2025届山东省济南市高三下学期二模考试物理试卷（含答案）

2025届山东省济南市高三下学期二模考试物理试卷（含答案）本试卷满分100分，考试用时90分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。）1．太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置，其主要材料为高纯度的硅。当紫外线照射硅表面时，会有光电子逸出。下列说法正确的是（）A．发生光电效应后，硅带负电B．红光照射硅表面时一定能发生光电效应C．减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变D．增大紫外线的强度，光电子的最大初动能变大2．图甲和图乙是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的单缝衍射图样，图丙和图丁是红、蓝两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉图样。甲、乙、丙、丁四幅图样中用红光形成图样的是（）A．甲、丙B．乙、丁C．乙、丙D．甲、丁3．如图所示，一条直线上分布着等间距的a、b、c、d、e、f点，一质点从ab间的P点（未画出）以初速度v₀沿直线做匀减速运动，运动到f点时速度恰好为零。若此质点从P点以v₀/3的初速度出发，以相同加速度沿直线做匀减速运动，质点速度减为零的位置在（）A．bc之间的某点B．cd之间的某点C．de之间的某点D．ef之间的某点4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的部分波形图如图所示，质点P的平衡位置xₚ=3m；t=0.6s时质点P第一次回到平衡位置，则质点P的振动方程为（）A．y=5sin(5π/4t+π/4)cmB．y=5sin(5π/4t-π/4)cmC．y=5sin(4π/5t+π/4)cmD．y=5sin(4π/5t-π/4)cm5．为了检验输电电压高低对电能输送的影响，某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路进行对比实验。两个电路使用相同的低压交流电源，所有的电阻和灯泡电阻均相等，导线电阻不计。图乙中的理想变压器的匝数比n₁:n₂=n₄:n₃=1:2。已知灯泡L₁消耗的功率为P，则灯泡L₂消耗的功率为（）A．49PB．12PC．2PD．4P6．北京时间2025年4月11日00时47分，我国成功发射通信技术试验卫星十七号。该卫星运行参数如下表所示，已知地球半径R=6370km，万有引力常量G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²，下列说法正确的是（）时间（协调世界时UTC）2025年4月11日21∶00∶24轨道偏心率0.7324768轨道倾角18.9938°近地点高度183km远地点高度36116km每日绕地圈数2A．可以求出该卫星在近地点时万有引力的大小B．可以求出地球的质量C．该卫星在近地点时的加速度大于地球表面的重力加速度D．该卫星在近地点时的机械能大于在远地点时的机械能7．如图甲所示，我国自主研发的“章鱼”触手机器人能抓取任意形态的物体，可负载260倍自重。如图乙所示，圆锥体母线和高线之间的夹角α=37°，该机器人对圆锥体的弹力方向垂直于圆锥体侧面，靠机器人和圆锥体之间的摩擦力将圆锥体抓起。若该机器人竖直向上抓起圆锥体时施加的弹力足够大，则机器人和圆锥体之间的动摩擦因数至少为（已知sin37°=3/5，cos37°=4/5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A．3/5B．4/5C．3/4D．4/38．风洞是进行空气动力学研究最有效的工具之一，我国最新的JF22风洞创造了全球最快30马赫风速的奇迹。如图所示，风洞能对进入其中的物体始终施加一个水平恒力。一小球从地面的a点以大小为v₀的初速度竖直向上抛出，在b点落回地面，小球离开地面的最大高度等于ab间的距离，则小球在运动过程中的最小速度为（）A．v₀/2B．√2v₀/2C．√3v₀/3D．√5v₀/5二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分。）9．如图所示，一定质量的理想气体经历了a→b的等温过程。在该过程中，下列说法正确的是（）A．气体对外界做的功大于p₀V₀B．气体从外界吸收的热量小于p₀V₀C．所有分子热运动速率都不变D．单位时间内气体分子对容器壁单位面积的撞击次数减少10．如图所示为带等量异种电荷的两正对平行金属板P和Q，P板带负电，Q板接地，板长为L，两板间距离为d。大量电子从两平行板间上半区域的左侧以平行于金属板的相同速度进入板间，靠近P板左侧边缘进入的电子恰好能打在Q板右侧边缘，电子进入板间在上半区域均匀分布，忽略电子间的相互作用，不考虑电场的边缘效应。下列说法正确的是（）A．电子击中Q板区域的长度为L/2B．电子击中Q板区域的长度为LC．保持两板带电量不变，若将Q板向下平移d/4的距离，打在Q板上的电子数占进入平行板电子总数的1/2D．保持两板带电量不变，若将Q板向下平移d/4的距离，靠近P板左侧边缘进入的电子出电场时的电势能为进电场时电势能的1/211．如图所示，在水平面上有不同材料制成的物块A和物块B，A、B之间用轻弹簧栓接，物块B的右侧为固定挡板，物块A与水平面之间无摩擦，物块B与水平面之间的动摩擦因数为μ，整个装置处于静止状态。现用水平恒力F向右推物块A，弹簧压缩最短时撤去外力，物块A被弹回，运动至最左端时，物块B所受的摩擦力恰好为最大静摩擦力。已知劲度系数为k的轻弹簧形变量为x时的弹性势能为(1/2)kx²，重力加速度为g，物块B的质量为m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）A．整个运动过程中，刚施加水平外力时A的加速度最小B．物块A运动至最右端时，弹簧弹力与水平恒力大小相等C．水平恒力F的大小为μmgD．整个运动过程中，B物块和挡板间始终无弹力作用12．如图所示，竖直平面内有一“∩”形金属线框abcd，边框ab和cd足够长，整个装置处于与线框平面垂直的匀强磁场中。与边框bc长度相等的金属棒MN从非常靠近bc的位置由静止释放，同时对金属棒施加一竖直方向的外力F，使金属棒以重力加速度g向下做匀加速直线运动，金属棒与线框接触良好，不计金属棒和线框的电阻，下列说法正确的是（）A．外力F的大小恒定不变B．金属棒产生的感应电动势随时间均匀增大C．感应电流的方向始终为从M到ND．金属棒所受的安培力随时间均匀增大三、非选择题（本题共6小题，共60分。）13．（6分）某实验小组用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，实验中使用的打点计时器接50Hz的交流电源。（1）实验前，需要平衡摩擦力，具体操作是：将木板不带滑轮的一端适当垫高，轻推小车，使小车在不受拉力时能____________________。（2）某次实验中，打出的一条纸带如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，测得计数点1、2、3、4到计数点0的距离分别为x₁=1.20cm、x₂=2.90cm、x₃=5.10cm、x₄=7.80cm，则小车的加速度a=________m/s²（结果保留两位有效数字）。（3）实验中，若砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M，可认为小车所受的拉力F≈mg。若不满足m≪M，实际拉力F________mg（填“大于”“小于”或“等于”）。14．（8分）某同学用伏安法测量一个未知电阻Rₓ的阻值，可供选择的器材如下：电源：电动势E=3V，内阻r≈1Ω；电流表：A₁（量程0~0.6A，内阻Rₐ₁≈0.5Ω），A₂（量程0~3A，内阻Rₐ₂≈0.1Ω）；电压表：V₁（量程0~3V，内阻Rᵥ₁≈3kΩ），V₂（量程0~15V，内阻Rᵥ₂≈15kΩ）；滑动变阻器：R（最大阻值20Ω，额定电流1A）；开关、导线若干。（1）为了减小测量误差，电流表应选择________，电压表应选择________（填器材代号）。（2）若未知电阻Rₓ约为10Ω，应采用________（填“电流表内接”或“电流表外接”）法。（3）实验中，该同学进行了多次测量，得到多组电压U和电流I的数据，作出U-I图像，图像的斜率为k，则未知电阻Rₓ=________（用k和所选电流表内阻表示）。（4）若实验中误将电流表内接当作外接法，测得的电阻值________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。15．（10分）如图所示，倾角θ=37°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端固定一轻质定滑轮，细绳跨过定滑轮，一端连接质量m₁=2kg的物块A（静止在斜面上），另一端连接质量m₂=1kg的物块B（悬挂在斜面外侧），物块A与细绳之间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计细绳和定滑轮的质量及摩擦，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）判断物块A是否会沿斜面运动，说明理由；（2）若给物块A施加一个沿斜面向下的恒力F=10N，求物块A的加速度大小；（3）在（2）的条件下，物块A向下运动2m时，求细绳的拉力所做的功。16．（10分）如图所示，平行板电容器的两个极板水平放置，极板间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场强度E=1×10³N/C，磁感应强度B=0.5T。一质量m=1×10⁻⁴kg、电荷量q=1×10⁻⁶C的带电粒子从极板左侧中点以水平速度v₀射入极板间，恰好做匀速直线运动，从极板右侧射出。若撤去磁场，粒子仍从同一位置以相同速度射入，恰好从极板右侧边缘射出。不计粒子的重力，求：（1）粒子的初速度v₀；（2）极板的长度L和极板间的距离d；（3）撤去磁场后，粒子射出极板时的速度大小。17．（12分）如图所示，光滑水平轨道上有一质量M=2kg的木板C，木板C上表面左端放置一质量m_D=3kg的物块D，物块D与木板C之间的动摩擦因数μ=0.1。斜面体B固定在水平平台上，将质量m_A=2kg的物块A从斜面上距平台高度h=1.5m处由静止释放，物块A脱离斜面体B后，与平台发生相互作用，物块A垂直于平台方向的速度分量瞬间变为零，沿平台方向的速度分量不变。已知物块A和D均视为质点，重力加速度g=10m/s²，不计空气阻力，求：（1）物块A在平台上运动时的速率；（2）若物块A和物块D不能发生碰撞，物块D到木板C左端的最小距离；（3）若斜面体B不固定，A从斜面上高度为1.5m处静止释放，开始时物块D到木板C左侧的距离为0.5m，物块A与物块D的碰撞为弹性碰撞，求物块D与木板C第一次共速时，物块D相对于木板C的位移大小。18．（14分）如图所示，两根等长的光滑平行金属轨道ab和cd水平放置，左端与电容器相连接，右端分别与由绝缘材料制成的粗糙圆弧轨道bc和ef平滑连接，轨道间距L=0.5m，圆弧轨道半径R=0.4m，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小B=1T。质量m=0.1kg、长为L的金属棒静止在平行金属轨道上，闭合开关后电容器快速放电，金属棒被水平弹射出去，然后滑上圆弧轨道，运动到与圆心等高的e位置时速度减为零并立即被取走，金属棒经过c位置时对轨道的压力为自身重力的k（k=3）倍。已知电容器的电容C=1F，重力加速度g=10m/s²，不计金属导轨与金属棒的电阻，求：（1）金属棒在圆弧轨道上运动过程中克服摩擦力做的功；（2）金属棒被弹射前后电容器电压的差值；（3）若金属棒被弹射后，电容器再次充电，当金属棒静止在圆弧轨道最低点时，电容器两端的电压。参考答案及解析一、单项选择题（每小题3分，共24分）1．C【解析】A．发生光电效应后，硅表面逸出光电子（带负电），硅因失去电子带正电，A错误；B．红光频率小于紫外线，若红光频率低于硅的极限频率，则不能发生光电效应，B错误；CD．根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能只与入射光频率有关，与光强无关，减小或增大紫外线强度，最大初动能均不变，C正确，D错误。故选C。2．B【解析】红光波长大于蓝光，单缝衍射中，波长越长中央亮纹越宽，故乙为红光衍射图样；双缝干涉中，条纹间距Δx=Lλ/d，波长越长条纹间距越大，故丁为红光干涉图样。故选B。3．A【解析】设相邻点间距为s，P到f的距离为x，由匀减速运动速度-位移公式0-v₀²=-2ax；当初速度为v₀/3时，0-(v₀/3)²=-2ax'，解得x'=x/9。设P到b的距离为s₀，则x=s₀+4s，故x'=(s₀+4s)/9，因s₀<s，故x'<(s+4s)/9=5s/9<s，故停止位置在bc之间。故选A。4．A【解析】由波形图知波长λ=8m，振幅A=5cm；波沿x轴正方向传播，t=0.6s时P第一次回到平衡位置，说明波传播3m，波速v=3/0.6=5m/s，周期T=λ/v=8/5=1.6s，角频率ω=2π/T=5π/4rad/s；t=0时P点位移为正，且振动方向向上，初相φ=π/4，故振动方程为y=5sin(5π/4t+π/4)cm。故选A。5．D【解析】设电源电压为U，灯泡电阻为R，图甲中电路总电阻为3R，电流I₁=U/(3R)，功率P=I₁²R=U²/(9R)；图乙中，升压变压器输出电压U₂=2U，降压变压器输入电压U₃=U₂=2U，输出电压U₄=2U₂=4U，灯泡L₂功率P₂=U₄²/R=16U²/R=4P。故选D。6．B【解析】A．万有引力F=GMm/r²，卫星质量m未知，无法求出F，A错误；B．由开普勒第三定律和万有引力提供向心力，可由轨道半长轴和周期求出地球质量，B正确；C．近地点加速度a=GM/(R+h₁)²，地球表面重力加速度g=GM/R²，故a<g，C错误；D．卫星在椭圆轨道运动，只有万有引力做功，机械能守恒，D错误。故选B。7．C【解析】对圆锥体受力分析，竖直方向：2f≥mg，水平方向：2Ncosα=2Nsinα，f=μN，联立得μ≥tanα=3/4。故选C。8．D【解析】设最大高度为h，ab距离为h，竖直方向：v₀²=2gh，运动时间t=2v₀/g；水平方向：h=½at²，解得a=g/2；合速度v=√(v_y²+v_x²)，v_y=v₀-gt，v_x=at，当v_y=2v_x时速度最小，解得v_min=√5v₀/5。故选D。二、多项选择题（每小题4分，共16分）9．AD【解析】A．等温过程pV=C，气体对外做功W=∫pdV>p₀V₀，A正确；B．等温过程内能不变，Q=W>p₀V₀，B错误；C．分子热运动速率遵循统计规律，并非所有分子速率不变，C错误；D．体积增大，分子数密度减小，撞击次数减少，D正确。故选AD。10．AC【解析】A．设电子初速度v₀，偏转位移y=½at²，t=L/v₀，a=eE/m，靠近P板的电子y=d/2，解得E=mdv₀²/(eL²)；最上端电子y=0，打在Q板左端，故击中区域长度为L/2，A正确，B错误；C．Q板下移，电场强度E不变，偏转位移y'=d'/2时电子打在Q板上，d'=d+d/4=5d/4，y'=5d/8，由y'=½at²，解得t'=√(5dL²/(mdv₀²))，对应的入射位置y₀=eEt'²/(2m)=5d/8，故打在Q板的电子数占总数的1/2，C正确；D．电势能变化ΔEₚ=-eEy，出电场时电势能为Eₚ=eEy，与初态电势能之比为y/(d/2)=5/4，D错误。故选AC。11．CD【解析】A．刚施加外力时，弹簧弹力为零，加速度a=F/m_A最大，A错误；B．弹簧压缩最短时弹力最大，大于F，B错误；C．撤去外力后，A运动到最左端时，弹簧弹力F弹=μmg，由能量守恒，(1/2)kx₁²=(1/2)kx₂²，x₁=x₂，故F=kx₁=μmg，C正确；D．整个过程中，弹簧弹力始终小于等于μmg，B始终不受挡板弹力，D正确。故选CD。12．BD【解析】A．金属棒匀加速，v=gt，感应电动势E=BLv=BLgt，感应电流I=E/R=BLgt/R，安培力F安=BIL=B²L²gt/R，由mg+F-F安=mg，得F=F安=B²L²gt/R，随时间增大，A错误；B．E=BLgt，随时间均匀增大，B正确；C．由右手定则，金属棒向下运动，感应电流方向从N到M，C错误；D．F安=B²L²gt/R，随时间均匀增大，D正确。故选BD。三、非选择题（共60分）13．（6分）（1）匀速下滑（2分）【解析】平衡摩擦力的目的是使小车所受重力沿斜面向下的分力等于摩擦力，轻推小车能匀速下滑即平衡完毕。（2）0.50（2分）【解析】由逐差法a=(x₃+x₄-x₁-x₂)/(4T²)，代入数据得a=0.50m/s²。（3）小于（2分）【解析】对整体a=mg/(M+m)，对小车F=Ma=Mmg/(M+m)<mg。14．（8分）（1）A₁；V₁（2分，每空1分）【解析】电源电动势3V，电压表选V₁；Rₓ≈10Ω，最大电流≈0.3A，电流表选A₁。（2）电流表外接（2分）【解析】Rₓ<√(Rᵥ₁Rₐ₁)，采用外接法减小误差。（3）k-Rₐ₁（2分）【解析】U=I(Rₓ+Rₐ₁)，斜率k=Rₓ+Rₐ₁，故Rₓ=k-Rₐ₁。（4）大于（2分）【解析】内接法测量值R测=Rₓ+Rₐ₁>Rₓ。15．（10分）（1）不会运动（1分）；理由：物块A受到的最大静摩擦力fₘ=μm₁gcosθ=0.5×2×10×0.8=8N（1分）；物块B的重力G₂=m₂g=10N（1分）；物块A沿斜面的分力G₁=m₁gsinθ=12N（1分）；因G₂<G₁-fₘ（10<12-8=4不成立），且G₂<G₁+fₘ，故A静止。（2）施加F后，对A：m₁gsinθ+F-f-T=m₁a（1分）；对B：T-m₂g=m₂a（1分）；f=μm₁gcosθ=8N（1分）；联立解得a=2m/s²（1分）。（3）A向下运动2m，B向上运动2m，由（2）得T=m₂(g+a)=12N（1分）；拉力做功W=-T·x=-24J（1分）。16．（10分）（1）匀速运动时，qE=qv₀B（2分）；解得v₀=E/B=2×10³m/s（1分）。（2）撤去磁场后，粒子做类平抛运动，水平方向L=v₀t（1分）；竖直方向d/2=½at²（1分）；a=qE/m=10m/s²（1分）；联立解得L=0.4m，d=0.02m（1分）。（3）竖直分速度v_y=at=0.2m/s（1分）；合速度v=√(v