2025年高三物理高考科學(xué)推理能力模擬試題一、單項(xiàng)選擇題（共5小題，每小題6分，共30分）1.力學(xué)動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題題目：如圖1所示，無(wú)人機(jī)在水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，懸掛的零件通過(guò)輕繩與機(jī)身連接，輕繩與豎直方向夾角θ保持不變。忽略空氣阻力，下列判斷正確的是（）A.無(wú)人機(jī)一定做勻速運(yùn)動(dòng)B.零件的加速度方向水平向右C.若θ增大，則無(wú)人機(jī)加速度一定增大D.零件所受拉力的豎直分量大于重力解析：模型簡(jiǎn)化：以零件為研究對(duì)象，受力分析包括豎直向下的重力(mg)和沿繩方向的拉力(T)，二力合力提供水平加速度。推理過(guò)程：豎直方向平衡：(T\cos\theta=mg)（式①）；水平方向合力：(T\sin\theta=ma)（式②）；聯(lián)立①②得：(a=g\tan\theta)，方向與合力方向一致（水平向左或向右取決于θ的偏向）。選項(xiàng)分析：A錯(cuò)誤：加速度(a=g\tan\theta)，θ不變則(a)不變，無(wú)人機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng)；B錯(cuò)誤：若θ偏向左側(cè)，加速度方向水平向左；C正確：(\tan\theta)隨θ增大而增大，故(a)增大；D錯(cuò)誤：豎直分量(T\cos\theta=mg)，與重力平衡。答案：C2.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化題目：如圖2所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，間距(L=0.5m)，電阻(R=2Ω)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度(B=1T)。質(zhì)量(m=0.1kg)的金屬棒從靜止釋放，下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知金屬棒最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度(v=4m/s)，重力加速度(g=10m/s2)，導(dǎo)軌傾角(\theta=30°)，則金屬棒下滑過(guò)程中（）A.感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針（俯視）B.勻速時(shí)所受安培力大小為(0.5N)C.電阻(R)產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢(shì)能的減少量D.從靜止到勻速，通過(guò)電阻的電荷量為(0.4C)解析：模型構(gòu)建：金屬棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(E=BLv)，閉合回路電流(I=E/R)，安培力(F_A=BIL)。推理過(guò)程：勻速時(shí)受力平衡：(mg\sin\theta=F_A)，代入數(shù)據(jù)得(F_A=0.1×10×0.5=0.5N)（B正確）；電流方向：由右手定則，金屬棒下滑時(shí)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針（俯視）（A錯(cuò)誤）；能量關(guān)系：重力勢(shì)能減少量等于動(dòng)能增加量與焦耳熱之和（C錯(cuò)誤）；電荷量計(jì)算：(q=\Delta\Phi/R=BLx/R)，勻速時(shí)(F_A=B2L2v/R=mg\sin\theta)，解得(x=mvR/(B2L2)=0.1×4×2/(12×0.52)=3.2m)，故(q=1×0.5×3.2/2=0.8C)（D錯(cuò)誤）。答案：B3.熱學(xué)中的氣體實(shí)驗(yàn)定律題目：一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖3所示的(p-T)圖像變化過(guò)程，其中(a→b)為等容過(guò)程，(b→c)為等壓過(guò)程。已知(T_a=300K)，(p_a=1×10?Pa)，(p_b=2×10?Pa)，(V_c=0.6m3)，則氣體在(a→c)過(guò)程中對(duì)外做功為（）A.(3×10?J)B.(6×10?J)C.(9×10?J)D.(1.2×10?J)解析：狀態(tài)分析：(a→b)等容：(V_a=V_b)，由查理定律(p_a/T_a=p_b/T_b)，得(T_b=600K)；(b→c)等壓：(p_b=p_c=2×10?Pa)，由蓋-呂薩克定律(V_b/T_b=V_c/T_c)，得(V_b=V_a=0.3m3)。做功計(jì)算：等容過(guò)程(W_{ab}=0)；等壓過(guò)程(W_{bc}=p\DeltaV=2×10?×(0.6-0.3)=6×10?J)；總功(W=W_{ab}+W_{bc}=6×10?J)。答案：B4.光學(xué)折射與全反射題目：如圖4所示，直角三棱鏡(ABC)中，(\angleA=90°)，(\angleB=30°)，折射率(n=\sqrt{3})。一束光線從(AB)邊中點(diǎn)垂直入射，下列說(shuō)法正確的是（）A.光線在(AC)邊發(fā)生全反射B.光線從(BC)邊射出時(shí)的折射角為(60°)C.若增大入射角，出射光線將向(BC)邊上方偏折D.該棱鏡對(duì)該光線的臨界角為(45°)解析：光路分析：光線垂直(AB)入射，方向不變，到達(dá)(AC)邊時(shí)入射角(i=30°)（與(AC)邊法線夾角）；臨界角(C=\arcsin(1/n)=\arcsin(1/\sqrt{3})≈35.26°)，因(i=30°<C)，不發(fā)生全反射（A錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤）；折射角(r)：由(n\sini=\sinr)，得(\sinr=\sqrt{3}×\sin30°=\sqrt{3}/2)，(r=60°)（B正確）；增大入射角時(shí)，(AC)邊入射角增大，若超過(guò)臨界角，光線在(AC)邊反射后從(BC)邊下方射出（C錯(cuò)誤）。答案：B5.近代物理中的光電效應(yīng)題目：用頻率為(\nu)的單色光照射金屬鉀，測(cè)得遏止電壓為(U_c)。已知普朗克常量(h)，電子電荷量(e)，光速(c)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.若增大入射光強(qiáng)度，遏止電壓增大B.金屬鉀的逸出功為(W_0=h\nu-eU_c)C.若改用頻率為(2\nu)的光照射，光電子最大初動(dòng)能為(2h\nu-W_0)D.入射光的波長(zhǎng)為(\lambda=c/\nu)解析：愛因斯坦光電效應(yīng)方程：(E_k=h\nu-W_0=eU_c)，故(W_0=h\nu-eU_c)（B正確）；選項(xiàng)分析：A錯(cuò)誤：遏止電壓與頻率有關(guān)，與強(qiáng)度無(wú)關(guān)；C錯(cuò)誤：最大初動(dòng)能(E_k'=h(2\nu)-W_0=2h\nu-(h\nu-eU_c)=h\nu+eU_c)；D正確：波長(zhǎng)(\lambda=c/\nu)。答案：BD二、非選擇題（共3小題，共70分）6.力學(xué)綜合題（20分）題目：如圖5所示，質(zhì)量(M=2kg)的木板靜止在光滑水平面上，木板左端固定一輕彈簧，彈簧右端與質(zhì)量(m=1kg)的物塊接觸但不連接?，F(xiàn)給物塊水平向右的初速度(v_0=6m/s)，已知物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)(\mu=0.2)，彈簧勁度系數(shù)(k=100N/m)，重力加速度(g=10m/s2)。求：（1）物塊與木板共速時(shí)的速度大小；（2）彈簧的最大壓縮量；（3）整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。解析：（1）動(dòng)量守恒：系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，(mv_0=(M+m)v)，解得(v=(1×6)/(2+1)=2m/s)；（2）能量守恒：從開始到共速，動(dòng)能損失轉(zhuǎn)化為彈簧彈性勢(shì)能和摩擦熱，即：[\frac{1}{2}mv_02=\frac{1}{2}(M+m)v2+\mumgx+\frac{1}{2}kx2]代入數(shù)據(jù)：(\frac{1}{2}×1×36=\frac{1}{2}×3×4+0.2×1×10x+\frac{1}{2}×100x2)，化簡(jiǎn)得(50x2+2x-12=0)，解得(x=0.4m)（舍去負(fù)根）；（3）摩擦生熱：相對(duì)位移(x)，(Q=\mumgx=0.2×1×10×0.4=0.8J)。答案：（1）2m/s；（2）0.4m；（3）0.8J7.電磁學(xué)綜合題（25分）題目：如圖6所示，在(xOy)平面內(nèi)，第一象限存在沿(y)軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)(E=2×103V/m)；第四象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度(B=0.5T)。一質(zhì)量(m=2×10^{-10}kg)、電荷量(q=+1×10^{-6}C)的粒子從原點(diǎn)(O)以速度(v_0=2×103m/s)沿(x)軸正方向射入電場(chǎng)。不計(jì)粒子重力，求：（1）粒子離開電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)；（2）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；（3）粒子從進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次回到(x)軸所用的時(shí)間。解析：（1）類平拋運(yùn)動(dòng)：水平方向：(x=v_0t)；豎直方向：(y=\frac{1}{2}at2)，(a=qE/m=(1×10^{-6}×2×103)/(2×10^{-10})=1×10?m/s2)；離開電場(chǎng)時(shí)豎直速度(v_y=at=1×10?t)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與(x)軸夾角(\theta)滿足(\tan\theta=v_y/v_0=(1×10?t)/(2×103)=5×103t)；因粒子從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)的邊界為(y)軸，當(dāng)粒子離開電場(chǎng)時(shí)，(x)方向位移由運(yùn)動(dòng)時(shí)間決定，設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(t)，則(x=2×103t)，(y=0.5×1×10?t2=5×10?t2)。由于題目未明確電場(chǎng)邊界，默認(rèn)粒子從第一象限進(jìn)入第四象限，即當(dāng)豎直方向速度達(dá)到一定值時(shí)離開電場(chǎng)，此處需補(bǔ)充條件：粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到(x=0.4m)處離開（假設(shè)邊界(x=0.4m)），則(t=x/v_0=0.4/(2×103)=2×10^{-4}s)，(y=5×10?×(2×10^{-4})2=0.2m)，位置坐標(biāo)((0.4m,0.2m))；（2）磁場(chǎng)中半徑：進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度(v=\sqrt{v_02+v_y2}=\sqrt{(2×103)2+(1×10?×2×10^{-4})2}=\sqrt{4×10?+4×10?}=2\sqrt{2}×103m/s)；半徑(r=mv/(qB)=(2×10^{-10}×2\sqrt{2}×103)/(1×10^{-6}×0.5)=1.13m)；（3）運(yùn)動(dòng)時(shí)間：周期(T=2\pim/(qB)=2\pi×2×10^{-10}/(1×10^{-6}×0.5)=2.51×10^{-3}s)；粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角為(270°)（從第四象限回到(x)軸），時(shí)間(t=3T/4=1.88×10^{-3}s)。答案：（1）(0.4m,0.2m)；（2）1.13m；（3）1.88×10^{-3}s8.熱學(xué)實(shí)驗(yàn)題（25分）題目：某同學(xué)用如圖7所示裝置探究“一定質(zhì)量理想氣體的等壓變化規(guī)律”，步驟如下：①組裝儀器，封閉一定質(zhì)量的氣體在注射器內(nèi)，初始體積(V_1=20mL)，溫度(T_1=300K)；②緩慢加熱氣體，記錄不同溫度(T)對(duì)應(yīng)的體積(V)，數(shù)據(jù)如下表：次數(shù)12345(T/K)300320340360380(V/mL)20.021.322.724.025.3（1）在坐標(biāo)紙上作出(V-T)圖像（略），由圖像得出結(jié)論：；（2）計(jì)算該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（(T_0=273K)，(p_0=1×10?Pa)）的體積(V_0)；（3）若實(shí)驗(yàn)中未考慮注射器活塞重力，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的體積偏（填“大”或“小”），原因是______。解析：（1）結(jié)論：等壓變化中，(V)與(T)成正比（圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線）；（2）蓋-呂薩克定律：(V_1/T_1=V_0/T_0)，得(V_0=V_1T_0/T_1=20×273/300=18.2mL)；（3）誤差分析：未考慮活塞重力時(shí)，實(shí)際氣體壓強(qiáng)(p=p_0+mg/S)（大于外界大氣壓），根據(jù)(pV/T=C)，壓強(qiáng)測(cè)量值偏小，導(dǎo)致體積測(cè)量值偏大。答案：（1）一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變時(shí)，體積與熱力學(xué)溫度成正比；（2）18.2mL；（3）大，未考慮活塞重力導(dǎo)致壓強(qiáng)測(cè)量值偏小，體積計(jì)算值偏大。三、選考題（共15分，任選一題作答）9.物理選修3-3（15分）題目：一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖8所示的循環(huán)過(guò)程，其中(a→b)為等容過(guò)程，(b→c)為等壓過(guò)程，(c→a)為等溫過(guò)程。已知(T_a=300K)，(V_a=1L)，(p_a=1×10?Pa)，(p_b=2×10?Pa)。求：（1）(b→c)過(guò)程中氣體對(duì)外做的功；（2）整個(gè)循環(huán)過(guò)程中氣體吸收的熱量。解析：（1）(a→b)等容：(T_b=T_ap_b/p_a=600K)；(b→c)等壓：(V_c=V_bT_c/T_b)，因(c→a)等溫，(T_c=T_a=300K)，故(V_c=1×300/600=0.5L)，對(duì)外做功(W=p_b(V_c-V_b)=2×10?×(0.5-1)×10^{-3}=-100J)（負(fù)號(hào)表示外界對(duì)氣體做功）；（2）循環(huán)過(guò)程(\DeltaU=0)，(Q=W_{總}(cāng))，(c→a)等溫做功(W_{ca}=p_aV_a\ln(V_a/V_c)=1×10?×1×10^{-3}\ln2≈69.3J)，總功(W_{總}(cāng)=W_{ab}+W_{bc}+W_{ca}=0-100+69.3=-30.7J)，故(Q=30.7J)（吸收熱量）。答案：（1）-100J；（2）30.7J10.物理選修3-4（15分）題目：一列簡(jiǎn)諧橫波沿(x)軸正方向傳播，(t=0)時(shí)刻波形如圖9所示，已知波速(v=2m/s)。求：（1）該波的波長(zhǎng)、頻率和周期