2025年下学期高中物理新眼界试卷

2025年下学期高中物理新眼界试卷一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分）1.运动的描述与匀变速直线运动某物体做匀变速直线运动，其速度-时间（v-t）图像如图所示。下列说法正确的是（）A.0~2s内物体的加速度大小为2m/s²B.0~4s内物体的位移为16mC.2~4s内物体的平均速度为4m/sD.物体在t=3s时的瞬时速度为5m/s解析：根据v-t图像斜率表示加速度，0~2s内加速度(a=\frac{\Deltav}{\Deltat}=\frac{4-0}{2}=2m/s²)，A正确；图像与时间轴围成的面积表示位移，0~4s内位移为(\frac{1}{2}×(2+4)×4=12m)，B错误；2~4s内位移为(\frac{1}{2}×(4+0)×2=4m)，平均速度(\bar{v}=\frac{4}{2}=2m/s)，C错误；t=3s时速度为2m/s，D错误。2.相互作用与牛顿运动定律如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ。下列关于物体受力的说法正确的是（）A.物体受到的摩擦力大小为μmgcosθB.物体受到的支持力与重力的合力方向沿斜面向下C.若增大斜面倾角θ，物体可能先静止后沿斜面下滑D.物体对斜面的压力与斜面对物体的支持力是一对平衡力解析：物体静止时摩擦力为静摩擦力，大小等于mgsinθ，A错误；支持力与重力的合力与摩擦力平衡，方向沿斜面向上，B错误；增大θ时，mgsinθ增大，当mgsinθ>μmgcosθ时物体下滑，C正确；压力与支持力是作用力与反作用力，D错误。3.曲线运动与万有引力人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若轨道半径增大到原来的2倍，下列说法正确的是（）A.线速度变为原来的(\frac{1}{\sqrt{2}})倍B.角速度变为原来的2倍C.周期变为原来的(\frac{1}{2})倍D.向心加速度变为原来的4倍解析：由万有引力提供向心力(G\frac{Mm}{r²}=m\frac{v²}{r}=mω²r=m\frac{4π²r}{T²}=ma)，解得(v=\sqrt{\frac{GM}{r}})，(ω=\sqrt{\frac{GM}{r³}})，(T=2π\sqrt{\frac{r³}{GM}})，(a=\frac{GM}{r²})。轨道半径增大到2倍时，线速度变为原来的(\frac{1}{\sqrt{2}})，A正确；角速度变为原来的(\frac{1}{2\sqrt{2}})，B错误；周期变为原来的(2\sqrt{2})倍，C错误；向心加速度变为原来的(\frac{1}{4})，D错误。4.热学与热力学定律一定质量的理想气体经历如图所示的A→B→C→A循环过程，其中A→B为等压过程，B→C为等容过程，C→A为等温过程。下列说法正确的是（）A.A→B过程中气体内能增加B.B→C过程中气体对外界做功C.C→A过程中气体放出热量D.整个循环过程中气体内能变化量不为零解析：A→B等压膨胀，温度升高，内能增加，A正确；B→C等容过程，体积不变，不做功，B错误；C→A等温压缩，内能不变，外界对气体做功，气体放出热量，C正确；循环过程内能变化量为零，D错误。5.光学现象与电磁波关于光的性质，下列说法正确的是（）A.光的干涉现象说明光具有粒子性B.光的衍射现象表明光沿直线传播C.光的偏振现象证明光是横波D.红外线比紫外线的频率高解析：干涉、衍射是波动性的表现，A、B错误；偏振现象是横波特有的性质，C正确；红外线频率低于紫外线，D错误。6.电场与电路如图所示，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，定值电阻R₁=4Ω，R₂=6Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。闭合开关S，移动滑片P，下列说法正确的是（）A.当R=0时，电路总功率为18WB.当R=10Ω时，R₂两端电压为6VC.滑动变阻器消耗的最大功率为9WD.滑片P向右移动时，电源效率减小解析：总电阻(R_{总}=r+R₁+R₂+R)，当R=0时，(I=\frac{E}{r+R₁+R₂}=1A)，总功率P=EI=12W，A错误；R=10Ω时，总电阻22Ω，电流(I=\frac{12}{22}A)，R₂电压(U=IR₂≈3.27V)，B错误；将R₁、R₂、r视为等效内阻(r'=12Ω)，当R=r'=12Ω时滑动变阻器功率最大，但R最大为10Ω，此时功率(P=I²R=(\frac{12}{2+4+6+10})²×10≈5.6W)，C错误；滑片右移R增大，总电流减小，电源效率(η=\frac{UI}{EI}=\frac{U}{E})，路端电压U增大，效率增大，D错误。7.磁场与电磁感应如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e随时间t的变化规律为e=220√2sin(100πt)V。下列说法正确的是（）A.电动势的有效值为220√2VB.线圈转动的角速度为100πrad/sC.当t=0时，线圈平面与磁场方向垂直D.若转速增大一倍，电动势的最大值变为原来的(\frac{1}{2})倍解析：有效值(E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}=220V)，A错误；角速度ω=100πrad/s，B正确；t=0时e=0，线圈平面与磁场平行，C错误；转速n增大一倍，ω增大一倍，E_m=NBSω增大一倍，D错误。8.光的折射与全反射一束单色光从空气斜射入水中，入射角为45°，折射角为30°。下列说法正确的是（）A.该光在水中的传播速度为(\frac{3\sqrt{2}}{2}×10^8m/s)B.水对该光的折射率为(\sqrt{2})C.若增大入射角，可能发生全反射D.该光的频率在水中比在空气中大解析：折射率(n=\frac{sin45°}{sin30°}=\sqrt{2})，B正确；传播速度(v=\frac{c}{n}=\frac{3×10^8}{\sqrt{2}}=\frac{3\sqrt{2}}{2}×10^8m/s)，A正确；光从空气射入水中，折射角小于入射角，不可能发生全反射，C错误；频率由光源决定，不变，D错误。9.动量守恒定律质量为m的小球A以速度v与静止的质量为2m的小球B发生正碰，碰撞后A球速度反向，大小为(\frac{v}{3})，则碰撞后B球的速度为（）A.(\frac{v}{3})B.(\frac{2v}{3})C.vD.(\frac{4v}{3})解析：由动量守恒定律(mv=m(-\frac{v}{3})+2mv_B)，解得(v_B=\frac{2v}{3})，B正确。10.热力学第二定律下列现象中，不能用热力学第二定律解释的是（）A.热量自发从高温物体传到低温物体B.不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功C.气体向真空膨胀时内能减小D.第二类永动机不可能制成解析：热力学第二定律揭示了热现象的方向性，A、B、D均与之相关；气体向真空膨胀时不做功，内能不变（理想气体），C错误。二、实验题（共2小题，共24分）11.探究加速度与力、质量的关系（12分）某实验小组利用如图所示装置探究加速度a与合外力F、质量m的关系。（1）实验中需要平衡摩擦力，具体操作是将长木板一端垫高，轻推小车，使小车在______（填“受力平衡”或“不受力”）的情况下做匀速直线运动。（2）若已平衡摩擦力，改变砂和砂桶质量m，测出对应小车加速度a，得到a-F图像如图所示，图线不过原点的原因可能是______；图线末端弯曲的原因是______。（3）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量M，得到多组数据，为了直观得到a与M的关系，应作______（填“a-M”或“a-1/M”）图像。答案：（1）受力平衡；（2）未平衡摩擦力或平衡不足；砂和砂桶质量未远小于小车质量；（3）a-1/M12.测定金属的电阻率（12分）用伏安法测定某金属丝的电阻率，实验器材如下：电源（电动势3V，内阻忽略）电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）螺旋测微器、毫米刻度尺、开关、导线若干（1）用螺旋测微器测量金属丝直径如图所示，读数为______mm。（2）为了减小实验误差，电流表应采用______（填“内接法”或“外接法”）。（3）若金属丝长度为L，直径为d，电压表示数为U，电流表示数为I，电阻率ρ=______（用公式表示）。答案：（1）0.620（0.618~0.622均可）；（2）外接法；（3）(\rho=\frac{\pid²U}{4IL})三、计算题（共3小题，共36分）13.（10分）质量为2kg的物体在水平拉力F作用下沿粗糙水平面运动，t=0时物体静止，0~2s内F=10N，2~4s内F=0，物体与地面间动摩擦因数μ=0.2，g=10m/s²。求：（1）0~2s内物体的加速度大小；（2）4s内物体的位移大小。解析：（1）摩擦力f=μmg=4N，0~2s内加速度(a_1=\frac{F-f}{m}=3m/s²)；（2）2s末速度v=a₁t₁=6m/s，位移(x_1=\frac{1}{2}a_1t_1²=6m)；2~4s内加速度(a_2=-\frac{f}{m}=-2m/s²)，位移(x_2=vt_2+\frac{1}{2}a_2t_2²=6×2+\frac{1}{2}×(-2)×4=8m)；总位移x=x₁+x₂=14m。14.（12分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道固定在竖直平面内，底端与水平轨道相切，质量为m的小球从轨道最高点A由静止释放，滑至水平轨道上的B点与质量为3m的静止物块发生碰撞，碰撞后小球反弹，速度大小为碰撞前的(\frac{1}{2})，物块在水平轨道上滑行距离L后停下，已知物块与轨道间动摩擦因数为μ，g=10m/s²。求：（1）小球碰撞前瞬间的速度大小；（2）物块滑行的距离L。解析：（1）从A到B机械能守恒(mg·2R=\frac{1}{2}mv_B²)，解得(v_B=2\sqrt{gR})；（2）碰撞过程动量守恒(mv_B=m(-\frac{v_B}{2})+3mv)，解得(v=\frac{v_B}{2}=\sqrt{gR})；对物块，由动能定理(-μ·3mgL=0-\frac{1}{2}·3mv²)，解得(L=\frac{R}{2μ})。15.（14分）如图所示，间距为L的平行金属导轨与水平面夹角为θ，导轨上端接有阻值为R的电阻，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B。质量为m的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨间动摩擦因数为μ，ab棒从静止释放后沿导轨下滑，最终达到稳定速度v。重力加速度为g，导轨和金属棒电阻不计。求：（1）金属棒达到稳定速度时的感应电流大小和方向；（2）金属棒的稳定速度v；（3）金属棒从静止到达到稳定速度过程中，电阻R产生的热量Q。解析：（1）感应电动势E=BLv，电流(I=\frac{E}{R}=\frac{BLv}{R})，由右手定则知电流方向从b到a；（2）受力平衡：mgsinθ=μmgcosθ+BIL=μmgcosθ+(\frac{B²L²v}{R})，解得(v=\frac{mgR(sinθ-μcosθ)}{B²L²})；（3）由能量守恒(mgxsinθ=μmgxcosθ+\frac{1}{2}mv²+Q)，其中(x)为下滑距离，稳定时加速度为零，无法直接求x，需结合运动学或动量定理（此处假设已学动量定理），但高中阶段可表述为(Q=mgx(sinθ-μcosθ)-\frac{1}{2}mv²)，其中(x)需通过其他条件求得，若未给出x，则Q无法具体计算，此处按题目要求写出表达式即可。四、选考题（共2小题，每题10分，任选一题作答）16.【物理—选修3-3】一定质量的理想气体，从状态A（p₁=2atm，V₁=1L，T₁=300K）经等容过程到状态B（p₂=4atm），再经等温过程到状态C（V₃=2L）。求：（1）状态B的温度T₂；（2）状态C的压强p₃；（3）从A到C过程中气体对外界做的总功。解析：（1）等容过程(\frac{p₁}{T₁}=\frac{p₂}{T₂})，解得T₂=600K；（2）等温过程p₂V₂=p₃V₃，V₂=V₁=1L，解得p₃=2atm；（3）等容过程不做功，等温过程做功