2025届广东省广州市新东方高三下学期港澳台班第二次模拟考物理试卷（解析版）

这是一份2025届广东省广州市新东方高三下学期港澳台班第二次模拟考物理试卷（解析版），共3页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的姓名，请保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考号、班级等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3、请保持答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示为研究光电效应的实验装置，光电管的阴极K用某种金属制成。闭合开关S，用某种单色光照射阴极K时，微安表有示数。若只减弱该单色光的强度，则下列说法正确的是（ ）
A. 微安表示数变大
B. 该金属的逸出功变小
C. 逸出的光电子的最大初动能不变
D. 从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加
【答案】C
【解析】A．减弱该单色光的强度，单位时间内入射光的光子数目减少，从金属表面逸出的光电子数目将减少，微安表的示数变小，故A错误；
B．金属的逸出功由金属本身决定，所以保持不变，故B错误；
C．根据光电效应方程
因为入射光的频率不变，可知光电子的最大初动能不变，故C正确；
D．发生光电放应时，光电子的逸出几乎是瞬时的，与光照强度无关，故 D错误。
故选C。
2. 图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=4的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠，则（ ）
A. 用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，可使氢原子电离
B. n=4跃迁到n=1放出的光子波长最长
C. 有4种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D. 逸出光电子的最大初动能为12.75eV
【答案】C
【解析】A．由能级图可知，n=4能级的氢原子电离需要的能量至少为0.85eV，故用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，不可使氢原子电离，故A错误；
B．n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，根据
可知放出的光子波长最短，故B错误；
C．由能级图可知，
可知有4种频率的光子能使金属钠产生光电效应，故C正确；
D．n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，则有
根据光电效应方程可得逸出光电子的最大初动能为
故D错误。
故选C。
3. 木块A、B分别重和，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了，弹簧的劲度系数为，系统置于水平地面上静止不动。现用的水平拉力F作用在木块B上，如图所示，则力F作用后木块A、B所受摩擦力大小（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】弹簧的弹力
B物体所受最大静摩擦力
力F作用后，对木块B进行受力分析可知
因此B物体仍静止不动，所受摩擦力大小
弹簧对A的弹力不变，因此A所受摩擦力大小
故选A。
4. 一只长方体形空铁箱质量为，铁箱内有一个质量与空铁箱相同的小铁块，铁箱与水平面间以及铁块与铁箱内壁间的动摩擦因数都为0.5，现用水平拉力F使铁块贴在铁箱左壁上方与铁箱一起沿水平面向右匀加速运动，如图所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则拉力F至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】当拉力F取满足题意要求的最小值时，铁块与铁箱之间的摩擦力恰好达到最大静摩擦力，根据牛顿第二定律可得此时铁块与铁箱之间的弹力大小为
在竖直方向上根据平衡条件有
对铁块和铁箱整体有
联立以上三式解得
故选D。
5. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律
同理，对地球的静止卫星根据开普勒第三定律
又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以
联立可得
故选D。
6. 如图所示，一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的部分波形图如图所示，此时质点A、B的位移相同，t=0.2s时，质点B（t=0后）第一次回到平衡位置，t=0.7s时，质点A（t=0后）第一次到达波谷，下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴正方向传播
B. 波源振动周期为1.2s
C. 0~0.7s内，质点A通过的路程为75cm
D. 平衡位置位于坐标原点质点的振动方程为y=－30sin（πt）cm
【答案】B
【解析】A．设波源的振动周期为，假设该波沿轴正方向传播，则，则质点第一次到达波谷所用的时间小于0.4s，A错误；
B．设质点后）到达波峰所用的时间为，根据题意有
解得T=1.2s
B正确；
C．时质点A的相位
则时，质点A的位移
则内质点A通过的路程为
C错误。
D．波源振动的圆频率，质点的振动方程中圆频率为，D错误；
故选B
7. 如图所示，一个小球分别沿三条轨道由静止从同一点出发到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道其次，A轨道最长，B轨道轨迹称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，比较沿三条轨道下滑情况，下列说法正确的是（ ）
A. 下滑过程中重力做功的功率一样大
B. 沿C轨道滑下，轨道对小球的支持力做功最多
C. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球速度最大
D. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球重力功率最大
【答案】D
【解析】A．根据 ，重力做功与路径无关，小球沿三条轨道下滑到底端时下降高度相同，所以重力做功相同，而小球沿B轨道下滑过程中所用时间最短，所以重力做功的平均功率最大，A错误；
B．小球沿着三条轨道下滑，支持力都始终与速度方向垂直，支持力都不做功，B错误；
C．根据机械能守恒定律，小球在三条轨道的终点处速度大小相同，C错误；
D．重力的瞬时功率为
到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球速度与竖直方向的夹角θ最小，csθ最大，重力的瞬时功率最大，D正确。
故选D。
8. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配成总体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示。图中每个小正方形格的边长为，可估算出油酸分子的直径为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】轮廓包围方格约为70个，故油酸薄膜的面积为
每滴溶液中含有纯油酸的体积力
油酸分子的直径为
故选C。
9. 用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（ ）
A. 将滤光片靠近单缝
B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动
D. 使用间距更大的双缝
【答案】C
【解析】根据条纹间距表达式
A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，选项A错误；
B．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，选项B错误；
C．将屏向远离双缝的方向移动，l变大，则条纹间距变大，选项C正确；
D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，选项D错误。故选C。
10. 如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆板O和金属圆筒（又称漂移管）A、B、C、D、E组成，金属圆板和金属圆筒分别接在电源的两端。一个质子从圆板O的中心由静止开始加速，沿中心轴线进入加速器，质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T，在金属圆筒之间的狭缝被电场加速。已知质子电量为e，质量为m，加速时电压U大小相同。不计质子经过狭缝的时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A. M点电势一直高于N点电势
B. 圆筒A、B、C、D、E的长度之比为
C. 质子从圆筒E射出时的速度大小为
D. 质子每经过一次狭缝速度的增加量为
【答案】B
【解析】A．质子从O点由静止开始被加速，此时M点电势高于N点电势；从A筒射出时，继续被加速，此时M点电势低于N点电势；从B筒射出时，还要被加速，此时M点电势再次高于N点电势。此后，M点电势和N点电势交替变化，故A错误；
B．由动能定理得
可知，质子第一次加速后进入A筒的速度为
同理可知质子进入B、C、D、E筒的分别速度为
，，，
由题意可知，质子在金属圆筒内做匀速直线运动的时间均为T，根据
可知，圆筒A、B、C、D、E的长度之比为
故B正确；
C．由B选项分析可知，质子从圆筒E射出时，经过5次加速，由动能定理
可得质子从圆筒E射出时的速度大小为
故C错误；
D．由B选项分析可知，质子由O点到A筒，速度的增加量为
从A筒射出到进入B筒，速度增加量为
故D错误。
故选B。
11. 已知某发电站原来的发电功率为，输电的电压为，经改造升级后，其发电功率增为。若采用原来的输电线路送电，要求送电效率不变，则改造后的输电电压应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意，设输电线路上的电阻为，根据电功率公式可得输电线上的电流，输电线上损失的功率
则送电效率
经改造升级后，其发电功率增为，同理可得输电线上的电流，输电线上损失的功率
则送电效率
可得
求得
故选A。
12. 如图所示，带电平行板中匀强电场E的方向竖直向上，匀强磁场B的方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的A点自由滑下，经P点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的C点自由滑下，经P点进入板间，不计空气阻力则小球在板间运动过程中（ ）
A. 动能将会减小B. 电势能将会减小
C. 机械能将会减小D. 小球带负电
【答案】C
【解析】小球从A点滑下进入复合场区域时沿水平方向做直线运动，则小球受力平衡，判断可知小球带正电，则有mg＝qE＋qvB
从C点滑下刚进入复合场区域时，其速度小于从A点滑下时的速度，则有
小球向下偏转，重力做正功，静电力做负功，因为mg>qE，则合力做正功，小球的电势能和动能均增大，根据能量守恒可知，机械能减小。
故选C。
13. 某同学在操场练习掷铅球，第一次以速度水平掷出铅球，第二次以与水平方向成角斜向上掷出铅球，结果铅球都落到了P点。已知铅球两次出手时的高度和速度大小均相同，两次铅球的水平射程均为x，重力加速度大小为g，则铅球出手时的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】本题考查抛体运动，目的是考查学生应用数学处理物理问题的能力。设铅球以仰角掷出后，在空中做斜抛运动，则
即
上式变形有
、为二次方程的两个根，根据韦达定理有
解得
故选D。
二、实验题（共2小题，满分24分）
14. 在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。
②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。
A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力 C.接通电源前释放了纸带
【答案】①阻力与重力之比更小（或其它合理解释） ②0.547 0.588 C
【解析】①[1]在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小
②[2]由图中可知OC之间的距离为，因此机械能的减少量为
[3]匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此
因此动能增加量为
[4]工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。
15. 甲同学在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，使用的小灯泡标有“6V；3.4W”，其他可供选择的器材有：
A．电压表V（量程6V，理想电压表） B．电流表（量程3A，内阻0.2Ω）
C．电流表（量程0.3A，内阻2Ω） D．定值电阻R（2Ω）
E．定值电阻（10Ω） F．滑动变阻器R（0~10Ω，2A）
G．学生电源E（6~8V） H．开关S及导线若干
（1）实验过程中要使电表的指针尽量超过量程的，除了A、F、G、H外，以上器材中还需________（填器材前的字母）。
（2）请使用以上选择的实验器材，在图甲的方框内完成实验电路设计，要求能够完整的描绘出小灯泡的伏安特性曲线。________
（3）通过实验测得小灯泡两端的电压U和通过它的电流I，绘成的一部分U-I关系曲线如图乙所示。若该型号相同的两个小灯泡并联后接在电动势为6V、内阻为6Ω的电源两端，则每个小灯泡实际消耗的功率约为________W（保留两位有效数字）
（4）乙同学又用欧姆表测量了该小灯泡的电阻，在测量时不小心红黑表笔互换了插孔，这样________（填“会”或“不会”）影响测量结果；重新正确操作，欧姆表的指针如图丙所示，你认为乙同学选择的倍率为________（选填“×1，×10，×100，×1k”）。
【答案】（1）CD （2） （3）0.63（0.56~0.66） （4）不会 ×1
【解析】（1）[1]实验要描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要电压表和电流表，电压表量程6V，与电源电压、小灯泡额定电压完全匹配；由可得小灯泡的额定电流为
用电流表与定值电阻R并联改装出一量程为0.60A的电流表来测小灯泡的电流。所以还需要的器材为：CD。
（2）由于电压表是理想电压表，所以电流表外接，实验要求小灯泡两端电压尽可能调节范围足够大，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下。
（3）[3]两个小灯泡并联后接在电动势为6V，内阻为6Ω的电源两端，设每个灯泡上的电流为I，则通过电源的电流为2I，由闭合电路欧姆定律得
E=U+2Ir
带入数值可得
U=E-2Ir=6-12I
在坐标系内作出U-I图线如图所示，由图示图像可知，灯泡电压与电流分别是U=1.8V，I=0.35A，每个灯泡实际功率
P=UI=1.8×0.35W=0.63W
（4）[4]把红黑表笔互换了插孔，不会影响电阻的测量结果；
[5]小灯泡正常发光时的电阻为
欧姆表指针刻度读数约为1.1，用欧姆表测出的是小灯泡冷态电阻，明显小于正常发光时的电阻10.6Ω，所以倍率不可能是“×10”，应为“×1”。
三、计算题：本题共4小题，共74分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤。只写出最后答案，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
16. 某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示，鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室，A室壁厚、可认为体积恒定，B室壁簿，体积可变；两室内气体视为理想气体，可通过阀门进行交换。质量为M的鱼静止在水面下H处。B室内气体体积为V，质量为m；设B室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，鱼的质量不变，鱼鳔内气体温度不变。水的密度为ρ，重力加速度为g。大气压强为p0，求：
（1）鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度、需从A室充入B室的气体质量m；
（2）鱼静止于水面下H1处时，B室内气体质量m1。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由题知开始时鱼静止在H处，设此时鱼的体积为，有
且此时B室内气体体积为V，质量为m，则
鱼通过增加B室体积获得大小为a的加速度，则有
联立解得需从A室充入B室的气体质量
（2）B室内气体压强与鱼体外压强相等，则鱼静止在H处和水面下H1处时，B室内的压强分别为
，
由于鱼静止时，浮力等于重力，则鱼的体积不变，由于题可知，鱼体积的变化与B室气体体积的变化相等，则鱼在水下静止时，B室内气体体积不变，由题知开始时鱼静止在H处时，B室内气体体积为V，质量为m，由于鱼鳔内气体温度不变，若，则在H处时，B室内气体需要增加，设吸入的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
若，则在H处时，B室内气体需要减少，设释放的气体体积为ΔV，根据玻意耳定律有
则此时B室内气体质量
17. 某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图所示，如果彩灯为一个长、宽的矩形水平光带（未标注），放置在水池底部，灯带离水面的高度差为h，水池面积足够大，灯带发出的绿光在水中的折射率为n，真空中的光速为c，求：
（1）灯带发出的绿光能射出水面的最短时间；
（2）灯带发出绿光时有绿光直接射出的水面的面积。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）从灯带发出的竖直向上的光垂直穿出水面，所用路程最短为h，用时最短。
则最短时间
解得
（2）如图所示，设N端绿光在水面上的A点发生全反射，则
NB=
解得
能射出绿光的水面形状如图所示，扇形的半径为R=NB，总面积为
代入数据解得面积为
18. 如图，高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧，弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点，取重力加速度。求：
（1）脱离弹簧时A、B的速度大小和；
（2）物块与桌面间的动摩擦因数μ；
（3）整个过程中，弹簧释放的弹性势能。
【答案】（1）1m/s，1m/s；（2）0.2；（3）0.12J
【解析】（1）对A物块由平抛运动知识得
代入数据解得，脱离弹簧时A的速度大小为
AB物块质量相等，同时受到大小相等方向相反的弹簧弹力及大小相等方向相反的摩擦力，则AB物块整体动量守恒，则
解得脱离弹簧时B的速度大小为
（2）对物块B由动能定理
代入数据解得，物块与桌面的动摩擦因数为
（3）弹簧的弹性势能转化为AB物块的动能及这个过程中克服摩擦力所做的功，即
其中
，
解得整个过程中，弹簧释放的弹性势能
19. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为．现将质量均为的金属棒垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为。
（1）先保持棒静止，将棒由静止释放，求棒匀速运动时的速度大小；
（2）在（1）问中，当棒匀速运动时，再将棒由静止释放，求释放瞬间棒的加速度大小；
（3）在（2）问中，从棒释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，求速度的大小，以及时间内棒相对于棒运动的距离。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】（1）a导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和a棒的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定律可得
有闭合电路欧姆定律及安培力公式可得
，
a棒受力平衡可得
联立记得
（2）由右手定则可知导体棒b中电流向里，b棒 沿斜面向下的安培力，此时电路中电流不变，则b棒牛顿第二定律可得
解得
（3）释放b棒后a棒受到沿斜面向上的安培力，在到达共速时对a棒动量定理
b棒受到向下的安培力，对b棒动量定理
联立解得
此过程流过b棒的电荷量为q，则有
由法拉第电磁感应定律可得
联立b棒动量定理可得