湖南省湘西州2025年高考物理模擬試卷 -解析版

這是一份湖南省湘西州2025年高考物理模擬試卷 -解析版，共21頁。試卷主要包含了單項選擇題，多項選擇題，非選擇題等內容，歡迎下載使用。
1．2024年6月2日，嫦娥六號成功著陸月球背面南極——艾特肯盆地。嫦娥六號利用向下噴射氣體產生的反作用力，有效地控制了探測器著陸過程中的運動狀態(tài)。其中一段著陸過程中，探測器減速的加速度大小a隨時間t變化的關系如圖所示，時刻探測器的速度恰好為零。下列說法中正確的是（ ）
A．時間內，探測器做勻速直線運動
B．探測器在時刻的速度大小是時刻的4倍
C．時間內，探測器的位移大小為
D．氣體對探測器的作用力大小在時刻是時刻的兩倍
【答案】B
【解析】A．由圖像可知，時間內，加速度不變，探測器做勻減速直線運動，故A錯誤；
B．根據圖像與橫軸圍成的面積表示速度變化量，且時刻探測器的速度恰好為零，可知探測器在時刻的速度大小為
探測器在時刻的速度大小為
可知探測器在時刻的速度大小是時刻的4倍，故B正確；
C．探測器在時刻的速度大小為
則時間內，探測器的位移大小為
故C錯誤；
D．設探測器的質量為，時刻根據牛頓第二定律可得
時刻根據牛頓第二定律可得
則有
故D錯誤。
故選B。
2．如圖甲所示，用波長的紫外線照射光電管陰極K，恰好能發(fā)生光電效應。圖乙是氫原子的能級圖，若大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出的光照射陰極K，微安表顯示有示數，調整電源和滑動變阻器，測得微安表示數為零時電壓表示數為U，已知普朗克常量，真空中光速。下列說法正確的是（ ）
A．改用可見光照射，仍能發(fā)生光電效應
B．陰極K材料的逸出功是
C．電壓表示數U為1.5V
D．有4種頻率的光能使該光電管發(fā)生光電效應
【答案】C
【解析】A．根據愛因斯坦光電效應方程
由于可見光的頻率小于紫外線的頻率，所以改用可見光照射，不能發(fā)生光電效應，故A錯誤；
B．根據愛因斯坦光電效應方程
可得
代入數據可得陰極K材料的逸出功為
故B錯誤；
C．處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷至能級所釋放的能量為
根據愛因斯坦光電效應方程
可得電壓表示數為
故C正確；
D．能發(fā)生光電效應入射光的能量最小為
大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時釋放的能量分別為
故有2種頻率的光能使該光電管發(fā)生光電效應，故D錯誤。
故選C。
3．我國無人機技術發(fā)展迅猛，應用在各個鄰域，例如運輸高山上安裝電信鐵塔的材料時，采用人工運輸需要幾個小時，而采用無人機運輸只需要20分鐘，大大節(jié)約了人工成本，提高了運輸效率。某次無人機運輸質量為的物件時，從山腳恰好將物件運輸到山頂時，水平軸方向和豎直軸方向的速度一時間圖像分別如圖甲、乙所示，以豎直向上為正方向。重力加速度取，忽略空氣阻力的影響，忽略水平方向加速的時間。下列說法正確的是（ ）
A．物件的位移大小為B．物件的最大速度為
C．山高超過D．無人機的最大升力大于
【答案】D
【解析】AC．由題圖甲可知水平方向的位移
由題圖乙可知豎直方向的位移
所以物件的位移為
故A、C錯誤；
B．物件的最大速度
故B錯誤；
D．加速上升時無人機的升力最大，由題圖乙可知加速上升時豎直方向的加速度
設無人機的質量為，最大升力為，由牛頓第二定律得
解得
故D正確。
故選D。
4．太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導體的光電效應，太陽能硅晶片中，P型半導體中含有較多的空穴（可視為正電荷），而N型半導體中含有較多的電子。當能量等于、波長為的光子打在太陽能硅晶片上時，太陽能硅晶片吸收一個光子恰好產生一對自由電子和空穴，電子—空穴對從太陽能硅晶片表面向內迅速擴散，在結電場的作用下，最后建立一個與光照強度有關的電動勢，工作原理如圖所示。太陽光照強度越大，太陽能硅晶片單位時間內釋放的電子越多，若光速為，則（ ）
A．可以得出普朗克常量
B．太陽能硅晶片內部電流方向從下極板流向上極板
C．繼續(xù)增大太陽光照強度，上下電極間的電勢差不會變化
D．用能量為的光子照射太陽能硅晶片，電子和空穴的最大初動能為零
【答案】D
【解析】A．根據
可以得出普朗克常量
A錯誤；
B．由題圖可知發(fā)生光電效應時，太陽能硅晶片中電子向上極板移動，空穴向下極板移動，所以太陽能硅晶片內部電流方向從上極板流向下極板，B錯誤；
C．繼續(xù)增大太陽光照強度，太陽能硅晶片單位時間內釋放的電子越多，上下電極間電勢差越大，C錯誤；
D．用能量為的光子照射太陽能硅晶片，恰好發(fā)生光電效應，即為逸出功，電子和空穴的最大初動能為零，D正確。
故選D。
5．小明同學為了探究波的傳播速度是由介質決定還是由波源決定，他做了如下實驗，他將兩條不同彈性繩連結于O點（左邊為繩、右邊為繩），O點在豎直方向做簡諧運動，以豎直向上為軸正方向，時刻形成如圖所示波形。則下列說法正確的是（ ）
A．時刻兩質點振動方向相反
B．質點再次回到平衡位置的時間比質點短
C．左右兩列繩波傳播的速度大小之比為
D．左右兩列繩波傳播的速度大小之比為
【答案】C
【解析】A．繩向左傳播，繩向右傳播，根據“上下坡法”，可知在時刻a質點振動方向向上，b質點振動方向也向上，故A錯誤；
CD．經，左邊P繩傳到左側18m處，Q繩傳到右側12m處，則有
解得
故C正確，D錯誤；
B．由圖可知，左邊P繩的波長為6m，右邊Q繩的波長為4m，根據
可知周期之比為
兩質點再過將回到平衡位置，故質點再次回到平衡位置的時間與質點相同，故B錯誤。
故選C。
6．如圖所示，兩端分別固定有小球A、B（均視為質點）的輕桿豎直立在水平面上并靠在豎直墻面右側處于靜止狀態(tài)。由于輕微擾動，A球開始沿水平面向右滑動，B球隨之下降，在B球即將落地的過程中兩球始終在同一豎直平面內。已知輕桿的長度為l，兩球的質量均為m，重力加速度大小為g，不計一切摩擦，下列說法正確的是（ ）
A．A球動能最大時對水平面的壓力大小等于2mg
B．豎直墻面對B球的沖量大小為
C．輕桿對A球先做正功后做負功
D．A球的最大動能為
【答案】C
【解析】AD．假設小球B能一直沿著墻面向下運動，設輕桿與水平方向的夾角為θ時，兩小球的速度大小分別為、，根據關聯速度知識，兩小球沿桿方向速度相等，可得
解得
由根據機械能守恒，則有
運用數學知識，整理可得
當，取等號，說明小球A的動能先增大后減小，即桿中先存在擠壓的內力，之后出現拉伸的內力，當桿中內力為0時，A球的動能最大，最大動能為
此時對水平面的壓力大小等于mg，AD錯誤；
B．當桿中存在擠壓的內力，此時墻壁對B球有沖量，又由于在B球脫離豎直墻面前B球水平方向速度始終為零，所以豎直墻面對B球的沖量大小等于桿對B球在水平方向的沖量大小，進一步可知豎直墻面對B球的沖量大小等于桿對A球在水平方向的沖量大小，該過程就是A球獲得最大動量過程，由動量定理，可知
B錯誤；
C．因為桿中先存在擠壓的內力，之后出現拉伸的內力，所以輕桿對A球先做正功后做負功，C正確。
故選C。
7．如圖所示為一簡易手動發(fā)電式手電筒。裝置左側是一個繞軸心O勻速轉動的水平圓盤。固定在圓盤邊緣處的小圓柱隨圓盤轉動時，可在T形絕緣支架左側橫槽中往復運動，同時驅動導體棒在光滑的水平導軌上運動。導體棒運動的速度隨時間變化的關系為。導軌間距，導軌間存在垂直導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度。導軌右端為一理想變壓器，額定電壓為2V的燈泡剛好正常發(fā)光。導體棒、導線及導軌電阻均不計，電壓表為理想電表。下列說法正確的是（ ）
A．當T形支架運動到圓盤最左端時，電壓表的示數為0
B．理想變壓器原副線圈的匝數比為1：2
C．圓盤轉動的角速度為2rad/s
D．當滑動變阻器滑片由b向a移動時，燈泡變暗
【答案】B
【解析】A．導體棒在磁場中運動時，產生電動勢的峰值為
電動勢的有效值為
電壓表的示數為電動勢的有效值，其示數為，A錯誤；
B．由題意可知，額定電壓為2V的燈泡剛好正常發(fā)光，可知變壓器副線圈的輸出電壓為，則理想變壓器原、副線圈的匝數比為
B正確；
C．由導體棒運動的速度隨時間變化的關系為
可知，圓盤轉動的角速度為
C錯誤；
D．當滑動變阻器滑片由b向a移動時，變阻器接入電路的電阻值增大，副線圈電路中的電流減小，由于變壓器是理想變壓器，可知副線圈輸出電壓不變，則燈泡的亮度不變，D錯誤。
故選B。
二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題列出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
8．如圖所示，與水平面成角的傳送帶正以的速度順時針勻速運行，傳送帶長?，F每隔把質量的工件（各工作均相同，且可視為質點）輕放在傳送帶上，在傳送帶的帶動下，工件向上運動。穩(wěn)定工作時當一個工件到達B端取走時恰好在A端又放上一個工件，工件與傳送帶間的動摩擦因數，取，下列說法正確的是（ ）
A．工件在傳送帶上時，先受到向上的滑動摩擦力，后受到向上的靜摩擦力
B．兩個工件間的最大距離為0.5m
C．兩個工件間的最小距離為1.25m
D．穩(wěn)定工作時，電動機因傳送工件而輸出的功率為1000W
【答案】ABD
【解析】A．工件放到傳送帶時，工件相對傳送帶向下運動，受到向上的滑動摩擦力，工件速度和傳送帶速度相同時，相對傳送帶靜止，受到向上的靜摩擦力，故A正確；
B．兩工件間的最大距離為
故B正確，
C．剛開始加速0.1s的兩個工件間距離最小，加速過程，由牛頓第二定律可得
代入數據可得
由位移公式
代入數據可得
故C錯誤；
D．穩(wěn)定工作時，每一個內，傳送帶等效傳送一個工件。而每傳送一個工件電動需做的功等于一個件由底部傳到頂部過程中其機械能的增量與摩擦產生的熱量之和。則有
聯立解得
則穩(wěn)定工作時，電動機因傳送工件而輸出的功率為
故D正確。
故選ABD。
9．水平虛線下方有垂直于紙面向里、沿水平方向的勻強磁場，a、b是兩個完全相同的矩形金屬線框，長寬之比為，將兩金屬線框在紙面內如圖所示放置由靜止釋放，結果兩金屬線框均能勻速進入磁場，線框進磁場的過程中，下邊框始終水平，且線框始終在豎直面內，則下列判斷正確的是（ ）
A．開始時，a、b下邊緣離虛線的高度之比為
B．線框進磁場過程中，通過a、b線框截面的電量之比為
C．線框進磁場過程中，a、b兩線框受到安培力的沖量之比為
D．線框進磁場過程中，a、b兩線框中產生的焦耳熱之比為
【答案】BD
【解析】A．設線框短邊長為L，長邊長為2L，a、b進磁場的速度分別為、，a勻速進入磁場受到的安培力為
b勻速進入磁場受到的安培力為
根據題意有
可得
由
可知開始時，a、b下邊緣離虛線的高度之比為
故A錯誤；
B．由
可知線框進磁場過程中，通過a、b線框截面的電量之比為，故B正確；
C．根據
線框進磁場過程中，a、b兩線框受到安培力的沖量之比為
故C錯誤；
D．根據能量守恒，線框中產生的焦耳熱等于重力勢能的減少量，即a、b兩線框中產生的焦耳熱之比為
故D正確。
故選BD。
10．2024年春節(jié)期間冰雪旅游火熱“出圈”，蜂擁而至的游客讓哈爾濱煥發(fā)勃勃生機。南方的“小土豆”將一質量為m的小冰塊從坐標原點O處以速度射出，沿豎直平面且和水平方向夾30°角。經過一段時間小冰塊經過A點時速度和水平方向夾60°角，建立如圖所示的xOy坐標系，A點的橫坐標為，B的橫坐標為，已知重力加速度大小為g。下列說法正確的是（ ）
A．小冰塊從O運動至A經歷的時間
B．O、A兩點間的高度差為
C．A點的縱坐標
D．等于O、A兩點間的平均速度
【答案】AD
【解析】A．小冰塊水平速度為
小冰塊從O運動至A經歷的時間為
故A正確；
B．根據對稱性可知小冰塊在B點豎直速度為
小冰塊在A點豎直速度為
豎直方向有
解得
則O、A兩點間的高度差為，故B錯誤；
C．根據水平位移的關系可知，從B到A運動的時間為，豎直方向的位移為
解得
故C錯誤；
D．B是OA的中間時刻，根據勻變速直線運動規(guī)律可知，等于O、A兩點間的平均速度，故D正確；
故選AD。
三、非選擇題（本大題共5小題，共54分。第11題6分，第12題9分，第13題10分，第14題12分，第15題17分。其中13—15題解答時要求寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，若只有最后答案而無演算過程的不得分；有數值計算時，答案中必須明確寫出數值和單位。）
11．某同學用圖甲所示裝置測量重錘的質量，實驗方法如下：在定滑輪兩側分別掛上重錘和n塊質量均為的鐵片，重錘下端貼一遮光片，重錘下落時遮光片通過位于其正下方的光電門（圖中未畫出），光電門可以記錄下遮光片的遮光時間；調整重錘的高度，使其從適當的位置由靜止開始下落，讀出遮光片通過光電門的遮光時間；從定滑輪左側依次取下1塊鐵片放到右側重錘上，讓重錘每次都從同一位置由靜止開始下落，計時器記錄的遮光時間分別為，，
(1)用游標卡尺測出遮光片的寬度如圖乙所示，則遮光片的寬度 mm。
(2)遮光時間為時，重錘的加速度為，從左側取下i塊鐵片置于右側重錘上時，對應的遮光時間為，重錘的加速度為，則 （結果用和表示）。
(3)做出圖像是一條直線，直線的斜率為k，則重錘的質量 （用題目中的已知字母表示）。
【答案】(1)10.20 (2) (3)
【解析】（1）20分度游標卡尺的精確值為，由圖可知遮光片的寬度為
（2）設擋光條的寬度為d，則重錘到達光電門的速度為
當擋光時間為時的速度為
擋光時間為時的速度為
重錘在豎直方向做勻加速直線運動，則有
，
聯立解得
（3）根據牛頓第二定律得
聯立解得
作出的圖線的斜率為k，則
解得
12．在研究電子元件、半導體、光電子、光纖、航天等領域，一般需要超純水。某同學網購了一瓶超純水（商品宣傳頁如圖甲所示，上面顯示了該商品的標準參照值，當參照值不小于18.25 MΩ?cm即為達標），為了檢測該超純水的電阻值是否達標，某實驗小組設計了以下實驗方案來進行檢測。
①如圖乙，在長方體絕緣槽內壁插入兩片豎直金屬薄板（薄板略小于容器橫截面積）；
②選擇合適的器材，按圖丙所示連接電路，先將a、b接線柱用導線直接連接，調節(jié)滑動變阻器R，使靈敏電流計G達到滿偏，滿偏電流為1 μA；
③保持滑動變阻器滑片位置不變，用導線將圖乙的A、B分別與圖丙的a、b接線柱連接，在槽內緩慢倒入超純水，直到靈敏電流計指針半偏，記錄下倒入超純水的體積為120 cm3。
(1)根據所學知識，可知圖甲所示商品宣傳頁上顯示的參照值并不是我們所學的電阻值，而是 ，該指標越高，說明水質的導電性能越 （選填“強”或“弱”）。
(2)用游標卡尺測得槽內部底面長度如圖丁所示，則底部長度為 cm。
(3)已知電源電動勢為3 V，根據數據分析，該超純水 （選填“達標”或“不達標”）。
【答案】(1) 電阻率 弱 (2)12.230 (3)不達標
【解析】（1）[1][2]宣傳頁上參照值的單位為MΩ?cm，由
可得該參照值指的是電阻率，電阻率的大小反映了各種材料導電性能的好壞，電阻率越大，導電性能越弱。
（2）20分度游標卡尺的精確度為0.05 mm，由圖可知金屬絲的長度為
（3）令
由閉合電路歐姆定律可知，滿偏電流
當電流半偏時
可得槽內超純水的電阻
根據已知數據，可得電阻率
所以該超純水不達標。
13．圖甲中空氣炸鍋是一種新型的烹飪工具，圖乙為某型號空氣炸鍋的簡化模型圖，空氣炸鍋中有一氣密性良好的內膽，內膽內的氣體可視為質量不變的理想氣體，已知膽內初始氣體壓強為p0=1.0×105Pa，溫度為t0=17℃，現啟動加熱模式使氣體溫度升高到t=191℃，此過程中氣體吸收的熱量為Q=9.5×103J，內膽中氣體的體積不變，求：
(1)此時內膽中氣體的壓強p；
(2)此過程內膽中氣體的內能增加量?U。
【答案】(1)1.6×105Pa
(2)9.5×103J
【解析】（1）封閉氣體等容變化，根據查理定律
其中
，
代入數據解得
（2）根據熱力學第一定律有
由于氣體的體積不變，氣體做功
氣體吸收的熱量
解得
14．如圖（a），質量為m的籃球從離地H高度處靜止下落，與地面發(fā)生一次非彈性碰撞后最高反彈至離地h處。設籃球每次與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比相同，重力加速度為g，不計空氣阻力。
(1)求籃球與地面第一次碰撞過程所受合力的沖量I及碰后速率v2與碰前速率v1之比；
(2)若籃球反彈至最高處h時，運動員向下拍球，對籃球施加一個向下的壓力F，持續(xù)作用至h0高度處撤去，使得籃球與地面第二次碰撞后恰好反彈至h高度處，力F的大小隨高度y的變化如圖（b）所示，求F0的大小。
【答案】(1)，方向豎直向上；
(2)
【解析】（1）籃球自由下落，設碰地前瞬間的速率為，由運動學公式可得
解得
籃球反彈至h高處，設離地瞬間的速率為，由運動學公式可得
解得
以豎直向上為正方向，根據動量定理可得
可得
方向豎直向上；籃球與地面第一次碰撞的碰后速率與碰前速率之比為
（2）由圖像可知，拍球過程壓力做的功為
設籃球落地瞬間的速率為，由動能定理可得
籃球反彈至高處，設離地瞬間的速率為，由運動學公式可得
由（2）問可知速率之比為
聯立解得
15．如圖，是一個用于物流傳輸的電磁感應導軌的簡化模型，足夠長的平行導軌MN、PQ間距L為2m，導軌的ON和部分水平，而MO與部分傾斜，與水平面的夾角，整個裝置都處在磁感應強度大小為，方向垂直傾斜導軌向上的勻強磁場中，ab棒置于水平導軌上，cd棒置于傾斜導軌上，均與導軌垂直，ab、cd棒的質量m均為2 kg，電阻R均為2Ω，與導軌之間的動摩擦因數均為，重力加速度大小，導軌電阻不計，，。
（1）將cd棒由靜止釋放，求cd棒能達到的最大速度及此時ab棒受到的摩擦力；
（2）用手托住cd棒，在外力的作用下，使ab棒由靜止出發(fā)（記為0時刻）向右做的勻加速直線運動，某時刻釋放cd棒，cd棒恰好不上滑，求釋放cd棒的時刻。
【答案】（1），方向平行斜導體向下，，方向水平向右；（2）
【解析】（1）對cd棒受力分析可知
解得
即cd棒由靜止釋放時加速下滑，由于在磁場中受到安培力的作用，加速度越來越小，當加速度為零時，速度達到最大，此時
解得
所以此時產生的電動勢
所以其最大速度
方向沿斜導軌向下；
此時，ab棒受到的安培力沿水平方向的分力為
其最大靜摩擦力
故導體棒ab處于靜止狀態(tài)，此時受到的摩擦力
方向水平向右；
（2）當cd恰好不上滑，則有
解得
故此時的電動勢
所以此時ab棒的速度
故釋放cd棒的時間等于ab棒的運動時間，即