2025年高三物理高考科技前沿专题模拟试题

2025年高三物理高考科技前沿专题模拟试题一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）2024年12月，我国成功发射的“夸父三号”太阳探测器进入日冕层轨道，其搭载的X射线光谱仪可实时监测太阳耀斑活动。已知X射线光子能量范围为0.124keV~124keV，下列说法正确的是（）A.X射线与无线电波一样都是纵波B.太阳耀斑释放的X射线光子能量比可见光小C.用X射线照射某种金属能发生光电效应，若增加照射强度，则逸出光电子的最大初动能增大D.X射线在真空中的传播速度与可见光相同华为公司研发的5.5G通信技术采用300GHz频段的毫米波进行数据传输，相比5G（3.5GHz频段）可实现更高带宽。已知普朗克常量h=6.63×10⁻³⁴J·s，下列说法正确的是（）A.5.5G毫米波的波长约为1mmB.5.5G信号比5G信号更容易发生衍射现象C.毫米波光子的能量约为2×10⁻²²JD.通信基站发射的毫米波能直接穿透金属障碍物我国“人造太阳”EAST装置在2025年实现1.5亿摄氏度持续运行403秒，其核反应方程为(^2_1\text{H}+^3_1\text{H}\rightarrow^4_2\text{He}+^1_0\text{n})。已知氘核质量(m_D=2.0141\\text{u})，氚核质量(m_T=3.0160\\text{u})，氦核质量(m_{\alpha}=4.0026\\text{u})，中子质量(m_n=1.0087\\text{u})，1u相当于931MeV/c²。下列说法正确的是（）A.该反应属于α衰变B.反应过程中释放的能量约为17.6MeVC.提高等离子体温度的目的是减小原子核的比结合能D.反应后氦核与中子的动量大小之比为4:12025年4月，我国首条高温超导磁悬浮试验线在成都建成，其核心部件是钇钡铜氧超导材料（临界温度90K）。当温度低于临界温度时，超导材料（）A.电阻率突然变为零B.不再遵循欧姆定律C.内部磁场强度增大D.可用于制作电热丝量子点显示器因色彩纯度高成为新一代显示技术主流，CdSe量子点的发光波长随粒径增大而红移（波长变长）。已知玻璃对蓝光的折射率n₁=1.52，对红光的折射率n₂=1.50，下列说法正确的是（）A.粒径较大的CdSe量子点发出光的频率较高B.蓝光在玻璃中的传播速度比红光快C.红光从玻璃射向空气时临界角比蓝光小D.相同条件下，红光比蓝光更容易发生干涉现象我国特高压输电工程采用±1100kV直流输电技术，将新疆风电输送至华东地区。若输电功率为1.1×10⁴MW，输电线路总电阻为10Ω，下列说法正确的是（）A.输电电流为1×10⁴AB.输电线路损耗功率为1×10⁸WC.若改用500kV输电，损耗功率将变为原来的4.84倍D.直流输电比交流输电更有利于减少输电线路的电感损耗2025年5月，“天问三号”火星探测器携带的巡视器采用放射性同位素温差发电器（RTG）供电，其原理是利用Pu-238衰变释放的热量加热热电偶发电。已知Pu-238的半衰期为87.7年，衰变方程为(^{238}{94}\text{Pu}\rightarrow^{234}{92}\text{U}+^4_2\text{He})，下列说法正确的是（）A.该衰变是β衰变B.Pu-238衰变的α粒子具有很强的穿透能力C.100gPu-238经过175.4年将剩余25gD.RTG的输出功率随时间均匀减小我国自主研发的“九章三号”量子计算机使用255个光子进行量子计算，其量子比特的相干时间达到1.2ms。关于量子力学，下列说法正确的是（）A.量子比特可以同时处于0和1两种状态B.光子的双缝干涉实验表明光具有粒子性C.量子相干时间越长，量子计算机运算速度越快D.量子纠缠现象违背能量守恒定律二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）2025年国际计量大会通过决议，将“电子伏特”确立为质量基本单位，1eV/c²定义为电子经过1伏特电势差加速获得的能量对应的质量。已知电子电荷量e=1.6×10⁻¹⁹C，光速c=3×10⁸m/s，下列说法正确的是（）A.1eV/c²约等于1.78×10⁻³⁶kgB.质子质量约为938MeV/c²C.质量为1eV/c²的物体在地球表面所受重力约为1.75×10⁻³⁵ND.若物体速度接近光速，其质量比静止质量小我国“句芒号”卫星搭载的激光雷达可通过测量植被反射光的偏振特性反演森林生物量。已知光的偏振方向与光的传播方向垂直，下列说法正确的是（）A.自然光通过偏振片后变为偏振光B.只有横波才能发生偏振现象C.反射光的偏振方向与反射面平行D.激光雷达利用了光的干涉原理2025年7月，我国全超导托卡马克装置（EAST）升级后，其环形线圈产生的磁场强度达6T。若线圈半径为1.5m，匝数为1000匝，下列说法正确的是（）A.线圈中心的磁感应强度方向与电流方向满足右手螺旋定则B.若通入10kA电流，线圈的自感系数约为0.9HC.线圈产生的磁场属于匀强磁场D.超导线圈中电流的热功率为零某空间站实验舱采用磁悬浮技术实现无接触供电，其原理如图所示。发射线圈通入交变电流产生交变磁场，接收线圈中产生感应电动势。已知发射线圈电流i随时间t变化的规律为i=I₀sinωt，下列说法正确的是（）A.接收线圈中感应电动势的频率为ω/2πB.增大I₀可使接收线圈的输出功率增大C.两线圈的距离增大时，感应电动势的最大值减小D.若发射线圈电流改为恒定电流，接收线圈仍能产生感应电动势三、非选择题（共68分。第13~15题为必考题，第16~17题为选考题，考生任选一题作答）（一）必考题（共43分）13.（6分）某实验小组用如图甲所示装置探究光电效应规律，用不同波长的单色光照射铷金属板（逸出功W₀=2.13eV），测量对应的遏止电压U_c。（1）用波长λ=400nm的紫光照射时，对应的遏止电压U_c=V（结果保留两位小数）；（2）若换用波长λ=500nm的绿光照射，其遏止电压比紫光（填“大”或“小”）；（3）图乙是根据实验数据绘制的U_c-1/λ图像，图线的斜率k=______V·m（结果保留两位有效数字）。（普朗克常量h=6.63×10⁻³⁴J·s，元电荷e=1.60×10⁻¹⁹C，光速c=3×10⁸m/s）14.（9分）某同学用如图所示装置测量动摩擦因数μ，将质量m=1kg的物块A放在水平长木板上，通过定滑轮与质量M=0.5kg的钩码B相连。释放后，A沿木板滑行s=1.2m停下，运动时间t=1.0s。（1）物块A滑行过程中的加速度大小a=m/s²；（2）根据牛顿第二定律，μ=（重力加速度g=10m/s²，结果保留两位小数）；（3）若实验中未平衡长木板的倾角，测得的μ值______（填“偏大”“偏小”或“无法确定”）。15.（28分）我国高速磁悬浮列车采用“抱轨式”结构，其原理如图所示。列车底部的超导线圈产生强磁场，与轨道上的铝制感应板相互作用产生悬浮力和驱动力。（1）（10分）已知超导线圈通入电流I时，在感应板处产生竖直向下的磁场B，若感应板中某矩形回路（长L，宽d）的磁通量随时间变化规律为Φ=kt（k为常数），求：①回路中感应电动势E的大小；②若感应板电阻率为ρ，厚度为h，该回路的电阻R。（2）（10分）列车悬浮时，超导线圈与感应板间距为h₀=10mm，此时感应板中涡流产生的磁场与超导线圈磁场方向相反，形成排斥力。已知排斥力F与电流I的平方成正比，与间距h₀成反比，比例系数为k₀。若列车总质量m=2×10⁵kg，求单个超导线圈需通入的最小电流I_min（重力加速度g=10m/s²）。（3）（8分）当列车以速度v向右运动时，感应板中产生涡流，进而受到水平向左的安培力，同时给列车提供水平向右的驱动力。若列车所受阻力f=kv（k=500N·s/m），求列车匀速行驶时的速度v_m。（二）选考题（共25分。请考生从两道题中任选一题作答）16.【物理——选修3-3】（25分）（1）（5分）2025年我国研发的固态锂电池能量密度达500Wh/kg，其工作温度范围为-40℃~80℃。关于温度，下列说法正确的是______（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.温度是分子平均动能的标志B.-40℃的固态锂电池中分子停止运动C.温度升高时，固态电解质的电阻率减小D.锂电池充电时，化学能转化为内能E.80℃时锂电池的分子平均动能比-40℃时大（2）（20分）我国“深海勇士”号载人潜水器采用钛合金耐压壳，其体积V=50m³，下潜至7000m深海进行科学考察。已知海水密度ρ=1.03×10³kg/m³，大气压强p₀=1×10⁵Pa，重力加速度g=10m/s²。①求潜水器在7000m处受到的海水压强p；②若耐压壳的质量m=15t，求潜水器悬浮时需要注入的压载水质量m_w；③潜水器从7000m上浮至水面，若不排出压载水，求浮力对潜水器做的功W。17.【物理——选修3-4】（25分）（1）（5分）我国“嫦娥六号”探测器在月球背面着陆时，利用激光测距仪精确测量地月距离。关于机械波和电磁波，下列说法正确的是______（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.激光属于电磁波B.月球上的地震波是横波C.激光在真空中的传播速度与频率无关D.机械波的传播需要介质E.电磁波不能产生衍射现象（2）（20分）我国自主研发的“慧眼”卫星搭载的硬X射线调制望远镜（HXMT）可观测黑洞双星系统。已知某黑洞质量M=1.5×10³¹kg，其伴星质量m=2×10³⁰kg，两者间距r=3×10¹⁰m，绕共同质心做匀速圆周运动。①求双星系统的转动周期T；②若黑洞吸收伴星物质后质量增大，双星间距不变，则周期T将______（填“增大”“减小”或“不变”）；③黑洞表面的逃逸速度为光速c，求其半径R（引力常量G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²，结果保留一位有效数字）。（三）选考题（共25分。请考生从两道题中任选一题作答）16.【物理——选修3-3】（25分）（1）（5分）2025年我国研发的固态锂电池能量密度达500Wh/kg，其工作温度范围为-40℃~80℃。关于温度，下列说法正确的是______（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.温度是分子平均动能的标志B.-40℃的固态锂电池中分子停止运动C.温度升高时，固态电解质的电阻率减小D.锂电池充电时，化学能转化为内能E.80℃时锂电池的分子平均动能比-40℃时大（2）（20分）我国“深海勇士”号载人潜水器采用钛合金耐压壳，其体积V=50m³，下潜至7000m深海进行科学考察。已知海水密度ρ=1.03×10³kg/m³，大气压强p₀=1×10⁵Pa，重力加速度g=10m/s²。①求潜水器在7000m处受到的海水压强p；②若耐压壳的质量m=15t，求潜水器悬浮时需要注入的压载水质量m_w；③潜水器从7000m上浮至水面，若不排出压载水，求浮力对潜水器做的功W。17.【物理——选修3-4】（25分）（1）（5分）我国“嫦娥六号”探测器在月球背面着陆时，利用激光测距仪精确测量地月距离。关于机械波和电磁波，下列说法正确的是______（填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A.激光属于电磁波B.月球上的地震波是横波C.激光在真空中的传播速度与频率无关D.机