2025年高三物理高考探究性學習導向版模擬試題一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。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，全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.核聚變能源應用2025年4月，中國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）實現(xiàn)1000秒穩(wěn)態(tài)運行，為可控核聚變發(fā)電奠定基礎。已知某核聚變反應方程為${}_1^2\text{H}+{}_1^3\text{H}\to{}_2^4\text{He}+\text{X}$，下列說法正確的是（）A.X為質子，該反應釋放能量B.X為中子，反應前后質量數(shù)守恒但質量不守恒C.該反應中庫侖力做正功，原子核平均結合能減小D.若EAST裝置中等離子體溫度升高，粒子熱運動的德布羅意波長將增大2.智能降噪技術某型號主動降噪耳機的工作原理是：麥克風采集環(huán)境噪聲，經(jīng)電路處理后由揚聲器發(fā)出反相聲波抵消噪聲。某次實驗中，噪聲源產(chǎn)生頻率為100Hz的正弦聲波，耳機輸出聲波的振幅與噪聲相同。若噪聲聲波表達式為$y=A\sin(200\pit+\varphi)$，則耳機輸出聲波的表達式可能為（）A.$y=A\sin(200\pit+\varphi+\pi)$B.$y=A\sin(100\pit+\varphi+\frac{\pi}{2})$C.$y=2A\sin(200\pit+\varphi)$D.$y=A\sin(200\pit+\varphi+\frac{\pi}{3})$3.拋體運動與空氣阻力將一質量為0.5kg的小球豎直向上拋出，初速度為20m/s，所受空氣阻力大小恒為1N（g=10m/s2）。下列v-t圖像中，能正確反映小球從拋出到落回拋出點過程的是（）（圖像選項略：需體現(xiàn)上升階段加速度12m/s2、下降階段加速度8m/s2，上升時間短于下降時間，落回速度小于20m/s）4.電磁感應與能量轉化如圖1所示，間距為L的平行金屬導軌傾斜放置，與水平面夾角為θ，上端接有阻值為R的定值電阻。質量為m的金屬棒ab垂直導軌放置，與導軌間動摩擦因數(shù)為μ，整個裝置處于垂直導軌平面向上的勻強磁場中。現(xiàn)使棒從靜止釋放，下滑距離d后達到最大速度v?。在此過程中，下列說法正確的是（）A.棒的最大速度$v_m=\frac{mg(\sin\theta-\mu\cos\theta)R}{B^2L^2}$B.電阻R產(chǎn)生的焦耳熱等于棒重力勢能的減少量C.若增大磁場磁感應強度B，棒的最大速度將增大D.棒的加速度隨時間先減小后增大5.天體運動與航天技術2025年我國計劃發(fā)射“嫦娥六號”中繼衛(wèi)星，使其位于地月拉格朗日L?點（衛(wèi)星與月球同步繞地球運動，地月連線延長線上的平衡點）。已知地球質量為M，月球質量為m，地月距離為r，L?點到月球中心的距離為d。忽略其他天體引力，衛(wèi)星在L?點的加速度大小為（）A.$\frac{GM}{(r+d)^2}+\frac{Gm}{d^2}$B.$\frac{GM}{(r+d)^2}-\frac{Gm}{d^2}$C.$\frac{GM}{r^2}$D.$\frac{Gm}{d^2}$6.傳感器創(chuàng)新實驗某實驗小組利用智能手機測量當?shù)刂亓铀俣萭，設計了兩種方案：方案甲：將手機懸掛于輕質彈簧下端，測量彈簧伸長量x，由胡克定律$mg=kx$計算g。方案乙：讓手機從高度h處自由下落，利用內(nèi)置加速度傳感器記錄下落時間t，由$h=\frac{1}{2}gt^2$計算g。若考慮實驗誤差，下列分析正確的有（）A.方案甲中，彈簧自身質量會導致g的測量值偏小B.方案乙中，空氣阻力會導致g的測量值偏小C.方案甲可通過改變鉤碼質量多次測量減小偶然誤差D.方案乙若用頻閃照相法替代傳感器，需已知頻閃儀頻率7.電磁復合場中的粒子運動如圖2所示，在xOy平面內(nèi)，第一象限存在沿y軸正方向的勻強電場，場強大小為E；第四象限存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從坐標原點O以速度v?沿x軸正方向射入，恰好從P（L，0）點離開電場進入磁場。粒子重力不計，下列說法正確的有（）A.粒子在電場中運動時間為$\frac{L}{v_0}$B.粒子進入磁場時的速度大小為$\sqrt{v_0^2+\left(\frac{qEL}{mv_0}\right)^2}$C.若僅增大E，粒子在磁場中運動軌跡半徑將增大D.粒子在磁場中運動的時間為$\frac{\pim}{2qB}$8.熱力學定律與能源利用某新型熱泵空調(diào)工作時，從室外低溫環(huán)境吸收熱量Q?，消耗電能W，向室內(nèi)高溫環(huán)境釋放熱量Q?。已知室外溫度為-5℃，室內(nèi)溫度為25℃，下列判斷正確的有（）A.該空調(diào)的制熱效率可能為150%B.若空調(diào)從室外吸熱1000J，向室內(nèi)放熱1200J，則W=200J符合能量守恒定律C.室外溫度降低時，空調(diào)的制熱效率一定減小D.空調(diào)工作時，室內(nèi)空氣分子的平均動能增大二、非選擇題（共62分）9.實驗題（18分）某實驗小組欲探究“彈簧彈性勢能與形變量的關系”，現(xiàn)有器材：輕質彈簧（勁度系數(shù)約50N/m）、鐵架臺、毫米刻度尺、質量為m的鉤碼若干、光電門傳感器、數(shù)字計時器。（1）方案設計甲同學設計方案：將彈簧豎直懸掛，下端掛鉤碼，靜止時記錄彈簧伸長量x，由$E_p=\frac{1}{2}kx^2$計算彈性勢能。乙同學設計方案：將彈簧水平放置，一端固定，另一端連接滑塊，壓縮彈簧后釋放，滑塊通過光電門時記錄擋光時間t，由動能定理$E_p=\frac{1}{2}mv^2$計算彈性勢能（v為滑塊通過光電門的速度）。①比較兩方案，乙方案更優(yōu)，理由是：________________________（寫出兩點）。（2）乙方案實驗步驟①用刻度尺測量滑塊上擋光片的寬度d，記錄為5.00mm；②將彈簧壓縮至形變量x?=2.00cm，釋放后滑塊通過光電門，計時器顯示擋光時間t?=0.0100s；③改變彈簧形變量，重復實驗，數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)形變量x/cm擋光時間t/10?3s速度v/(m·s?1)動能E?/J彈性勢能E?/J12.0010.00.5000.01250.012523.006.670.7500.02810.028134.005.001.0000.05000.050045.004.001.2500.07810.0781④分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)$E_p$與x2成線性關系，其表達式為$E_p=kx^2$，其中比例系數(shù)k=________N/m（保留兩位有效數(shù)字，滑塊質量m=0.100kg）。（3）誤差分析與改進①實驗中發(fā)現(xiàn)，當x>5.00cm時，$E_p$測量值明顯小于$\frac{1}{2}kx^2$（k為彈簧勁度系數(shù)），可能原因是：。②若要進一步探究“彈簧彈性勢能與勁度系數(shù)的關系”，需補充的器材是：。10.計算題（20分）如圖3所示，一質量為M=2kg的長木板靜止在光滑水平面上，木板左端放置一質量為m=1kg的小物塊（可視為質點），物塊與木板間動摩擦因數(shù)μ=0.2?，F(xiàn)給物塊一水平向右的初速度v?=6m/s，同時對木板施加一水平向右的恒力F=4N。取g=10m/s2，求：（1）物塊與木板達到共同速度所需的時間；（2）從開始運動到共速過程中，物塊相對木板的位移大??；（3）若共速后立即撤去F，物塊與木板是否會發(fā)生相對滑動？請通過計算說明。11.計算題（24分）如圖4所示，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道ABCDE，其中AB段為傾角θ=37°的直軌道，BC段為半徑R=1m的四分之一圓弧軌道（B為最低點，C為最高點），CD段為水平軌道，DE段為半徑r=0.5m的半圓軌道（D、E為軌道端點，D、E等高）。一質量m=0.5kg的小球從AB段某高度h處由靜止釋放，沿軌道運動至E點時對軌道壓力為零。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求：（1）小球在E點的速度大?。唬?）小球從釋放到運動至C點的過程中，重力勢能的減少量；（3）若小球從AB段不同高度釋放，通過調(diào)整h的值，可使小球在DE段運動時不脫離軌道，求h的取值范圍。三、選考題（共15分。請考生從給出的兩題中任選一題作答）12.[選修3-3]（15分）（1）一定質量的理想氣體經(jīng)歷如圖5所示的A→B→C→A循環(huán)過程，其中A→B為等壓變化，B→C為等容變化，C→A為等溫變化。已知狀態(tài)A的溫度T?=300K，體積V?=2L，狀態(tài)B的體積V?=4L。①求狀態(tài)B的溫度T?；②判斷B→C過程中氣體是吸熱還是放熱，并說明理由。（2）如圖6所示，一開口向上的圓柱形氣缸內(nèi)有一質量為m、橫截面積為S的活塞，活塞下方封閉一定質量的理想氣體，活塞上方與大氣相通（大氣壓強p?=1.0×10?Pa）。初始時活塞靜止，封閉氣體高度h?=20cm?，F(xiàn)用一豎直向上的力緩慢拉動活塞，使封閉氣體高度變?yōu)閔?=30cm。已知活塞與氣缸壁間無摩擦，氣體溫度保持不變，g=10m/s2，S=1.0×10?3m2，m=1kg，求：①此時封閉氣體的壓強；②拉力F的大小。13.[選修3-4]（15分）（1）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻的波形圖如圖7所示，已知波速v=2m/s。①求該波的波長和頻率；②寫出x=1m處質點的振動方程。（2）如圖8所示，一透明半圓柱體的折射率n=√3，半徑R=10cm，