2025年高三物理高考傳統(tǒng)文化中的物理知識模擬試題一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~5題只有一項符合題目要求，第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.司南與地磁場我國古代四大發(fā)明之一的司南是最早利用地磁場指示方向的裝置，其核心部件是由天然磁石打磨成的磁勺。關(guān)于司南的工作原理，下列說法正確的是（）A.磁勺靜止時勺柄指向地理北極，是因為受到地磁場的作用B.磁勺的指向精度與地球磁場強度無關(guān)，僅由磁石純度決定C.將司南放入水平光滑的銅盤中，其指向穩(wěn)定性會顯著提高D.司南的S極指向地理南極附近，體現(xiàn)了地磁兩極與地理兩極的偏差答案：D解析：地球磁北極位于地理南極附近，磁南極位于地理北極附近，因此磁勺的S極（勺柄）實際指向地磁北極，即地理南極附近，體現(xiàn)了地磁偏角現(xiàn)象，D正確。磁勺靜止時勺柄指向地理南極，A錯誤；地磁場強度會影響磁勺的偏轉(zhuǎn)力矩和指向穩(wěn)定性，B錯誤；銅為非磁性材料，無法屏蔽磁場或增強穩(wěn)定性，C錯誤。該題考查地磁場分布及磁極間相互作用規(guī)律，體現(xiàn)了對《考試大綱》中"磁場"模塊Ⅰ級要求的理解。2.都江堰的水利力學(xué)戰(zhàn)國時期李冰父子修建的都江堰工程采用"魚嘴分水堤"實現(xiàn)岷江水資源的分配，其原理是利用彎道環(huán)流現(xiàn)象使泥沙自然分離。若將岷江河道簡化為半徑為R的圓弧彎道，水流做勻速圓周運動的線速度為v，則彎道處河水深度的分布規(guī)律及向心力來源是（）A.靠近凸岸處水深增大，向心力由水流重力提供B.靠近凹岸處水深增大，向心力由河岸支持力提供C.靠近凹岸處水深增大，向心力由重力與浮力的合力提供D.靠近凸岸處水深增大，向心力由水流間的摩擦力提供答案：C解析：彎道環(huán)流中，水流在離心力作用下向凹岸聚集，導(dǎo)致凹岸水位升高、流速增大，凸岸水位降低、流速減小。此時水流做圓周運動的向心力由重力（豎直向下）與浮力（豎直向上）的合力提供，合力方向指向圓心，C正確。該題將曲線運動與實際工程結(jié)合，考查對《考試大綱》中"拋體運動與圓周運動"模塊Ⅱ級要求的應(yīng)用，需要考生分析復(fù)雜情境中的受力關(guān)系。3.長信宮燈的熱學(xué)原理2022年北京冬奧會火種燈設(shè)計靈感源自漢代長信宮燈，其核心結(jié)構(gòu)是"虹吸導(dǎo)煙"裝置：燃燒產(chǎn)生的煙氣通過中空袖管進入盛水底座被凈化。若宮燈內(nèi)溫度為373K（100℃），外界溫度為293K（20℃），袖管橫截面積為S，管內(nèi)煙氣壓強與外界大氣壓近似相等，則單位時間內(nèi)通過袖管的煙氣體積與下列哪個因素成正比（）A.√373B.√(1/293)C.S·√(373-293)D.S·√(T?-T?)/(T?T?)答案：D解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程和流體力學(xué)規(guī)律，宮燈內(nèi)外的溫度差導(dǎo)致氣體密度差異，形成熱對流。由伯努利方程推導(dǎo)可得，單位時間內(nèi)通過袖管的體積流量Q=S·√[2gH·(T?-T?)/(T?T?)]，其中H為袖管高度，g為重力加速度。在H、g不變時，Q與S·√(T?-T?)/(T?T?)成正比，D正確。該題綜合考查熱學(xué)與力學(xué)知識，體現(xiàn)《考試大綱》對"應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題能力"的要求，需結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程和能量守恒進行推導(dǎo)。4.編鐘的聲學(xué)特性湖北隨州出土的戰(zhàn)國曾侯乙編鐘由65件青銅鐘組成，通過改變鐘體的大小和敲擊位置實現(xiàn)不同音調(diào)。若將編鐘簡化為兩端固定的弦振動模型，當(dāng)敲擊鐘體不同位置時（）A.敲擊鐘體中央時，基頻振動的波長最長B.鐘體越大，振動的固有頻率越高C.用相同力度敲擊同一鐘體的不同位置，振幅越大音調(diào)越高D.編鐘發(fā)出的聲波在空氣中的傳播速度與鐘體振動頻率成正比答案：A解析：兩端固定的弦振動中，基頻波長λ=2L（L為弦長），敲擊中央時形成基頻振動，波長最長，A正確。鐘體越大則質(zhì)量和勁度系數(shù)的比值增大，固有頻率降低，B錯誤；音調(diào)由頻率決定而非振幅，C錯誤；聲波在空氣中的傳播速度僅與溫度有關(guān)，與聲源頻率無關(guān)，D錯誤。該題考查機械振動與機械波的基本規(guī)律，對應(yīng)《考試大綱》中"機械振動與機械波"模塊Ⅱ級要求，需理解振動頻率、波長與介質(zhì)的關(guān)系。5.被中香爐的角動量守恒唐代《西京雜記》記載的"被中香爐"是一種便攜式取暖器，其核心結(jié)構(gòu)是由三層同心圓環(huán)組成的萬向支架，爐體始終保持水平。若香爐繞豎直軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，爐體質(zhì)量為m，繞自身軸線的轉(zhuǎn)動慣量為I，則爐體的角動量大小及守恒條件是（）A.角動量大小為Iω，守恒條件是支架無摩擦B.角動量大小為mωr2（r為轉(zhuǎn)動半徑），守恒條件是合外力為零C.角動量大小為Iω，守恒條件是合外力矩為零D.角動量大小為mωr2，守恒條件是角速度恒定答案：C解析：角動量L=Iω，其中I為轉(zhuǎn)動慣量，ω為角速度。被中香爐通過萬向支架實現(xiàn)轉(zhuǎn)動軸的自由調(diào)節(jié)，當(dāng)合外力矩為零時，系統(tǒng)角動量守恒，確保爐體不會傾倒，C正確。該題考查角動量守恒定律的應(yīng)用，對應(yīng)《考試大綱》中"碰撞與動量守恒"模塊Ⅱ級要求，需要考生區(qū)分動量守恒與角動量守恒的條件差異。6.趙州橋的力學(xué)結(jié)構(gòu)隋代工匠李春設(shè)計的趙州橋是世界上現(xiàn)存最古老的石拱橋，其單孔凈跨37.02米，拱矢高7.23米，采用"敞肩拱"結(jié)構(gòu)減輕自重。關(guān)于趙州橋的力學(xué)特性，下列說法正確的有（）A.主拱圈采用扇形石砌結(jié)構(gòu)，利用了石材抗壓強度高的特性B.拱肩上的小拱在洪水期可分流洪水，減小對橋身的沖擊力C.橋身自重產(chǎn)生的水平推力由兩岸橋臺的摩阻力平衡D.車輛在橋面行駛時，對橋身的作用力等于車輛重力答案：ABC解析：趙州橋主拱圈為變截面圓弧結(jié)構(gòu)，石材的抗壓強度約為抗拉強度的10倍，扇形砌石通過擠壓傳遞壓力，A正確；敞肩拱設(shè)計可減少洪水對橋身的沖力，同時減輕自重約15%，B正確；拱橋的水平推力由橋臺基礎(chǔ)與地基間的靜摩擦力平衡，C正確；車輛行駛時由于離心力作用，對橋身的作用力大于重力，D錯誤。該題綜合考查共點力平衡、動量定理等知識，體現(xiàn)《考試大綱》中"互相作用與牛頓運動定律"模塊Ⅱ級要求的綜合應(yīng)用。7.透光鏡的光學(xué)原理漢代透光鏡是一種特殊的青銅鏡，其鏡面能反射出背面的紋飾圖案，原因是鏡體鑄造時產(chǎn)生的應(yīng)力使鏡面形成微觀凹凸。若將鏡面簡化為曲率半徑為R的球面，平行光垂直入射時，反射光斑中心與邊緣的光程差及干涉現(xiàn)象是（）A.光程差為2(R-√(R2-r2))，形成等厚干涉條紋B.光程差為2√(R2-r2)，形成等傾干涉條紋C.紋飾凸起處光程差增大，對應(yīng)亮條紋D.紋飾凹陷處光程差增大，對應(yīng)暗條紋答案：AC解析：透光鏡的鏡面凹凸差約為10??m量級，當(dāng)平行光入射時，凸起處與凹陷處的反射光存在光程差Δ=2h（h為高度差）。對于球面鏡面，半徑r處的高度差h=R-√(R2-r2)，故Δ=2(R-√(R2-r2))，A正確；這種由厚度變化引起的干涉為等厚干涉，紋飾凸起處h增大，Δ增大，若滿足Δ=kλ則形成亮條紋，C正確。該題考查光的反射與干涉，對應(yīng)《考試大綱》中"光"模塊Ⅱ級要求，需要考生將波動光學(xué)知識與古代工藝現(xiàn)象結(jié)合。8.火藥爆炸的能量轉(zhuǎn)化宋代《武經(jīng)總要》記載的"火球火藥配方"含硝石（KNO?）、硫磺、木炭，爆炸時發(fā)生反應(yīng)：2KNO?+S+3C=K?S+N?↑+3CO?↑。若1mol硝酸鉀完全反應(yīng)，下列說法正確的有（）A.釋放的總能量等于反應(yīng)熱與氣體膨脹功之和B.生成氣體的總分子數(shù)為2.5molC.氣體膨脹過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D.反應(yīng)前后氣體分子的平均動能增大答案：BCD解析：根據(jù)反應(yīng)方程式，2molKNO?參與反應(yīng)生成1molN?和3molCO?，故1molKNO?完全反應(yīng)生成2mol氣體（0.5molN?+1.5molCO?），B正確；爆炸過程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，氣體膨脹時內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，C正確；反應(yīng)放熱使氣體溫度升高，分子平均動能增大，D正確；總能量釋放等于反應(yīng)熱（內(nèi)能變化），膨脹功是內(nèi)能轉(zhuǎn)化的一部分，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，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）取窯內(nèi)一薄氣柱，受力平衡得dp=-ρgdh。積分得Δp=∫ρgdh=∫(pM/(RT))gdh。因溫度均勻變化T=T?-(T?-T?)h/L，且h=Lsinθ=15m，代入得Δp=(pMgLsinθ)/(R(T?-T?))ln(T?/T?)=275Pa。（3）由伯努利方程得流速v=√(2Δp/ρ)，取平均密度ρ?=pM/(R(T?+T?)/2)=1.0kg/m3，故Δm/Δt=ρ?Sv=1.0×0.5×√(2×275/1.0)=0.28kg/s。該題全面考查熱學(xué)綜合應(yīng)用，對應(yīng)《考試大綱》中"固體、液體與氣體"和"熱力學(xué)定律"模塊的Ⅱ級要求，需要考生將微元法與積分思想應(yīng)用于實際問題。12.（18分）墨經(jīng)中的光學(xué)實驗《墨經(jīng)》記載"景到，在午有端，與景長，說在端"，描述了小孔成像的原理。某同學(xué)用易拉罐制作小孔成像裝置，易拉罐高H=10cm，底部開直徑d=1mm的小孔，頂部剪開后蒙上半透明薄膜作為光屏。（1）（6分）若將裝置水平放置，小孔距光屏距離L=10cm，用波長λ=600nm的紅光照射，求光屏上中央亮斑的直徑D；（2）（6分）保持光源與小孔距離不變，將裝置豎直放置，光屏上像的長度變?yōu)樵瓉淼?.5倍，求光源的高度h；（3）（6分）若在小孔處放置焦距f=5cm的凸透鏡，調(diào)節(jié)光源位置使像距v=10cm，求此時的物距u及像的放大率m。答案：（1）D=1.44mm；（2）h=15cm；（3）u=10cm，m=1解析：（1）中央亮斑直徑由小孔衍射和幾何