資源簡介

2025年廣東省普通高中學業水平選擇性考試模擬卷二
物理
本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28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)
1．2021年7月13日,全球首個陸上商用模塊化小型核反應堆“玲龍一號”在海南昌江核電基地正式開工。“玲龍一號”是繼“華龍一號”后我國核電自主創新的又一重大成果,標志著我國在模塊化小型堆建造上走在了世界前列。其核反應方程為U+XBaKr+n,下列說法正確的是
A．X粒子是質子
B．X粒子是電子
C．該核反應又叫熱核反應,反應過程中需要吸收能量
DU核的比結合能小于Ba核的比結合能
2．如圖所示,一名旅客用大小為F、方向沿拉桿的力拉著質量為m的行李箱勻速前進,拉桿與水平地面的夾角為θ,地面對行李箱的摩擦力與行李箱對地面的壓力成正比,則下列說法正確的是
A．行李箱對地面的壓力小于地面對行李箱的支持力
B．地面對行李箱的摩擦力等于Fsin θ
C．地面對旅客的支持力大于旅客的重力
D．地面對旅客的摩擦力向后
3．如圖所示,某次籃球比賽中小明以一定初速度將籃球拋出,球在空中運動一段時間后與籃板垂直碰撞(碰撞時間不計),經籃板反彈后籃球做平拋運動進入籃筐,忽略空氣阻力。下列反映籃球運動過程中水平分速度vx、豎直分速度vy與時間t的關系圖像,可能正確的是
4．科研人員通常采用兩種方法來變換飛船軌道:一種是單橢圓軌道轉移,如圖甲所示,A是圓軌道1與橢圓軌道2的切點,B是橢圓軌道2與圓軌道3的切點;另一種是雙橢圓軌道轉移,如圖乙所示,C是圓軌道1與橢圓軌道4的切點,D是橢圓軌道4與橢圓軌道5的切點,E是橢圓軌道5與圓軌道3的切點。則下列關于飛船從停泊圓軌道1發射至目標圓軌道3過程的說法正確的是
A．5條軌道中,飛船在軌道3上穩定運行時的機械能最大
B．飛船在切點A、B、C、D處均需噴氣加速,在切點E處需噴氣減速
C．5條軌道中,飛船在軌道5上穩定運行時的周期最小
D．5條軌道中,飛船在軌道1上穩定運行時的速度最小
5．板式雙區靜電除塵器的工作原理示意圖如圖所示,高壓電源兩極分別連接放電極與板式集塵極,在放電極表面附近形成強大的電場,其間的空氣在該區域被電離。空氣中的粉塵顆粒進入靜電除塵區域,粉塵顆粒吸附負離子后帶負電,粉塵顆粒在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除塵目的。已知圖中虛線為電場線(方向沒有標明),A、B、C三點在同一直線上,AB=BC,粉塵顆粒在運動過程中電荷量不變且忽略顆粒之間的相互作用,則下列說法正確的是
A．高壓電源一定為直流電源,且M端為電源的負極
B．電場力對放電極左側的粉塵顆粒做正功,對放電極右側的粉塵顆粒做負功
C．圖中A、B、C三點的電勢滿足φA>φB>φC
D．UBA>UCB
6．智能呼啦圈輕便美觀,深受健身人士的喜愛,腰帶外側帶有軌道,將帶有滑輪的短桿(長度忽略不計)一端穿入軌道,另一端懸掛一根帶有配重的輕繩,其簡化模型如圖所示。配重可視為質點,繩長為L,懸掛點P到腰帶中心點O的距離為r,水平固定好腰帶,通過人體微小扭動,使配重隨短桿在水平面內做勻速圓周運動,穩定節奏后使繩子與豎直方向的夾角為θ,運動過程中腰帶可看成不動,重力加速度為g。下列說法正確的是
A．若使用者減小轉速,配重受到的合力可能變大
B．此時配重轉動的頻率f=·
C．若將配重減輕,仍保持轉速不變,則θ變大
D．若用力轉動使θ增大,則配重運動的周期變大
7．某小區的變壓器模擬電路如圖所示,在線路中接入兩個理想互感器,兩互感器原、副線圈的匝數比分別為1∶10和10∶1,變壓器和電表均是理想的,輸電線電阻忽略不計,則下列說法正確的是
A．若保持輸入電壓U0不變,隨著居民用電器的增加,電流表、電壓表的示數都增大
B．若保持輸入電壓U0不變,隨著居民用電器的增加,輸電的功率增大,輸電效率增大
C．若電壓表示數為22 V,電流表示數為10 A,則原線圈輸入的總功率為 W
D．若電壓表示數為22 V,電流表示數為10 A,則副線圈輸出的總功率為 W
8．某壓力罐的結構簡圖如圖所示。當氣室內的氣體壓強達到p1時,電接點壓力表立即接通電源,啟動水泵給壓力罐緩慢補水;當氣體壓強達到p2時,電接點壓力表便自動斷開電源,停止補水。若壓力罐密閉性、導熱性均良好,氣室內氣體可視為理想氣體,壓力罐所處環境溫度保持不變。設氣室內氣體壓強為p,儲水隔膜到壓力罐上端的距離為x,則在緩慢補水的過程中,下列圖像可能正確的是
9．我國高鐵頻頻刷新世界鐵路運營試驗最高速度的背后,都離不開電氣化鐵路的“心臟”產品——牽引變壓器。牽引變壓器(可視為理想變壓器)可將330 kV高壓電瞬間降為27．5 kV,通過供電線輸送至接觸網上,為高鐵提供穩定的電能,確保高鐵順利行駛。下列說法正確的是
A．該變壓器原、副線圈的匝數比n1∶n2=1∶12
B．該變壓器原、副線圈的匝數比n1∶n2=12∶1
C．若高鐵突然開始加速,所需功率變大,則變壓器副線圈上的電流變大,原線圈上的電流減小
D．若高鐵突然開始加速,所需功率變大,則變壓器副線圈上的電流變大,原線圈上的電流也變大
10．某實驗小組利用霍爾元件制作了一個簡易磁場檢測器如圖甲。霍爾元件是一個四端元件,其中A、C端通過控制電路輸入可控制電流,B、D端輸出霍爾電壓(由于霍爾電壓很小,可以把它直接加在靈敏電流表兩端)。在某一勻強磁場區域轉動磁場檢測器,當霍爾元件處于如圖乙位置時,靈敏電流表的指針向左偏轉達到最大值,此時電壓最大值為U,電流表的示數為I。已知靈敏電流表的電流從正極輸入時指針向右偏轉,從負極輸入時指針向左偏轉;該霍爾元件長度為a,寬度為b,厚度為c,單位體積中導電的電荷數為n,電子的電荷量為e。則下列說法正確的是
A．D端電勢高于B端電勢
B．圖乙中磁場方向垂直霍爾元件的前平面向外
C．該磁場的磁感應強度大小B=
D．當滑動變阻器的滑片向左移動時,靈敏電流表的指針偏轉方向改變且偏轉程度減小
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
11．(7分)某同學根據教材設計了如圖所示的實驗裝置,用來探究向心力大小與半徑、加速度、質量的關系。
(1)打開一擋轉速,不斷改變力傳感器的位置,發現小球轉動過程中向心力的大小與半徑成　　　　(選填“正比”或“反比”)。
(2)控制力傳感器的位置不變,提高轉速,可觀察到力傳感器的示數變　　　　(選填“大”或“小”)。
(3)保持力傳感器的位置不變,使得小球球心到轉盤圓心的距離為r,改變馬達轉盤的轉速n,測量在不同轉速下,同一小球受到的力傳感器的作用力F,得到多組n、F數據。以F為縱坐標,以n2為橫坐標建立坐標系,得到一條斜率為k的傾斜直線,則小球的質量為　　　　(用k、r表示)。
12．(10分)壓敏電阻被廣泛應用于汽車工業和工業機器人等領域。為了研究如圖(a)所示的可視為純電阻的壓敏電阻的阻值與表面所受壓力的關系,物理課外興趣小組的同學設計的實驗電路如圖(b)所示,已知該壓敏電阻的阻值在100 Ω~3000 Ω之間變化。除了該壓敏電阻外,興趣小組現有的實驗器材還有:
電源(電動勢為6 V,內阻忽略不計);
電壓表(量程為3 V,內阻為1500 Ω);
電流表(量程為3 mA,內阻為11 Ω);
滑動變阻器R(最大阻值為10 Ω,額定電流為3 A);
三個阻值分別為1 Ω、100 Ω、1500 Ω的定值電阻;
兩個開關和導線若干。
(1)對電壓表進行改裝,要使實驗中改裝后的電壓表不超過量程,圖中電阻R1對應可供選擇的三個定值電阻中阻值為　　　　Ω的電阻。要使開關K2閉合后,通過壓敏電阻的最大電流為36 mA,則圖中定值電阻R2對應三個電阻中阻值為　　　　Ω的電阻。
(2)閉合K1和K2,移動滑動變阻器的滑片P至合適位置,若此時改裝后的電壓表的示數為改裝后量程的,改裝后電流表的示數為改裝后量程的,則此時壓敏電阻的實際阻值為　　　　Ω(結果保留三位有效數字)。
(3)若某一壓敏電阻的阻值Rx'隨壓力F變化的規律如圖(c)。把一個理想電壓表改裝成可直接測量壓力的儀表,設計的電路如圖(d),電源的電動勢為E',內阻不計,定值電阻的阻值為R0。則電壓表的示數U1與壓力F的關系式為　　　　(用所給字母表示)。隨著壓力F的增大,電壓表的示數　　　　(選填“變大”“不變”或“變小”)。
三、非選擇題(本題共5小題，共54分。考生根據要求作答)
13．(9分)光纖通信中信號傳播的傳輸媒介是光學纖維。如圖所示,一長度為l的纖芯(可簡化為一長玻璃絲)放在空氣中。從空氣射到光纖端面的光并不能全部被約束在纖芯內,只有在特定入射角度范圍內的光才可以,纖芯集光能力用數值孔徑(NA)表示,即NA=n0sin θm(θm為最大入射角度,n0為原介質的折射率)。已知光在真空中的傳播速度為c,空氣的折射率為1,纖芯的折射率n=1．3,則n0==1．3。(結果可保留根號)
(1)若光以θ0=30°的入射角入射,求其從光學纖維的一端面傳播到另一端面所需要的時間。
(2)求該材料制成的光學纖維的數值孔徑NA。
14．(13分，跨學科新題) 地球高層大氣空域的電離層中存在大量的自由電子和離子，使用繩系衛星可以研究電離層的特性。如圖甲所示，由子衛星P1和P2組成的繩系衛星，在地球赤道上空的電離層中繞地球中心做勻速圓周運動。已知繩系衛星軌道距地面的高度為H，兩顆子衛星之間的導體繩長為L(L H)，導體繩沿地球半徑方向。衛星軌道所在處的地磁場磁感應強度大小為B，方向如圖乙。地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，不計地球自轉、電離層的運動。
(1)不計環境阻力，求繩系衛星在軌道上繞地球中心運行速度的大小v。
(2)考慮環境阻力并設其大小恒為f、方向總垂直于導體繩，為使衛星保持在原軌道上，設想在導體繩上串聯接入一電動勢恒定的電源，如圖丙所示。該電源、導體繩及附近的電離層可視為閉合電路，電路等效總電阻為r，此時在電源和感應電動勢的共同作用下，導體繩所受安培力恰好克服環境阻力。
①說明導體繩中電流方向及導體繩所受安培力方向。
②求接入電源的電動勢E。
　　
甲 乙 丙
15．(15分)一種彈射發電機的簡化裝置圖如圖所示。光滑的水平絕緣桌面上固定有間距d=0．5 m的U形金屬導軌,光滑軌道OAC的OA部分位于豎直方向上,AC部分為一與OA相切、半徑r=0．4 m的四分之一圓弧,C點與水平桌面邊緣挨得很近。質量M=2．0 kg的金屬棒靜止在U形金屬導軌水平部分上,金屬棒與金屬導軌垂直,金屬棒接入電路的電阻R=0．1 Ω,U形金屬導軌水平部分光滑,傾角θ=37°的傾斜部分與金屬棒間的動摩擦因數μ=0．5,金屬導軌的水平部分與傾斜部分平滑連接。現用質量m=1．0 kg的小球(可視為質點)壓縮緊靠OAC軌道的輕質彈簧至位置D后鎖定彈簧,其中DA=2r=0．8 m。解除鎖定后,小球將沿OAC軌道運動,小球運動到軌道最高點C(小球運動到A點前已經和彈簧分離)后沿水平方向滑上桌面,小球與金屬棒發生彈性正碰。碰后小球再次沿水平方向進入OAC軌道并恰好能沿軌道運動,金屬棒的速度方向與水平導軌平行,且金屬棒沿導軌傾斜部分上升的最大位移大小x0=0．6 m,小球壓縮彈簧后再次被鎖定。已知U形金屬導軌傾斜部分足夠長,其上端電阻的阻值為2R,導軌電阻不計,勻強磁場僅分布在金屬導軌的傾斜部分,方向垂直于導軌平面向上,磁感應強度大小B=2．0 T,重力加速度g=10m/s2,sin 37°=0．6,cos 37°=0．8。
(1)求解除鎖定前,彈簧的彈性勢能Ep。
(2)求金屬棒在傾斜導軌上從底部運動至最高點的時間t0。
(3)若金屬棒返回傾斜導軌底部前已經達到穩定狀態,求在整個運動過程中,金屬棒產生的焦耳熱(結果保留三位有效數字)。
【參考答案】
1． D　
【解題分析】根據電荷數和質量數守恒可知,X是中子,故A、B項錯誤;該反應為核裂變反應,反應過程中會釋放能量,故C項錯誤;該核裂變反應中Ba核比U核更穩定,所以U核的比結合能小于Ba核的比結合能,D項正確。
2． C　
【解題分析】由牛頓第三定律可知,行李箱對地面的壓力等于地面對行李箱的支持力,故A項錯誤;對行李箱受力分析,如圖甲,豎直方向有Fsin θ+FN1=mg,水平方向有Fcos θ=Ff1,故B項錯誤;對旅客受力分析,如圖乙,豎直方向有Fsin θ+Mg=FN2,故C項正確;地面對旅客的摩擦力向前,D項錯誤。
甲
乙
3． D　
【解題分析】開始時籃球做斜拋運動,水平方向做勻速運動,在和籃板碰撞后,籃球速度反向,通過運動軌跡可以判斷,碰撞后籃球的水平方向速度減小,故A、B項錯誤;在豎直方向,籃球先做勻減速運動,撞擊籃板后做勻加速運動,碰撞前后籃球的加速度相等,故C項錯誤、D項正確。
4． B　
【解題分析】由題意可知,5條軌道中,飛船在軌道5上穩定運行時,其機械能最大,故A項錯誤;飛船在切點A、B、C、D處由低軌道變軌到高軌道,需噴氣加速,飛船在切點E處由高軌道變軌到低軌道,需噴氣減速,故B項正確;5條軌道中,飛船在軌道5上穩定運行時的半長軸最大,根據開普勒第三定律可知,飛船在軌道5上穩定運行時的周期最大,故C項錯誤;根據G=m可知,飛船在軌道1上穩定運行時的速度大于在軌道3上穩定運行時的速度,故D項錯誤。
5． D　
【解題分析】由于粉塵顆粒帶負電,且在電場力作用下向集塵極遷移,則表明集塵極始終與電源正極連接,則高壓電源一定為直流電源,且M端為電源的正極,故A項錯誤;放電極左側電場方向向右,粉塵顆粒所受電場力向左,放電極右側電場方向向左,粉塵顆粒所受電場力向右,則粉塵顆粒向集塵極運動過程中,電場力始終做正功,故B項錯誤;沿電場線方向電勢降低,則φA<φB<φC,故C項錯誤;由于A、B間的電場強度大于B、C間的電場強度,根據U=Ed可知,UBA>UCB,故D項正確。
6． B　
【解題分析】減小轉速,配重受到的合力變小,故A項錯誤;根據牛頓第二定律有mgtan θ=m(2πf)2(Lsin θ+r),解得f=·,故B項正確;根據ω=2πf=,可知若將配重減輕,仍保持轉速不變,則配重轉動的角速度不變,可知θ不變,C項錯誤;根據T==2π,當θ增大時,可知周期變小,故D項錯誤。
7． D　
【解題分析】隨著居民用電器的增加,消耗的電功率增大,根據P=UI可知原線圈電流增大,電流表示數增大,與原線圈串聯的電阻R分到的電壓U=IR也增大,這導致原線圈分到的電壓減小,根據=知副線圈的電壓U2減小,電壓表示數減小,A項錯誤;輸電效率η=,因為U1減小,所以輸電效率降低,B項錯誤;根據互感器原、副線圈的匝數比可知原線圈電流I1=100 A,副線圈電壓U2=220 V,根據=可知,原線圈電流I2=I1,副線圈輸出的電功率P=U2I2= W,C項錯誤、D項正確。
8． AC　
【解題分析】緩慢補水的過程可視為等溫過程,由玻意耳定律得p1V1=pV,即p1x1=px,化簡得p=,=,可知A、C項正確。
9． BD　
【解題分析】根據電壓與匝數的關系有==,B項正確;若高鐵加速,所需功率變大,則由副線圈上的電壓不變,可知副線圈上的電流變大,原線圈上的電流也變大,D項正確。
10． AC　
【解題分析】由題意知,靈敏電流表的指針向左偏轉,說明電流從負極輸入,故D端電勢高于B端電勢,A項正確。霍爾元件由半導體材料制成,其載流子為電子,B端聚集電子,由左手定則,可知該磁場的磁感應強度方向垂直霍爾元件的前平面向里,B項錯誤。設電子在霍爾元件中的定向運動速度大小為v,則有evB=e,根據電流微觀表達式可得I=nevbc,聯立解得B=,C項正確。由B=,可知U=,當滑動變阻器的滑片向左移動時,滑動變阻器接入電路的電阻變大,回路中的電流I減小,故靈敏電流表的指針偏轉程度減小,但指針偏轉方向不變,故D項錯誤。
11． (1)正比　(2分)
(2)大　(2分)
(3)　(3分)
【解題分析】(1)根據向心力的大小Fn=mω2r可知,當轉速不變,不斷改變力傳感器的位置,即改變運動半徑時,向心力的大小與半徑成正比。
(2)力傳感器的位置不變,即控制半徑不變,隨著轉速的提高,角速度ω增大,可知向心力變大。
(3)根據向心力公式有F=mrω2=mr(2πn)2,又由k=,可得小球的質量m=。
12． (1)1500　1　(每空2分)
(2)156　(2分)
(3)U1=　(2分)　變大　(2分)
【解題分析】(1)由于電源的電動勢E=6 V,滑動變阻器采用分壓接法,要使實驗中改裝后的電壓表不超過量程,根據串聯電路規律有R1+3 V=6 V,解得電阻R1=1500 Ω。要使開關K2閉合后,通過壓敏電阻的最大電流為36 mA,則通過R2的最大電流為33 mA,由并聯電路規律有33 mA×R2=3 mA×11 Ω,解得電阻R2=1 Ω。
(2)閉合K1和K2,移動滑動變阻器的滑片P至合適位置,若此時改裝后的電壓表的示數為改裝后量程的,則壓敏電阻兩端的電壓U=4 V,電流表的示數為其改裝后量程的,則通過改裝后電流表的電流I'=×36 mA=27 mA,電壓表上通過的電流IV== mA,由歐姆定律可得,此時壓敏電阻的實際阻值Rx==≈156 Ω。
(3)圖(c)所示的壓敏電阻的阻值Rx'與壓力F的關系式為Rx'=400-2F,由串聯電路規律可知U1=E'=,由此可知,隨著壓力F的增大,電壓表的示數U1變大。
13．
【解題分析】(1)如圖甲所示,光束在光學纖維端面的入射角θ0=30°,折射角為θ1
甲
由折射定律有sin θ0=nsin θ1
光在纖芯中的傳播路程s=　(1分)
光在纖芯中的傳播速度大小v=　(1分)
光在纖芯中的傳播時間t=　(1分)
解得t=。　(1分)
乙
(2)如圖乙所示,設光束在光學纖維端面的入射角為θ,折射角為α,折射光線射向側面時的入射角為β,由折射定律有sin θ=nsin α　(1分)
由幾何關系可知α+β=90°,sin α=cos β　(1分)
光束恰好發生全反射時,有sin C=　(1分)
由β≥C,則sin θ=nsin α=n≤n=　(1分)
故數值孔徑NA=n0sin θm=。　(1分)
14． (1)萬有引力提供向心力G＝m，
對地面質量為m′的物體有G＝m′g，
得v＝。
(2)①根據題意可知，導體繩所受安培力恰好克服環境阻力，則安培力方向與衛星運動方向相同，根據左手定則可知，電流方向由P1指向P2。
②由于電流方向由P1指向P2，根據閉合電路歐姆定律和右手定則有E－BLv＝Ir，
要求安培力與阻力平衡BIL＝f，
聯立，解得E＝BL＋。
15．
【解題分析】(1)小球恰好能夠再次沿水平方向進入OAC軌道并沿軌道運動,設小球與金屬棒碰后小球的速度大小為v1,則有mg=m　(1分)
解得v1=2m/s　(1分)
設小球與金屬棒碰撞前小球的速度大小為v0,碰后金屬棒的速度大小為v2,根據動量守恒與機械能守恒有
mv0=m(-v1)+Mv2　(1分)
m=m+M　(1分)
解得v0=6 m/s,v2=4m/s　(1分)
小球從D運動到C的過程中,有Ep=mg×3r+m=30 J。　(1分)
(2)金屬棒沿傾斜導軌向上運動過程中,根據動量定理有
-(Mgsin θ+μMgcos θ)t0-Bdt0=0-Mv2　(2分)
又因為q=t0==　(1分)
聯立解得t0=0． 3 s。　(1分)
(3)設金屬棒達到穩定狀態時的速度大小為v3,則有Mgsin θ=μMgcos θ+　(2分)
對金屬棒在磁場中的運動過程,根據能量守恒定律有Q=M-M-μMgcos θ×2x0 　(1分)
則在整個運動過程中,金屬棒產生的焦耳熱Q'=　(1分)
聯立解得Q'=1． 65 J。　(1分)

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