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2025届高三年级2月调研测试

物    理

注意事项，考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1.本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。

3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与本人的是否相符。

4.作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 国运兴则体育兴、国家强则体育强。以下相关说法正确的是（　　）

A. 研究如何才能踢出香蕉球时，可以把足球看成质点

B. 在2025年全国室内田径大奖赛男子60米决赛中，苏炳添跑出6.65秒的成绩夺冠，6.65秒是时间间隔

C. 在跳水比赛中，如果以运动员为参考系，该运动员下方的水面一定是上升的

D. 400米比赛中，运动员的位移为零，平均速度为零，平均速率也为零

【答案】B

【解析】

【详解】A．研究如何才能踢出香蕉球时，足球的形状大小不能忽略不计，不可以把足球看成质点，故A错误；

B．6.65秒是苏炳添跑60米所用时间，是时间间隔，故B正确；

C．在跳水比赛中，如果以运动员为参考系，若运动员处于上升阶段，则水面相对运动员是下降的，故C错误；

D．平均速度等于位移除以时间，平均速率等于路程除以时间；在400米比赛中，运动员的位移为零，平均速度为零，路程不为零，平均速率不为零，故D错误。

故选B。

2. 已知放射性元素锶（）会发生衰变，半衰期为28.8年，则（　　）

A. 经过约57.6年，核污染水中的锶（）将全部衰变结束

B. 海水稀释不能改变锶的半衰期

C. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

D. 秋冬气温逐渐变低时，锶的衰变速度会变慢

【答案】B

【解析】

【详解】A．半衰期是原子核发生半数衰变所需的时间，经过57.6年，即两个半衰期，剩余锶为原来的四分之一，并没有完全衰变完，故A错误；

BD．半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故B正确，D错误；

C．衰变所释放的电子是由原子核内的一个中子转变成一个质子和一个电子，故C错误。

故选B。

3. 下列关于欧姆表的使用和操作正确的是（　　）

A. 欧姆表欧姆调零后， 用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示， 为了提高测量精度，应换用“×1”挡， 重新调零后再测量

B. 用多用电表测量不同的电阻R时，均需要重新欧姆调零

C. 若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管， 结果如图乙所示， 可知该二极管的正极为B端

D. 若不能估计未知电阻的大小，可以先用中等倍率的某个欧姆档试测， 根据读数大小再选择合适档位

【答案】D

【解析】

【详解】A．欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，说明电阻读数较大，量程挡位选小了，为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量，故A错误；

B．换挡时需要重新欧姆调零，不换挡则不需要重新欧姆调零，故B错误；

C．欧姆档的负与内部电源正极相连，若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，由图内可知左图中电阻较大，所测的为二极管的反向电阻；右图中电阻较小，测的是正向电阻，则该极管的正极为A端，故C错误；

D．若不能估计未知电阻的大小，可以先用中等倍率的某个欧姆档试测， 根据读数大小再选择合适档位，故D正确。

故选D。

4. 铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置时，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，由此推测肥皂膜前后两个面的侧视形状应当是（　　）

A.    B.    C.    D.   

【答案】C

【解析】

【详解】如图所示

干涉加强时

根据几何关系

联立可得

根据几何关系可知为宽度随高度的变化率不变，肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，则宽度随高度的变化率变大：

AB．当如AB形状时，宽度随高度的变化率不变，薄膜干涉形成的彩色条纹为等间距条纹，故AB错误；

CD．根据题意可知肥皂膜上的彩色条纹上疏下密，可知宽度随高度的变化率变大，故C正确，D错误。

故选C。

5. 如图所示，等腰直角三角形为一棱镜的横截面，。由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有甲光从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为，则下列判断正确的是（    ）

A. 甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角

B. 甲、乙两光的折射率之比为

C. 用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽

D. 若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大

【答案】C

【解析】

【详解】B．根据折射定律，甲、乙两种单色光折射率分别为

甲、乙两光的折射率之比

故B错误；

A．全反射临界角

甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，甲单色光的全反射临界角大于乙单色光的全反射临界角，故A错误；

C．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，单色光在真空中的波长为

则甲单色光的波长大于乙单色光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式

则单色光甲的条纹宽度要比单色光乙的条纹宽度宽，故C正确；

D．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，根据光电效应方程

若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更小，故D错误。

故选C。

6. 如图所示，“鹊桥”中继星处于地月拉格朗日点L₂上时，会和月球、地球两个大天体保持相对静止的状态。设地球的质量为M，“鹊桥”中继星的质量为m，地月间距为L，拉格朗日L₂点与月球间距为d，地球、月球和“鹊桥”中继星均可视为质点，忽略太阳对“鹊桥”中继星的引力，忽略“鹊桥”中继星对月球的影响。则“鹊桥”中继星处于L₂点上时，下列选项正确的是（　　）

A. 月球与地球质量之比为

B. “鹊桥”中继星与月球的线速度之比为

C. “鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比

D. 地球对月球的引力和“鹊桥”中继星对月球的引力之比为1∶1

【答案】A

【解析】

【详解】A．对月球，地球对它的万有引力提供向心力

对“鹊桥”中继星，地球引力和月球引力的合力提供向心力，故

联立解得

故A正确；

B．“鹊桥”中继星与月球绕地球运动的角速度相等，根据可得“鹊桥”中继星与月球的线速度之比为,故B错误；

C．根据可得“鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比为，故C错误；

D．月球所受的合外力方向指向地球，故地球对月球的引力大于“鹊桥”中继星对月球的引力，故D错误。

故选A。

7. 如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为5.53×10¹⁴Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从n=6、5、4、3能级跃迁到n=2能级产生的。下列说法正确的是（　　）

A. 大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出4种不同频率的光

B. 氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应

C. 仅将P向右滑动，电流计示数一定变大

D. 将自感系数为30的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应

【答案】B

【解析】

【详解】A．由可知大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出10种不同频率的光，故A错误；

B．从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，小于逸出功，不能使K极金属发生光电效应；从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，大于逸出功，可以使K极金属发生光电效应。从能级n=6、5跃迁至n=2产生的光的光子能量大于，大于逸出功，能使K极金属发生光电效应。所以氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应。故B正确；

C．若K极发射的光电子未全部被A极吸收时，则将P向右滑动时，AK两极的电压增大，有更多的光电子被A极吸收，电流计示数增大；若K极发射的光电子已全部被A极吸收时，此时的电流已达到饱和电流，则将P向右滑动时，电流计示数不变。故C错误；

D．回路中产生的电磁波的频率为

所以产生的电磁波照射K极不能发生光电效应，故D错误。

故选B。

8. 如图所示为水平放置的固定圆柱形汽缸，汽缸内被A、B两活塞封有一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连（硬杆的粗细可忽略），活塞与汽缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气。现缸内气体温度为，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度缓慢下降到，且降温幅度很小，外界环境压强不变，则下列说法中正确的是（　　）

A. 缸内气体将做等体积变化，活塞不发生移动

B. 活塞将向右移动

C. 活塞将向左移动

D. 活塞再次静止时，缸内气体的体积、温度、压强与降温前相比都发生了变化

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．令外界环境压强与密封气体压强分别，，对活塞与硬杆整体分析有

解得

可知，气体发生的是等压变化，根据盖—吕萨克定律有

可知，当缸内气体温度缓慢下降到时，密封气体体积将随之减小，由于活塞用硬杆相连，两活塞移动的距离相等，当体积减小时，活塞应向横截面积较小的活塞一侧移动，即活塞将向右移动，故AC错误，B正确；

D．根据上述可知，活塞再次静止时，缸内气体的体积、温度与降温前相比都发生了变化，而压强没有发生变化，故D错误。

故选B。

9. 假设某空间有一静电场的电势随变化情况如图所示，且带电粒子的运动只考虑受电场力，根据图中信息可以确定下列说法中正确的是（　　）

A. 从到，场强的大小均匀增加

B. 正电荷沿轴从运动到x₁的过程中，做匀加速直线运动

C. 负电荷沿轴从移到的过程中，电场力做正功，电势能减小

D. 处场强大小为，处场强大小为，则

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据

可知图像中图线的斜率表示静电场的电场强度，由图可知，沿x轴方向，从到，场强的大小恒定。故A错误；

B．同理可知沿x轴方向的电场强度为零，正电荷沿轴从运动到x₁的过程中，沿x轴方向的电场力为零，一定不做匀加速直线运动。故B错误；

C．由图可知，移到的过程中电势降低，根据

可知负电荷沿轴从移到的过程中，电场力做负功，电势能升高。故C错误；

D．根据A选项分析可知，处图线斜率绝对值大于处图线斜率绝对值，所以

故D正确。

故选D。

10. 如图所示，将小球以v₀正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为（重力加速度为g）（　　）

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】过抛出点作斜面的垂线，如图所示

当质点落在斜面上的B点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向

竖直方向

根据几何关系有

解得

故选C。

11. 如图所示，足够长的光滑导轨OM、ON固定在竖直平面内，电阻不计，两导轨与竖直方向夹角均为30°。空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、长为L的导体棒在竖直向上的拉力F作用下，从O点开始沿y轴向下以大小为v的速度做匀速直线运动，且棒始终与y轴垂直对称，与导轨接触良好。导体棒单位长度电阻值为r，重力加速度为g。则在导体棒从开始运动到离开导轨的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒中的感应电流逐渐增大

B. 导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能等于导体棒产生的焦耳热

C. 通过回路中某横截面上的电荷量为

D. 导体棒在导轨上运动时拉力F与y的关系为

【答案】C

【解析】

【详解】A．设导体棒与两导轨间的长度为l，则导体棒切割磁感线在电路中产生电流的感应电动势

根据闭合电路欧姆定律可知

因为v、r、B恒定，则I恒定，导体棒中的感应电流大小保持恒定不变，故A错误；

B．导体棒运动过程重力做正功W_G，克服拉力F做功W_F，安培力做负功，克服安培力做功转化为焦耳热Q，由动能定理得

则机械能的减少量

即导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能大于金属棒产生的焦耳热，故B错误；

C．由于

故C正确；

D．导体棒受到重力、拉力F和安培力作用，根据共点力平衡知识可知

解得拉力

其中

解得

故D错误。

故选C。

二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12. 某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L₀，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。

【答案】    ①.     ②.     ③. mgh₅    ④. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为

整理有

[2]打F点时钩码的速度为

由于在误差允许的范围内，认为释放钩码的同时打出A点，则钩码动能的增加量为

[3]钩码的重力势能增加量为

DE_p重 = mgh₅

（2）[4]钩码机械能的增加量，即钩码动能和重力势能增加量的总和，若无阻力做功则弹簧弹性势能的减少量等于钩码机械能的增加量。现在随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，而两条曲线在纵向的间隔即阻力做的功，则产生这个问题的主要原因是纸带与限位孔的摩擦力做功变多导致两曲线间隔变大。

13. 风力发电是绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1：n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。忽略线圈电阻，求：

（1）发电机产生电动势的瞬时值表达式；

（2）升压变压器原、副线圈的匝数比。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由题意可知发电机线圈的转速为，故角速度为，故发电机产生电动势的瞬时值表达式为

（2）升压变压器输入电压有效值为

输出电压有效值为

故升压变压器原、副线圈的匝数比为

14. 目前我国航天事业正处在飞速发展时期，对于人造卫星的发射，曾经有人提出这样的构想：沿着地球的某条弦挖一通道，并铺设成光滑轨道，在通道的两个出口分别将一物体和待测卫星同时释放，利用两者碰撞（弹性碰撞）效应，就可以将卫星发射出去，已知地表重力加速度，地球半径R。物体做简谐运动的周期，m为物体的质量，为简谐运动物体的回复力和其离开平衡位置的位移大小之比。

（1）如图1所示，设想在地球上距地心h处挖一条光滑通道AB，从A点静止释放一个质量为m的物体，求物体通过通道中心的速度大小，以及物体从A运动到B点的时间（质量分布均匀的空腔对空腔内的物体的万有引力为零）

（2）如图2所示，若通道已经挖好，且，如果在AB处同时释放两个物体，物体质量分别为M和m，他们同时到达点并发生弹性碰撞，要使小物体飞出通道口速度达到第一宇宙速度，M和m应该满足什么关系？

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）质点在距离球心r处所受到引力为

故引力在AB通道方向分力为（设向右为正方向）

该力与成正比，故物体做简谐运动，由引力表达式知

在地表万有引力近似等于重力知

则

物体从A运动到B点的时间为

从A到点，由动能定理可得

代入得

（2）由（1）可知，物体到达点速度均

碰撞中满足动量守恒，则

根据机械能守恒知

代入得

返回出口过程中

代入得

由题意可知

即

代入得

15. 如图所示，长为的不可伸长的轻绳，穿过一长为的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上。管的下端离水平地面的距离为。拉起小球A，使绳与竖直方向成一定夹角，给小球A适当的水平速度，使它在水平面内做匀速圆周运动，已知重力加速度为g，不计一切摩擦阻力。

（1）求拉小球A的绳与竖直方向夹角时，水平地面对物块B的支持力和小球A做圆周运动的角速度；

（2）轻摇细管可使物块B离地，求物块B悬停在高度为处时，小球A做匀速圆周运动的角速度；

（3）轻摇细管可使B离地后在管口下的任意位置处于悬停，当B悬停在某一位置时，上端管口的触发装置使绳断开，求A做平抛运动的最大水平位移。

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）拉小球A的绳与竖直方向夹角时，以A球为对象，竖直方向根据受力平衡可得

解得

以B为对象，根据受力平衡可得

解得

以A为对象，水平方向根据牛顿第二定律可得

解得小球A做圆周运动的角速度为

（2）当物块B悬停在高度为处时，以B为对象，根据受力平衡可知

设连接A球绳子与竖直方向的夹角为，以A球为对象，竖直方向有

解得

水平方向根据牛顿第二定律可得

解得小球A做匀速圆周运动的角速度

（3）轻摇细管可使B离地后在管口下的任意位置处于悬停，当B悬停在某一位置时，根据（2）分析可知，连接A球绳子与竖直方向的夹角为，设拉A的绳子长为（），此时小球A做圆周运动的线速度大小为，根据牛顿第二定律有

解得

设小球A做平抛运动的时间为，则竖直方向有

解得

则水平位移为

根据数学知识可知，当时，水平位移有最大值，则最大值为

16. 2022年12月4日中国科学院高能物理研究所王贻芳院士表示，中国的粒子物理研究正在走向国际最前沿。在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。现有一种较为简单的控制粒子的装置，其内部结构可简化为如图所示模型：空间三维直角坐标系中，在，的空间中有沿轴正方向、电场强度大小的匀强电场，在的空间中有沿轴负方向、磁感应强度的大小的匀强磁场，平面内区域有一足够大的吸收屏，屏下方存在有沿轴正方向、大小为的匀强磁场。有一小型粒子源紧贴在轴上点的上侧，粒子源能沿轴负方向持续发射速度为的带正电的粒子，其比荷为。忽略粒子重力及带电粒子间的相互作用。求：

（1）带电粒子第1次穿过轴时的速度大小；

（2）带电粒子第2次穿过轴时的位置坐标；

（3）若电场强度的大小可在之间进行连续调节，带电粒子打在吸收屏上即被吸收并留下印迹，求该印迹长度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，带电粒子在平面的电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示

粒子沿轴负方向做匀速直线运动

沿轴正方向电场力提供加速度

到达轴时，沿轴正方向速度为

粒子速度为

（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，则

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力

解得半径

根据几何关系，粒子再次回到轴时，与第一次到轴之间的距离

则有

可知，粒子第2次到达轴时坐标为。

（3）若所加电场

则有

当时，带电粒子进入磁场中后，粒子在平行于的平面内以做匀速圆周运动，同时在沿轴方向上做速度为的匀速直线运动。即做螺旋向上运动。调节的数值后，易知在垂直于磁场的方向上，粒子每次进入磁场的速度水平分量总保持不变。故粒子在平行于的平面内做圆周运动的半径为

粒子运动的周期为

所加电场

时，粒子到达吸收屏的时间

所加电场

时，粒子到达吸收屏的时间

吸收屏能接受到粒子的持续时间为

由于

可知

带电粒子均落在吸收屏上，设痕迹的长度为，则