2025屆天津市南開區(qū)南開中學高三第四次模擬考試物理試卷含解析

2025屆天津市南開區(qū)南開中學高三第四次模擬考試物理試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、甲、乙兩車在平直公路上行駛，其v-t圖象如圖所示．t=0時，兩車間距為；時刻，甲、乙兩車相遇．時間內(nèi)甲車發(fā)生的位移為s，下列說法正確的是()A．時間內(nèi)甲車在前，時間內(nèi)乙車在前B．時間內(nèi)甲車平均速度的大小是乙車平均速度大小的2倍C．時刻甲、乙兩車相距D．2、下圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則（）A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角大C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應時，a光的飽和電流大D．若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大3、某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，當輸入電壓增加20V時，輸出電壓（）A．增加200V B．增加2V C．降低200V D．降低2V4、如圖所示，兩條輕質(zhì)導線連接金屬棒的兩端，金屬棒處于勻強磁場內(nèi)且垂直于磁場。金屬棒的質(zhì)量，長度。使金屬棒中通以從Q到P的恒定電流，兩輕質(zhì)導線與豎直方向成角時，金屬棒恰好靜止。則磁場的最小磁感應強度（重力加速度g?。ǎ〢．大小為，方向與輕質(zhì)導線平行向下B．大小為，方向與輕質(zhì)導線平行向上C．大小為，方向與輕質(zhì)導線平行向下D．大小為，方向與輕質(zhì)導線平行向上5、下列敘述正確的是()A．光電效應深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除具有能量之外還具有動量B．氫原子的核外電子，由離核較遠的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道，放出光子，電子的動能減小，電勢能增加C．處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時輻射光子的頻率一定大于吸收光子的頻率D．盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)提出了原子的核式結構模型6、在軸上固定兩個點電荷、，其靜電場中軸上各點的電勢如圖所示，下列說法正確的是（）A．和為同種電荷，且均在的區(qū)域內(nèi)B．和為同種電荷，和兩點在兩電荷之間C．和為異種電荷，且均在的區(qū)域內(nèi)D．和為異種電荷，且均在的區(qū)域內(nèi)二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、某型號的小燈泡其正常發(fā)光時的電壓為4.0V，圖甲為小燈泡的I-U曲線，現(xiàn)將該小燈泡與一電阻值為5.0Ω電阻串聯(lián)后，再與一電動勢E=5.0V、內(nèi)阻r=5.0Ω的電源，按圖乙的連接方式連接好。則下列說法正確的是（）A．此時電路中的電流為1AB．此時R的功率約為為0.392WC．小燈泡的功率約為為0.672WD．電源的輸出功率接近1W8、如圖所示，勻強磁場垂直銅環(huán)所在的平面向里，磁感應強度大小為B．導體棒A的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，可繞O勻速轉(zhuǎn)動，與半徑分別為r1、r2的銅環(huán)有良好接觸。通過電刷把大小銅環(huán)與兩豎直平行正對金屬板P、Q連接成電路。R1、R2是定值電阻，R1=R0，R2=2R0，質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶正電小球通過絕緣細線掛在P、Q兩板間，細線能承受的最大拉力為2mg，已知導體棒與銅環(huán)電阻不計，P、Q兩板間距為d，重力加速度大小為g?，F(xiàn)閉合開關，則（）A．當小球向右偏時，導體棒A沿逆時針方向轉(zhuǎn)動B．當細線與豎直方向夾角為45°時，平行板電容器兩端電壓為C．當細線與豎直方向夾角為45°時，電路消耗的電功率為D．當細線恰好斷裂時（此時小球的加速度為零），導體棒A轉(zhuǎn)動的角速度為9、關于分子運動論熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，以下說法中正確的有（）A．水中的花粉顆粒在不停地做無規(guī)則運動，反映了液體分子運動的無規(guī)則性B．兩分子間距離大于平衡距離時，分子間的距離越小，分子勢能越小C．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體D．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能是可能的E.一定質(zhì)量的理想氣體如果在某個過程中溫度保持不變而吸收熱量，則在該過程中氣體的壓強一定增大10、如圖所示，等量同種正電荷固定在M、N兩點，虛線框ABCD是以MN連線的中點為中心的正方形，其中G、H、E、F分別為四條邊的中點，則以下說法中正確的是（）A．若A點電勢為5V，則B點電勢為5VB．同一正電荷在A點具有的電勢能大于在D點具有的電勢能C．在G點釋放一個帶正電粒子(不計重力)，粒子將沿GH連線向H點運動D．在E點釋放一個帶正電粒子(不計重力)，粒子將沿EF連線向F點運動三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）(1)同學們通過查閱資料知道，將鋅、銅兩電極插入水果中，電動勢大約會有1V多一點。小明同學找來了一個土豆做實驗，如圖所示，當用量程為0-3V、內(nèi)阻約50k?的伏特表測其兩極電壓時讀數(shù)為0.96V，用歐姆表直接測“土豆電池”的兩極，測得內(nèi)阻r的讀數(shù)為30?。小麗同學用靈敏電流表直接接”土豆電池”的兩極，測得電流為0.32mA。糧據(jù)前面小明用伏特表測得的0.96V電壓，由全電路歐姆定律得內(nèi)阻為3k?。小明認為上豆的內(nèi)阻為30?，小麗則認為其內(nèi)阻為3k?。以下關于兩位同學實驗過程的分析，正確的是_________A．小明的方法不正確，因水果電池本身有電動勢，故不能用歐姆表直接測其內(nèi)阻B．小明的方法正確。因水果電池本身也是一個導體，可以用歐姆表直接測其電阻C．小麗的測量結果十分準確，除了讀數(shù)方面的偶然誤差外，系統(tǒng)誤差很小D．小麗的測量結果不準確，因為水果電池內(nèi)阻很大，用伏特表測得的電動勢誤差很大，因此計算出的內(nèi)限誤差也很大(2)為盡可能準確地測定一個電動勢和內(nèi)阻未知的電源，實驗室除了導線和開關外，還有以下一此器材可供選擇：A．電流表A1（量程為0-0.6A，內(nèi)阻約為1?）B．靈敏電流表A2（量程為0-0.6mA，內(nèi)阻約為800?）C．靈敏電流表A3（量程為0-30μA，內(nèi)阻未知）D．滑動變阻器R1，（最大阻值約100）E．滑動變阻器R2，（最大阻值約2k?）F．定值電阻（阻值為2k?）G．電阻箱R（0-9999）①實驗中應選擇的器材是_______（填器材前的字母代號）。②在方框中畫出應采用的電路圖____________________。③實驗時，改交電阻箱R的阻值，記錄下電流表的示數(shù)I得到若干組R、I的數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖所示的圖線，由此得出其電源的電動勢為________V（保留兩位有效數(shù)）。按照此實驗方法請分析內(nèi)電限的測量值與真實值大小關系，并給由必要的說明：___________________________________。12．（12分）圖（甲）是演示簡諧運動圖像的裝置，它由一根較長的細線和較小的沙漏組成。當沙漏擺動時，漏斗中的細沙均勻流出，同時勻速拉出沙漏正下方的木板，漏出的細沙在板上會形成一條曲線，這條曲線可以理解為沙漏擺動的振動圖像。圖（乙）是同一個沙漏分別在兩塊木板上形成的曲線（圖中的虛線表示）。（1）圖（乙）的P處堆積的細沙比Q處_________________（選填“多”、“少”或“一樣多”）。（2）經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)圖（乙）中OB=O′B′，若木板1的移動速度v1=3m/s，則木板2的移動速度v2=_________________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示為回旋加速器的結構示意圖，勻強磁場的方向垂直于半圓型且中空的金屬盒D1和D2，磁感應強度為B，金屬盒的半徑為R，兩盒之間有一狹縫，其間距為d，且R?d，兩盒間電壓為U。A處的粒子源可釋放初速度不計的帶電粒子，粒子在兩盒之間被加速后進入D1盒中，經(jīng)半個圓周之后再次到達兩盒間的狹縫。通過電源正負極的交替變化，可使帶電粒子經(jīng)兩盒間電場多次加速后獲得足夠高的能量。已知帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q。(1)不考慮加速過程中的相對論效應和重力的影響。①求粒子可獲得的最大動能Ekm；②若粒子第1次進入D1盒在其中的軌道半徑為r1，粒子第2次進入D1盒在其中的軌道半徑為r2，求r1與r2之比；③求粒子在電場中加速的總時間t1與粒子在D形盒中回旋的總時間t2的比值，并由此分析：計算粒子在回旋加速器中運動的時間時，t1與t2哪個可以忽略？（假設粒子在電場中的加速次數(shù)等于在磁場中回旋半周的次數(shù)）；(2)實驗發(fā)現(xiàn)：通過該回旋加速器加速的帶電粒子能量達到25~30MeV后，就很難再加速了。這是由于速度足夠大時，相對論效應開始顯現(xiàn)，粒子的質(zhì)量隨著速度的增加而增大。結合這一現(xiàn)象，分析在粒子獲得較高能量后，為何加速器不能繼續(xù)使粒子加速了。14．（16分）如圖所示，豎直平面MN與紙面垂直，MN右側的空間存在著垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場和水平向左的勻強電場，MN左側的水平面光滑，右側的水平面粗糙．質(zhì)量為m的物體A靜止在MN左側的水平面上，已知該物體帶負電，電荷量的大小為為q．一質(zhì)量為的不帶電的物體B以速度v0沖向物體A并發(fā)生彈性碰撞，碰撞前后物體A的電荷量保持不變．求：（1）碰撞后物體A的速度大?。唬?）若A與水平面的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度的大小為g，磁感應強度的大小為，電場強度的大小為．已知物體A從MN開始向右移動的距離為時，速度增加到最大值．求：a．此過程中物體A克服摩擦力所做的功W；b．此過程所經(jīng)歷的時間t．15．（12分）在某次學校組織的趣味運動會上，某科技小組為大家展示了一個裝置，如圖所示，將一質(zhì)量為0.1kg的鋼球放在O點，用彈射器裝置將其彈出，使其沿著光滑的半圓形軌道OA和AB運動，BC段為一段長為L＝2.0m的粗糙平面，DEFG為接球槽。圓弧OA和AB的半徑分別為r＝0.2m，R＝0.4m，小球與BC段的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，C點離接球槽的高度為h＝1.25m，水平距離為x＝0.5m，接球槽足夠大，g取10m/s2，求：(1)鋼球恰好不脫離圓弧軌道，鋼球在A點的速度vA多大；(2)滿足(1)時，鋼球在圓軌道最低點B對軌道的壓力；(3)要使鋼球最終能落入槽中，彈射速度至少多大。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

A．由圖知在0～t0時間內(nèi)甲車速度大于乙車的速度，故是甲車在追趕乙車，所以A錯誤；B．0～2t0時間內(nèi)甲車平均速度的大小，乙車平均速度，所以B錯誤；D．由題意知，圖中陰影部分面積即為位移s0，根據(jù)幾何關系知，三角形ABC的面積對應位移s0∕3，所以可求三角形OCD的面積對應位移s0∕6，所以0—to時間內(nèi)甲車發(fā)生的位移為s=s0+s0∕6得s0=s故D正確；C．2t0時刻甲、乙兩車間的距離即為三角形ABC的面積即s0∕3，所以C錯誤．故選D。2、D【解析】

A．由圖可知a光的干涉條紋間距小于b光的，根據(jù)可知a的波長小于b的波長，a光的頻率大于b光的頻率，a光的折射率大于b光的折射率，則根據(jù)可知在同種介質(zhì)中傳播時a光的傳播速度較小，A錯誤；B．根據(jù)可知從同種介質(zhì)中射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角小，B錯誤；C．發(fā)生光電效應時飽和光電流與入射光的強度有關，故無法比較飽和光電流的大小，C錯誤；D．a(chǎn)光的頻率較高，若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，則產(chǎn)生a光的能級差大，D正確。故選D。【點睛】此題考查了雙縫干涉、全反射、光電效應以及玻爾理論等知識點；要知道雙縫干涉中條紋間距的表達式，能從給定的圖片中得到條紋間距的關系；要知道光的頻率越大，折射率越大，全反射臨界角越小，波長越小，在介質(zhì)中傳播的速度越小．3、B【解析】

根據(jù)得即解得即輸出電壓增加2V，故B正確，ACD錯誤。故選B。4、B【解析】

說明分析受力的側視圖（右視圖）如圖所示磁場有最小值，應使棒平衡時的安培力有最小值棒的重力大小、方向均不變，懸線拉力方向不變，由“力三角形”的動態(tài)變化規(guī)律可知又有聯(lián)合解得由左手定則知磁場方向平行輕質(zhì)導線向上。故ACD錯誤，B正確。故選B。5、D【解析】

A．光電效應深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子具有能量，A錯誤；B．氫原子的核外電子，由離核較遠的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道，釋放一定頻率的光子，電子的軌道半徑變小，電場力做正功，電子的動能增大，電勢能減小，B錯誤；C．處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時輻射光子的頻率應小于或等于吸收光子的頻率，C錯誤；D．α粒子散射實驗中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是盧瑟福提出原子核式結構模型的主要依據(jù)，D正確。故選D。6、C【解析】

由題目圖，結合電勢與位置圖象的斜率表示電場強度，可知，在處的電場強度大小為零，因兩點電荷的具體位置不確定，則點電荷的電性也無法確定，因此可能是同種電荷，也可能是異種電荷；AB．若和為同種電荷，則電場強度為零的點在兩電荷連線上的線段上的某一點，即處于兩個點電荷之間，故AB錯誤；CD．若和為異種電荷，則電場強度為零的點在兩電荷連線的線段之外的某一點，由電勢為零，且到電勢逐漸升高可知，和均在的區(qū)域內(nèi)，且靠近的點電荷為負點電荷，遠離的點電荷為正電荷，且正電荷電量的絕對值大于負電荷電量的絕對值；故C正確，D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BCD【解析】

ABC．將定值電阻看成是電源的內(nèi)阻，由電源的電動勢和內(nèi)阻作出電源的伏安特性曲線如圖所示則交點為燈泡的工作點，由圖可知，燈泡的電壓約為2.4V，電流約為0.28A，則燈泡的功率R消耗的功率為P=I2R=0.282×5=0.392W故A錯誤，BC正確；D．由電路可知電源的輸出功率為電阻和小燈泡消耗的功率P總=0.392+0.672=1.06W故D正確。故選BCD。8、AD【解析】

A．當小球向右偏時，P板帶正電，通過R2的電流向上，則由右手定則可知，導體棒A沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，選項A正確；BC．當細線與豎直方向夾角為45°時，則解得平行板電容器兩端電壓為此時電路中的電流電路消耗的電功率為選項BC錯誤；D．當細線恰好斷裂時，此時電動勢解得導體棒A轉(zhuǎn)動的角速度為選項D正確。故選AD。9、ABD【解析】

A．水中的花粉顆粒在不停地做無規(guī)則運動，是由于周圍液體分子對其不平衡的撞擊造成的，反映了液體分子運動的無規(guī)則性。故A正確；B．兩分子間距離大于平衡距離時，分子間表現(xiàn)為引力，當?shù)木嚯x減小，分子力做正功，分子勢能減小。故B正確；C．用燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，是由于云母片具有各向異性的原因，說明云母片是晶體。故C錯誤；D．根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒以及熱力學第二定律可知，用淺層海水和深層海水間的溫度差造出一種熱機，將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，是可行的。故D正確；E．一定質(zhì)量的理想氣體，溫度保持不變（△U=0）而吸收熱量（Q＞0），根據(jù)熱力學第一定律，氣體對外做功（W＜0），體積變大；在根據(jù)氣體等溫方程可知，壓強變小，故E錯誤。故選：ABD。10、AD【解析】

A．根據(jù)等量同種電荷等勢面分布情況和對稱性可知，A點和B點電勢相等，若A點電勢為5V，則B點電勢為5V，故A正確；B．根據(jù)等量同種電荷等勢面分布情況和對稱性可知，A點和D點電勢相等，則同一正電荷在AD兩點具有的電勢能相等，故B錯誤；C．由G點釋放一個帶正電粒子(不計重力)，該粒子所受的電場力垂直于MN連線向上，所以粒子將沿GH連線向上運動，故C錯誤；D．在E點電場強度方向由E到F，帶正電的粒子受到的電場力方向由E到F，粒子將沿EF連線向F點運動，故D正確。故選AD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、ADBG3.0偏大，內(nèi)電阻的測量值包含電流表內(nèi)阻，所以大于真實值【解析】

(1)[1]AB．因水果電池本身有電動勢，故不能用歐姆表直接測其內(nèi)阻，故A正確，B錯誤；CD．水果電池內(nèi)阻很大，用有內(nèi)阻的伏特表測得的電動勢誤差很大，故C錯誤，D正確。故選AD。(2)[2]所給儀器沒有電壓表，定值電阻也較小，若通過串聯(lián)定值電阻改裝成電壓表，根據(jù)(1)的分析知測量值也不準確，所以選用安阻法測量電源電動勢和內(nèi)阻，因靈敏電流表直接接電源的兩極，測得電流為0.32mA，選靈敏電流表A2和變阻箱測量，所以實驗中應選擇的器材是BG。[3]本題是利用安阻法測電源內(nèi)阻及電動勢，測量電路如圖所示

[4]由閉合電路歐姆定律，變形得根據(jù)圖象的斜率表示電動勢，得電池組的電動勢為[5]按照此實驗方法，測出的電源內(nèi)阻是電流表A2和電源兩部分電阻之和，因此內(nèi)電阻的測量值與真實值相比偏大。12、多4m/s【解析】

（1）[1]在圖（乙的處時，沙擺的速度最小，在處時，沙擺的速度最大，所以堆積的細沙比處多；（2）[2]根據(jù)單擺周期公式：它們在同一地點，且擺長相同，則周期相同，設為，段經(jīng)歷的時間是：段經(jīng)歷的時間為：設板長為，則：比較可得：。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）①；②；③，t1可以忽略；（2）見解析【解析】

（1）①粒子離開回旋加速器前，做的還是圓周運動，由洛侖茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得解得②設帶