2025届山东省高考4月模拟预测卷 物理（含解析）

这是一份2025届山东省高考4月模拟预测卷 物理（含解析），共19页。试卷主要包含了9km/s等内容，欢迎下载使用。
1.巴耳末系在可见光区的四条谱线及相应的氢原子能级图分别如图1和图2所示。四条谱线和按波长依次排列，其中的一条是红光谱线，则( )
A.是红光谱线
B.的光子波长最长
C.处于能级的氢原子能吸收的光子，跃迁到能级
D.的光子改为的光子照射同种金属发生光电效应时，逸出的光电子最大初动能变小
2.图甲为2025年春晚宇树机器人抛接手绢的表演，某同学对视频逐帧分析后发现，抛出后的手绢在细线拉力的作用下被回收。某段时间内，手的位置O点不变，手绢可视为做匀速直线运动，其运动轨迹如图乙中虚线段PQ所示，则手绢从P到Q运动过程中受到的( )
A.空气阻力先增大后减小B.空气阻力大小不变
C.细线的拉力一直增大D.细线的拉力一直减小
3.某同学从教学大楼的5楼将一小玩具从窗口竖直向上抛出，抛出后第2s内玩具的位移为（取竖直向上为正方向）。已知每层楼高度约为3m，忽略空气阻力，重力加速度大小，则玩具抛出后距窗口3m的时间不可能是( )
A.B.C.D.
4.如图所示，一束包含a、b两种单色光的细光束从空气中A点水平射入球状透明均匀介质，a、b光分别从C、D两点直接射出介质。已知光在A点处入射角为60°，a光偏向角（出射光线与入射光线的夹角）为30°，CD弧所对的圆心角为10°，则( )
A.在透明介质中a光的速度小
B.介质对a光的折射率
C.b光的偏向角为40°
D.改变入射角，b光第一次由介质射向空气时有可能发生全反射
5.如图所示，质量不同的两颗同轨道卫星绕地球飞行，轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度均为地球半径的。下列说法正确的是( )
A.卫星A和卫星B的所受地球的万有引力大小相等
B.卫星在轨道上飞行的速度大于7.9km/s
C.卫星B在同轨道上加速就能与卫星A对接
D.卫星进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的倍
6.卡诺循环是由法国工程师卡诺于1824年提出的。卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。如图为卡诺循环的图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是( )
A.过程中，气体分子的数密度增大
B.过程中，气体从外界吸热，内能不变
C.过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功
D.在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
7.滑沙是能够让人放松和解压的新兴旅游项目。游客坐在一块板上沿沙山斜坡下盘，其过程可以简化为一物块沿倾角为θ且足够长的斜面由静止开始下滑，如图所示，物块下滑过程中受到的阻力与速度的关系满足（式中k为定值，m为物块的质量），重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.物块处于超重状态B.物块的最大速度为
C.重力对物块的功率不断减小D.物块下滑的最大速度与其质量有关
8.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以为初速度，加速度为a向右做匀加速运动。时，磁感应强度为，此时MN的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形，为使MN棒中不产生感应电流。从开始，B与t的关系式为( )
A.B.
C.D.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.一列简谐横波沿x轴的正方向传播，时刻分波形图如图所示，A、B两质点到x轴的距离相等，质点回到平衡位置所需的最短时间为质点达到负向最大位移处所需的最短时间为，已知CD两点间的距离为3 m，下列说法正确的是( )
A.时B质点向y轴负方向振动
B.此波的振动周期为2 s
C.此波的波速为6 m/s
D.O处质点的振动方程为
10.某带电导体周围的电场线和等势面分布如图所示，相邻等势面之间的电势差相等，其中A、B、C三点分别位于电场中三个相邻等势面上，下列说法正确的是( )
A.A点处的电场强度大于B点处的电场强度
B.沿电场线方向，B点附近的电势比A点附近的电势降落更快
C.一带负电的试探电荷在A点的电势能大于在C点的电势能
D.对同一试探电荷，由A点移到B点电场力做的功大于B点移到C点电场力做的功
11.在研究质谱仪扇形磁场的磁场特征中，采用如图所示的情景来简化分析，扇形MON区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，，，a、b两个带电的粒子以相同大小的初速度，分别从圆弧MN上的M点和P点沿半径方向射入磁场区，均从N点离开磁场。粒子重力及粒子间的作用力不计。则粒子a、b( )
A.在磁场中运动的轨道半径之比为
B.比荷之比为
C.在磁场中运动的角速度之比为
D.在磁场中运动的时间之比为
12.如图甲所示，半圆弧轨道固定在水平面AB上，圆心为O，直径BC与AB垂直。质量的滑块从水平面上以一定的初速度向右滑动，最终滑上半圆弧轨道并从最高点C飞出，滑块在半圆弧轨道上运动过程中的速度平方与上升高度h的关系图线如图乙所示，已知重力加速度g取，则( )
A.半圆弧轨道的半径
B.滑块经过C点时对轨道的压力大小约为17.8N
C.滑块从B到C过程中机械能守恒
D.滑块从C点抛出后落地点到B点距离为3m
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律，在气垫导轨的一端装有位移传感器（图中未画出）。两滑块（可视为质点）沿同一直线运动并发生正碰，电脑可通过位移传感器记录两滑块在不同时刻相对传感器的位置信息，并画出两滑块位置一时间图像。滑块A质量，滑块B的质量为。
（1）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，若电脑中显示该滑块的位置—时间图像为________（选填“平行于t轴的直线”或“倾斜直线”），则说明气垫导轨已调平。
（2）某次实验中，电脑画出了A、B两滑块的位置一时间图像如图乙所示，碰前A、B两滑块所对应的图像已标出：
①碰撞后A滑块的位置一时间图像为________（选填“①”或“②”）；
②由题中数据结合位置一时间图像中提供的信息，可以得出这个碰撞________（选填“是”或“不是”）弹性碰撞。
14.（8分）如图1所示，运用此电路图研究电容器的电学特征。已知电源使用了1.5V的干电池（内阻可忽略不计）；灵敏电流表（，内阻可忽略不计）、电压表（内阻为）、电阻R（阻值为）和电容器C。
（1）下列操作和现象描述正确的是___________。
A.开关接1，对电容器充电，电流表示数瞬间增大后逐渐减小为零
B.开关接1，电压表示数逐渐增大，电路稳定后示数约为0.5V
C.开关接1，待电路稳定后断开开关，电压表示数不变
（2）开关接1，待电路稳定后迅速接2，电压表、电流表示数随时间的变化关系如图2所示。已知时间轴与电流图线所围图形的格子数约为230小格，由此可知电容器充电后，存储电荷量为___________C。电容器的电容为___________F（结果均保留2位有效数字）。
（3）通过本实验，如何确定电容是电容器的固有属性，请把你对这一问题的见解填写在空格线上___________。
15.（8分）当自然光射到一种介质与另一种介质的分界面时，同时发生折射和反射，反射光是部分偏振光，当入射角满足特定的角度θ时，反射光为线偏振光，这个角叫布儒斯特角，满足条件为反射光与折射光垂直。如图所示，正三角形AOB为透明介质的横截面，P点为界面OB的中点。一束平行于AB垂线OM的单色光由界面OB上的P点射入介质，反射光刚好为线偏振光。已知三角形的边长为l，光在空气中的传播速度为c。
（1）求介质的折射率；
（2）试判断是否有光线从AB表面射出，如果有，求出该部分光在介质中的传播时间。
16.（8分）一根粗细均匀、长度的导热玻璃管开口向下竖直放置，管中长度的水银封闭的理想气体柱的长度，如图甲所示；现将玻璃管沿纸面缓慢转动180°至开口向上并固定，如图乙所示。已知外界大气压强恒为76cmHg。环境的热力学温度始终为。
（1）求图乙中水银到管口的距离h；
（2）对图乙中的封闭气体加热，要使水银全部从玻璃管顶端溢出，封闭气体的热力学温度不能低于多少？（结果保留一位小数）
17.（14分）如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面由粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道组成。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，水平轨道长，小车质量；质量也为的物块静止于小车最左端，一根长度且不可伸长的轻质细线一端固定于O点，另一端系一质量的小球，小球位于最低点时与物块处于同一高度且恰好接触，小球、物块均可视为质点，现将细线拉直到水平位置并由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。不计空气阻力，重力加速度g取。求：
(1)小球运动到最低点与物块碰撞前速度大小及细线中张力的大小F；
(2)小球与物块碰后瞬间物块的速度大小v及小球对物块的冲量大小I；
(3)物块与水平长木板间的动摩擦因数，求小车的最终速度。
18.（16分）如图所示，两条等长的水平平行直轨道间距为（处绝缘，其他段为电阻不计的导体，段长度可忽略），间连接电动势、内阻不计的电源。导体棒静止在水平轨道上，质量为。间连接的定值电阻（不影响导体棒通过），间均有磁感应强度大小为1 T、沿竖直方向的匀强磁场（未画出），AC足够长。两条等长的倾斜直轨道分别与相连的水平轨道在同一竖直面内，IJ间连接自感系数为的线圈。HGIJ间有磁感应强度为1 T、方向垂直于HGIJ所在平面的匀强磁场（未画出），倾斜轨道的倾角，不计一切摩擦。
（1）闭合开关S，导体棒向右运动，求ABDC间的磁场方向及导体棒在AC间运动稳定时的速度大小。
（2）若EG的长度为1 m，求导体棒到达GH时的速度大小及R上产生的焦耳热Q。
（3）调整EG的长，使导体棒刚好能够滑上倾斜轨道，请证明导体棒在倾斜轨道上做简谐运动，并求出导体棒到GH的最大距离。
答案以及解析
1.答案：A
解析：AB.由
可得
从右向左光子的波长依次变小，频率依次变大。的波长最大，是红光谱线，故A正确，B错误；
C.只有满足能级差的光子才能被氢原子吸收并发生跃迁，故C错误；
D.因的光子频率小于的光子频率，发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能小，故D错误。
故选A。
2.答案：D
解析：依题意，手绢做匀速直线运动，受力分析如图所示
其中重力竖直向下，细线拉力沿细线指向O点，空气阻力沿PQ连线由Q指向P，三力平衡，做出重力与拉力的合力示意图，由图可知，随着手绢的运动，细线的方向顺时针转动，且未转到水平方向，由图可知，细线的拉力一直减小，空气的阻力一直减小，故ABC错误；D正确。
故选D。
3.答案：D
解析：取竖直向上为正方向，第2s内的位移为，可得第2s内中间时刻，即1.5s的瞬时速度为，由
代入可得竖直上抛的初速度为
由竖直上抛运动的对称性可知离抛出点3m的时刻一共有3个，在抛出点上方时
将代入上式，解得或
若在抛出点的下方，则，可解得
故选D。
4.答案：C
解析：由题图可知b光折射角小，折射率大，由可知b光速度小，A错误。如图所示，作出a光传播的光路图，偏向角，可得，介质对a光的折射率，B错误。由几何关系可知，又，结合几何关系可得b光偏向角为40°，C正确。进入介质的折射角等于射出介质的入射角，所以改变入射角时，只要光线能射入介质，也一定有光线射出，D错误。
5.答案：D
解析：A.设两卫星的环绕半径为r，根据万有引力定律:，可知卫星A和卫星B同轨运行，则环绕半径r相等，但由于两颗卫星质量不同，则所受的万有引力大小不等。故A错误;B.根据万有引力提供向心力可得，解得，7.9km/s是第一宇宙速度，即近地卫星的飞行速度，卫星的环绕半径r大于地球半径R，则飞行的速度小于7.9km/s。故B错误;C.卫星B在同轨道上加速会使在该位置所受的万有引力小于卫星B做圆周运动所需的向心力，卫星B会做离心运动，偏离原来的轨道，因而加速不能与卫星A对接。故C错误;D.根据万有引力定律:，又因为卫星进入轨道后的运行半径满足，则卫星进入轨道后所受地球的万有引力大小与它在地面时的万有引力大小之比为，故D正确。故选:D。
6.答案：C
解析：A.由图可知，过程中，气体的体积增大，则气体的分子数密度减小，故A错误；
B.因为DA为一条绝热线，则过程中，
由图可知，气体的体积减小，所以
根据热力学第一定律
可知
即气体内能增加，故B错误；
C.由图知，
故过程和过程，温度变化量的大小相等，内能变化量的大小相等，且，可知W大小也必然相等，即过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功，故C正确；
D.一次循环过程中气体的温度不变，内能不变。图像中图线与坐标轴围成的面积表示功。由图知，在一次循环过程中，气体对外界做功，为确保气体的内能不变，则气体一定从外界吸收热量，故一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量，故D错误。
故选C。
7.答案：B
解析：A.物块下滑过程中加速度向下，处于失重状态，故A错误；
BC.根据牛顿第二定律有
可知随着物块速度的增加，重力对物块的功率不断增大，其加速度不断减小，最大速度
故B正确，C错误；
D.物块下滑的最大速度与其质量无关，故D错误。
故选B。
8.答案：A
解析：根据感应电流的产生条件，通过闭合回路的磁通量不变时，则MN棒中不产生感应电流，有，整理得，故A正确，BCD错误。故选:A。
9.答案：AB
解析：此波沿x轴正方向传播，根据“上坡下，下坡上”可知时B质点振动方向沿y轴负方向，A正确。A质点回到平衡位置所需的最短时间与B质点达到负向最大位移处所需的最短时间之和等于个周期，有，可得，B正确。此波的波长为，波速为，C错误。O处质点的振动方程为，代入数据可得，D错误。
10.答案：BC
解析：A、等势面越密集，电场强度越大，则A点处的电场强度小于B点处的电场强度，故A错误;B、沿电场线方向，B点附近的电势比A点附近的电势降落更快，故B正确;C、负点电荷在电势低处的电势能更大，则在A点的电势能大于在C点的电势能，故C正确;D、相邻等势面之间的电势差相等，则对同一试探电荷，根据可知，由A点移到B点电场力做的功等于由B点移到C点电场力做的功，故D错误。故选:BC。
11.答案：BD
解析：A.设磁场的半径为R，a、b电子在磁场中运动轨迹半径分别为、，根据洛伦兹力提供向心力
可得，
粒子速度改变角分别为，利用几何关系可求得
联立可求得
故A错误；
B.同理可得粒子比荷之比为
故B正确；
C.周期之比为
又
角速度之比为
故C错误；
D.电子在磁场中运动时间分别为
可求得
故D正确。
故选BD。
12.答案：BD
解析：A.由图乙可知，时滑到最高点，所以半径，A项错误；
B.从图乙可以看出，物体到达C点时的速度大小为，设运动到C点时轨道对物体的弹力为，则有
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，物体运动到C点时对半圆形导轨的压力大小为，B项正确；
C.以水平面为参考平面，则滑块在B点的机械能为
在C点的机械能为
所以滑块与半圆弧轨道间有摩擦，滑块从B到C过程中机械能不守恒，C项错误；
D.滑块从C点抛出后做平抛运动，飞行时间有
可得0.6s
所以滑块从C点抛出后落地点到B点距离为
D项正确。
故选BD。
13.答案：（1）倾斜直线 （2）①；是
解析：（1）若气垫导轨已调平，则滑块会做匀速直线运动，其位置—时间图像为倾斜直线；
（2）由图乙知，滑块碰前处于静止状态，滑块A向右撞滑块B，碰撞后滑块B向右运动，其图像应为②，故碰后滑块A的图像应为①，碰后A反向运动；碰撞前A物块的速度为，碰撞前B物块的速度为；读图可知碰撞后A物块的速度为，碰撞后B物块的速度为；可知碰撞前的总动能为，碰撞后的总动能为，则可知这个碰撞是弹性碰撞。
14.答案：（1）B
（2）；
（3）见解析
解析：（1）A.开关接1，对电容器充电，待电路稳定后，电容器相当于断路，电路中电流
故A错误；
B.开关接1，对电容器充电，电容器两端的电压逐渐升高，此时电容器和电压表并联，电容器两端的电压与电压表两端的电压相同，电压表示数逐渐增大。待电路稳定后，电容器相当于断路。此时电压表示数
故B正确；
C.开关接1，待电路稳定后断开开关，电容器通过电压表放电，电压表示数逐渐减小为0。故C错误。
故选B。
（2）开关接2，电容器相当于电源，电阻与电压表并联，电流表测量了电阻的电流，电容器放电电流为电流表电流的3倍。
电容器充电后存储电荷量
电容器的电容
（3）物质的固有属性一般是在探究规律过程中发现两个物理量的比值为定值，且同类事物总有同样的规律但这个定值又不完全相同，那么就会用这两个物理量之比定义为描述这一类事物的一种固有属性的物理量。因此，就是要从本实验中确认是否为定值。因此对本题来说，可以从图像中，读出不同电压U时的Q所对应的格子数N，分析数据判断是否可在误差允许范围内视为定值。
15.答案：（1）
（2）见解析
解析：（1）光的传播路径如图所示，由几何关系可知入射角
则
解得
由折射定律可得.
（2）由几何关系可得，折射光刚好射到M点，入射角
则有，因此在AB表面不发生全反射，有光从AB面射出
由几何关系可得
光在介质中的传播速度
光在介质中的传播时间
16.答案：（1）；（2）
解析：（1）由平衡条件可得，甲图中封闭气体的压强为
由平衡条件可得，乙图中封闭气体的压强为
由玻意耳定律
联立解得图乙中水银到管口的距离为
（2）设封闭理想气体的水银柱长度为x时，理想气体的热力学温度为T，则由理想气体状态方程可得
其中
，
代入可得
根据数学关系，当时，即
此时
因此理想气体的热力学温度不低于，水银才能全部从玻璃管顶端溢出。
17.答案：(1)
(2)
(3)
解析：（1）小球由释放运动到最低点
则
最低点时
解得
（2）小球与物块发生弹性碰撞
解得
对物块由动量定理
解得
（3）设滑块未从小车脱落，则有
解得
不符合题意，即滑块会从小车的左端脱落。
则有
解得
18.答案：（1）方向竖直向下，
（2）；
（3）见解析
解析：（1）由左手定则可知，ABDC间的磁场方向竖直向下
导体棒运动稳定时有
解得
（2）导体棒从E到G过程的某时刻，有
在整个过程中，有
即
其中
解得
则
（3）由题可知，导体棒从倾斜轨道顶端由静止开始下滑
下滑过程中，电感线圈的自感电动势与导体棒产生的感应电动势始终大小相等
即
可得
时电流，所以
对导体棒有
加速度时，有
记此时导体棒所在位置为O处，则倾斜导轨上，导体棒在O处
上方距O处x处时有
同理，当导体棒在O处下方时也有
可知导体棒在倾斜导轨上做简谐运动的振幅为，导体棒到GH的最大距离为