2025年江苏省连云港市高考物理一模试卷(含详细答案解析)

这是一份2025年江苏省连云港市高考物理一模试卷(含详细答案解析)，共17页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示为一小球沿竖直方向运动时的频闪照片，下列说法正确的是( )
A. 小球正在上升B. 小球正在下降C. 小球处于失重状态D. 小球处于超重状态
2.如图所示，负重的机器狗静立在水平地面上，总重力为G。下列说法不正确的是( )
A. 机器狗所受的合力为零
B. 机器狗每条腿受到地面的支持力大小为G4
C. 货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D. 货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
3.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱( )
A. 运动的周期为2πRω
B. 线速度大小为ω2R
C. 运动至圆心等高处时，所受摩天轮的作用力大于mg
D. 运动至最低点时，所受摩天轮的作用力大小与最高点的相等
4.如图所示，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现( )
A. 彩色环状条纹
B. 彩色平行直条纹
C. 明暗相间的环状条纹
D. 明暗相间平行直条纹
5.“核钻石”电池是利用 614C发生β衰变放能发电的新型电池，该电池具有使用寿命长、安全性高的优点。下列说法正确的是( )
A. 衰变后生成新核为 714NB. 714N与 614C互称同位素
C. 升高温度会使 614C的半衰期变短D. β衰变放出的电子来自碳原子的核外电子
6.如图所示，长方体玻璃砖ad边与屏P平行放置，一细束单色激光从bc边的O点以某角度入射，出射光线射在屏上S1处，移走玻璃砖，光点移到S2处。下列说法正确的是( )
A. 增大入射角，可以使S1、S2间的距离变小
B. 增大入射角，可以使光线不从ad边射出
C. 换用宽ab更小的玻璃砖，S1、S2间的距离会变大
D. 换用形状相同但折射率较大的玻璃砖，S1、S2间的距离会变大
7.如图所示为氢原子的最低五个能级，一束光子能量为12.09eV的单色光入射到大量处于基态的氢原子上，产生的光谱线是( )
A.
B.
C.
D.
8.如图所示，一列水波沿箭头方向在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射，水域越深，波长越长。下列说法正确的是( )
A. 区域I为深水区
B. 折射后波长变长
C. 折射后频率变大
D. 折射后波速不变
9.如图所示，足够长水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中，导体棒垂直于导轨静置。开关S闭合后，导体棒沿导轨无摩擦运动，不计导轨电阻。关于该棒的速度v、加速度a、通过的电流i及穿过回路中的磁通量Φ随时间t变化的图像，可能正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图所示，四个孤立的均匀带电球体的电荷量相同，a、b、c、d点到各自的球心O距离相等，球体所带电荷在a、b、c、d处产生电场强度最小的是( )
A. B. C. D.
11.如图所示，两根相同弹性轻绳一端分别固定在A、A′点，自然伸长时另一端恰好处于图中光滑定滑轮上的B、B′，将轻绳自由端跨过定滑轮连接质量为m的小球，A、B、C、B′、A′在同一水平线上，且CB=CB′，现将小球从C点由静止释放，沿竖直方向运动到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为h，D为CE的中点，重力加速度为g，轻绳形变遵循胡克定律且始终处于弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球在E点的加速度为2g
B. 小球在CD段减少的机械能等于在DE段减少的机械能
C. 小球从C运动到D的时间小于从D运动到E的时间
D. 若仅将小球质量变为2m，则小球到达E点时的速度为 gh
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.小明同学用图示电路测量电源的电动势E和待测电阻的阻值Rx。
(1)闭合开关S1前，应将滑动变阻器的滑片P置于图中______端(选填“a”或“b”)；
(2)闭合开关S1、S2调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在U−I坐标系中描点作出图像①；
(3)断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在同一U−I坐标系中描点作出图像②，下列图像中正确的是______；
(4)由第(3)问中选出的U−I图像，可知电源电动势E=______(选用b1、b2、b3表示)，待测电阻的阻值Rx=______(选用a1、a2、a3、b1、b2、b3表示)；
(5)关于该实验，下列说法正确的是______。
A.实验测得的电动势大于真实值
B.实验还可以精确测量电源内阻
C.实验测得电阻阻值Rx小于真实值
D.电流表内阻不会引起Rx的测量误差
三、计算题：本大题共4小题，共41分。
13.2024年6月，嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为m，测得其在月球表面的重力为F。已知月球半径为r，引力常量为G。求：
(1)月球表面的重力加速度g；
(2)月球的质量M。
14.如图所示，将玉米粒装入手摇爆米花机中，机内气体的初始温度T0=300K、压强p0=1.0×105Pa。对爆米花机密封加热，当气体压强达到p1=4.0×105Pa时，开盖使玉米粒爆开。不计玉米粒在加热过程中的体积变化，气体视为理想气体。
(1)求开盖前瞬间气体的温度T1；
(2)若加热过程中气体吸热3600J，求该气体内能的变化量ΔU。
15.如图所示，质量均为m的物块A、B并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m的球C，整个系统处于静止状态。现给球C一个水平向右的初速度v0= 3gL，式中g为重力加速度，不计空气阻力。求：
(1)此时细线对球C的拉力大小F；
(2)球C向右摆动过程中，上升的最大高度h；
(3)球C摆到杆左侧，离杆最远时的速度大小v。
16.如图所示，空间直角坐标系(z轴垂直纸面向外，图中未画出)中，xQ3>Q4
根据E=kQr2
可得Ea=Eb>Ec>Ed，故ABC错误，D正确。
故选：D。
均匀带电球壳在内部任意位置产生的电场强度为0，结合等效的思想求解电场强度。
本题解题关键用到了等效替代的思想。
11.【答案】D
【解析】解：A、根据题意分析可知，小球在C、E两点间做简谐运动，根据对称性可知，E点的加速度大小等于C点的加速度，在C点小球所受合力等于重力，加速度大小为g，则小球在E点的加速度为g，故A错误；
B、根据功能关系，小球减少的机械能等于小球克服弹力做功。设小球在C点时伸长量为x，则小球在CD段克服弹力做功为
W1=2×12k[x2+(h2)2]−2×12kx2
在DE段克服弹力做功为
W2=2×12k(x2+h2)−2×12k[x2+(h2)2]
可知W1≠W2
故小球在CD段减少的机械能不等于在DE段减少的机械能，故B错误；
C、根据A项分析知，小球在C、E两点间做简谐运动，根据运动的对称性可知，小球从C运动到D的时间等于从D运动到E的时间，故C错误；
D、小球从C、E过程，根据系统机械能守恒有
2×12k(x2+h2)−2×12kx2=mgh
若仅将小球质量变为2m，则根据系统机械能守恒有
2×12k(x2+h2)−2×12kx2+12×2mv2=2mgh
联立解得小球到达E点时的速度为v= gh，故D正确。
故选：D。
小球在C、E两点间做简谐运动，根据对称性分析小球在E点的加速度大小；分析小球在CD段克服弹力做功与在DE段克服弹力做功关系，根据功能关系分析小球在CD段减少的机械能与在DE段减少的机械能关系；根据对称性分析小球从C运动到D的时间与从D运动到E的时间关系；若仅将小球质量变为2m，根据系统机械能守恒求小球到达E点时的速度。
解答本题时，要明确小球的运动情况，抓住简谐运动的对称性分析小球在最高点与最低点加速度关系。要注意本题中系统机械能是守恒的，但小球的机械能并不守恒。
12.【答案】b； B； b1，b1a3−b1a1； D。
【解析】解：(1)为了保护电路，闭合开关S1前，应使回路总电阻最大，此时滑动变阻器的滑片P应置于图中b位置。
(3)根据闭合电路欧姆定律，闭合开关S1和S2时，Rx被短路，此时
U=E−Ir
则U−I图像的纵截距为E，斜率的绝对值为r，断开开关S2时，Rx接入电路，此时
U=E−I(Rx+r)
则U−I图像的纵截距为E，斜率的绝对值为Rx+r，可见图像①和②的纵截距相同，但图像②的斜率的绝对值更大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
(4)由(3)结合图知，电源电动势
E=b1，r=|0−b1a1−0|，Rx+r=|0−b1a3−0|
联立可得，待测电阻的阻值为
Rx=b1a3−b1a1
(5)根据闭合电路欧姆定律，考虑电流表内阻时，结合(3)知，图像①对应的表达式应为
U=E−I(r+rA)
图像②对应的表达式为
U=E−I(Rx+r+rA)
两图像的纵截距均为E，斜率的绝对值分别为
|k1|=r+rA，|k2|=Rx+r+rA
结合图知，电源电动势
E=b1，r+rA=|0−b1a1−0|，Rx+r+rA=|0−b1a3−0|
联立可得
r=ba1−rA，Rx=b1a3−b1a1
可见实验测得的电动势等于真实值，测得的电源内阻偏大，即实验不可以精确测量电源内阻，但实验测得待测电阻的阻值Rx等于真实值，此时电流表内阻不会引起待测电阻的阻值见的测量误差，故D正确，ABC错误。
故选：D。
故答案为：(1)b；(3)B；(4)b1，b1a3−b1a1；(5)D。
(1)根据保护电路分析判断；
(3)根据闭合电路欧姆定律结合图像判断；
(4)根据图像的截距和斜率计算；
(5)根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数关系，结合图像计算判断。
本题关键掌握测量电源的电动势和待测电阻阻值的实验原理、利用图像处理问题的方法。
13.【答案】月球表面的重力加速度g为Fm；
月球的质量M为Fr2Gm。
【解析】解：(1)月壤质量为m，测得其在月球表面的重力为F，则有F=mg
解得g=Fm
(2)在月球表面有GMmr2=mg
结合上述解得M=Fr2Gm
答：(1)月球表面的重力加速度g为Fm；
(2)月球的质量M为Fr2Gm。
(1)根据重力公式求解；
(2)根据万有引力提供重力列式求解。
本题考查的是基础的万有引力定律题型，题目简单，掌握公式即可。
14.【答案】开盖前瞬间气体的温度等于1200K；
该气体内能的变化量等于3600J。
【解析】解：(1)等容变化，设后来温度为T1，根据查理定律有p1T1=p0T0
解得T1=1200K
(2)根据热力学第一定律有ΔU=W+Q
加热过程体积不变，即有W=0
解得ΔU=3600J
答：(1)开盖前瞬间气体的温度等于1200K；
(2)该气体内能的变化量等于3600J。
(1)等容变化，根据查理定律求开盖前瞬间气体的温度；
(2)加热过程体积不变，W=0，根据热力学第一定律求解。
应用查理定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象，即被封闭的气体。
(2)分析气体状态变化时是否符合查理定律的适用条件：质量一定，体积不变。
(3)确定初、末两个状态的温度、压强。
(4)根据查理定律列式求解。
15.【答案】此时细线对球C的拉力大小F为4mg；
球C向右摆动过程中，上升的最大高度h为L；
球C摆到杆左侧，离杆最远时的速度大小v为16 3gL。
【解析】解：(1)根据牛顿第二定律得
F−mg=mv02L
解得F=4mg
(2)球C向右上升到最大高度时，球C与木块A、B三者具有共同速度，取水平向右为正方向，根据A、B、C组成的系统水平方向动量守恒与系统机械能守恒可得
mv0=3mv1
mgh=12mv02−12×3mv12
代入数据解得h=L
(3)球C再次回到最低点时，A、B具有共同速度v2，球C的速度为v3，取水平向右为正方向，根据A、B、C组成的系统水平方向动量守恒与系统机械能守恒可得
mv0=2mv2+mv3
12mv02=12×2mv22+12mv32
解得v2=23v0,v3=−13v0
球C摆到杆左侧，离杆最远时，球C与木块A具有共同速度，取水平向右为正方向，根据A、C组成的系统水平方向动量守恒可得
mv2+mv3=2mv
代入数据解得v=16 3gL
答：(1)此时细线对球C的拉力大小F为4mg；
(2)球C向右摆动过程中，上升的最大高度h为L；
(3)球C摆到杆左侧，离杆最远时的速度大小v为16 3gL。
(1)此时由重力和细线拉力的合力提供球C所需要的向心力，根据牛顿第二定律求细线对球C的拉力大小F；
(2)球C向右上升到最大高度时，球C与木块A、B三者具有共同速度，根据系统水平方向动量守恒与系统机械能求球C上升的最大高度h；
(3)根据系统水平方向动量守恒与系统机械能求出球C再次回到最低点时AB的共同速度和球C的速度。球C摆到杆左侧后，B与A分离，对于A、C系统，根据系统水平方向动量守恒求球C摆到杆左侧离杆最远时的速度大小v。
解答本题时，要准确选择研究对象，确定研究过程，分过程根据系统水平方向动量守恒和机械能守恒定律解答。
16.【答案】电场强度的大小E为mv022eL；
若电子改以θ=0∘射入电场，电子在磁场中运动时离xOy平面的最远距离d为mv0eB；
现改变电场强度大小，电子仍以θ=45∘射入电场，恰能从O点进入磁场，从电子进入电场开始计时，电子在电场、磁场中运动的位置纵坐标y随时间t变化的关系式为y=− 22v0t+v02t22L(0≤t≤ 2Lv0)；y= 2mv02eBsineBm(t− 2Lv0)(t> 2Lv0)。
【解析】解：(1)电子在电场中运动轨迹如图1所示，
x方向做匀速直线运动：L=v0cs45∘t1
y方向做匀减速直线运动：v0sin45∘=at1，而加速度为：eE=ma
联立解得：E=mv022eL
(2)电子沿x轴正方向射入，其运动轨迹如图2所示，
电场中：L=v0t2
变形后解得：t2=Lv0
竖直速度为：vy=eEmt2=12v0
电子在磁场中，x方向以v0匀速直线运动。垂直于xOy平面内做匀速圆周运动，有evyB=mvy2r
解得：r=mvyeB=mv02eB
由几何关系得最远距离：d=2r=mv0eB
(3)在电场中：x方向：L=v0cs45∘t3
y方向：2v0sin45∘=at3，而根据牛顿第二定律有：eE1=ma
联立解得：E1=mv02eL
电子在电场中运动轨迹如图3所示
则沿电场方向的位移：y1=−v0sinθt+12eE1mt2
电子在电场中运动的总时间：t0=Lv0csθ= 2Lv0
代入数据得：y1=− 22v0t+v02t22L(0≤t≤ 2Lv0)
磁场中t> 2Lv0，电子在x方向匀速直线运动，垂直于xOy平面做匀速圆周运动v0y=v0sinθ= 2v02，
根据牛顿第二定律定律：ev0yB=mv0y2r2
联立代入得：r2=mv0yeB= 2mv02eB
因此：y2= 2mv02eBsinω(t−t0)
由于：T=2πω且T=2πmeB
所以：ω=eBm
故：y2= 2mv02eBsineBm(t− 2Lv0)(t> 2Lv0)
综上，电场中y=− 22v0t+v02t22L(0≤t≤ 2Lv0)
磁场中：y= 2mv02eBsineBm(t− 2Lv0)(t> 2Lv0)
答：(1)电场强度的大小E为mv022eL；
(2)若电子改以θ=0∘射入电场，电子在磁场中运动时离xOy平面的最远距离d为mv0eB；
(3)现改变电场强度大小，电子仍以θ=45∘射入电场，恰能从O点进入磁场，从电子进入电场开始计时，电子在电场、磁场中运动的位置纵坐标y随时间t变化的关系式为y=− 22v0t+v02t22L(0≤t≤ 2Lv0)；y= 2mv02eBsineBm(t− 2Lv0)(t> 2Lv0)。
(1)画出电子在电场中运动轨迹和运动学公式求电场强度的大小E；
(2)根据电子在电场中做类平抛运动轨迹和运动学公式及牛顿第二定律，求电子在磁场中运动时离xOy平面的最远距离d；
(3)根据电子在电场中运动轨迹和运动学公式 求电子在电场、磁场中运动的位置纵坐标y随时间t变化的关系式。
本题考查带电粒子在电场和磁场的组合场中的运动，要求学生能正确分析带电粒子的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。