安徽省2025届高三高考物理模拟四

这是一份安徽省2025届高三高考物理模拟四，共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共10小题，共42分。第1-8小题每小题4分，只有1个选项正确，第9-10小题有多个选项正确，全部选对得5分，部分对得3分，错选或不选得0分）
1.如图所示，质量均为m的A、B两球，由一根劲度系数为k的轻弹簧连接，静止于半径为R的光滑半球形碗中，弹簧水平，两球间距为R，且球的半径远小于碗的半径，重力加速度大小为g，则弹簧的原长为( )。
A. mgk+ RB. mg2k+ RC. 2 3mg3k+ RD. 3mg3k+ R
2.某电视台正在策划“快乐向前冲”节目的场地设施，如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人(人可看作质点)运动，下方水面上漂浮着一个匀速转动半径为R=1 m铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L、平台边缘与转盘平面的高度差H=3.2 m。选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速度为零，加速度为a=2 m/s2的匀加速直线运动，启动后2 s人脱离悬挂器。已知人与转盘间的动摩擦因数为μ=0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g大小取10 m/s2。则
A. 人随悬挂器水平运动的位移大小为2 m
B. 人脱离悬挂器时的速率为2 m/s
C. 当L=5.2 m时选手恰好落到转盘的圆心上
D. 人相对转盘静止后不会被甩下，转盘的角速度不应超过2 rad/s
3.如图所示，在光滑水平面上，质量为m的A球以速度v0向右运动，与静止的质量为5m的B球发生正碰，碰撞后A球以待定系数的速率kv0弹回(系数k>0)，并与固定挡板P发生弹性碰撞，若要使A球能再次追上B球并相撞，则系数k可以是：
A. 0.2B. 0.5C. 0.8D. 1.2
4.北京时间2024年7月19日11时3分，我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将高分十一号05星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域。已知高分十一号05星绕地球做匀速圆周运动(离地高度约为600 km)，下列判断正确的是( )
A. 高分十一号05星内的仪器处于平衡状态
B. 高分十一号05星入轨稳定后的运行速度一定小于7.9 km/s
C. 高分十一号05星的发射速度可能大于11.2 km/s
D. 高分十一号05星绕地球做圆周运动的向心加速度可能为10.2 m/s2
5.同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波，振幅均为5cm，t=0时波刚好传到P、Q两点，如图1所示。P、M、N、Q在x轴上的坐标分别为4m、6m、8m、12m。平衡位置在P处的质点振动图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正方向传播的波的波速为1m/s，沿负方向传播的波的波速无法确定
B. t=2s时，平衡位置在P处的质点刚好运动到M点
C. M处质点的起振方向为沿y轴正方向
D. t=5s时，平衡位置在N处的质点位移为-10cm
6.如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=4的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为4.54eV的金属钨，下列说法正确的是( )
A. n=4跃迁到n=1放出的光子动量最大
B. 有6种频率的光子能使金属产生光电效应
C. 逸出光电子的最大初动能为12.75eV
D. 用0.86eV的光子照射处于n=4激发态的氢原子不能被其吸收
7.某款手机防窥膜的原理图如图所示，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为x，相邻屏障的间距为L，方向与屏幕垂直，透明介质的折射率为 2，防窥膜的可视角度为图中θ，当可视角度θ=45°时，防窥膜厚度x为( )
A. 12LB. 32LC. LD. 2L
8.如图所示，OACD是一长为OA=l的矩形，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量为q的粒子从O点以速度v0垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为α，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，则( )
A. 粒子一定带正电B. 匀强磁场的磁感应强度为mv0sinαql
C. 粒子从O到A所需的时间为2αlv0sinαD. 矩形磁场的宽度最小值为l(1-csα)2sinα
9.如图所示，竖直平面内的平行板电容器两极板长度为L，所带电荷量保持不变，某带正电微粒紧靠下极板边缘P点，以大小为v0、方向与极板成45°角斜向上的速度射入电场，微粒从极板右端M点平行于极板方向射出，M点到两极板距离均为d，忽略边缘效应，不计微粒的重力。下列说法正确的是( )
A. 微粒在极板间的运动轨迹为抛物线
B. L:d=2:1
C. 若仅将上极板向上移动少许，射出点将位于M点下方
D. 若将微粒从M点以大小为v0、方向向左的初速度垂直电场方向射入电场，运动轨迹不变
10.风能是可再生的清洁能源，储量大、分布广，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用．如图为风力发电机的简化模型，风带动叶片转动，使叶片的转速为n转/秒，升速齿轮箱的转速比为1:k，高速转轴使匝数为N的发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电通过理想变压器后向用户端的m盏灯泡供电，其中A灯为指示灯，A灯与用户端的灯泡相同，额定电压均为U，所有灯泡正常发光，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈电阻不计．下列说法正确的是
A. 用户端的交变电流的频率为kn
B. 变压器原副线圈的匝数比为1:m
C. 发电机线圈的面积为S= 2(m+1)U2πknNB
D. 若增多用户端的灯泡数量，且叶片的转速不变，则A灯变亮(设灯泡不会被烧坏)，其余灯泡的亮度变暗
二、非选择题（本大题共5小题，共58分。第11题6分，第12题10分，第13题10分，第14题14分，第15题18分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。）
11.两学习小组A、B用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比。铁架台上安装带有刻度的半圆板，刻度以圆板最低点所在的水平线为“0”等高线，相邻等高线的距离为5mm。轻绳一端在圆心O处与DIS传感器相连(图中未画出)，另一端与小球相连，小球平衡时球心恰在等高线0处，用DIS传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力F大小。
(1)为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系，控制小球的质量m和做圆周运动的半径r不变。A组同学将绳拉直，球心与距“0”等高线高度为h的刻度线处重合，将小球由静止释放，运动至最低点的速度平方的表达式v2= (用重力加速度g、h表示)；
(2)DIS系统记录某次小球运动过程中绳的拉力F随时间t的变化关系图像如图乙所示，则 (选填“a”“b”)点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳的拉力大小；
(3)多次改变小球的释放点高度h，记录每次高度h及对应的运动至最低点时绳的拉力F大小的数据，描绘出F-h图像如图丙所示，图线Ⅰ的纵轴截距表示 ，试问：根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比？请简述理由 ；
(4)实验操作过程中，B组同学每次将小球的最低点与某等高线h相切，其余操作与A组相同，B组也在丙图中描绘图线，标记为Ⅱ，丁图中哪个选项可能正确反映图线Ⅰ、Ⅱ关系的( )
12.小明同学在实验室做实验，需要去测量一个未知定值电阻Rx的阻值，该待测电阻阻值接近500Ω。现实验室有如下器材可供选择：
A.待测电阻Rx;
B.电流表A1(量程0∼10mA，内阻RA=100Ω);
C.电流表A2(量程0∼5mA，内阻RA2约为100Ω);
D.电压表V(量程0∼1.5V，内阻RV=500Ω;
E.定值电阻R0=200Ω;
F.滑动变阻器R1(最大阻值约为10Ω，允许通过的最大电流为1A);
G.滑动变阻器R2(最大阻值约为1000Ω，允许通过的最大电流为1A);
H.直流电源E，电动势为3V，内阻很小;
I.开关S，及若干导线。
小明在以上器材中选择了合适的器材，并设计了电路，如甲图所示。现要求测量数据范围较大，测量结果尽可能准确。
(1)滑动变阻器应选__________，a电表应选__________，b电表应选__________。(请填写所选仪器前的字母编号)
(2)通过调节滑动变阻器，测量得到多组a电表和b电表的示数，将a电表和b，电表的示数描成图像如图乙所示，图像横纵轴物理量的单位均采用国际单位，该图像斜率大小为k=150，则待测电阻Rx=__________A(保留三位有效数字)，所测得的Rx的测量值与真实值的关系是：测量值__________真实值(选填“>”“vB，解得k>14
碰撞过程中损失的机械能ΔE=12mv02-[12m(kv0)2+12·5mvB2]≥0，解得k≤23。所以a满足的条件是14v0cs45°，由公式x=vt可知，微粒在电场中的运动时间变小，在平行电场线方向上，由y=12at2可知，微粒的偏转位移减小，射出点位于P点上方，故D错误。
故选AB。
10.【答案】ACD
【解析】A.叶片的转速为n，则发电机线圈转速为kn，则通过理想变压器后输出交变电流的频率为kn，故A正确;
B.设灯泡的额定电流为I，根据题意可知，原线圈电流I1=I，副线圈电流I2=mI，根据变流比可知n1n2=I2I1=m:1，故B错误;
C.根据变压比可得原线圈电压为U1=n1n2U=mU，则发电机输出电压E=U1+U=(m+1)U，
根据E=NBSω 2=NBS(2πkn) 2，联立可得S= 2(m+1)U2πknNB，故C正确;
D.将变压器以及所有用户看作一个负载，若此时用户端突然增多，则负载电阻减小，则通过灯泡A的电流增大，则A灯变亮，发电机输出电压不变，故原线圈电压减小，根据变压比可知，副线圈电压减小，则其余灯泡的亮度变暗，发电机输出电压不变，输出电流增大，则输出功率增大，故D正确。
11.【答案】(1)2gh；
(2)a；
(3)mg或小球所受重力大小； 能；由机械能守恒定律可知mgh=12mv2、向心力公式Fn=F-mg=mv2r∝h、结合图线可知F-b=kh，说明小球做圆周运动的向心力与其速度平方成正比；
(4)C
【解析】(1)小球由静止释放，运动至最低点的过程中，mgh=12mv2 ，解得v2=2gh；
(2)小球运动至最低点时绳子拉力最大，应该是图中的“a”点；
(3)根据v2=2gh，运动至最低点时绳中的拉力F-mg=mv2r，解得F=mg+2mgrh，F-h图像纵截距为mg，由推导过程知道小球的向心力与速度平方成正比；
(4) B组同学每次将小球的最低点与高度为h的等高线相切，设小球半径为d2，根据F-mg=mv2r ，mg(h+d2)=12mv2 ，联立得：F=(mg+mgdr)+2mgrh；
B组同学描绘图线较A组同学，斜率一样，纵截距大些，故选项 C正确 。
12.【答案】(1)F；B；D；(2)500；=；(3)0.010(0.0092∼0.011均可)。
【解析】(1)滑动变阻器为分压式接法，选最大阻值较小的R1，即滑动变阻器应选F；a表选A1与R0串联，即a表选B，能测量的最大电压为U=I1(RA1+R0)=10mA×300Ω=3V，刚好等于电源电压；b表选电压表V，其与Rx分压，能分走近1.5V电压，量程合适，且电压表内阻已知，测量会更精确，即b电表应选D；
(2)乙图横轴为电流表示数，纵轴为电压表示数，电压表示数U与电流表示数I满足U=I(R0+RA1)-URVRx，得U=(R0+RA1)RVRV+RxI，则k=(R0+RA1)RVRV+Rx，得Rx=500Ω；
两电表内阻已知，测量值=真实值；
(3)在硅光电池的U-I图中，描出Rx的U-I图像，U=IRx=500I，如图所示：，
交点处为工作点，其坐标为(4.5mA,2.25V)，则该待测电阻的功率P=2.25V×4.5mA≈0.010W。
13.【答案】解：(1)系统水平方向动量守恒，有mv0=(m+M)v
解得v=2m/s
(2)由能量守恒定律，有12mv02=mgh+12mv2+12Mv2
解得h=2.4m
(3)设小球回到E点时速度为v1，滑块速度为v2
由mv0=mv1+Mv2
12mv02=12mv12+12Mv22
解得v1=-12v0=-4m/s v2=12v0=4m/s
由FN-mg=m(v1-v2)2R
解得F'N=FN=3503N
【解析】本题考查动量守恒定律、能量守恒定律的综合应用，结合小球与滑块组成的系统水平方向动量守恒求出滑块的速度大小；对系统由能量守恒定律可求出小球离地的最大高度；小球返回到E点时根据动量守恒和机械能守恒以及向心力公式得解。
14.【答案】解：(1)粒子在第一象限内先做圆周运动，设轨迹半径为r1，则有qv0B0=mv02r1 ，
由几何可知r1=dsin 53 ∘，
解得qm=4v05dB0 ；
(2)粒子在电场中做类平抛运动，设粒子该过程竖直位移为，则有，
类平抛运动过程，
，
a=qEm ，
联立解得；
(3)设粒子在P的y方向速度为vy，在电场中由平抛规律
v0t=dvy2t=12d
解得vy=v0
易知vP= 2v0，vP与x正方向夹角为450
在x下方的磁场中，粒子轨道半径r2=2d 2= 2d
由r2=mvPqB
解得B=54B0

15.【答案】(1)金属棒ac转动过程中产生的电动势Eac=12B(2r)2ω=12V，
金属棒ab段产生的电动势Eab=12Br2ω=3.0V，
根据欧姆定律可得I=EabR2+R并=3.0A，
则Ubc=12B(2r)2ω-12Br2ω=9V，
Uab=(Eab-R2⋅I)=1.5V，
所以Uac=Uab+Ubc=10.5V；
(2)金属棒de可自由移动时，闭合开关S后，将向右做加速度减小的加速运动，达到匀速运动时，电流为0，
此时Uab=23Eab=2.0V，
且Blv=Uab，
解得v=2.0m/s；
(3)开关S断开后，金属棒de在安培力的作用下做减速运动，最终停止，
由动量定理得-∑B2l2v2R△t=∑mΔv
即-B2l22Rx=-mv
解得x=4m。