2025年高三物理高考新题型探索模拟试题

2025年高三物理高考新题型探索模拟试题一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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）1.高铁制动能量回收系统我国自主研发的CR450动车组采用再生制动技术，在减速过程中将动能转化为电能。某次实验中，列车以300km/h的速度匀速行驶，司机接到制动指令后，列车开始做匀减速直线运动，其位移-时间图像如图所示（图中未画出，假设前50s内位移随时间变化规律为(x=83.3t-0.6t^2)，单位：m、s）。已知列车总质量为4.5×10⁵kg，重力加速度(g=10m/s²)，则制动过程中列车的加速度大小和前50s内克服阻力做的功分别为（）A.(1.2m/s²)，(1.35×10^8J)B.(0.6m/s²)，(2.7×10^8J)C.(1.2m/s²)，(2.7×10^8J)D.(0.6m/s²)，(1.35×10^8J)2.扫地机器人避障原理某品牌扫地机器人的超声波避障传感器工作频率为40kHz，当机器人向静止障碍物发射超声波时，接收到的反射波频率偏移量为240Hz。已知超声波在空气中的传播速度为340m/s，忽略机器人自身尺寸，则机器人与障碍物的距离变化率为（）A.0.85m/sB.1.02m/sC.1.70m/sD.2.04m/s3.核反应中的动量守恒铀核裂变反应方程为(^{235}{92}\text{U}+^1_0\text{n}\rightarrow^{144}{56}\text{Ba}+^{89}_{36}\text{Kr}+3^1_0\text{n})，已知铀核质量为235.0439u，钡核质量为143.9229u，氪核质量为88.9178u，中子质量为1.0087u（1u=931MeV/c²）。若反应前中子以1.0×10⁷m/s的速度与静止铀核发生正碰，则反应后释放的核能及中子的反冲速度大小分别为（）A.173MeV，(2.5×10^7m/s)B.173MeV，(3.0×10^7m/s)C.200MeV，(2.5×10^7m/s)D.200MeV，(3.0×10^7m/s)4.光伏电池板的能量转化某家用光伏系统的电池板效率为20%，其表面接收的太阳辐射功率为1000W/m²。若电池板面积为2m²，输出电压为220V，每天有效光照时间为5小时，则该系统一天内输出的电能及最大输出电流分别为（）A.2kW·h，1.82AB.2kW·h，3.64AC.4kW·h，1.82AD.4kW·h，3.64A5.交变电磁场中的粒子运动如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向里的交变磁场，磁感应强度(B=B_0\sin(\omegat))，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从圆心O以初速度(v_0)沿半径方向射入磁场。若粒子运动周期与磁场变化周期相同，则粒子第一次回到O点时的速度大小为（）A.(v_0)B.(2v_0)C.0D.无法确定6.土楼防御系统的力学分析福建土楼的圆形廊道直径约20m，某士兵在二楼廊道（距地面6m）将质量为10kg的石块以10m/s的初速度水平抛出，石块恰好击中地面上距楼体5m处的目标。不计空气阻力，则石块抛出时的动能及击中目标时的速度方向与水平方向的夹角正切值为（）A.500J，0.6B.500J，1.2C.1000J，0.6D.1000J，1.27.远距离输电的节能分析某小型水电站输出功率为200kW，采用10kV高压输电，输电线路总电阻为5Ω。若将输电电压提升至20kV，则输电线上每天减少的电能损失与输电效率的变化量分别为（）A.720kW·h，18%B.720kW·h，9%C.360kW·h，18%D.360kW·h，9%二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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）8.斜面上的电磁制动如图所示，倾角为30°的光滑斜面上，质量为0.2kg的导体棒ab垂直导轨放置，接入电路的电阻为1Ω。导轨间距为0.5m，空间存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.4T。现使导体棒从静止释放，下滑距离2m时速度达到最大。已知重力加速度(g=10m/s²)，则下列说法正确的是（）A.导体棒的最大速度为5m/sB.下滑过程中安培力的最大功率为2WC.下滑2m过程中通过导体棒的电荷量为0.8CD.若仅增大磁场强度，导体棒的最大速度将减小9.天体运动与微观类比若将氢原子的核外电子绕核运动视为“行星模型”，电子质量为m，电荷量为e，原子核质量为M（M>>m），静电力常量为k，普朗克常量为h。类比开普勒第三定律（行星轨道半径三次方与周期平方成正比），则下列说法正确的是（）A.电子轨道半径r与周期T的关系为(r³/T²=ke²/(4π²m))B.电子运动的动能与轨道半径r成反比C.若电子从半径(r_1)跃迁到(r_2)（(r_2>r_1)），辐射光子的频率为(ke²/(2h)(1/r_1-1/r_2))D.该模型无法解释电子运动的能量量子化现象10.复合场中的粒子轨迹空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度E方向竖直向上，磁感应强度B方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（重力不计）在该区域内做直线运动，速度方向可能为（）A.水平向右B.水平向左C.竖直向上D.斜向右上方与水平方向成45°角三、非选择题（共57分。第11~14题为必考题，第15~16题为选考题，考生任选一题作答）（一）必考题（共45分）11.实验题（12分）某实验小组利用如图所示装置探究“电磁感应中的能量转化”。矩形线圈匝数N=50，面积S=0.02m²，总电阻r=1Ω，与阻值R=4Ω的定值电阻串联。线圈在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，角速度(\omega=10rad/s)。（1）在线圈从图示位置（中性面）转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为______C，电阻R产生的焦耳热为______J。（4分）（2）若将线圈转速提高一倍，其他条件不变，则电压表的示数将变为原来的______倍，外力做功的功率变为原来的______倍。（4分）（3）实验中发现，当线圈转速增大时，电压表指针出现轻微抖动，可能的原因是______。（4分）12.实验题（13分）某同学设计“测量动摩擦因数”的实验，装置如图所示。长木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮，另一端放置光电门。滑块上固定遮光片（宽度d=1cm），通过细线与托盘相连，托盘内放置砝码。（1）实验步骤：①用天平测量滑块质量M、托盘质量m₀；②调整光电门位置，使滑块从静止释放后能通过光电门；③在托盘内添加砝码，质量为m，记录滑块通过光电门的时间t；④改变m，重复步骤③，记录多组数据。（2）滑块通过光电门的速度v=（用d、t表示），若忽略空气阻力，滑块与木板间的动摩擦因数(\mu)=（用M、m₀、m、g、v表示，重力加速度为g）。（4分）（3）若实验中发现(\mu)的测量值总是偏大，可能的原因是______（写出一条即可）。（3分）（4）若换用倾角为(\theta)的斜面代替水平木板，其他条件不变，重复上述实验，则(\mu)的表达式为______（用M、m₀、m、g、v、(\theta)表示）。（3分）13.计算题（10分）如图所示，质量m=2kg的物块A静止在光滑水平面上，与轻质弹簧（劲度系数k=100N/m）的左端相连，弹簧右端固定在竖直墙壁上。质量M=3kg的物块B以速度v₀=5m/s向右运动，与A发生弹性碰撞后，A压缩弹簧至最短。求：（1）碰撞后瞬间A、B的速度大小；（4分）（2）弹簧的最大压缩量及此过程中弹簧弹力对A做的功。（6分）14.计算题（10分）如图所示，半径R=0.5m的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，下端与水平轨道相切于B点。质量m=0.1kg的小滑块从轨道最高点A由静止释放，滑至水平轨道上的C点停下，BC间距离L=2m。已知重力加速度(g=10m/s²)，求：（1）滑块与水平轨道间的动摩擦因数(\mu)；（3分）（2）若在水平轨道BC段加一水平向右的匀强电场，电场强度E=5N/C，滑块带电荷量q=+0.2C，仍从A点静止释放，求滑块在C点的速度大小。（7分）（二）选考题（共12分。请考生从15、16两题中任选一题作答）15.[选修3-3]（12分）一定质量的理想气体经历如图所示的状态变化过程：从状态A（(p_A=1×10^5Pa)，(V_A=2m³)，(T_A=300K)）等压膨胀至状态B，再等容降温至状态C（(T_C=200K)），最后等温压缩回到状态A。（1）求状态B的体积(V_B)和状态C的压强(p_C)；（6分）（