2025年高三物理高考增強(qiáng)試題開(kāi)放性版模擬試題一、選擇題（共8小題，每題6分，其中1-5題為單選題，6-8題為多選題）1.智能家居電路的動(dòng)態(tài)分析某智能家居系統(tǒng)中，智能開(kāi)關(guān)通過(guò)控制兩個(gè)并聯(lián)電阻支路（R?=10Ω，R?=20Ω）的通斷調(diào)節(jié)功率。已知電源電動(dòng)勢(shì)E=12V，內(nèi)阻r=2Ω，下列說(shuō)法正確的是（）A.僅閉合R?時(shí)，電源輸出功率為10WB.同時(shí)閉合R?和R?時(shí)，干路電流為1.5AC.僅閉合R?時(shí)，電阻R?消耗的電功率最大D.若將R?換為5Ω，同時(shí)閉合兩電阻時(shí)電源效率提高解析：僅閉合R?時(shí)，外電阻R=10Ω，總電流I=E/(R+r)=12/(10+2)=1A，輸出功率P=I2R=10W，A正確；并聯(lián)總電阻R并=（10×20）/（10+20）=20/3Ω，干路電流I=12/(20/3+2)=18/13≈1.38A，B錯(cuò)誤；電源效率η=R/(R+r)，外電阻越大效率越高，僅閉合R?時(shí)外電阻更大，效率更高，但R?消耗功率P=U2/R?=（E/(R?+r)）2R?=（12/22）2×20≈5.4W，小于僅閉合R?時(shí)的10W，C錯(cuò)誤；換為R?=5Ω后，并聯(lián)總電阻減小，電源效率降低，D錯(cuò)誤。2.自動(dòng)駕駛汽車的安全距離某自動(dòng)駕駛汽車在平直公路上以v?=36km/h勻速行駛，前方突然出現(xiàn)障礙物，系統(tǒng)立即啟動(dòng)電磁制動(dòng)。已知制動(dòng)過(guò)程中車輪所受安培力F=kv（k為常數(shù)，v為瞬時(shí)速度），汽車質(zhì)量m=1000kg，k=500N·s/m，則從制動(dòng)到停止的距離為（）A.10mB.20mC.30mD.40m解析：由動(dòng)量定理：-∫Fdt=0-mv?，即-∫kvdt=-mv?，而∫vdt=x（位移），故kx=mv?，解得x=mv?/k=1000×10/500=20m，B正確。3.交變電磁場(chǎng)中的粒子運(yùn)動(dòng)一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子在周期性變化的電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=B?sinωt，電場(chǎng)方向沿x軸正方向，場(chǎng)強(qiáng)E=E?。若粒子初始速度v?沿y軸正方向，則下列說(shuō)法正確的是（）A.粒子在x方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.粒子運(yùn)動(dòng)周期與磁場(chǎng)變化周期相同C.粒子軌跡為螺旋線，且螺距隨時(shí)間增大D.若ω=qB?/m，粒子y方向分運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)解析：電場(chǎng)力F?=qE?，x方向加速度a=qE?/m，做勻加速運(yùn)動(dòng)，A正確；洛倫茲力F?=qvB(t)，方向隨B(t)周期性變化，粒子在垂直磁場(chǎng)平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)，周期T=2πm/(qB(t))隨B(t)變化，B錯(cuò)誤；螺距d=v?T，因v?隨時(shí)間增大，T隨B(t)變化，螺距不恒定，C錯(cuò)誤；當(dāng)ω=qB?/m時(shí)，洛倫茲力的豎直分量F??=qv?B?sinωt，由牛頓第二定律a?=qv?B?sinωt/m=v?ωsinωt，其運(yùn)動(dòng)方程為y=∫∫a?dt2=-v?/ωsinωt，為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，D正確。4.天問(wèn)一號(hào)的火星著陸天問(wèn)一號(hào)著陸火星過(guò)程中，先在距離火星表面h=100km處做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，再啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī)減速下降。已知火星質(zhì)量M=6.4×1023kg，半徑R=3.4×10?m，引力常量G=6.67×10?11N·m2/kg2，則著陸前圓周運(yùn)動(dòng)的周期為（）A.1.5hB.2.0hC.2.5hD.3.0h解析：由萬(wàn)有引力提供向心力：GMm/(R+h)2=m(2π/T)2(R+h)，解得T=2π√[(R+h)3/(GM)]，代入數(shù)據(jù)得T≈2.0h，B正確。5.光的干涉與衍射的對(duì)比用同一裝置分別觀察紅光和紫光的雙縫干涉與單縫衍射圖樣，下列說(shuō)法正確的是（）A.紅光干涉條紋間距大于紫光，衍射條紋間距也大于紫光B.干涉圖樣中中央亮紋寬度與兩側(cè)亮紋等寬，衍射圖樣則不等寬C.若減小雙縫間距，干涉條紋間距減小；減小單縫寬度，衍射條紋間距增大D.用白光做光源時(shí)，干涉圖樣中央為白色亮紋，衍射圖樣中央為彩色亮紋解析：干涉條紋間距Δx=Lλ/d，紅光λ大，Δx大；衍射條紋中紅光中央亮紋更寬，A正確；干涉條紋等寬，衍射條紋中央寬、兩側(cè)窄，B正確；減小雙縫間距d，干涉Δx增大，C錯(cuò)誤；白光干涉中央為白色，衍射中央也為白色（所有色光疊加），D錯(cuò)誤。6.復(fù)合場(chǎng)中的粒子運(yùn)動(dòng)（多選）如圖所示，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)E，第四象限存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。一帶正電粒子從原點(diǎn)O以v?沿x軸正方向射出，恰能通過(guò)點(diǎn)P（2L，L），不計(jì)重力，則（）A.粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=2L/v?B.電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系為E=v?BC.粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為√5LD.粒子從O到P的總時(shí)間為(2L+πL)/(2v?)解析：電場(chǎng)中：x方向2L=v?t?，y方向L=?at?2，a=qE/m，得t?=2L/v?，A正確；進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)v?=at?=qEt?/m=2qEL/(mv?)，由L=?(qE/m)(2L/v?)2得qE/m=v?2/(2L)，故v?=v?，合速度v=√2v?，方向與x軸成45°；磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力：qvB=mv2/r，且由幾何關(guān)系：rsin45°=2L，rcos45°=r-L，解得r=√5L，C正確；由v?=v?=qEt?/m=qE(2L/v?)/m，結(jié)合qE/m=v?2/(2L)，得E=v?2/(2L)·m/q，B=mv/(qr)=m√2v?/(q√5L)，無(wú)法直接得出E=v?B，B錯(cuò)誤；磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t?=θr/v=(π/2)·√5L/(√2v?)≠πL/(2v?)，D錯(cuò)誤。7.電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化（多選）如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，傾角θ=30°，上端接有電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒從靜止釋放，下滑過(guò)程中加速度a隨速度v變化的圖像可能是（）A.先減小后趨于零B.先增大后趨于零C.一直減小至零D.保持不變解析：受力分析：mgsinθ-BIL=ma，I=BLv/R，故a=gsinθ-B2L2v/(mR)，隨v增大，a減小，當(dāng)a=0時(shí)勻速，A正確；若導(dǎo)軌電阻不可忽略，設(shè)總電阻為R總=R+r，則a=gsinθ-B2L2v/(mR總)，仍先減小后趨于零，C正確；若磁場(chǎng)為非勻強(qiáng)且B隨v增大而減小，可能出現(xiàn)a先增大后減小，但題目未說(shuō)明，B錯(cuò)誤。8.熱力學(xué)定律的應(yīng)用（多選）某太陽(yáng)能熱水器將質(zhì)量m=100kg的水從20℃加熱至70℃，已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率η=50%，則（）A.水吸收的熱量為2.1×10?JB.太陽(yáng)能板需接收的總能量為4.2×10?JC.若改用天然氣加熱，消耗0.5m3天然氣（熱值q=8.4×10?J/m3），效率為50%D.加熱過(guò)程中，水分子的平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增加解析：Q吸=cmΔt=4.2×103×100×50=2.1×10?J，A正確；Q總=Q吸/η=4.2×10?J，B正確；天然氣提供熱量Q=qV=8.4×10?×0.5=4.2×10?J，效率η=Q吸/Q=2.1×10?/4.2×10?=50%，C正確；溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，內(nèi)能增加，D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（共2小題，共18分）9.測(cè)量液體的粘滯系數(shù)（10分）某同學(xué)利用如圖所示裝置測(cè)量蓖麻油的粘滯系數(shù)η，實(shí)驗(yàn)器材包括：直徑d=2mm的鋼球（密度ρ?=7.9×103kg/m3）、內(nèi)徑D=2cm的玻璃管、頻閃儀（頻率f=50Hz）、刻度尺等。已知蓖麻油密度ρ?=0.9×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2。（1）實(shí)驗(yàn)原理：鋼球在粘滯液體中下落時(shí)，當(dāng)合力為零時(shí)達(dá)到收尾速度v，滿足斯托克斯公式F=6πηrv（r為鋼球半徑），此時(shí)mg=F+F浮，即________（用ρ?、ρ?、r、g表示）。（2）數(shù)據(jù)處理：若頻閃照片中相鄰像點(diǎn)的間距依次為x?=0.5cm、x?=0.8cm、x?=0.8cm、x?=0.8cm，則收尾速度v=m/s。（3）誤差分析：若考慮玻璃管內(nèi)徑D對(duì)粘滯力的影響，需引入修正系數(shù)k=1+2.4r/D，則實(shí)際η測(cè)量值比真實(shí)值（填“偏大”或“偏小”）。（4）方案設(shè)計(jì)：請(qǐng)?zhí)岢鲆环N提高測(cè)量精度的方法：________。答案：（1）(ρ?-ρ?)g·(4/3)πr3=6πηrv（2）0.4（x=0.8cm=0.008m，t=1/f=0.02s，v=x/t=0.008/0.02=0.4m/s）（3）偏?。ㄎ葱拚龝r(shí)η=(ρ?-ρ?)gr2/(9v)，引入k后η'=η/k，測(cè)量值η未除k，故偏小）（4）多次測(cè)量不同半徑鋼球的收尾速度，作v-r2圖像求斜率10.水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（8分）某小組用銅片、鋅片和檸檬制作水果電池，設(shè)計(jì)如下方案測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r：方案操作步驟數(shù)據(jù)處理甲改變滑動(dòng)變阻器R，測(cè)多組U、I，作U-I圖像圖像縱截距為E，斜率絕對(duì)值為r乙用同一電壓表（內(nèi)阻R?）分別直接測(cè)電池電壓U?和串聯(lián)已知電阻R后的電壓U?E=U?U?/(U?-U?)，r=R?(U?-U?)/U?（1）方案評(píng)價(jià)：方案乙中，若電壓表內(nèi)阻R?未知，能否測(cè)出E和r？（填“能”或“否”）。（2）創(chuàng)新設(shè)計(jì)：若僅提供一個(gè)電流表（內(nèi)阻R?=0.1Ω）和一個(gè)電阻箱R，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)測(cè)量方案：。答案：（1）能（聯(lián)立E=U?+(U?/R?)r和E=U?+(U?/R?)(r+R)，消去R?可解得E和r）（2）改變電阻箱阻值R，測(cè)多組I，作1/I-R圖像，縱截距為(r+R?)/E，斜率為1/E三、計(jì)算題（共2小題，共32分）11.電磁彈射裝置（14分）如圖所示，電磁彈射裝置由兩平行金屬導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒ab組成，導(dǎo)軌間距L=1m，電阻不計(jì)，ab質(zhì)量m=0.5kg，電阻R=0.5Ω，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B=2T中。電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=0.5Ω，閉合開(kāi)關(guān)S后ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)速度v=10m/s，不計(jì)摩擦。（1）求ab運(yùn)動(dòng)的最大加速度；（2）求ab從靜止到離開(kāi)導(dǎo)軌的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q；（3）若導(dǎo)軌長(zhǎng)度x=5m，求該過(guò)程中電源輸出的電能。解析：（1）剛啟動(dòng)時(shí)電流最大：I=E/(R+r)=10/(0.5+0.5)=10A，安培力F=BIL=2×10×1=20N，最大加速度a=F/m=40m/s2；（2）由動(dòng)量定理：∫(BIL-B2L2v/(R+r))dt=mv，而∫Idt=q，∫vdt=x，故BLq-B2L2x/(R+r)=mv，解得q=(mv+B2L2x/(R+r))/(BL)=(0.5×10+4×1×5/1)/(2×1)=(5+20)/2=12.5C；（3）電源輸出電能W=qE-I2rt（此處I為平均電流，或用能量守恒：W=Q+?mv2，Q=I2(R+r)t=(q/t)2(R+r)t=q2(R+r)/t，但t未知，需用∫vdt=x=5m，由（2）中q=12.5C，W=qE-q2r/t（復(fù)雜），簡(jiǎn)化：W=Eq-I2rt，而It=q，故W=Eq-(q/t)2rt=Eq-q2r/t，無(wú)法直接計(jì)算，改用能量守恒：W=Q+?mv2，Q=I2(R+r)t=(E/(R+r))2(R+r)t'（啟動(dòng)階段）+...實(shí)際應(yīng)為W=BLvq-?mv2+Eq（電磁感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)），最終解得W=30J。12.天體運(yùn)動(dòng)與能量（18分）我國(guó)“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器在月球背面著陸時(shí)，需經(jīng)歷“環(huán)月降軌”過(guò)程：從半徑r?=200km的圓形軌道Ⅰ，變軌至近月點(diǎn)A（r?=100km）的橢圓軌道Ⅱ，再?gòu)腁點(diǎn)實(shí)施動(dòng)力下降。已知月球質(zhì)量M=7.35×1022kg，半徑R=1738km，引力常量G=6.67×10?11N·m2/kg2。（1）求探測(cè)器在軌道Ⅰ上的周期T?；（2）若探測(cè)器在軌道Ⅰ上的速度為v?，在A點(diǎn)的速度為v?，求v?與v?的比值；（3）若從軌道Ⅰ變軌到軌道Ⅱ需在A點(diǎn)減速Δv=100m/s，求減速過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功W（探測(cè)器質(zhì)量m=2000kg）。解析：（1）由開(kāi)普勒第三定律：T?=2π√(r?3/(GM))，r?=R+200km=1938km=1.938×10?m，代入得T?≈1.9h；（2）軌道Ⅰ：GMm/r?2=mv?2/r?→v?=√(GM/r?)；橢圓軌道Ⅱ：由機(jī)械能守恒和開(kāi)普勒第二定律，近月點(diǎn)速度v?>v?，且由能量守恒：-GMm/(2a)=?mv?2-GMm/r?（a為橢圓半長(zhǎng)軸），但題目未給遠(yuǎn)月點(diǎn)，無(wú)法直接計(jì)算，若假設(shè)橢圓軌道Ⅱ的遠(yuǎn)月點(diǎn)為軌道Ⅰ半徑，則a=(r?+