高考物理難題模擬試卷及解答同學(xué)們好。高考物理中，“難題”往往是拉開差距的關(guān)鍵，也是大家備考時(shí)需要重點(diǎn)攻克的堡壘。這些題目通常不會(huì)局限于單一知識(shí)點(diǎn)，而是多個(gè)概念、規(guī)律的綜合應(yīng)用，對(duì)分析能力、建模能力和計(jì)算能力都有較高要求。今天，我為大家準(zhǔn)備了一份高考物理難題模擬卷，并附上詳細(xì)的解答思路，希望能幫助大家更好地把握難題的特點(diǎn)，找到破解它們的鑰匙。這份模擬卷的題目，我盡量選取了那些能夠體現(xiàn)高考命題趨勢(shì)，同時(shí)又能真正考察物理核心素養(yǎng)的內(nèi)容。在解答部分，我會(huì)力求詳盡，但更重要的是展現(xiàn)思考過程，而不僅僅是冰冷的公式和答案。希望大家在做題時(shí)，先獨(dú)立思考，嘗試自己構(gòu)建思路，遇到瓶頸時(shí)再參考解答，這樣效果會(huì)更好。---高考物理難題模擬試卷一、選擇題（本題共若干小題，每小題均有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求）（以下為選擇題，均為不定項(xiàng)選擇）1.關(guān)于物理學(xué)的發(fā)展，下列說法中正確的是（）A.伽利略通過“理想斜面實(shí)驗(yàn)”，科學(xué)地推理出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量C.愛因斯坦創(chuàng)立的狹義相對(duì)論表明，經(jīng)典力學(xué)不適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體D.楞次通過對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究，總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律2.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB是長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的四分之一圓弧軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)以初速度v?沿AB方向運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。若小球恰好能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)D，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（）（*此處應(yīng)有圖示：一個(gè)包含水平軌道AB和四分之一圓弧BCD的光滑軌道，A在左端，B為圓弧起點(diǎn)，D為圓弧最高點(diǎn)*）A.小球在D點(diǎn)的速度大小為√(gR)B.小球在B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為m(v?2/L+g)C.初速度v?必須滿足v?≥√[gR(5/2+R/L)]D.若v?增大，小球在D點(diǎn)對(duì)軌道的壓力一定增大二、實(shí)驗(yàn)題3.某同學(xué)想利用圖示裝置測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，以及滑塊的質(zhì)量M。主要實(shí)驗(yàn)器材有：一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板、滑塊、鉤碼（若干個(gè)，每個(gè)質(zhì)量為m）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、電源、天平（砝碼）、細(xì)線等。（*此處應(yīng)有圖示：長(zhǎng)木板傾斜放置，一端固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，滑塊通過細(xì)線連接鉤碼，細(xì)線跨過定滑輪*）實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用天平測(cè)出滑塊的質(zhì)量M，記錄鉤碼的質(zhì)量m。②按圖示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角，輕推滑塊后，使滑塊能沿長(zhǎng)木板勻速下滑，同時(shí)打出一條紙帶。③保持長(zhǎng)木板的傾角不變，取下鉤碼，將滑塊由靜止釋放，同時(shí)打出一條紙帶。④分別處理兩條紙帶，得到相關(guān)數(shù)據(jù)。請(qǐng)回答下列問題：（1）在步驟②中，滑塊勻速下滑時(shí)，打出的紙帶上的點(diǎn)跡分布應(yīng)該是_________的。（選填“均勻”或“不均勻”）（2）在步驟③中，滑塊做_________運(yùn)動(dòng)。（選填“勻速”、“勻加速”或“勻減速”）（3）若處理步驟②中得到的紙帶，求出滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v；處理步驟③中得到的紙帶，求出滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為a。已知重力加速度為g，忽略空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦。a.當(dāng)滑塊勻速下滑時(shí)，對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析，可得等式：____________________（用題中所給物理量符號(hào)表示，斜面傾角用θ表示）。b.取下鉤碼后，滑塊下滑時(shí)，對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析，可得等式：____________________（用題中所給物理量符號(hào)表示）。c.聯(lián)立以上兩式，可求得μ=_________（用v、a、g、θ等符號(hào)表示，若不需要θ可不用）。（4）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，沒有測(cè)量斜面的傾角θ，他能否根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)求出μ？若能，請(qǐng)寫出μ的表達(dá)式（用v、a、g表示）；若不能，請(qǐng)說明理由。三、計(jì)算題4.如圖所示，在光滑水平面上，有一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板A，其右端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端在Q點(diǎn)。木板上P點(diǎn)處有一質(zhì)量為m的小物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)），P、Q間的距離為L(zhǎng)。木板A的質(zhì)量M=3m，物塊B與木板A間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。現(xiàn)給物塊B一個(gè)水平向右的初速度v?，使其在木板A上向右滑動(dòng)。重力加速度為g。（*此處應(yīng)有圖示：水平面上長(zhǎng)木板A，右端有彈簧，左端P點(diǎn)有物塊B*）（1）若B與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，求此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。（2）若B與彈簧相碰后，恰好能返回到P點(diǎn)而相對(duì)木板A靜止，求B的初速度v?應(yīng)滿足的條件。5.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有一以原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在x軸上A點(diǎn)（-2R，0）處有一粒子源，能沿x軸正方向發(fā)射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，粒子的初速度大小可調(diào)節(jié)。粒子重力不計(jì)。（*此處應(yīng)有圖示：xOy坐標(biāo)系，原點(diǎn)O有一半徑R的圓形磁場(chǎng)垂直紙面向里，A點(diǎn)在x軸負(fù)半軸-2R處*）（1）若某粒子恰好從磁場(chǎng)區(qū)域的右邊界上點(diǎn)（R，0）射出，求該粒子的初速度大小v?。（2）若粒子的初速度大小為v?=qBR/m，求該粒子從磁場(chǎng)中射出時(shí)的位置坐標(biāo)。（3）若粒子從A點(diǎn)射出后，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=πm/(3qB)，求此粒子的初速度大小v?。---參考答案與解析一、選擇題1.答案：C解析：這道題考查物理學(xué)史，看似基礎(chǔ)，但細(xì)節(jié)上容易出錯(cuò)。伽利略的“理想斜面實(shí)驗(yàn)”科學(xué)地推理出的是“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但測(cè)出引力常量的是卡文迪許，B選項(xiàng)混淆了二者，也是錯(cuò)的。愛因斯坦的狹義相對(duì)論指出，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論不再適用，C選項(xiàng)正確。楞次總結(jié)的是楞次定律，描述了感應(yīng)電流的方向，而電磁感應(yīng)定律（法拉第電磁感應(yīng)定律）是法拉第總結(jié)的，D選項(xiàng)也不正確。所以，本題選C。2.答案：AD解析：這道題綜合了圓周運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能守恒和牛頓定律，需要細(xì)致分析。首先看A選項(xiàng)，小球恰好能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)D，在最高點(diǎn)，軌道對(duì)小球的彈力可以為零，此時(shí)重力提供向心力，即mg=mv_D2/R，所以v_D=√(gR)，A選項(xiàng)正確。B選項(xiàng)，小球在B點(diǎn)時(shí)，我們需要知道它的速度。從A到B，題目沒說軌道是否光滑，但如果不光滑，后面的問題就沒法求解了，所以這里應(yīng)該默認(rèn)AB段是光滑的（或者題目隱含了機(jī)械能守恒的條件）。那么從A到B，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)？不對(duì)，AB是水平直軌道，若光滑，速度不變，一直是v?。所以在B點(diǎn)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度就是v?。在B點(diǎn)，軌道對(duì)小球的支持力提供向心力（注意，圓弧軌道的最低點(diǎn)是B，圓心在O，所以向心力向上），所以N-mg=mv?2/R，因此N=mg+mv?2/R。根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮〉扔贜，所以B選項(xiàng)中的分母是L，顯然不對(duì)，應(yīng)該是R，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。C選項(xiàng)，要求初速度v?的最小值。從A到D，整個(gè)過程機(jī)械能守恒（假設(shè)軌道光滑）。以A點(diǎn)為重力勢(shì)能零點(diǎn)，B點(diǎn)高度為0，D點(diǎn)高度為R。則有(1/2)mv?2=(1/2)mv_D2+mgR。前面A選項(xiàng)已經(jīng)得出v_D=√(gR)，代入可得(1/2)v?2=(1/2)gR+gR=(3/2)gR，所以v?=√(3gR)。但這個(gè)結(jié)果似乎沒用到AB的長(zhǎng)度L。難道AB段不光滑？題目中只說了“固定光滑軌道”，那整個(gè)軌道都是光滑的。那L的存在有什么意義呢？哦，可能我理解錯(cuò)了，AB段是不是水平的？如果AB是水平的，長(zhǎng)度L，那么小球從A到B是勻速運(yùn)動(dòng)，速度還是v?。那C選項(xiàng)給出的表達(dá)式就不對(duì)了。所以，這里可能題目隱含的意思是，小球從A點(diǎn)開始，在AB段可能需要加速或減速？或者我的分析哪里出了岔子？再仔細(xì)看題目，“一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)以初速度v?沿AB方向運(yùn)動(dòng)”，AB是水平直軌道，光滑，所以速度不變。那么從A到D，機(jī)械能守恒，得到v?=√(3gR)。但C選項(xiàng)給的是√[gR(5/2+R/L)]，這顯然復(fù)雜得多。難道題目中AB段是粗糙的？但題目明確寫了“固定光滑軌道”。這就矛盾了。或者，我對(duì)“恰好通過D點(diǎn)”的理解有誤？如果軌道是內(nèi)軌道，“恰好通過”確實(shí)是彈力為零。如果是外軌道，那是另一種情況，但題目沒說。通常這種模型都是內(nèi)軌道。那C選項(xiàng)就是錯(cuò)誤的。D選項(xiàng)，若v?增大，從A到D，根據(jù)機(jī)械能守恒，(1/2)mv?2=(1/2)mv_D2+mgR，v?增大，則v_D增大。在D點(diǎn)，向心力由重力和軌道的彈力（假設(shè)向下，若v_D很大，彈力可能向上）共同提供。設(shè)軌道對(duì)小球的彈力為N（方向向下為正），則mg+N=mv_D2/R。所以N=mv_D2/R-mg。當(dāng)v_D>√(gR)時(shí)，N為正，方向向下，小球?qū)壍赖膲毫'=-N，方向向上。N'的大小為mv_D2/R-mg，隨著v_D增大而增大。所以D選項(xiàng)說“若v?增大，小球在D點(diǎn)對(duì)軌道的壓力一定增大”，是正確的。綜上，正確選項(xiàng)是A和D。二、實(shí)驗(yàn)題3.答案：（1）均勻（2）勻加速（3）a.Mgsinθ=μMgcosθ+mg(對(duì)滑塊：沿斜面方向合力為零，Mgsinθ=f+T，其中f=μMgcosθ，T=mg（鉤碼勻速，受力平衡）)b.Mgsinθ-μMgcosθ=Ma(取下鉤碼后，滑塊沿斜面方向的合力為Mgsinθ-f=Ma)c.(v2)/(2aL)-a/(2gcosθ)(這個(gè)表達(dá)式中仍有θ，為后續(xù)問題鋪墊)（4）能，μ=v2/(2aL)-a/(2g)解析：這道實(shí)驗(yàn)題設(shè)計(jì)得挺巧妙，通過兩次紙帶分析來求解摩擦因數(shù)。（1）勻速下滑時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)跡間隔應(yīng)該是均勻的，因?yàn)樗俣炔蛔?。?）取下鉤碼后，滑塊在重力沿斜面的分力和摩擦力的作用下運(yùn)動(dòng)。之前勻速時(shí)，Mgsinθ=μMgcosθ+mg，現(xiàn)在去掉了向上的拉力mg，所以合力向下，滑塊會(huì)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（3）a.滑塊勻速下滑時(shí)，受力平衡。沿斜面方向：Mgsinθ=f+T。法向方向：N=Mgcosθ?；瑒?dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μMgcosθ。鉤碼也勻速，所以T=mg。聯(lián)立可得Mgsinθ=μMgcosθ+mg。b.取下鉤碼后，滑塊只受重力、支持力和摩擦力。沿斜面方向的合力F=Mgsinθ-f=Mgsinθ-μMgcosθ=Ma，所以Mgsinθ-μMgcosθ=Ma。c.聯(lián)立a和b中的兩個(gè)方程：由a：Mgsinθ-μMgcosθ=mg由b：Mgsinθ-μMgcosθ=Ma所以mg=Ma，即M=mg/a。（這個(gè)關(guān)系很重要，說明如果知道m(xù)，可以求出M，或者知道M可以求出m）但題目第（3）問c是要求μ，我們有a中的式子：Mgsinθ-μMgcosθ=mg。我們需要消去sinθ和cosθ。步驟②中滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，這個(gè)速度v是怎么來的？如果我們能知道滑塊從靜止開始加速到v經(jīng)過的位移和加速度，就能用v2=2a's。但題目中步驟②是“輕推滑塊后，使滑塊能沿長(zhǎng)木板勻速下滑”，這個(gè)“輕推”意味著初速度很小，可以忽略，滑塊最終達(dá)到勻速v。那么滑塊在達(dá)到勻速之前，應(yīng)該有一段加速過程。如果我們測(cè)量出這段加速過程的位移L（比如從紙帶上找出開始做勻速運(yùn)動(dòng)前的點(diǎn)跡，計(jì)算出加速階段的位移），那么對(duì)于這個(gè)加速過程，有v2=2a'L，其中a'是這個(gè)階段的加速度。而這個(gè)階段的加速度a'=(Mgsinθ-μMgcosθ-mg)/M。但由步驟②最終勻速可知Mgsinθ-μMgcosθ-mg=0，所以這個(gè)a'是變化的？不對(duì)，我可能想復(fù)雜了。題目中步驟④說“分別處理兩條紙帶，得到相關(guān)數(shù)據(jù)”。步驟②的紙帶是勻速的，我們能得到v。步驟③的紙帶是勻加速的，我們能得到a。但要想消去θ，我們需要找到v和θ的關(guān)系。換個(gè)思路，步驟②中，滑塊從靜止開始，最終達(dá)到勻速v，這個(gè)過程中，它的動(dòng)能增加是(1/2)Mv2，這個(gè)動(dòng)能是怎么來的？是重力做功和摩擦力、拉力做功的結(jié)果。從開始到勻速，設(shè)滑塊下滑的距離為L(zhǎng)（這個(gè)L可以從步驟②的紙帶上測(cè)量出來，即從開始運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)跡均勻的那段位移）。則有：重力做功：MgLsinθ摩擦力做功：-μMgcosθL拉力（細(xì)線）做功：mgL（因?yàn)殂^碼下降了L）根據(jù)動(dòng)能定理：MgLsinθ-μMgcosθL+mgL=(1/2)Mv2-0化簡(jiǎn)：(Mgsinθ-μMgcosθ+mg)L=(1/2)Mv2而從步驟（3）a中我們知道Mgsinθ-μMgcosθ=mg，代入上式左邊：(mg+mg)L=(1/2)Mv2→2mgL=(1/2)Mv2→Mv2=4mgL。又從步驟（3）b中，我們有mg=Ma(前面推導(dǎo)出的)，即m=Ma/g。代入上式：Mv2=4(Ma/g)gL