2025年下学期高中物理转化性试卷

2025年下学期高中物理转化性试卷一、选择题（共8小题，每题6分，其中1-5题为单选题，6-8题为多选题）1.质点运动与参考系转化某无人机在水平地面上方做匀速圆周运动，地面观察者测得其运动周期为T，线速度大小为v。若无人机内的GPS定位系统显示其向心加速度大小为a，则下列说法正确的是（）A.若无人机升高后仍保持周期T运动，地面观察者测得的线速度将增大B.向心加速度a的测量值与参考系选择无关C.若无人机突然失去动力，地面观察者将看到其做平抛运动D.无人机内的仪器显示其速度方向始终沿切线方向，加速度方向指向圆心2.电磁感应中的能量转化如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端接有阻值为R的定值电阻。一质量为m的金属棒垂直导轨放置，整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。金属棒从静止释放后沿导轨下滑，最终达到稳定速度v。在此过程中，下列说法正确的是（）A.金属棒的稳定速度v与电阻R成正比B.重力势能的减少量等于电阻R产生的焦耳热C.若仅增大磁场强度B，金属棒的最大加速度将增大D.金属棒下滑过程中，通过电阻R的电荷量与下滑距离成正比3.热力学定律与能量转化一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程：从状态A（p₁、V₁、T₁）经等压膨胀到状态B（p₁、V₂、T₂），再经绝热膨胀到状态C（p₂、V₃、T₃），最后经等容降压回到状态A。下列说法正确的是（）A.过程A→B中，气体对外做功且内能增加B.过程B→C中，气体温度降低且分子平均动能增大C.过程C→A中，气体压强减小是因为分子密集程度减小D.整个循环过程中，气体从外界吸收的热量等于对外做的功4.波动光学与几何光学转化用单色光照射双缝干涉实验装置，在光屏上形成干涉条纹。若将其中一条缝宽度略微增大（保持双缝间距不变），则（）A.干涉条纹间距变宽B.中央亮条纹亮度不变C.光屏上仍能形成清晰的干涉条纹D.条纹对比度（明暗条纹的亮度差）减小5.近代物理与能量转化静止的铀核（${}{92}^{238}\text{U}$）发生α衰变生成钍核（${}{90}^{234}\text{Th}$），释放的α粒子动能为Eₖ。已知铀核、钍核和α粒子的质量分别为m₁、m₂、m₃，光速为c，则（）A.钍核的动能为$\frac{m₃}{m₂}Eₖ$B.衰变过程中释放的核能为$Eₖ\left(1+\frac{m₃}{m₂}\right)$C.衰变后钍核和α粒子的动量大小之比为m₂:m₃D.若衰变过程中释放的γ光子能量为hν，则$hν=(m₁-m₂-m₃)c²-Eₖ$6.力学综合与模型转化（多选）如图所示，质量为M的光滑半圆轨道固定在水平地面上，轨道半径为R，最低点与地面相切。一质量为m的小球（可视为质点）从轨道右侧某高度h处由静止释放，恰好从轨道最高点水平飞出，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.小球释放高度h满足$h=\frac{5R}{2}$B.小球运动到轨道最低点时对轨道的压力大小为6mgC.若仅增大h，小球可能在轨道右侧某位置脱离轨道D.小球从释放到飞出轨道的过程中，机械能守恒7.电磁复合场与运动转化（多选）空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里。一带电小球在该复合场中做直线运动，下列说法正确的是（）A.小球可能带正电且做匀速直线运动B.小球可能带负电且做匀加速直线运动C.若小球速度方向水平向右，其动能一定保持不变D.若小球速度方向竖直向上，其电势能一定减小8.电路动态分析与能量转化（多选）如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻R₁、R₂，滑动变阻器R₃。闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P从a端向b端移动过程中，下列说法正确的是（）A.若R₁=R₂=r，则电源输出功率先增大后减小B.R₂两端的电压变化量与电流变化量的比值保持不变C.滑动变阻器R₃消耗的电功率可能先增大后减小D.电源效率随外电路总电阻增大而增大二、非选择题（共5小题，共62分）9.实验题（10分）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律。实验步骤如下：①将打点计时器固定在铁架台上，连接电源；②将纸带一端固定在重物上，另一端穿过打点计时器限位孔；③释放重物，同时接通电源，打出一条纸带；④更换纸带，重复实验三次。（1）实验中需测量的物理量有：重物的质量m、和（写出物理量名称及符号）。（2）若实验中所用重物质量为0.5kg，打点计时器打点周期为0.02s，选取一条点迹清晰的纸带，测得连续三点A、B、C到起始点O的距离分别为hₐ=19.20cm、hᵦ=23.23cm、hₙ=27.65cm。则重物从O点运动到B点过程中，重力势能减少量ΔEₚ=________J，动能增加量ΔEₖ=J（结果保留三位有效数字，g取9.8m/s²）。（3）实验中发现ΔEₚ略大于ΔEₖ，主要原因是。10.计算题（12分）如图所示，质量为M=2kg的木板静止在光滑水平地面上，木板右端固定一轻质弹簧，弹簧自由端与木板左端的距离为L=1m。一质量为m=1kg的小物块以v₀=4m/s的初速度从木板左端滑上木板，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s²。（1）求物块与弹簧刚要接触时的速度大小；（2）若弹簧的劲度系数k=100N/m，求弹簧的最大压缩量。11.计算题（14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，电场强度大小E=2×10³V/m；第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T。一质量m=1×10⁻⁶kg、电荷量q=+2×10⁻⁹C的带电粒子从坐标原点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。（1）求粒子离开电场时的位置坐标；（2）求粒子在磁场中运动的轨迹半径；（3）若仅将磁场方向改为垂直纸面向里，求粒子从磁场中射出时的速度方向。12.计算题（14分）如图所示，一内壁光滑的汽缸竖直放置，汽缸内有两个质量均为m的活塞A和B，将缸内气体分为Ⅰ、Ⅱ两部分。初始时，活塞A、B静止，距缸底距离分别为h₁=20cm、h₂=30cm，大气压强p₀=1×10⁵Pa，活塞横截面积S=1×10⁻³m²，重力加速度g取10m/s²。现对气体Ⅰ缓慢加热，使活塞B恰好上升到汽缸顶部（此时活塞A未与B接触）。求：（1）加热前气体Ⅰ的压强；（2）加热后气体Ⅰ的温度与初始温度之比；（3）此过程中气体Ⅰ对外做的功。13.创新应用题（12分）2025年我国“夸父二号”卫星成功观测到太阳耀斑爆发时的高能粒子流。假设某一高能质子（质量m=1.67×10⁻²⁷kg，电荷量q=1.6×10⁻¹⁹C）以速度v=3×10⁷m/s垂直进入地球磁场，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。已知地球赤道附近地磁场磁感应强度B=5×10⁻⁵T，质子运动轨迹平面与地磁场方向垂直。（1）求质子做圆周运动的半径R；（2）若质子在磁场中运动半周后，进入一个电场强度E=1×10⁴V/m的匀强电场，电场方向与质子速度方向相反，求质子在电场中运动的最大距离d；（3）从能量转化角度，分析质子在磁场和电场中运动过程的能量变化特点。三、选考题（共15分，请从以下两题中任选一题作答）14.[选修3-3]（15分）（1）（5分）关于固体、液体和气体，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.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化B.液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性C.饱和汽压与温度无关，仅由液体种类决定D.一定质量的理想气体，体积不变时，温度升高，压强增大E.气体扩散现象表明分子在永不停息地做无规则运动（2）（10分）如图所示，一绝热汽缸内有一绝热活塞，活塞与汽缸壁间无摩擦且不漏气。初始时，活塞将汽缸分为体积相等的两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空。现将活塞右侧空间通过阀门与一装有同种气体的储气罐连通，稳定后活塞静止在汽缸中央，此时左侧气体压强为p，温度为T。已知储气罐容积为汽缸容积的2倍，储气罐内气体初始压强为p₀，温度为T₀。求储气罐内气体的初始温度T₀与T的比值（汽缸和活塞的热容量忽略不计）。15.[选修3-4]（15分）（1）（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示，此时质点P位于x=1m处，质点Q位于x=4m处。已知该波的周期T=0.4s，则________（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.该波的波长λ=4m，波速v=10m/sB.t=0.1s时，质点P的速度方向沿y轴正方向C.t=0.2s时，质点Q的加速度最大D.质点P和Q的振动方向始终相反E.若该波在传播过程中遇到宽度为2m的障碍物，能发生明显衍射现象（2）（10分）如图所示，一透明半圆柱体折射率n=$\sqrt{3}$，半径R=10cm，轴线与水平地面垂直。一束平行光以45°入射角从半圆柱体平面一侧射入，光在真空中的传播速度c=3×10⁸m/s。求：①光线从半圆柱体圆弧面射出时的折射角；②该光线在半圆柱体内的传播时间t。试卷设计说明：转化性命题理念：试题通过“运动模型转化”（如曲线运动→直线运动分解）、“能量形式转化”（如