2025年高三物理高考應(yīng)用性考查模擬試題一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。1-5題為單選題，6-8題為多選題）1.新能源汽車充電樁的電流變化分析某小區(qū)充電樁采用智能充電模式，其輸出電流隨時(shí)間變化的圖像如圖1所示（正弦式交變電流，周期T=0.02s）。已知該充電樁輸出電壓的有效值為220V，充電過(guò)程中電源內(nèi)阻忽略不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）A.電流的有效值為10AB.0.01s內(nèi)電流方向改變1次C.該充電樁的輸出功率為2200WD.若充電過(guò)程中電池等效電阻為22Ω，0.02s內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為440J情境解析：本題以新能源汽車充電樁為背景，考查交變電流的有效值、周期、功率計(jì)算等知識(shí)。需從i-t圖像中提取峰值電流（10√2A），結(jié)合有效值公式I=Im/√2計(jì)算，同時(shí)注意交變電流在一個(gè)周期內(nèi)方向改變2次的特點(diǎn)。2.無(wú)人機(jī)物流配送的運(yùn)動(dòng)分析某快遞公司使用四旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行物資配送，其飛行過(guò)程簡(jiǎn)化為：從地面靜止起飛，先以a1=2m/s2的加速度豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)5s，再勻速飛行10s，最后以a2=5m/s2的加速度豎直向下勻減速運(yùn)動(dòng)直至落地。已知無(wú)人機(jī)總質(zhì)量為2kg，重力加速度g=10m/s2，忽略空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A.勻速飛行階段無(wú)人機(jī)的升力大小為20NB.勻減速階段的位移大小為25mC.全過(guò)程克服重力做功的平均功率為400WD.落地瞬間無(wú)人機(jī)的速度大小為25m/s情境解析：本題結(jié)合無(wú)人機(jī)配送場(chǎng)景，綜合考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律及功率計(jì)算。需分段分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程，注意勻減速階段初速度為加速階段末速度（10m/s），且加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。3.核磁共振成像（MRI）的磁場(chǎng)應(yīng)用MRI設(shè)備通過(guò)強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)人體組織進(jìn)行成像，其核心部件是一個(gè)超導(dǎo)磁體，能產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若將一個(gè)電荷量q=1.6×10?1?C、質(zhì)量m=9.1×10?31kg的電子垂直射入該磁場(chǎng)，電子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，下列說(shuō)法正確的是（）A.電子的運(yùn)動(dòng)周期為2.3×10?11sB.電子的軌道半徑為3.5×10?12mC.電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為2.1×10?1?JD.若僅增大磁場(chǎng)強(qiáng)度，電子的運(yùn)動(dòng)周期將增大情境解析：本題以醫(yī)療設(shè)備MRI為背景，考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。需結(jié)合洛倫茲力公式F=qvB和向心力公式F=mv2/r推導(dǎo)半徑與周期公式，并注意動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系（Ek=p2/(2m)）。4.冬奧會(huì)冰壺比賽的碰撞問(wèn)題在冰壺比賽中，質(zhì)量為m的紅壺以速度v?與靜止的藍(lán)壺發(fā)生正碰，碰撞后紅壺的速度變?yōu)関?/3，方向與原方向相同。已知兩壺質(zhì)量相等，碰撞時(shí)間極短，忽略冰面摩擦力。則碰撞過(guò)程中（）A.藍(lán)壺的末速度為2v?/3B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為mv?2/9C.碰撞為完全彈性碰撞D.紅壺對(duì)藍(lán)壺的沖量大小為mv?/3情境解析：本題以冰壺碰撞為背景，考查動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用。需根據(jù)動(dòng)量守恒mv?=m(v?/3)+mv藍(lán)，解得v藍(lán)=2v?/3，再計(jì)算碰撞前后機(jī)械能判斷是否為彈性碰撞（ΔEk=mv?2/2-[m(v?/3)2/2+m(2v?/3)2/2]=mv?2/9≠0，故為非彈性碰撞）。5.航天器熱控系統(tǒng)的熱力學(xué)分析航天器在太空中通過(guò)輻射散熱，其散熱片溫度為T（熱力學(xué)溫度）時(shí)，單位時(shí)間輻射的熱量P=σST?，其中σ為斯特藩-玻爾茲曼常量，S為散熱片面積。若某航天器散熱片面積S=2m2，溫度T=300K，σ=5.67×10??W/(m2·K?)，則該散熱片每秒輻射的熱量約為（）A.200WB.400WC.600WD.800W情境解析：本題以航天器熱控系統(tǒng)為背景，直接應(yīng)用熱力學(xué)輻射公式計(jì)算。代入數(shù)據(jù)得P=5.67×10??×2×300?≈5.67×10??×2×8.1×10?≈935W，最接近選項(xiàng)D（實(shí)際計(jì)算中需注意300?=8.1×10?）。6.智能手機(jī)無(wú)線充電的電磁感應(yīng)原理（多選題）某款手機(jī)無(wú)線充電底座的發(fā)射線圈通入交變電流，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，手機(jī)接收線圈因電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。若發(fā)射線圈電流頻率增大，其他條件不變，則（）A.接收線圈的磁通量變化率增大B.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值增大C.接收線圈中電流的頻率增大D.電磁感應(yīng)過(guò)程中能量守恒情境解析：本題考查電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=nΔΦ/Δt，頻率增大導(dǎo)致ΔΦ/Δt增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值E?=nBSω增大，且感應(yīng)電流頻率與發(fā)射線圈相同，能量守恒（電磁能轉(zhuǎn)化為電能）。7.蹦極運(yùn)動(dòng)的能量與受力分析（多選題）質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行蹦極，彈性繩原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k。運(yùn)動(dòng)員從靜止下落，下落至最低點(diǎn)時(shí)彈性繩伸長(zhǎng)量為x，重力加速度為g。不計(jì)空氣阻力，則（）A.下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小B.最低點(diǎn)時(shí)彈性繩的彈性勢(shì)能為mg(L+x)C.下落過(guò)程中加速度為零時(shí)，運(yùn)動(dòng)員速度最大D.從靜止下落到最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減少了mgL情境解析：本題結(jié)合蹦極運(yùn)動(dòng)，考查機(jī)械能守恒與受力分析。運(yùn)動(dòng)員下落過(guò)程中，先做自由落體（a=g），后彈性繩拉力逐漸增大，當(dāng)拉力等于重力（kx=mg）時(shí)加速度為零，速度最大，繼續(xù)下落至最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能（mg(L+x)=kx2/2）。8.光伏發(fā)電系統(tǒng)的電路分析（多選題）某家庭光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖所示，太陽(yáng)能電池板輸出電壓U=24V，內(nèi)阻r=1Ω，通過(guò)理想變壓器給額定電壓220V、額定功率220W的交流燈泡供電。若變壓器原副線圈匝數(shù)比n?:n?=1:10，則（）A.燈泡正常工作時(shí)，原線圈電流為1AB.電池板的輸出功率為24WC.變壓器的輸入功率為220WD.電池板的效率為95.8%情境解析：本題以光伏發(fā)電為背景，考查電路分析與變壓器原理。燈泡正常工作時(shí)副線圈電流I?=P/U=220W/220V=1A，由I?/I?=n?/n?得I?=10A，電池板輸出功率P=UI?-I?2r=24×10-102×1=140W，效率η=140W/(24×10W)=58.3%，故僅選項(xiàng)C正確（變壓器輸入功率等于輸出功率220W）。二、非選擇題（共6小題，共62分）9.實(shí)驗(yàn)題：測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù)（10分）某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：斜面傾角θ可調(diào)，木塊通過(guò)輕繩與力傳感器相連，緩慢改變?chǔ)戎敝聊緣K恰好勻速下滑，記錄此時(shí)力傳感器示數(shù)F和θ角。（1）若木塊質(zhì)量為m，重力加速度為g，則木塊勻速下滑時(shí)，沿斜面方向的受力平衡方程為_(kāi)_______；（2）μ與F、m、θ的關(guān)系表達(dá)式為μ=；（3）若實(shí)驗(yàn)中未考慮滑輪摩擦，測(cè)得的μ值將（填“偏大”“偏小”或“不變”）。答案：（1）mgsinθ=F+μmgcosθ；（2）(mgsinθ-F)/(mgcosθ)；（3）偏大解析：木塊勻速下滑時(shí)，重力沿斜面向下的分力等于摩擦力與繩拉力之和；若滑輪存在摩擦，實(shí)際拉力F偏大，代入表達(dá)式會(huì)導(dǎo)致μ測(cè)量值偏大。10.力學(xué)綜合題：高鐵軌道的共振問(wèn)題（12分）高鐵列車在行駛中，車輪與鐵軌的周期性撞擊會(huì)引發(fā)軌道共振。已知某段鐵軌可視為勁度系數(shù)k=1×10?N/m的彈簧，其固有周期T?=0.5s，列車車輪間距d=15m。（1）求鐵軌的等效質(zhì)量m；（2）若列車速度v=300km/h，判斷車輪撞擊頻率是否與鐵軌固有頻率相等（計(jì)算說(shuō)明）；（3）為避免共振，可通過(guò)改變鐵軌長(zhǎng)度調(diào)節(jié)固有周期，若列車速度不變，求安全的鐵軌固有周期范圍（保留兩位小數(shù)）。答案：（1）m=kT?2/(4π2)=1×10?×0.25/(4×9.87)=633kg；（2）撞擊頻率f=v/d=300×103/3600/15≈5.56Hz，固有頻率f?=1/T?=2Hz，不相等；（3）安全頻率范圍f≠5.56Hz，故T≠0.18s，即T>0.20s或T<0.16s解析：（1）根據(jù)彈簧振子周期公式T=2π√(m/k)推導(dǎo)m；（2）計(jì)算撞擊頻率f=v/d（注意單位換算km/h→m/s）；（3）共振條件為f=f?，故需避免T=1/f=0.18s。11.電磁學(xué)綜合題：電磁彈射裝置（14分）某電磁彈射裝置簡(jiǎn)化模型如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間距L=1m，導(dǎo)軌間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=2T，金屬棒質(zhì)量m=0.5kg，電阻R=1Ω，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=1Ω。閉合開(kāi)關(guān)后，金屬棒從靜止開(kāi)始在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，忽略摩擦及導(dǎo)軌電阻。（1）求金屬棒剛啟動(dòng)時(shí)的加速度a；（2）當(dāng)金屬棒速度v=4m/s時(shí)，求其受到的安培力F；（3）金屬棒達(dá)到最大速度v?時(shí)，求電源的輸出功率P。答案：（1）啟動(dòng)時(shí)v=0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E感=0，電流I=E/(R+r)=10/(1+1)=5A，安培力F=BIL=2×5×1=10N，加速度a=F/m=20m/s2；（2）E感=BLv=2×1×4=8V，電流I=(E-E感)/(R+r)=2/2=1A，F(xiàn)=BIL=2×1×1=2N；（3）最大速度時(shí)E感=E=10V，v?=E/(BL)=10/(2×1)=5m/s，電流I=0，輸出功率P=0解析：（1）啟動(dòng)時(shí)無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電流由電源決定；（2）運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，電流減??；（3）最大速度時(shí)反電動(dòng)勢(shì)等于電源電動(dòng)勢(shì)，電流為零，輸出功率為零。12.熱學(xué)題：氫能汽車的儲(chǔ)氫罐（10分）某氫能汽車儲(chǔ)氫罐容積V=60L，常溫下罐內(nèi)氫氣壓強(qiáng)p=30MPa（1MPa=10?Pa），視為理想氣體。已知?dú)錃饽栙|(zhì)量M=2g/mol，阿伏伽德羅常數(shù)N?=6.02×1023mol?1，普朗克常量h=6.63×10?3?J·s。（1）求罐內(nèi)氫氣的物質(zhì)的量n；（2）若氫氣完全燃燒生成水，放出熱量Q=1.43×10?J/kg，求60L氫氣完全燃燒釋放的熱量。答案：（1）由pV=nRT，常溫T=300K，R=8.31J/(mol·K)，n=pV/(RT)=30×10?Pa×0.06m3/(8.31×300)=722mol；（2）氫氣質(zhì)量m=nM=722mol×2g/mol=1444g=1.444kg，Q=1.444kg×1.43×10?J/kg≈2.07×10?J解析：（1）應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT計(jì)算物質(zhì)的量；（2）注意質(zhì)量單位換算（g→kg）。13.光學(xué)題：激光測(cè)距儀（8分）某激光測(cè)距儀向月球發(fā)射激光束，測(cè)得激光往返時(shí)間t=2.56s，已知真空中光速c=3×10?m/s，月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=27.3天，地球半徑R=6400km。（1）求地球與月球間的距離d；（2）估算月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r（保留一位有效數(shù)字）。答案：（1）d=ct/2=3×10?×2.56/2=3.84×10?m≈3.8×10?km；（2）由萬(wàn)有引力提供向心力GMm/r2=m(2π/T)2r，且GM=gR2，解得r=3√(gR2T2/(4π2))，代入T=27.3×24×3600s，得r≈4×10?km解析：（1）直接應(yīng)用距離公式d=ct/2；（2）結(jié)合萬(wàn)有引力定律與向心力公式，利用黃金代換GM=gR2簡(jiǎn)化計(jì)算。14.近代物理題：核反應(yīng)與能量（6分）氘核（2H）與氚核（3H）發(fā)生聚變反應(yīng)：2H+3H→?He+1n，已知氘核質(zhì)量m?=2.0141u，氚核質(zhì)量m?=3.0160u，氦核質(zhì)量m?=4.0026u，中子質(zhì)量m?=1.0087u，1u=931MeV/c2。（1）求該反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm；（2）計(jì)算釋放的核能ΔE（保留一位小數(shù)）。答案：（1）Δm=(m?+m?)-(m?+m?)=(2.0141+3.0160)-(4.0026+1.0087)=0.0188u；（2）ΔE=Δm×931MeV/u=0.0188×931≈17.5MeV解析：（1）質(zhì)量虧損為反應(yīng)前后質(zhì)量之差；（2）直接應(yīng)用質(zhì)能方程ΔE=Δmc2，注意1u對(duì)應(yīng)931MeV能量。三、選考題（共15分，請(qǐng)從2道題中任選一題作答）15.選修3-3：新型制冷劑（15分）某新型環(huán)保制冷劑在冰箱循環(huán)系統(tǒng)中經(jīng)歷如下過(guò)程：從狀態(tài)A（p?=1atm，V?=0.5m3）等溫壓縮至狀態(tài)B（V?=0.1m3），再等壓膨脹至狀態(tài)C（V?=0.3m3），最后等容降壓回到狀態(tài)A。已知大氣壓強(qiáng)p?=1atm=1×10?Pa，熱力學(xué)溫度T?=300K。（1）求狀態(tài)B的壓強(qiáng)p?；（2）求狀態(tài)C的溫度T?；（3）判斷整個(gè)循環(huán)過(guò)程中制冷劑是吸熱還是放熱，并說(shuō)明理由。答案：（1）等溫過(guò)程p?V?=p?V?，p?=5atm；（2）等壓過(guò)程V?/T?=V?/T?，T?=T?=300K，T?=900K；（3）循環(huán)過(guò)程ΔU=0，外界對(duì)氣體做功W=W??+W??+W??，其中W??=p?V?ln(V?/V?)=-8.05×10?J（氣體放熱），W??=p?(V?-V?)=4×10?×0.2=8×10?J（氣體吸熱），W??=0，總W=-500J<0，故氣體吸熱Q=-W=500J解析：（1）應(yīng)用玻意耳定律；（2）應(yīng)用蓋-呂薩克定律；（3）根據(jù)p-V圖像面積計(jì)算做功，結(jié)合熱力學(xué)第一定律ΔU=Q+W判斷吸放熱。16.選修3-4：地震波的傳播（15分）地震波中橫波（S波）和縱波（P波）在地表附近的傳播速度分別為v?=4km/s和v?=8km/s。某地震觀測(cè)站記錄到P波比S波早到Δt=5s。（1）求震源到觀測(cè)站的距離d；（2）若S波的頻率f=5Hz，求其波長(zhǎng)λ；（3）若觀測(cè)站接收到的S波振幅為A=10cm，經(jīng)過(guò)10s后振幅衰減為A'=5cm，求振幅衰減的半衰期t?/?。答案：（1）d/v?-d/v?=Δt，代入得d=40km；（2）λ=v?/f=4000/