2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷（人教版）解析版

2025年高三物理秋季开学摸底考试模拟卷01

（考试时间：90分钟，分值：10。分）

1.宋应星，宜春奉新人，其所著《天工开物》一书是世界上第一部关于农业和手工业生产

的综合性著作。其中描述的利用耕牛整理田地的场景如图中所示，简化的物理模型如图乙

所示：人站在水平木板上，两根绳子相互平行垂直于木板边缘与水平地面夹角仇30。，人

与木板的总重力为800N,木板与地面动摩擦因数〃二手，若人与木板匀速直线前进，以

A.木板对地面的压力Ev=800N

B.每根绳中的拉力尸=320N

C.若。可调，则当绳子水平时有产最小值

D.人与木板间的摩擦力为零

【答案】D

【解析】AB.以人与木板为对象，根据受力平衡可得2Fcos®=/,2户sin6+N="zg

又/=

联立解得“=160N,N=640N

根据牛顿第三定律，可知木板对地面的压力大小小=640N,故AB错误；

C.若。可调，根据受力平衡可得2尸cos6=/,2Fsin6+N=mg

又/=

Rmg/jmg

联立解得2(cosO+〃sine)2"方cos(a-O)

1.〃

其中cosa=-^^,sm7=-—

J1+/<J?1+”

可知当。二夕时，尸有最小值，则有tana;空巴=〃=正，故C错误;

cosa4

D.因人与木板匀速直线前进，人所受的合外力为零，则水平方向不受摩擦力，故人与木

板间的摩擦力为零，故D正确。

故选Do

2.质量2kg的物体静止放在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数4=02物

体在如图甲所示的水平拉力作用下运动，拉力尸随运动，立移x的变化关系如图乙所示，重

力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.物体开始运动时的加速度为10m/s2

B.水平拉力做功为2C0J

C.物体运动的总位移为20m

D.物体运动中速度最大为8m/s

【答案】D

【解析】A.由牛顿第二定律尸一=〃心，解得加速度〃=8nVs2,A错误；

B.拉力做功等于图像与大坐标包围的面积，W.=；x20xl0J=l00J,B错误:

C.由动能定理吗-〃，昭皿二。-。，解得心=25m,C错误;

D.由乙图产=20-2/=〃咋，当x=8m时物体速度最大，此时拉力等于4N

在运动8m的位移内拉力做功W=型/x8J=96J

2

由动能定理卬-〃"3=}〃心-。

解得物体的速度最大值％出=8m/s,D正确.

故选Do

3.在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据穹道的半径和规定的行驶速度,

设计适当的侦斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾

角为仇转弯半径为，•，在该转弯处规定行驶的速度为v,则下列说法中正确的是

)

A.火车运动的圆周平面为右图中的a

B.在该转弯处规定行驶的速度为

C.适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速

D.当火车速率大于，时，内轨将受到轮缘的挤压

【答案】C

【解析】A.火车运动的圆周平面为水平面，即图中的从故A错误；

2

B.火车以规定速度行驶时，对火车有,咫lan。二机上

解得v=Jgrtan。,故B错误；

C.适当增大内、外轨高度差，则。增大，根据1，=河面万

可知u增大，故适当增大内、外轨高度差可以对火车进行有效安全的提速，故C正确；

D.当火车速率大于-时，火车有外滑趋势，故外轨将受到轮缘的挤压，故D错误。

故选C。

4.如图所示，水平滑道与竖直面内光滑半圆形轨道8CD在3处平滑相接。轨道半径为

R,轻弹簧左端固定在水平滑道左侧的固定挡板”上，弹簧右端自然伸长到八点。质量为

〃，的物块从A点在水平向左的推力下由静止缓慢压缩弹簧到N点（物块与弹簧不拴接），

现撤去外力，物块沿水平滑道运动由〃点进入半圆形轨道4c。，且刚好能到达半圆形轨道

的顶端。点处。已知A、B两点的距离为L,物块与水平滑道4"之间的动摩擦因数为

〃，水平滑道加、A之间光滑，重力加速度为物块可视为质点，下列说法正确的是

B.物块离开师簧时的速陵大小为/4gR+2〃汉

电场线方向电势降低可知，电场方向由Cf%则粒子受力方向与电场方向相同，粒子带

正电，故A错误；

B.由公式U=&/可知，等差等势面越密集，电场强度越大，则M点的场强大于N点的电

场强度，故B错误：

C.某一点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心圆，故C错误；

D.粒子从M点到N点，电场力做功为W=o（例一外）=-5eV

由动能定理有4

解得&N=7eV,故D正确。

故选Do

6.如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为，•的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁

场的磁感应强度大小为8,方向垂百纸面向外,铜环两端〃、万处干同一水平线。若环中通

有大小为/、方向从a到2,的电流，细绳处于绷直状态，则（）

/，，/////，/////////，////////

A.两根细绳拉力与未通电流时一样大

B.两根细绳拉力均比未通电流时的小

C.铜环所受安培力大小为w/E

D.铜环所受安培力大小为2/B/

【答案】D

【解析】AB.取通电半圆形铜环的一小段△/,可将其视为直导线，根据左手定则可知，该

小段导线受到的安培力方向如图所示：

根据对称性可知，对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反（如

图所示），相互抵消，则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下。对铜环进行受力分析，

未通电时，铜环受到重力和两根细绳的拉力，且重力与树根细绳拉力的合力平衡；通电

后，铜环除了受到重力和两根细绳的拉力外，还受到竖直向下的安培力，要使铜环仍处于

平衡状态，两根细绳的拉力之和必然增大，所以两根细绳拉力均比未通电流时的大，故AB

错误；

CD.通电半圆形铜坏nJ等效为等效长度为直径〃从电流方向由〃指向〃的直导线。根据安

培力公式可得q=即4效=8/二,〜？/〃。故c错误，D正确。

故选Do

7.如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为8,U形导轨左端连接阻值为宠的电阻，导轨

电阻不计。导轨间距离为L,在导轨上垂直放置一根金属棒MM与导轨接触良好，电阻

为「，金属棒向右以速度丫匀速运动距离乩则金属棒运动过程中（）

A.金属棒中M点电势低于N点电势

B.电阻R两端的电压为

C.流过电阻R的电量为吗

r+R

D.电阻R上的热功率为0型

R

【答案】C

【解析】A.根据右手定则可知，金属棒中用点电势高于N点电势，故A错误；

B.根据法拉第电磁感应定律可知，导体棒切割磁感线运动产生的感应电动势£=6小

根据闭合电路的欧姆定律可得电路中的感应电流/=丁=~^一

R+rR+r

故电阻R两端的电压U=伏=学R

故B错误；

C.根据电荷量的表达式。=〃

且，=旦

V

解得9=3"，故C正确；

r+R

D.电阻A的热功率4=/%=(普］/?=产\/?

I%「J(/?+r)

故D错误。

故选C

8.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的止弦规律图像如图(a)所不。已知发电机

线圈内阻为5.0C,线圈匝数为10,外接一只电阻为95.0Q的灯泡，如图(b)所示,则

()

A.电压表的示数为220V

B.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

C.电路中的电流方向每秒钟改变50次

D.1=0时，感应电流为零，磁通显最小

【答案】B

【解析】A.电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图像知电动势的最大值J=220^V

£

有效值七=宕=220V

RF

灯泡两端电压U==以=209V,故A错误；

R+r

F

B.电流的有效值/=~^—=2.2A

R+r

发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q,=/2〃=2.22x5xlJ=24.2J,故B正确;

C.由图像知7=2x10%,一个周期内电流方向改变两次，可知1s内电流方向改变100次，

故C错误；

D.由图像知/=0时，感应电流为零，线圈处于与中性面平行的平面，磁通量最大，故D错

误。

故选Bo

9.氢原子的能级示意图如图所示，开始时有大量均处于基态的氢原子，用一束光子能量为

E=12.75eV的单色光照射这些氢原子，并用发出的光线照射逸出功为2.29eV的钠，则下歹U

分析正确的是()

n纥/eV

OO------------------------0

5--------------------------0.54

4---------------------------0.85

3--------------------------1.51

2--------------------------3.40

1--------------------------13.6

A.激发后的氢原子能发出3种不同频率的光

B.发出的光线中有6种光子能使钠发生光电效应

C.发出的光线中，能量为0.66eV的光子波长最长

D.钠发出的光电子的最大初动能为10.46eV

【答案】CD

【解析】A.用光子能量为12.75eV的光照射一群处于基态的氢原子，原子能量为

E=-13.6eV+12.75cV=-0.85eV

知原子跃迁到第4能级，根据C：=6知，最多发射6种不同波长的光子，故A错误；

C.根据&-纥=加得，从〃=4跃迁到〃=3能级辐射的光子能量最小，波长最长，其能量

为E「J=-0.85eV-(-L51)eV=0.66eV,故C正确；

B.当光子能量大于钠的逸出功时，则可发生光电效应，经计算可知，能使钠发生光电效应

的光线有四种，故B错误：

D.钠发出的所有光电子中最大的初动能为E>12.75eV-2.29eV=10.46eV,故D正确。

故选CDo

10.如图，一定量的理想气体先后处于丫-7图上久汰c三个状态，三个状态下气体的压

强分别为几、外、几，则（）

八P

b

/

ZZ

✓✓

✓✓

✓✓

a/c

・一■一■■■■■■■■■■■■■•

ZZ

✓Z

------------------------------------------------------►

0T

A.Pa=PbB.P«=Pcc.P（l>P„D.P（l<Pc

【答案】AD

【解析】根据理想气体的状态方程有/W=CT

变形有

则丫一丁图线上的点，坐标原点连线的斜率代表2

P

则由题图可知〃<、>〃/>=〃"

故选ADo

11.如图所示的电路中，电源内阻不计，滑动变阻器R的滑片向左端缓慢滑动，理想电压

表示数为U,理想电流表示数为/,电压表示数变化量为AU,电流表示数变化量为△/.F

列说法正确的是（）

A.电容器。的带电荷量增加B.电容器C2的带电荷量增加

J彳减小>箸增力口

【答案】AC

【解析】C.滑动变阻器R的滑片向左端缓慢滑动，接入电路的电阻减小，并联部分总电

阻减小，因电源内阻不计，所以并联部分的电压与并联部分的总电阻成正比，即并联部分

总电压减小，即电压表的示数U减小；因电源电动势不变，内阻不计，所以R/两端的电压

增大，根据U&=/R|,可知干路电流增大，即电流表的示数/增大，综上可知，■减小，故

C正确；

D.把幻看成电源内阻，土闭合电路欧姆定律有U=E-/RI,可得当=-a，可知当保

持不变，故D错误；

AB.R两端的电压减小，总电动势不变，可知以和及两端的总电压增大，根据Q=CU,

可知电容器。带电荷量增加，。2带电荷量减小，故A正确，B错误。

故选AC。

12.两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于：x=-0.2m和x=1.2m

处，两列波的波速均为0.4m/s,波源的振幅均为2cm。图示为/=0时刻两列波的图像，此

刻平衡位置在x=0.2m和六0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于

x=0.5m处。则（）

4

k_।_।~1~~।_।_*-

,20.40.60.81.01.2x/m

A.P点开始振动的方向为+），方向

B.当Z=0.75s时两列波在M点相遇

C.平衡位置在x=0.4m处的质点比平衡位置在x=0.7m处的质点先振动

D.O~ls内，M点运动的路程为4cm

【答案】BD

【解析】A.由波的传播方向可以确定质点的振动方向，沿着波的传播方向看，"上坡下,

下坡上”的方法可得出P点开始振动的方向为-y方向，故A错误；

B.由题可知两列波的波速一样，到M点的时间为/="=O.75s,故B止确；

C.由于波速一样，所以由图可知x=-0.2m到x=0.4m的距离比x=1.2m到x=0.7m要远，故

平衡位置在A-=0.4m比平衡位置在x=0.7m处的质点后振动，故C错误；

D.由v=

得HlT=《=ls

两列波传到M点用了。.乃s,两波到M点的起振方向都是向下，在经过0.25s=马，两波刚

4

到达波谷，故M点路程为4cm,故D正确。

故选

BD；J

三、实验题

13.某同学用如图1所示装置做“探究加速度与合外力关系”实验。带有定滑轮的长木板放

在水平桌面上，调节定滑轮的高度及弹簧测力计的位置，使动滑轮两边的轻绳水平，物块

和动滑轮的总质量为

⑴接通电源，轻推物块，观察打点计时器打出的点，如果打出的点间隔越来越大，则减小

沙桶中沙的质量，直到轻推物块后，打点计时器打出的点间隔均匀，忽略纸带与打点计时

器间的摩擦阻力，若这时弹簧测力计的示数为外，则物块与长木板间的滑动摩擦力

f=«

⑵适当增加沙桶中沙的质量，接通电源，释放物块，使物块做初速度为零的匀加速运动，

某次实验打点计时器打出的纸带从比较清晰的点迹起，每5个计时点取1个计数点，在纸

带上连续标出5个计数点A、B、C、。、E,测出各计数点到A点之间的距离，如图2所

示。电源频率为50Hz,贝！物块运动的加速度而m/s2（结果保留1位小数）。

⑶若实验中弹簧测力计的示数为F,则物块受到的合外力尸『（用人/表示），

重复（2）操作，根据每次实验测得的物块运动的加速度〃及受到的合外力厂分，作“孑台图

像，如果图像是过原点的一条倾斜直线，且图线的斜率等于，则表明：质量一定

时，加速度与合外力成（填“正比”或"反比”）。

【答案】（1）2e

(2)1.0

⑶2尸一/上正比

【解析】（1）根据力的平衡，因摩擦力与绳的拉力平衡，则/=2与。

（2）每5个点取1个计数点，则相邻计数点的时间间隔为T=5x0.02s=0.1s

根据逐差法可得加速度为〃=2：AC=（21.60-8.8「:81））＜102m/s2«l.Om/s2

4〃4x0.12

（3）［1］物块受到的合外力坛=2尸一，

⑵⑶由广合=加。知。=］正合

即如果图像是过原点的一条倾斜直线，且图线的斜率等于」，则表明质量一定时，加速度

与合外力成正比。

14.某科学小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻

率大于110dm的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了个长方体容器，其

左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板（板的厚度和板的电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端

分别带有接线柱A、B，如图甲所示。容器内表面长〃=40cm,宽力=20cm,而c=20

cm。将废水注满容器后，进行如下实验操作：

甲乙丙

（1）用多用电表的电阻挡粗测容器中废水的电阻，选择开关置于"xlOO〃挡，其示数如图乙

所示，则该废水的电阻值约为Q；

（2）为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材:

A.直流电源E（电动势E约3V,内阻，勿约0.1Q）；

B.电压表V（吊程0~3V.内阻约3kC）；

C.电流表Ai（量程0~3mA,内阻约10Q）；

D.电流表A2（量程0~0.6A,内阻约0.4C）；

E.滑动变阻器R（0~50C,额定电流2.0A）；

F.开关S一个，导线若干。

图丙为该实验小组在实验过程中所采用的电路图，图丙中的电流表A应为（填写器

材前面的字母序号"C〃或"D〃），请你补全电路图。

（3）正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、/数据；再调节滑动变阻器，重复上述测

量步骤，得出•系列数据如表所示。

电压u/v1.401.601.802.002.202.40

电流〃mA1.401.601.802.002.202.40

（4）由以上测量数据可以求出待测废水的电阻率〃=Q-m0该废水（选填

"达到"或"未达到"）排放标准。

【答案】未达到

£

R

［解析］⑴图乙可知该废水的电阻值约为4=11x100C=1100Q

E3

⑵结合题中数据，可知电路中最大电流约为=h=TiKA*2.7mA

Av11UU

故电流表选A「即选J

⑶因为待测电阻的阻值远大于滑动变阻器的阻值，滑动变阻器采用限流式起不到调节作

用，故采用分压式，故电路图如下

R

⑷⑸根据实验原理及图中表格数据，可知待测废水的电阻&=g=-4）Q=］000c

/1.40x10

根据&

Sbe

代入题中数据，联立解得夕=100Q-m<110C.m

可知该废水未达到排放标唯。

四、解答题

15.如图，质量”=lkg的L形轨道（A8段长度可调节）靠墙放置在光滑水平面上，AB

段的上表面粗糙，其余部分光滑。距离轨道足够远处有一半径R=0.2m,表面光滑的四分

之一圆弧轨道固定在地面上，。为四分之一圆弧轨道的最高点，圆弧底端上表面与L形轨

道右端上表面等高，当L形轨道的8端与四分之一圆弧轨道接触时会立即被锁定。L形轨

道左端连有轻质弹簧，物块P与弹簧不栓接，物块Q静止于A位置。物块P、Q均可视为

质点，质量均为机=3kg,现向左推动物块P至弹簧弹性势能为综=294J时（未超弹性限

度），静止释放物块P,弹簧恢复原长后，P与Q碰撞并粘在一起成组合块向右运动，组合

块与48段的上表面之间的动摩擦力因数4=01。

⑴求P、Q碰撞过程中损失的机械能；

⑵若组合块恰好到达。位置，求A8的长度；

⑶若要使组合块能到达。位置且最终恰好停在圆弧的底端，求43长度5的可能值。

【答案】⑴14刀

（2）19.5m

⑶7.2m或4.3m

【解析】（1）从释放物块P到P离开弹簧过程，由能量守恒有序=（机片

解得%=14m/s

P、Q碰撞过程，规定向右为正方向，根据动量守恒有/，"0=2〃%

解得V）=7m/s

根据能量守恒有;小片=：（2小卜，；+△%

解得A%=147J

（2）由于L轨道距离四分之一圆弧足够远，P、Q碰后组合块与L形轨道达到共速过程,

根据动量守恒有2〃叫=(2,，〃+〃)%

解得4=6m/s

根据能量守恒有J(2，〃)彳=J(2"2+M)喙+〃(2〃?)眄

解得凡=3.5m

L形轨道与圆弧接触后，组合块恰好能到达D点过程，根据能星守恒有

-（2M嗑=4（2"。+（2〃?）gR

解得“=16m

故满足P、Q组合块不从L形轨道掉落且恰能到达。点AB的长度乙=距+邑=19.5m

(3)从L形轨道与圆弧接触瞬间到最终P、Q组合块停在圆弧底端全过程，设L形轨道与

圆弧接触瞬间，组合块与圆弧底端的距离为邑，根据能最守恒有

-（2w）v«=〃（2/〃）的+4（2加）8（4+邑）2攵（k=l，2,3...）

解得53=器?住=1，2,3...）

NK।I

ril(2)知。vs3Vs2仅有两组解；当k=1时，可知$3=pm，。=4+$3

43

6

当2=2时，可知£=（）・8m,£3=4+£3

解得&=4.3m

故AB长度5是7.2m或4.3mo

16.如图甲所示为某气压型弹跳杆，其核心部分可简化为如图乙所示，竖直倒立圆柱形汽

缸导热性能良好，连杆一端与水平地面接触，另一端与面积为S的活塞连接，活塞与汽缸

的重力均不计，活塞与汽缸间的摩擦不计。没有站人时活塞位于距缸底为”的A处，汽缸

内被活塞密封一定质量的理想气体。当某同学站上弹跳杆踏板最终稳定后(人静止在汽缸

顶端)活塞位于距离缸底的8处。已知大气压强为po,外界温度为27。(：，重力加

6

速度为g,汽缸始终竖直。

T

JIL踏板%B

•JL

甲乙

⑴求该同学的质量机。

⑵若该同学仍然站在踏板上，求密封气体的热力学温度乃为多少，才能使得活塞回到位置

【答案】⑴翌

5g

(2)360K

【解析】(1)活塞从位置对气体，等温变化〃=

且匕=S〃，V=SX-H

H6

解得Pi=：Po

J

气缸和同学整体受力平衡，则有/咫+p°s=2

解得小=用

5g

VV

(2)活塞从位置B-4,对气体，等压变化

A12

且7；=(273+27)K=300K,=-VA

6

解得《=360K

17.盐灯作为款时尚灯饰，由具有较好透九性的水晶盐制成，能够发出温暖柔和的九

芒。如图所示，某长方体盐灯底部是不透光木质底座，上下表面是边长为。=0.4m的正方

形，高为〃=0.6m,黄色点光源位于长方体的几何中心。已知该水晶盐介质均匀，黄光在盐

灯中的折射率〃=2,在空气中折射率近似等于1,光在真空中的传播速度为。=3xlO8m/s,

不考虑光经过分界面的反射问题，也不考虑光刚好射到棱上的情况。

⑴求黄光在盐灯中的传播速度以及传播的最短时间(计算结果保留2位有效数字)；

(2)请判断盐灯外表面被照亮区域的最大面积位于其上表面还是某一侧面，并求出最大面积

(计算结果保留71)；

(3)若将黄色光源换为蓝色光源后，发现盐灯外表面被照亮部分的最大面积变小了，请解释

原因。

【答案】(l)1.5xl08m/s,1.3xl0-9s

(2)被照亮部分的最大面积在上表面，需n?

(3)见解析

【解析】(1)黄光在盐灯中的传播速度方£=&型m/s=1.5xl()8m/s

n2

光在盐灯中的传播距离越小传播时间越短，最短传播时间

=—=2=2=°4$

1.3x10%

VV2v2x1.5x10*

⑵设临界角为C,MsinC=14

可知。=30°

设光源到盐灯表面的距离为d,则盐灯表面被照亮面枳的半径「二dtanC

由于d|

则上表面被照亮的面积大，被照亮部分的最大面积在上表面，上表面被照亮面积的半径

3m