得,解得
设速度的偏转角为α,则有
过C、P两点作速度的垂线,设轨迹圆的半径为r,如图所示,由几何关系可得
由洛伦兹力充当向心力可得
综合解得
(3)粒子从A到B的运动时间为
由几何关系可得
则
粒子从B到C的运动时间为
从C到P,粒子运动轨迹所对的角度为60°,粒子从C到P的运动时间为
则粒子从A到P运动的总时间为
(4)由矢量运算法则可得粒子从A到C速度变化量的大小为
由动量定理可得
综合解得