【高考押题卷】2025届高考物理模拟预测卷三（全国甲卷）（有解析）

2025届高考物理模拟预测卷（全国甲卷）
一．选择题（共10小题，满分46分）
1．（4分）（2023秋 南岗区校级月考）某同学站在力传感器上连续完成多次下蹲起立。某时刻作为计时起点，传感器与计算机连接，经计算机处理后得到力的传感器示数F随时间t变化的情况，如图所示。已知该同学质量m＝60kg，重力加速度g＝10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．0～4s完成了一次下蹲过程和站起的全过程
B．0～8s该同学向下的最大加速度约为4.7m/s2
C．0～8s该同学向上的最大加速度约为5.3m/s2
D．1.8s该同学向下速度达到最大
2．（4分）（2023秋 定西期末）如图所示，质量为m＝1kg的滑块静止在粗糙水平面上，现用一与水平面成θ＝30°斜向右上的恒力F拉滑块，使滑块沿水平面做匀速运动。已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ，重力加速度g取10m/s2，则恒力F的大小为（　　）
A． B．5N C． D．4N
3．（4分）（2024 河南模拟）图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出频率不同的光子，其中只有三种频率的光可使图乙中的光电管阴极K发生光电效应。现分别用其中频率相对较大的两种频率的光a、b照射该光电管阴极K，测得光电流随电压变化的关系如图丙所示，阴极K金属材料的逸出功为4.75eV。下列说法正确的是（　　）
A．这些氢原子跃迁时共发出5种频率的光
B．氢原子跃迁时发出a光的频率大于b光的频率
C．用b光照射光电管阴极K时，遏止电压Ucb为8V
D．用频率越大的光照射光电管阴极K时，产生的光电流越大
4．（4分）（2025春 武汉期中）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1：2，C、D间电压U＝10cos50πt（V），灯泡L的电阻RL＝3Ω，定值电阻R0＝R1＝10Ω，滑动变阻器总阻值Rab＝30Ω。在滑片P从a端移到b端的过程中，灯泡始终发光。下列说法正确的是（　　）
A．滑片P位于b端时，电压表示数为4V
B．滑片P位于滑动变阻器中间位置时，灯泡亮度最大
C．滑片P从a端移到b端的过程中，电压表示数先减小，后增大
D．当a端与滑片P间电阻RaP＝10Ω时，副线圈消耗的功率最大
5．（4分）（2024秋 盐城月考）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是ω。盘面上距圆盘中心距离R的位置，有一个质量为m的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的摩擦力为F。则在运动半周的过程中，小物体（　　）
A．摩擦力的冲量为 B．摩擦力所做功为πRF
C．动量变化量为2mωR D．动能变化量为mω2R2
6．（4分）（2023 郑州二模）下列几种关于运动情况的描述，说法正确的是（　　）
A．一物体受到变力作用不可能做直线运动
B．一物体受到恒力作用可能做圆周运动
C．在等量异种电荷的电场中，一带电粒子只在电场力作用下可能做匀速圆周运动
D．在匀强磁场中，一带电小球在重力和洛伦兹力作用下不可能做平抛运动
7．（4分）（2025 昆明一模）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其压强p随体积V变化的图像如图中a到b的线段所示。在此过程中（　　）
A．气体内能一直减小
B．气体分子平均动能不变
C．气体密度一直减小
D．气体一直向外界放热
（多选）8．（6分）（2024 四川一模）一列简谐横波在t＝1.2s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为﹣2cm，波上A质点的振动图象如图乙所示。则以下说法正确的是 （　　）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是
C．从t＝1.2s开始，紧接着的Δt＝1.8s时间内，A质点通过的路程是12cm
D．从t＝1.2s开始，质点P比质点Q晚0.8s回到平衡位置
E．若该波在传播中遇到一个尺寸为12m的障碍物，能发生明显衍射现象
（多选）9．（6分）（2023春 兴庆区校级期中）由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体。下列说法正确的是（　　）
A．质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为mg0
B．质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为mg
C．地球的半径为
D．地球的密度为
（多选）10．（6分）（2023秋 玉溪期末）如图所示，矩形区域abcd位于竖直平面内，ab边水平，该区域内有方向平行于abcd平面、与水平方向成45°角斜向左上方的匀强电场，还有方向垂直于abcd平面的匀强磁场（图中未画出），磁场的磁感应强度为B。质量为m、带电量为+q的小球从ab边上方某处由静止释放，并沿竖直线通过该区域，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．匀强磁场方向垂直于abcd平面向里
B．小球通过电磁场区域过程中机械能守恒
C．匀强电场的电场强度大小为
D．小球开始下落时离ab边的高度为
二．实验题（共2小题，满分14分）
11．（6分）（2024 内江一模）某同学用如图所示的实验装置来验证动能定理。实验过程如下：
（1）该同学先用图甲所示装置，测滑块与长木板间的滑动摩擦力f，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉放在水平面上的长木板，使长木板向左运动，此时测力计的示数稳定，则：
①为了测出滑块与长木板之间的摩擦力的大小，下列操作中正确的是 　 　 ；
A.长木板作匀速直线运动
B.长木板作匀加速直线运动
C.长木板作变加速直线运动
D.以上运动均可以
②滑块受到长木板的滑动摩擦力f的大小为 　 　 N。
（2）如图乙所示，将图甲中的长木板装上定滑轮平放在水打平实验台上，调节定滑轮的高度，使拉滑块的细线与长木板平行。由静止释放滑块，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O点为刚释放钩码时打下的点，A、B、C、D是四个连续点，各点与O点间的距离在图中已标出，在打出此纸带的过程中，力传感器的示数为F，打点计时器所用交流电的周期为T，测得滑块的质量为M，钩码和力传感器的总质量为m，重力加速度为g。则：
①该实验 　 　 （选填“需要”或“不需要”）钩码质量远小于滑块质量；
②打下C点时，钩码的速度为 　 　 ；此时，如果表达式 　 　 [用（1）、（2）题中物理量字母表示]成立，即可验证动能定理。
12．（8分）（2023秋 金华期末）某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：
待测干电池，电流表A1（量程0.6A，内阻约1Ω）；
电流表A2（量程3A，内阻约0.2Ω）；
电压表V1（量程3V，内阻约10kΩ）；
滑动变阻器R1（最大阻值100Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值10Ω），开关，导线若干。
（1）电流表应选 　 　 （填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选 　 　 （填“R1”或“R2”）。
（2）请用实线代替导线，在图甲中补全实物图。闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到最 　 　 端（填“左”或“右”）。
（3）该同学按照图甲所示的电路进行实验，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U﹣I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是 　 　 。
A.电压表分流
B.干电池内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小
D.电流表内阻较小
（4）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该同学利用实验室提供的一个定值电阻R3＝2.0Ω就解决了问题。并重新连接电路进行实验，并绘制U﹣I图像，如图丙所示，根据图像可知该干电池电动势E＝ 　 　 V，内阻r＝ 　 　 Ω。
三．解答题（共3小题，满分40分）
13．（10分）（2025 沧州二模）如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方h＝1.6m的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为H＝2m，湖水的折射率为。求：
（1）光线在水面发生全反射的临界角；
（2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字）
14．（13分）（2024 义乌市三模）某固定装置的竖直截面如图甲所示，由长度为1.0m的水平传送带和两段光滑圆管轨道组成，两段圆管轨道所对应的圆心角相同θ＝106°，AB＝0.4m，BC＝0.8m，右侧带有竖直挡板的滑块b放置在光滑的水平面上，传送带和滑块b与轨道端口均为平滑连接，传送带启动后运行的v﹣t图如图乙所示，传送带启动0.5s后把小物块a从传送带左侧静止释放，小物块a和滑块b的质量均为m＝0.4kg，a与传送带和滑块b之间的动摩擦因数均为μ＝0.25，若空气阻力、小物块a、圆管轨道的口径和皮带轮半径均可不计，物块a进出管道时无能量损失，物块a和滑块b发生的碰撞为完全弹性碰撞，重力加速度g＝10m/s2，试求：
（1）小物块a在传送带上运动的时间t；
（2）小物块a进入BC管道时对管道的作用力大小；
（3）滑块b至少多长才能使小物块a不脱离滑块。
15．（17分）（2023 红桥区一模）如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L＝1.0m。平行轨道左端接一阻值R＝1.0Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B＝0.2T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一质量m＝1.0kg的导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小v＝5.0m/s，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力。求：
（1）通过电阻R的电流方向及大小。
（2）作用在导体棒上的外力大小F。
（3）导体棒克服安培力做功的功率。
（4）求撤去拉力后导体棒还能运动多远。
2025届高考物理模拟预测卷（全国甲卷）
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题，满分46分）
1．（4分）（2023秋 南岗区校级月考）某同学站在力传感器上连续完成多次下蹲起立。某时刻作为计时起点，传感器与计算机连接，经计算机处理后得到力的传感器示数F随时间t变化的情况，如图所示。已知该同学质量m＝60kg，重力加速度g＝10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．0～4s完成了一次下蹲过程和站起的全过程
B．0～8s该同学向下的最大加速度约为4.7m/s2
C．0～8s该同学向上的最大加速度约为5.3m/s2
D．1.8s该同学向下速度达到最大
【考点】超重与失重的图像问题；牛顿第二定律的简单应用
【专题】定量思想；归纳法；牛顿运动定律综合专题；分析综合能力．
【答案】C
【分析】传感器对人的支持力小于重力时，人处于失重状态；传感器对人的支持力大于重力时人处于超重状态，结合牛顿第二定律据此作答即可。
【解答】解：A．下蹲过程先是加速向下，处于失重状态，有F＜mg＝600N
达到最大速度后减速向下，处于超重状态，有F＞mg＝600N
因此，0～4s完成了一次下蹲过程，并没有站起，故A错误；
BD．由图像知，在1.8s前后一小段时间内，人处于失重状态，人在向下做加速运动，t＝1.8s时传感器示数F最小，该同学向下的加速度最大，人还在向下加速，速度继续增大，由mg﹣Fmin＝ma；由图像可得Fmin＝280N，代入数据解得a＝5.3m/s2，故BD错误；
C．0～8s内，当F最大时，该同学向上的加速度最大，由Fmax﹣mg＝ma
代入数据解得：a≈5.3m/s2，故C正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查了牛顿第二定律的应用，解答此题的关键在于对图像各时间段的正确理解，结合牛顿第二定律求出加速度。
2．（4分）（2023秋 定西期末）如图所示，质量为m＝1kg的滑块静止在粗糙水平面上，现用一与水平面成θ＝30°斜向右上的恒力F拉滑块，使滑块沿水平面做匀速运动。已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ，重力加速度g取10m/s2，则恒力F的大小为（　　）
A． B．5N C． D．4N
【考点】共点力的平衡问题及求解；力的合成与分解的应用
【专题】定量思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题；分析综合能力．
【答案】D
【分析】对物体受力分析，根据平衡条件结合摩擦力公式求解即可。
【解答】解：对滑块受力分析，如图所示：
根据平衡条件得：Fcosθ＝Ff
FN+Fsinθ＝mg
另据摩擦力公式得：Ff＝μ（mg﹣Fsinθ）
联立解得：F＝4N，故D正确，ABC错误。
故选：D。
【点评】本题关键是对物体正确的受力分析，根据平衡条件求解。
3．（4分）（2024 河南模拟）图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出频率不同的光子，其中只有三种频率的光可使图乙中的光电管阴极K发生光电效应。现分别用其中频率相对较大的两种频率的光a、b照射该光电管阴极K，测得光电流随电压变化的关系如图丙所示，阴极K金属材料的逸出功为4.75eV。下列说法正确的是（　　）
A．这些氢原子跃迁时共发出5种频率的光
B．氢原子跃迁时发出a光的频率大于b光的频率
C．用b光照射光电管阴极K时，遏止电压Ucb为8V
D．用频率越大的光照射光电管阴极K时，产生的光电流越大
【考点】分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）；光电效应现象及其物理意义；爱因斯坦光电效应方程
【专题】定量思想；方程法；光电效应专题；原子的能级结构专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据数学组合公式判断光子种类；由动能定理结合光电效应方程判断两光频率大小以及对应的遏止电压的大小；根据电离条件分析。
【解答】解：A．大量处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，能发出种不同频率的光，故A错误；
B．由图可知b光的遏止电压较大，由动能定理﹣eUc＝0﹣Ek
由光电效应方程Ek＝hν﹣W0
联立可知b光的频率大于a光的频率，故B错误；
C．图丙中的图线b所表示的光的遏止电压较大，则光电子最大初动能较大，所对应的光子能量较大，原子跃迁对应的能级差较大，即对应于从n＝4到n＝1的跃迁，则光子能量为Eb＝E4﹣E1＝（﹣0.85eV）﹣（﹣13.6eV）＝12.75eV
则遏止电压为
故C正确；
D．光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，单位时间内产生的光电子数目会增多，光电流才会增大，与光的频率无关，故D错误。
故选：C。
【点评】本题综合考查光电效应中的逸出功、遏止电压、光电管电路，以及玻尔理论中的原子跃迁。掌握相关规律，是作答此类问题的关键。
4．（4分）（2025春 武汉期中）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1：2，C、D间电压U＝10cos50πt（V），灯泡L的电阻RL＝3Ω，定值电阻R0＝R1＝10Ω，滑动变阻器总阻值Rab＝30Ω。在滑片P从a端移到b端的过程中，灯泡始终发光。下列说法正确的是（　　）
A．滑片P位于b端时，电压表示数为4V
B．滑片P位于滑动变阻器中间位置时，灯泡亮度最大
C．滑片P从a端移到b端的过程中，电压表示数先减小，后增大
D．当a端与滑片P间电阻RaP＝10Ω时，副线圈消耗的功率最大
【考点】变压器的动态分析——原线圈有负载
【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】滑片P位于b端时，可计算变压器副线圈一侧的总电阻，根据变压器原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系，即可计算电压表示数；根据滑片移动过程中，副线圈的电阻变化情况，可计算原线圈的等效电阻变化情况，分析灯泡亮度的变化情况；根据滑片移动过程中，原线圈的等效电阻变化情况，可分析原线圈的电压变化，根据匝数比即可分析电压表的示数变化；根据闭合电路欧姆定律的推论，可知当a端与滑片P间电阻RaP＝10Ω时，副线圈的电阻值及原线圈的等效电阻值，分析副线圈消耗的功率是否为最大值。
【解答】解：A、滑片P位于b端时，可得变压器副线圈一侧的总电阻为：，解得：RA＝8Ω，副线圈的电压电流电阻关系为：，
根据变压器原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系：，U＝U1+I1RL，由题意可知，CD间的电压有效值为：，
可得电压表示数为：U2＝8V，故A错误；
B、副线圈的电阻为：，由数学知识可知，当滑片P位于滑动变阻器中间位置时，副线圈的电阻为最大值；
原线圈的等效电阻为：，副线圈的等效电阻为：，
结合原副线圈的电压、电流、匝数比的关系，可知：，由CD间电压，可知原线圈电阻越小，电流越大，灯泡越亮，
故当滑片P位于滑动变阻器中间位置时，灯泡最暗，故B错误；
C、由B选项的分析可知，滑片从a端移到b端的过程中，副线圈的等效电阻先变大后变小，原线圈的等效电阻先变大后变小；
结合闭合电路欧姆定律，可知原线圈的电压先变大后变小，根据匝数比即可知电压表的示数先变大后变小，故C错误；
D、当a端与滑片P间电阻RaP＝10Ω时，代入数据可得副线圈的电阻为：R副＝12Ω，原线圈的等效电阻为：R原＝3Ω＝RL，
根据闭合电路欧姆定律的推论，可知原线圈的等效电阻与灯泡电阻相等时，原线圈的电功率、副线圈的电功率为最大值，
即当a端与滑片P间电阻RaP＝10Ω时，副线圈消耗的电功率最大，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查变压器的相关计算，注意副线圈的电阻变化与原线圈的等效电阻的关系。
5．（4分）（2024秋 盐城月考）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是ω。盘面上距圆盘中心距离R的位置，有一个质量为m的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，物体与圆盘间的摩擦力为F。则在运动半周的过程中，小物体（　　）
A．摩擦力的冲量为 B．摩擦力所做功为πRF
C．动量变化量为2mωR D．动能变化量为mω2R2
【考点】动量定理的内容和应用；水平转盘上物体的圆周运动；动量变化量的计算
【专题】定量思想；推理法；动量和能量的综合；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据线速度与角速度的关系，结合动量表达式以及动量定理分析求解。
【解答】解：CD．小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，根据线速度与角速度的关系有：v＝Rω
运动半周的过程中动量变化量为：Δp＝mΔv＝2mRω
小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，速率不变，动能不变。故C正确，D错误；
A．根据动量定理可知运动半周的过程中摩擦力的冲量满足：I＝Δp＝mΔv＝2mRω，故A错误；
B．摩擦力始终与速度方向垂直，则摩擦力做功0，故B错误；
故选：C。
【点评】本题考查了圆周运动相关知识，理解线速度与角速度的关系，熟练掌握动量定理是解决此类问题的关键。
6．（4分）（2023 郑州二模）下列几种关于运动情况的描述，说法正确的是（　　）
A．一物体受到变力作用不可能做直线运动
B．一物体受到恒力作用可能做圆周运动
C．在等量异种电荷的电场中，一带电粒子只在电场力作用下可能做匀速圆周运动
D．在匀强磁场中，一带电小球在重力和洛伦兹力作用下不可能做平抛运动
【考点】从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题；洛伦兹力的概念；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动；物体做曲线运动的条件；匀速圆周运动；牛顿第二定律与向心力结合解决问题；库仑定律的表达式及其简单应用
【专题】定性思想；推理法；带电粒子在电场中的运动专题；带电粒子在磁场中的运动专题；分析综合能力．
【答案】D
【分析】根据物体做直线运动的条件分析；根据物体做圆周运动的条件分析；根据平抛运动的定义分析。
【解答】解：A、物体受到变力作用时，力的方向与物体运动方向在一条直线，物体做直线运动，故A错误；
B、物体受恒力作用时，恒力不能提供始终指向圆心的力，故物体不可能做圆周运动，故B错误；
C、在等量异种点电荷的电场中不存在同一个平面内的指向（背离）同一个圆心的电场线，所以带电粒子在等量异种点电荷的电场中所受电场力不能始终指向圆心提供向心力，不能做匀速圆周运动，故C错误；
D、将一个物体沿水平方向抛出，在空气阻力忽略不计的情况下，物体所做的运动叫平抛运动，所以带电小球在磁场中运动时，除重力外还受洛伦兹力作用，其运动不能成为平抛运动，故D正确。
故选：D。
【点评】本题的关键是要明确物体做匀速直线运动、平抛运动与匀速圆周运动的条件。
7．（4分）（2025 昆明一模）一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其压强p随体积V变化的图像如图中a到b的线段所示。在此过程中（　　）
A．气体内能一直减小
B．气体分子平均动能不变
C．气体密度一直减小
D．气体一直向外界放热
【考点】热力学第一定律与理想气体的图像问题相结合；理想气体状态变化的图像问题
【专题】比较思想；图析法；热力学定律专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据想气体状态方程分析气体温度的变化，进而判断气体内能和气体分子平均动能的变化。根据体积的变化分析气体密度的变化。结合热力学第一定律分析吸放热情况。
【解答】解：AB、一定质量的理想气体从a到b的过程，由理想气体状态方程有，因paVa＜pbVb，所以Ta＜Tb，气体的温度一直升高，则气体内能一直增大，气体分子平均动能增大，故AB错误；
C、气体的质量不变，体积变大，根据可知，气体密度减小，故C正确；
D、从a到b的过程中，气体的体积增大，所以气体一直对外做功，气体内能增大，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q，从a到b的过程中，气体一直从外界吸热，故D错误。
故选：C。
【点评】解答本题时，要明确温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体的内能只跟温度有关。
（多选）8．（6分）（2024 四川一模）一列简谐横波在t＝1.2s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为﹣2cm，波上A质点的振动图象如图乙所示。则以下说法正确的是 （　　）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是
C．从t＝1.2s开始，紧接着的Δt＝1.8s时间内，A质点通过的路程是12cm
D．从t＝1.2s开始，质点P比质点Q晚0.8s回到平衡位置
E．若该波在传播中遇到一个尺寸为12m的障碍物，能发生明显衍射现象
【考点】波的衍射的概念及产生明显衍射的条件；波长、频率和波速的关系；振动图像与波形图的结合
【专题】定量思想；推理法；振动图象与波动图象专题；推理论证能力．
【答案】CDE
【分析】根据“上下坡法”判断波的传播方向；根据波速、波长和周期关系计算；在一个周期内质点通过的路程为4A，据此计算；分别计算出P、Q质点回到平衡位置的时间，据此分析即可；根据发生明显衍射的条件分析。
【解答】解：A、由乙图可知在t＝1.2s时质点A的振动方向沿y轴负方向，根据“上下坡法”可知这列波沿x轴负方向传播，故A错误；
B、由甲图知波长为16m，由乙图知波的周期为2.4s，所以这列波的波速为v，故B错误；
C、从t＝1.2s开始，紧接着的Δt＝1.8s时间内，A质点通过的路程是s，故C正确；
D、质点Q振动方向沿轴正方向，从t＝1.2s开始，质点Q回到平衡位置所需时间，图示时刻质点P振动方向沿轴负方向，从t＝1.2s开始，质点P回到平衡位置所需时间，所以质点Q比质点P早0.8s回到平衡位置，故D正确；
E.发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为16m，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为12m的障碍物能发生明显衍射现象，故E正确。
故选：CDE。
【点评】能够根据图像读出波长和周期是解题的关键，掌握波发生明显衍射的条件是解题的基础。
（多选）9．（6分）（2023春 兴庆区校级期中）由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体。下列说法正确的是（　　）
A．质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为mg0
B．质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为mg
C．地球的半径为
D．地球的密度为
【考点】万有引力与重力的关系（黄金代换）；计算天体的质量和密度
【专题】定量思想；推理法；万有引力定律的应用专题；推理论证能力．
【答案】ACD
【分析】物体受到的重力等于质量与重力加速度的乘积；质量为m的物体在地球两极所受的重力等于万有引力，赤道上的物体所受重力与随地球自转做圆周运动的向心力的合力等于万有引力，根据万有引力公式与牛顿第二定律分析答题。密度等于质量除以体积。
【解答】解：A．物体在两极，万有引力等于重力，有
故A正确；
BC．物体在地球赤道上，有，在赤道万有引力大于mg；在两极
解得
故B错误，C正确；
D．地球的密度为
故D正确。
故选：ACD。
【点评】知道地球表面的物体受到的重力与万有引力的关系，应用万有引力公式与牛顿第二定律即可解题。
（多选）10．（6分）（2023秋 玉溪期末）如图所示，矩形区域abcd位于竖直平面内，ab边水平，该区域内有方向平行于abcd平面、与水平方向成45°角斜向左上方的匀强电场，还有方向垂直于abcd平面的匀强磁场（图中未画出），磁场的磁感应强度为B。质量为m、带电量为+q的小球从ab边上方某处由静止释放，并沿竖直线通过该区域，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．匀强磁场方向垂直于abcd平面向里
B．小球通过电磁场区域过程中机械能守恒
C．匀强电场的电场强度大小为
D．小球开始下落时离ab边的高度为
【考点】带电粒子在叠加场中做直线运动；机械能守恒定律的简单应用；从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题
【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；理解能力．
【答案】ACD
【分析】根据小球沿竖直线运动，对小球受力分析后，根据平衡条件和左手定则判断磁场的方向；
由机械能守恒的条件判断的机械能的增减；
根据平衡条件求解电场强度；
在场区外，自由下落，由机械能守恒表示出速度，进入场区内匀速直线运动，结合平衡条件求出下落的高度。
【解答】解：A、由题意可知，小球沿直线通过该电磁场区域，小球所受合力为零。对小球受力分析可知小球所受洛伦兹力方向水平向右，据左手定则可知磁场垂直abcd平面向里，故A正确；
B、小球通过电磁场区域时电场力对小球做负功，因此其机械能不守恒，故B错误。
C、由受力分析，根据平衡条件可得：
整理变形解得：，故C正确。
D、小球进入电磁场前：
在电磁场中运动过程，据受力分析可得：qvB＝mg
解得：，故D正确。
故选：ACD。
【点评】本题考查带电小球在三种场中的匀速直线运动问题，抓住受力分析，利用左手定则、三力平衡条件和机械能守恒定律可以解决问题。
二．实验题（共2小题，满分14分）
11．（6分）（2024 内江一模）某同学用如图所示的实验装置来验证动能定理。实验过程如下：
（1）该同学先用图甲所示装置，测滑块与长木板间的滑动摩擦力f，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉放在水平面上的长木板，使长木板向左运动，此时测力计的示数稳定，则：
①为了测出滑块与长木板之间的摩擦力的大小，下列操作中正确的是 　D　 ；
A.长木板作匀速直线运动
B.长木板作匀加速直线运动
C.长木板作变加速直线运动
D.以上运动均可以
②滑块受到长木板的滑动摩擦力f的大小为 　4.6　 N。
（2）如图乙所示，将图甲中的长木板装上定滑轮平放在水打平实验台上，调节定滑轮的高度，使拉滑块的细线与长木板平行。由静止释放滑块，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O点为刚释放钩码时打下的点，A、B、C、D是四个连续点，各点与O点间的距离在图中已标出，在打出此纸带的过程中，力传感器的示数为F，打点计时器所用交流电的周期为T，测得滑块的质量为M，钩码和力传感器的总质量为m，重力加速度为g。则：
①该实验 　不需要　 （选填“需要”或“不需要”）钩码质量远小于滑块质量；
②打下C点时，钩码的速度为 　　 ；此时，如果表达式 　　 [用（1）、（2）题中物理量字母表示]成立，即可验证动能定理。
【考点】探究动能定理
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；动能定理的应用专题；实验探究能力．
【答案】（1）①D；②4.60；（2）①不需要；②；。
【分析】（1）①长木板与滑块之间是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的影响因素分析作答；
②弹簧测力计的分度值为0.1N，根据弹簧测力计的读数规则读数，根据平衡条件求解作答；
（2）①力传感器直接测量出细线的拉力，不需要用钩码的重力代替绳子的拉力，据此分析作答；
②根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度求解打下C点的瞬时速度，根据动能定理求解作答。
【解答】解：（1）①长木板与滑块之间是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力的影响因素可知，滑动摩擦力的大小与长木板的运动情况无关，因此长木板可以向左做匀速直线运动、匀加速直线运动与变加速直线运动，故ABC错误，D正确。
故选：D。
②弹簧测力计的分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为F＝4.60N；
根据平衡条件可知，滑块受到长木板的滑动摩擦力的大小f＝F＝4.60N；
（2）①由于力传感器直接测量出细线的拉力，不需要用钩码的重力代替绳子的拉力，因此该实验不需要钩码质量远小于滑块质量；
②根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打下C点时，钩码的速度为
从O点到C点，对滑块进行分析，根据动能定理
结合上述解得。
故答案为：（1）①D；②4.60；（2）①不需要；②；。
【点评】本题主要考查了动能定理的验证，要明确实验原理，掌握动能定理的运用；掌握弹簧测力计的读数规则。
12．（8分）（2023秋 金华期末）某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：
待测干电池，电流表A1（量程0.6A，内阻约1Ω）；
电流表A2（量程3A，内阻约0.2Ω）；
电压表V1（量程3V，内阻约10kΩ）；
滑动变阻器R1（最大阻值100Ω）；
滑动变阻器R2（最大阻值10Ω），开关，导线若干。
（1）电流表应选 　A1　 （填“A1”或“A2”），滑动变阻器应选 　R2　 （填“R1”或“R2”）。
（2）请用实线代替导线，在图甲中补全实物图。闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到最 　右　 端（填“左”或“右”）。
（3）该同学按照图甲所示的电路进行实验，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在U﹣I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的主要原因是 　B　 。
A.电压表分流
B.干电池内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小
D.电流表内阻较小
（4）针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该同学利用实验室提供的一个定值电阻R3＝2.0Ω就解决了问题。并重新连接电路进行实验，并绘制U﹣I图像，如图丙所示，根据图像可知该干电池电动势E＝ 　1.40　 V，内阻r＝ 　0.40　 Ω。
【考点】测量普通电源的电动势和内阻
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；推理法；恒定电流专题；实验探究能力．
【答案】（1）A1；R2；（2）实物电路图如上图所示；右；（3）B；（4）1.40；0.40。
【分析】（1）根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器。
（2）根据实验原理连接实物电路图；滑动变阻器采用限流接法，闭合开关前滑片要置于阻值最大处。
（3）电源内阻较小时路端电压变化范围较小。
（4）根据图像的解析式与图像求出电池的电动势与内阻。
【解答】解：（1）测量一节干电池的电动势和内阻，电路中的电流不超过0.6A，则电流表应选用A1；为了便于调节，滑动变阻器应选用R2。
（2）由于电源内阻较小，所以电流表应相对于电源外接，所以实物图如图所示
滑动变阻器采用限流接法，为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到阻值最大端，即最右端。
（3）由闭合电路欧姆定律可知，路端电压U＝E﹣Ir，当电源内阻r太小时，干路中电流I有变化时，Ir变化很小，电压表示数即路端电压U变化很小，电压表示数变化范围很小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（4）由闭合电路欧姆定律得：E＝U+I（R3+r），整理得：U＝﹣I（R3+r）+E
根据图丙所示图像可知，纵截距b＝E＝1.40V，即该干电池电动势为1.40V；斜率绝对值为2.4Ω，该干电池的内阻为r＝0.40Ω
故答案为：（1）A1；R2；（2）实物电路图如上图所示；右；（3）B；（4）1.40；0.40。
【点评】理解实验原理是解题的前提，应用闭合电路的欧姆定律即可解题；要掌握实验器材的选择原则。
三．解答题（共3小题，满分40分）
13．（10分）（2025 沧州二模）如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方h＝1.6m的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为H＝2m，湖水的折射率为。求：
（1）光线在水面发生全反射的临界角；
（2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字）
【考点】光的折射与全反射的综合问题
【专题】计算题；定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力．
【答案】（1）光线在水面发生全反射的临界角为45°；
（2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积为23.8m2。
【分析】（1）根据全反射临界角公式分析求解；
（2）根据折射定律，结合几何关系分析求解。
【解答】解：（1）根据全反射临界角公式有
解得C＝45°
（2）由图知α＝45°，由折射定律有
由几何知识R＝htanα+Htanβ
面积S＝πR2
解得S＝23.8m2
答：（1）光线在水面发生全反射的临界角为45°；
（2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积为23.8m2。
【点评】本题考查了光学基本知识，理解折射定律以及全反射条件是解决此类问题的关键。
14．（13分）（2024 义乌市三模）某固定装置的竖直截面如图甲所示，由长度为1.0m的水平传送带和两段光滑圆管轨道组成，两段圆管轨道所对应的圆心角相同θ＝106°，AB＝0.4m，BC＝0.8m，右侧带有竖直挡板的滑块b放置在光滑的水平面上，传送带和滑块b与轨道端口均为平滑连接，传送带启动后运行的v﹣t图如图乙所示，传送带启动0.5s后把小物块a从传送带左侧静止释放，小物块a和滑块b的质量均为m＝0.4kg，a与传送带和滑块b之间的动摩擦因数均为μ＝0.25，若空气阻力、小物块a、圆管轨道的口径和皮带轮半径均可不计，物块a进出管道时无能量损失，物块a和滑块b发生的碰撞为完全弹性碰撞，重力加速度g＝10m/s2，试求：
（1）小物块a在传送带上运动的时间t；
（2）小物块a进入BC管道时对管道的作用力大小；
（3）滑块b至少多长才能使小物块a不脱离滑块。
【考点】动量守恒定律的一般应用；牛顿第二定律的简单应用；水平传送带模型；利用动能定理求解多过程问题
【专题】定量思想；推理法；动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合；推理论证能力．
【答案】答：（1）小物块a在传送带上运动的时间等于；
（2）小物块a进入BC管道时对管道的作用力大小等于4N；
（3）滑块b至少长1.25m才能使小物块a不脱离滑块。
【分析】（1）a物体与传送带一起匀加速至同速，然后一起加速到1m/s，最后匀速运动，据此分析；
（2）A到B由动能定理结合牛顿运动定律求解对管道的作用力大小；
（3）A到C动由能定理求解到C点速度，当a刚好滑动b最右端与b共速，此时b的长度是满足题意的最短长度，由能量守恒和动量守恒列式求解。
【解答】解：（1）对传送带 0﹣1s做加速度
匀加速运动对a物体匀加速a2＝μg
当a物体与传送带同速时a2t1＝0.5+a1t1得
此时共速v1＝a2t1
物体位移
a物体与传送带一起匀加速至1m/s，
x3＝1﹣x1﹣x2
时间
运动时间
（2）A到B动能定理
对B处
得
FN＝4N
由牛顿第三定律可知，对管道作用力为4N。
（3）A到C动能定理
得
vC＝5m/s
当a刚好滑动b最右端与b共速，此时b的长度是满足题意的最短长度，由能量守恒和动量守恒有
mvc＝2mv共
联立得
L＝1.25m
答：（1）小物块a在传送带上运动的时间等于；
（2）小物块a进入BC管道时对管道的作用力大小等于4N；
（3）滑块b至少长1.25m才能使小物块a不脱离滑块。
【点评】本题考查了物块多过程的运动情形，对每一个运动过程做好受力分析、运动分析和能量分析；要求熟练掌握动能定理、动量守恒和牛顿运动定律等知识，综合性强，难度大。
15．（17分）（2023 红桥区一模）如图所示，光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内，MN、PQ平行且足够长，两轨道间的宽度L＝1.0m。平行轨道左端接一阻值R＝1.0Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B＝0.2T，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一质量m＝1.0kg的导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，速度大小v＝5.0m/s，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻，不计空气阻力。求：
（1）通过电阻R的电流方向及大小。
（2）作用在导体棒上的外力大小F。
（3）导体棒克服安培力做功的功率。
（4）求撤去拉力后导体棒还能运动多远。
【考点】电磁感应过程中的动力学类问题；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；安培力的计算公式及简单应用；导体平动切割磁感线产生的感应电动势
【专题】定量思想；推理法；电磁感应——功能问题；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．
【答案】（1）通过电阻R的电流方向由M经电阻R到P，大小为1A。
（2）作用在导体棒上的外力大小F为0.2N。
（3）导体棒克服安培力做功的功率为1W。
（4）撤去拉力后导体棒还能运动125m。
【分析】（1）根据右手定则判断感生电流方向。根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求解；
（2）根据安培力公式计算安培力。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动，由平衡条件求解；
（3）根据功率公式P＝Fv，求解克服安培力做功的功率；
（4）根据动量定理求解。
【解答】解：（1）由右手定则判断，可知感生电流方向由b指向a通过导体棒，通过电阻R的电流方向由M经电阻R到P。
由法拉第电磁感应定律可得感应电动势为：
E＝BLv＝0.2×1.0×5.0V＝1V
由闭合电路欧姆定律可得通过电阻R的电流大小为：
IA＝1A。
（2）导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动。由平衡条件得：
F＝F安＝BIL＝0.2×1×1.0N＝0.2N。
（3）导体棒克服安培力做功的功率
P＝F安v＝0.2×5.0W＝1W。
（4）设撤去拉力后导体棒还能运动的位移为x，运动时间为t。规定运动方向为正方向，由动量定理得：
又有：，
联立解得：x＝125m。
答：（1）通过电阻R的电流方向由M经电阻R到P，大小为1A。
（2）作用在导体棒上的外力大小F为0.2N。
（3）导体棒克服安培力做功的功率为1W。
（4）撤去拉力后导体棒还能运动125m。
【点评】本意考查了电磁感应现象中力与运动、功与能综合问题，基础题目。掌握根据动量定理求解加速度是变化的过程的速度、位移、时间。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)