2025届重庆市高三下学期二模物理试题（解析版）

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物理
物理测试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。
一、选择题：共10题，共43分。
（一）单项选择题：共7题，每题4分，共28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. 我国部分航天器装载了抗干扰性强的核电池。若某核电池所用放射性物质为，已知在地球上，衰变为的半衰期约为29年，则下列说法正确的是（ ）
A. 衰变为时产生粒子
B. 衰变为时发生的是衰变
C. 在太空中，的半衰期会发生变化
D. 58年后，该核电池中的全部发生衰变
【答案】B
【解析】AB．由质量数和电荷数守恒可得，的衰变方程为，可知产生的是粒子，发生的是衰变，故A错误，B正确；
C．半衰期是原子核的固有属性，与所处环境无关，故C错误；
D．衰变为的半衰期约为29年，58年为两个半衰期，根据
58年后，剩余原来，并没有全部发生衰变，故D错误。
故选B。
2. 将两端开口的玻璃管一端插入水中，然后用手指按住上端开口，将玻璃管缓慢拿离水面。该过程中，管中封闭气体的温度和外界大气压均保持不变。则下列关于管中封闭气体的说法，正确的是（ ）
A. 体积不变
B. 压强不变
C. 分子的平均速率不变
D 单位体积分子数不变
【答案】C
【解析】C．将玻璃管拿离水面过程中，管内封闭气体温度不变，分子平均速率不变，故C正确；
ABD．由玻意耳定律知，管内封闭气体体积变大，压强变小，单位体积内分子数减少，故ABD错误。
故选C。
3. 如图1所示，某均匀介质中，为长方形，其中，，E、F分别为、边中点。时刻，A、B两处的波源同时开始振动，其振动图像均如图2所示。已知这两列简谐横波在该介质中的传播速度均为1m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 这两列波的波长均为2cm
B. 时刻，质点E向方向振动
C. 稳定时，F点为振动减弱点
D. 稳定时，E点为振动加强点
【答案】D
【解析】A．由图2可知，两列波的周期均为
则这两列波的波长均为
故A错误；
B．A处波源振动传播到的时间为
B处波源振动传播到的时间为
由图可知，两波源的起振方向均为轴正方向，则时刻，质点E向方向振动，故B错误；
CD．由于两波源的起振方向均为轴正方向，稳定时，F点到两波源的波程差为
可知，F点为振动加强点，E点到两波源的波程差为
则E点为振动加强点，故C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁感线垂直、面积为S的单匝矩形闭合线框。将该线框绕图中竖直虚线匀速旋转180°，所用时间为t。则该过程中，该线框中产生的感应电动势有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】该线框匀速旋转，产生感应电动势的最大值
该过程中，该线框中产生的感应电流为正弦式电流，故感应电动势的有效值，故选C。
5. 2024年10月31日，“爱因斯坦探针（EP）卫星”正式在轨交付给中国科学院国家天文台使用，主要用于观测宇宙中的剧烈爆发现象，捕捉这些转瞬即逝的宇宙“焰火”。若该卫星在定轨前，由周期为的圆轨道变轨到周期为的圆轨道，则它先后在这两个圆轨道上的动能之比为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据开普勒第三定律可知
根据万有引力提供向心力有
卫星的动能
联立可得该卫星先后在这两个圆轨道上的动能之比
故选B。
6. 如图所示，某同学向一圆柱形杯中水平抛出一小物块（可视为质点），小物块恰好经过杯口中心无阻挡地落到杯底边沿P点。已知杯内高h，杯底直径为D，重力加速度为g，抛出点O与竖直杯壁（厚度不计）在同一竖直线上。忽略空气阻力，则小物块水平抛出时的速度大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设拖出点O到杯壁上端的距离为H，小物块平抛时的速度大小为v，从O点到P点历时t，则在水平方向有
在竖直方向有
且
联立解得
故选A。
7. 某弹簧锁的开锁原理如图1所示，当钥匙插入锁孔时，锁芯内弹簧被压缩成相同长度，此时转动钥匙就能开锁。如图2所示，插入钥匙的过程可简化为：A沿光滑水平槽向右推动，使B沿光滑竖直槽向上滑动。已知A、B间的接触面与水平方向夹45°角，且A、B间动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B的质量为m，重力加速度为g。为使B上移，则加在A上的水平力F的最小值为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由分析知，当B恰好能相对A沿接触面上滑时，对应的F最小。对A、B进行受力分析易得，对B在竖直方向有
对A在水平方向有
又
联立解得
故选D。
（二）多项选择题：共3题，每题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，不可伸长的绝缘轻绳一端固定在天花板上O点，另一端连接一带电小球a，O点正下方固定另一带电小球b，a、b带等量异种电荷。现使轻绳始终绷直，将a以O为圆心从图示位置缓慢移动至右侧等高处，取无穷远处电势为零，两小球均可视为质点。则a移动过程中（ ）
A. a、b间的库仑力先减小后增大
B. a、b连线中点的电势不变
C. O点的电势不变
D. a、b系统的电势能先减少后增加
【答案】BCD
【解析】A．a移动过程中，a、b间距先减小后增大，由库仑定律知，a、b间的库仑力先增大后减小，故A错误；
B．a、b带等量异种电荷，其连线中点的电势始终为零，故B正确；
C．a、b到O点的距离保持不变，O点的电势不变，故C正确；
D．从左侧到最低点过程中，库仑力对a做正功，系统电势能减少，从最低点到右侧等高处过程中，库仑力对a做负功，系统电势能增加，故D正确。
故选BCD。
9. 如图所示，某直流电源经交直转换后输出交流电，经理想变压器升压后，当点火针和金属板间的电压峰值达到10kV，就会引发电火花。已知原副线圈的匝数分别为、，D为理想二极管（正向导通时电阻为零，反向截止时电阻无限大），则下列说法正确的是
A. 引发电火花的频率为50Hz
B.
C. 引发电火花的频率为100Hz
D.
【答案】AB
【解析】AC．理想二极管单向导电，引发电火花的频率与交流电的频率相同，即，故A正确，C错误；
BD．由于引发电火花时的电压峰值为瞬时值，需满足
解得，故B正确，D错误。
故选AB。
10. 如图所示，用激光笔发出一细束与半圆形均质玻璃砖的截面直径平行的单色光a。当光束a到的距离为d时，该光束由C点入射后恰好从B点出射（不考虑反射）。已知该玻璃砖的截面半径为R，则（ ）
A. 若只稍增大d，则光束a从B点左侧上某处射出
B. 若只稍增大d，则光束a从B点下方圆弧上某处射出
C. 该玻璃砖对光束a的折射率为
D. 该玻璃砖对光束a的折射率为
【答案】AD
【解析】AB．设a在C点的入射角为，则折射角为，只稍增大d时，入射角也增大，设入射角增大，折射角为，由光的折射定律和数学关系可得n=sinθ+Δθsinα=sinθ+Δθsinθ2>sinθ+Δθsinθ+Δθ2
易得
结合几何关系可知，光束a将从间某处射出，故A正确，B错误；
CD．当入射角为时，几何关系可知折射角为，则折射率
几何关系可知
联立解得
故C错误，D正确。
故选AD。
二、非选择题：共5题，共57分。
11. 某同学设计了如图1所示实验装置，来验证“机械能守恒定律”。所用实验器材有：铁架台、小圆柱体、光电门计时器、带量角器的参考背景板等。主要实验步骤如下：

①用直尺测量摆线长L（作为摆长）；用游标卡尺测量小圆柱体的直径d，结果如图2所示。
②按图1安装好实验器材，使小圆柱体下摆时，其中心经过固定在O点正下方的光电门。
③用手拉住小圆柱体，使细线稍稍绷紧，记录下摆夹角，然后打开光电门计时器，将小圆柱体由静止释放，记录小圆柱体第一次经过光电门的遮光时间。
④改变小圆柱体的下摆夹角，多次重复步骤③。
⑤记录多组、数据，并绘制出图像，如图3所示
已知小圆柱体的质量为m，当地重力加速度大小为g。回答下列问题：
（1）小圆柱体的直径______cm。
（2）小圆柱体从静止释放到经过光电门的过程中，其动能的增加量为______（用m、d、表示）。
（3）若图3中图线斜率与理论值______（用g、L表示）近似相等，则成功验证了机械能守恒定律。
【答案】（1）1.040
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为，由图可知小圆柱体的直径为
【小问2详解】
小圆柱体经过光电门时的速度
由静外释放到经过光电门，其动能增加量
【小问3详解】
小圆柱体由静止释放到经过光电门过程中，重力势能减少量
若机械能守恒，则有
可得
即对应的图像斜率的理论值为
12. 某学习小组按图1连接电路，将理想电压表的负接线柱分别与电流表的a、b接线柱相连，来测量某干电池的电动势和内阻以及电流表内阻。改变滑动变阻器接入电路的阻值，得到多组电流表示数I和电压表示数U的数值，并在坐标纸上绘制出图像，如图2所示。
（1）图线B是电压表接______（选填“a”或“b”）时测量绘制的。
（2）由图像可得，该干电池的电动势______V（保留三位有效数字），内阻______（保留两位有效数字）；电流表的内阻______（保留两位有效数字）。
【答案】（1）b （2）1.47 0.73 0.83
【解析】【小问1详解】
电压表为理想电表，电阻不计，由图2可知，当两图线的电流相同时，图线B对应的电压较小，此时电流表应是外接，即电压表的负接线柱接b。
【小问2详解】
[1] [2] 由图线A可知
由图线B可知
联立解得：该干电池的电动势
内阻
[3] 电流表的内阻
13. 2025年春节期间，重庆“两江四岸”2025架无人机腾空而起，将夜空装点得美轮美奂（如图1）。如图2所示，两架无人机a、b分别悬停在空中A、B处，A点在B点正上方且。时刻，a沿与水平方向夹角的方向匀速运动，同时b做初速度为零的匀加速直线运动。时刻，a、b在C点相遇，且。a、b均可视为质点，求：
（1）a飞行的速度大小；
（2）b飞行的加速度大小，以及b刚到达C处时的速度大小。
【答案】（1）
（2），
【解析】【小问1详解】
设a飞飞行的速度大小为，由
解得
【小问2详解】
设b飞行的加速度大小为a，从B点运动到C点的位移大小为x
由几何关系可得
解得
又由
解得
因此，b刚到达C点时的速度大小
14. 如图所示，平面直角坐标系中，圆形区域内充满垂直平面的匀强磁场（图中未画出），圆与x轴相切于坐标原点O，圆心坐标为。第三象限内存在方向的匀强电场，场强大小为E，轴上固定一足够长的粒子接收薄板。一群质量为m、电荷量为q的粒子，沿方向以相同速度从第二象限射入圆形区域。粒子分布在区域内各处，经圆内磁场偏转后均能从O点进入电场区域，并最终落在上区域（最远落在C点）。忽略粒子重力及粒子间的相互作用，求：
（1）该匀强磁场的磁感应强度；
（2）的距离；
（3）落在C处的粒子在磁场中运动的时间。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
由几何关系易得，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径
由
解得：
由分析知，粒子带正电，匀强磁场的方向垂直平面向外
【小问2详解】
设粒子从O点进入电场区域时，速度与方向的夹角为，则
设粒子打在上的位置到O点的距离为，在电场中运动的时间为t，则
平行x轴方向：
平行y轴方向：
联立解得：
当，即时，取最大值
可得：
【小问3详解】
由（2）可知，落在C处的粒子进入电场时对应的
结合几何关系可得，该粒子在磁场中运动的时间
又由
联立解得：
15. 如图所示，物块A（可视为质点）和木板B、C静止在足够长的光滑水平面上，A、B、C质量均为m。B右端固定一长为L的水平轻杆，轻杆右端光滑部分的长度为其总长的k倍（k未知），剩余左端为粗糙涂层部分。C内部有一中空的水平光滑通道，通道左端开口处为小孔D（通道和小孔的尺寸略大于轻杆截面尺寸）。当正对小孔的轻杆进入小孔后，仅轻杆涂层部分滑过小孔时，轻杆会受到小孔施加的大小恒定的水平阻力。某时刻，A、B获得水平向右的相同初速度；当时，轻杆恰好全部进入通道且B、C恰好未发生碰撞。已知A、B间的滑动摩擦力与小孔对涂层的阻力大小相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B、C足够长且B、C间的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间及空气阻力不计。
（1）求小孔对涂层的阻力大小f；
（2）若，B、C发生碰撞后，轻杆的粗糙涂层部分恰好全部从小孔滑出，求；
（3）若，求最终各物体的速度大小，以及从涂层开始进入小孔到最终稳定的总时间（用k、L、表示）。
【答案】（1）
（2）
（3）见解析
【解析】【小问1详解】
当时，B、C恰好未发生碰撞，此时A、B、C三者共速，设速度大小
由分析知，该过程中，A、B始终保持相对静止，对A、B、C整体由动量守恒定律有：
由动能定理有：
联立解得：
【小问2详解】
设B、C碰撞前瞬时速度大小分别为、，碰撞后瞬时速度分别为、，弹性碰撞满足动量守恒定律和机械能守恒，
联立解得：，（可知碰撞后，B、C速度交换）
由此可知，碰撞后，A、C（同步）做加速度相同的匀减速直线运动，B做匀加速直线运动，且A、B的相对位移等于B、C的相对位移，均为
又由分析知，当粗糙涂层部分恰好全部从小孔滑出时，A、B、C三者共速且
解得：
因此，从A、B开始运动到粗糙涂层部分恰好全部滑出小孔过程中，由动能定理有
解得：
【小问3详解】
当时，设涂层全部从小孔滑出时，A、C（同步）速度大小为，B速度大小为
从A、B开始运动到涂层全部滑出小孔，对A、B、C整体由动量守恒
由动能定理
联立解得：，
此后C匀速，A、B继续相对运动至共速，设最终A、B的速度大小为，则
解得：
即：最终C的速度大小为（其中）
A、B的速度大小为（其中）
设碰撞前瞬时，B、C的速度大小分别为、，则碰撞前，对A、B、C整体有：，
联立解得：，
设从涂层开始进入小孔到碰撞前瞬时，历时，则
对C有：
解得：
设从碰撞后瞬时到A、B最终共速，历时，则
对A有：
解得：
因此从涂层开始进入小孔到最终稳定的总时间：
联立解得：（其中）