2025年高三物理上学期“物理发展潜能”预测卷

2025年高三物理上学期“物理发展潜能”预测卷一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.质点运动规律的应用某物体做匀变速直线运动，其位移随时间变化的关系式为(x=2t+3t^2)（单位：m），则下列说法正确的是（）A.物体的初速度为2m/s，加速度为3m/s²B.物体在第2s内的平均速度为9m/sC.物体在第3s末的速度为16m/sD.物体在前3s内的位移为15m解析：根据匀变速直线运动位移公式(x=v_0t+\frac{1}{2}at^2)，对比题中关系式可得(v_0=2m/s)，(a=6m/s²)，A项错误；第2s内的位移为(x(2)-x(1)=(2×2+3×4)-(2×1+3×1)=16-5=11m)，平均速度为11m/s，B项错误；第3s末速度(v=v_0+at=2+6×3=20m/s)，C项错误；前3s内位移(x=2×3+3×9=6+27=33m)，D项错误。（本题无正确选项，原题目可能存在数据设计误差，实际训练中需注意公式应用的准确性）2.相互作用与牛顿定律的综合应用如图所示，质量为M的斜面体静止在粗糙水平地面上，斜面倾角为θ，质量为m的物块在斜面体上以加速度a沿斜面匀加速下滑。已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，则地面对斜面体的摩擦力大小为（）A.(mg\cosθ(\sinθ-\mu\cosθ))B.(ma\cosθ)C.(M\mug\cosθ)D.(mg(\sinθ-\mu\cosθ)\cosθ)解析：对物块进行受力分析，沿斜面方向有(mg\sinθ-\mumg\cosθ=ma)，解得(a=g(\sinθ-\mu\cosθ))。将物块加速度分解为水平方向(a_x=a\cosθ)，竖直方向(a_y=a\sinθ)。对整体系统，水平方向仅受地面摩擦力(f)，由牛顿第二定律得(f=ma_x=mg(\sinθ-\mu\cosθ)\cosθ)，D项正确。本题考查整体法与隔离法的应用，需注意加速度分解的方向一致性。3.电磁感应现象的理解矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是（）A.该交变电流的频率为0.02HzB.当t=0.01s时，穿过线圈的磁通量最大C.电动势的有效值为10√2VD.线圈转动过程中，磁通量变化率的最大值为20V解析：由图像可知周期T=0.04s，频率f=25Hz，A项错误；t=0.01s时电动势最大，此时线圈平面与磁场平行，磁通量为零，B项错误；电动势最大值(E_m=10V)，有效值(E=10/\sqrt{2}=5\sqrt{2}V)，C项错误；根据(E_m=n\frac{\Delta\Phi}{\Deltat})，磁通量变化率最大值为10V（假设n=1），D项错误。（本题需结合图像信息判断，注意区分峰值与有效值的关系）4.电场与电路的综合计算如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，定值电阻R₁=3Ω，R₂=2Ω，滑动变阻器R的最大阻值为5Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，下列说法正确的是（）A.当R=2Ω时，电源输出功率最大B.当R=0时，R₂消耗的功率最大C.滑动变阻器两端电压的最大值为6VD.电路总功率的变化范围为18W~24W解析：电源输出功率在外电阻等于内阻时最大，外电路总电阻(R_{外}=R₁+R₂+R=5+R)，当(R_{外}=r=1Ω)时，R需为负值，显然不可能，故输出功率随R增大单调减小，A项错误；R₂消耗功率(P₂=I²R₂)，当电路电流最大（R=0）时功率最大，B项正确；滑动变阻器电压(U=IR=\frac{E}{R₁+R₂+R+r}·R=\frac{12R}{6+R})，当R=5Ω时U≈5.45V，C项错误；总功率(P=EI)，电流范围(\frac{12}{6+5}A≤I≤\frac{12}{6}A)，即(\frac{12}{11}A≤I≤2A)，功率范围约13.09W~24W，D项错误。5.近代物理初步关于原子物理和核反应，下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为10.2eVC.²³⁸U衰变为²³⁴Th时，释放出的粒子是α粒子D.核反应方程²H+³H→⁴He+¹n属于α衰变解析：卢瑟福α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，A项正确；氢原子能级跃迁能量(\DeltaE=E_3-E_1=(-1.51eV)-(-13.6eV)=12.09eV)，B项错误；²³⁸U→²³⁴Th+⁴He，释放α粒子，C项正确；D项为聚变反应，错误。本题正确选项为AC（注：原题为单选题，此处按考纲要求调整选项设计，实际命题需注意题型规范）6.曲线运动与机械能守恒的综合质量为m的小球从半径为R的光滑圆弧轨道顶端由静止释放，在轨道最低点与一静止的质量为2m的物块发生弹性碰撞，碰撞后物块在粗糙水平面上滑行距离s后停下。已知重力加速度为g，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（）A.小球到达轨道最低点时的速度大小为√(2gR)B.碰撞后小球的速度大小为√(2gR)/3C.物块滑行的距离s=R/(3μ)D.整个过程中小球与物块组成的系统机械能守恒解析：小球下滑过程机械能守恒，(mgR=\frac{1}{2}mv_0²)，得(v_0=\sqrt{2gR})，A项正确；弹性碰撞满足动量守恒和机械能守恒：(mv_0=mv_1+2mv_2)，(\frac{1}{2}mv_0²=\frac{1}{2}mv_1²+\frac{1}{2}×2mv_2²)，解得(v_1=-\frac{\sqrt{2gR}}{3})（方向反向），(v_2=\frac{2\sqrt{2gR}}{3})，B项正确；对物块，由动能定理(-\mu·2mgs=0-\frac{1}{2}×2mv_2²)，得(s=\frac{v_2²}{2\mug}=\frac{4×2gR}{9×2\mug}=\frac{4R}{9\mu})，C项错误；碰撞后物块滑行过程有摩擦力做功，系统机械能不守恒，D项错误。正确选项为AB。7.电磁复合场中的运动分析带电粒子在如图所示的正交电磁场中运动，已知电场强度为E，方向竖直向下；磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一带正电的粒子（不计重力）以初速度v₀沿水平方向进入场区，下列说法正确的是（）A.若v₀=E/B，粒子做匀速直线运动B.若v₀>E/B，粒子向纸面内侧偏转C.若粒子做匀速圆周运动，则电场力一定为零D.若粒子做匀变速曲线运动，则磁场力不做功解析：粒子受电场力(F_e=qE)（竖直向下），洛伦兹力(F_b=qvB)（竖直向上）。当(qv_0B=qE)即(v_0=E/B)时，合力为零，做匀速直线运动，A项正确；若(v_0>E/B)，洛伦兹力大于电场力，粒子向上偏转（垂直纸面向外），B项错误；匀速圆周运动需合力提供向心力，若电场力不为零，则需洛伦兹力与电场力的合力为向心力，此时速度大小会变化，洛伦兹力大小变化，无法做匀速圆周运动，故电场力必须为零，C项正确；匀变速曲线运动要求加速度恒定，洛伦兹力随速度变化，故只有电场力时才可能，此时磁场力为零，不做功，D项正确。正确选项为ACD。8.热力学定律与气体性质一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化过程，其中ab为等压过程，bc为等容过程，ca为等温过程。已知状态a的温度为Tₐ，体积为Vₐ，状态b的体积为Vᵦ，则下列说法正确的是（）A.气体在ab过程中对外做功，内能增加B.气体在bc过程中压强增大，吸收热量C.气体在ca过程中放出的热量等于外界对气体做的功D.三个过程中，气体在ab过程中的内能变化量最大解析：ab等压过程，体积增大对外做功(W=-p(V_b-V_a))，温度升高（(\frac{V_a}{T_a}=\frac{V_b}{T_b})），内能增加，A项正确；bc等容过程，温度降低（ca为等温线，T_c=T_a<T_b），压强减小，内能减少，放出热量，B项错误；ca等温过程，内能变化(\DeltaU=0)，由热力学第一定律(Q=-W)，放出热量等于外界做功，C项正确；ab过程(\DeltaU_1=C_v(T_b-T_a))，bc过程(\DeltaU_2=C_v(T_a-T_b)=-\DeltaU_1)，ca过程(\DeltaU_3=0)，故ab与bc内能变化量大小相等，D项错误。正确选项为AC。二、非选择题（共62分，第9~12题为必考题，第13~14题为选考题，考生任选一题作答）9.实验题（10分）某同学用如图甲所示装置探究加速度与力、质量的关系。实验中打点计时器所用电源频率为50Hz，小车质量为M，砝码及砝码盘总质量为m。（1）实验中需要满足条件______，以保证细线拉力近似等于砝码及砝码盘的总重力。（2）图乙为实验中打出的一条纸带，A、B、C、D、E为相邻的计数点，每相邻两计数点间有4个点未画出。测得AB=1.20cm，BC=2.00cm，CD=2.80cm，DE=3.60cm。则小车加速度a=m/s²（结果保留两位有效数字）。（3）保持小车质量M不变，改变m，测得多组数据，作出a-F图像如图丙所示，图线不过原点的原因是，图线末端弯曲的原因是______。答案：（1）(m\llM)（2分）（2）0.80（3分，计算过程：(\Deltax=0.80cm)，(a=\frac{\Deltax}{T²}=\frac{0.80×10^{-2}m}{(0.1s)²}=0.80m/s²)）（3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（2分）；不满足(m\llM)（3分）10.实验题（10分）某同学要测量一节干电池的电动势E和内阻r，实验室提供的器材有：A.电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）B.电流表A（量程0.6A，内阻约0.1Ω）C.滑动变阻器R（0~20Ω，1A）D.开关S及导线若干（1）请在图甲中用笔画线代替导线完成实物电路连接（要求采用电流表外接法）。（2）实验中测出6组数据，描点作出U-I图像如图乙所示，由图像可得E=______V，r=______Ω（结果保留两位有效数字）。（3）若考虑电压表分流，电动势测量值______真实值，内阻测量值______真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。答案：（1）实物图连接（略，注意电压表并联、电流表串联，滑动变阻器分压或限流均可，此处推荐限流接法）（3分）（2）1.5（1.48~1.52均可，2分）；0.83（0.80~0.85均可，3分，计算过程：(r=\frac{\DeltaU}{\DeltaI}=\frac{1.5V-1.0V}{0.6A}=0.83Ω)）（3）小于（1分）；小于（1分）11.计算题（14分）如图所示，质量M=4kg的木板静止在光滑水平地面上，木板左端固定一轻质弹簧，弹簧右端与质量m=1kg的物块接触但不连接。现给物块一个水平向左的初速度v₀=5m/s，物块压缩弹簧至最短后又被弹回，最终物块与木板相对静止。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s²。求：（1）物块压缩弹簧至最短时木板的速度大小；（2）弹簧的最大弹性势能；（3）整个过程中系统产生的热量。解析：（1）系统水平方向动量守恒，压缩至最短时二者共速(v)：(mv_0=(M+m)v)（3分）解得(v=\frac{1×5}{5}=1m/s)（2分）（2）由能量守恒，初动能转化为内能和弹性势能：(\frac{1}{2}mv_0²=\mumgx+\frac{1}{2}(M+m)v²+E_p)（3分）最终共速时(\frac{1}{2}mv_0²=\mumg(2x)+\frac{1}{2}(M+m)v²)（2分）联立解得(E_p=\mumgx=\frac{1}{2}mv_0²-\frac{1}{2}(M+m)v²=12.5J-2.5J=10J)（2分）（3）整个过程产生热量(Q=\mumg(2x)=10J)（2分）答案：（1）1m/s；（2）10J；（3）10J12.计算题（18分）如图所示，在xOy坐标系中，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度E=2×10³V/m；第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。一质量m=2×10⁻¹²kg、电荷量q=+1×10⁻⁸C的粒子从坐标原点O以初速度v₀=2×10³m/s沿x轴正方向射入电场。不计粒子重力，求：（1）粒子离开电场时的位置坐标；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径；（3）粒子从进入磁场到离开磁场的时间。解析：（1）粒子在电场中做类平抛运动：水平方向：(x=v_0t)（2分）竖直方向：(y=\frac{1}{2}at²)，(a=\frac{qE}{m}=1×10^{13}m/s²)（3分）离开电场时竖直分速度(v_y=at)，设粒子离开电场时速度方向与x轴夹角为θ，(\tanθ=\frac{v_y}{v_0}=1)，得θ=45°，则(v_y=v_0)，(t=\frac{v_0}{a}=2×10^{-10}s)（2分）位置坐标(x=2×10³×2×10^{-10}=4×10^{-7}m)，(y=\frac{1}{2}×1×10^{13}×(2×10^{-10})²=2×10^{-7}m)（2分）（2）进入磁场时速度(v=\sqrt{v_0²+v_y²}=\sqrt{2}v_0=2\sqrt{2}×10³m/s)（2分）洛伦兹力提供向心力：(qvB=m\frac{v²}{r})（2分）解得(r=\frac{mv}{qB}=\frac{2×10^{-12}×2\sqrt{2}×10³}{1×10^{-8}×0.5}=1.13×10^{-2}m)（2分）（3）粒子在磁场中运动周期(T=\frac{2\pim}{qB}=2.51×10^{-3}s)（1分）由几何关系知粒子偏转角为90°，运动时间(t=\frac{T}{4}=6.28×10^{-4}s)（2分）答案：（1）(4×10⁻⁷m,2×10⁻⁷m)；（2）1.1×10⁻²m；（3）6.3×10⁻⁴s（结果均保留两位有效数字）13.选考题（10分，选修3-3）（1）下列说法正确的是（）A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.分子间距离增大时，分子势能一定减小C.一定质量的理想气体，温度升高时，内能一定增加D.饱和汽压随温度升高而增大（2）如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后回到状态A。已知状态A的温度T_A=300K，求：①气体在状态B的温度T_B；②气体从状态B到状态C过程中放出的热量Q。答案：（1）CD（4分，选对一项得2分，错选不得分）（2）①由A到B等容变化：(\frac{p_A}{T_A}=\frac{p_B}{T_B})（2分），解得(T_B=600K)（1分）②由B到C等压变化，体积减小外界做功(W=p\DeltaV=2×10^5Pa×(3×10^{-3}m³-1×10^{-3}m³)=400J)（1分）内能变化(\DeltaU=C_v(T_C-T_B))，由A到C等温(T_C=T_A=300K)，(\DeltaU=C_v(300-600)=-300C_v)（1分）由热力学第一定律(\DeltaU=W+Q)，理想气体(C_v=\frac{3}{2}R)（单原子分子），解得(Q=-700J)，即放出700J热量（1分）14.选考题（10分，选修3-4）（1）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图甲所示，介质中质点P的振动图像如图乙所示，则该波的波长λ=______m，波速v=______m/s。（2）如图所示，