2025年新高考物理试卷02
【满分：80分】
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）(共8题；共24分)
1．（3分）如图所示，学校篮球爱好者正在进行原地纵跳摸高训练。已知质量的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.20m，训练过程中，爱好者先下蹲，重心下降0.5m，经过充分调整后，发力跳起摸到了3.20m的高度。忽略空气阻力影响，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．起跳过程地面对爱好者做的功为0
B．起跳过程地面对爱好者做的功为500J
C．爱好者离地后上升到最高点需要0.8s
D．爱好者上升过程中，始终处于超重状态
2．（3分）宇宙射线进入地球大气层时，与大气作用会产生中子，中子撞击大气中的粒子X引发核反应产生粒子Y，核反应方程为；Y具有放射性，能够自发地进行衰变而变成X，核反应方程为。则下列说法正确的是（ ）
A．Z的质量数为1 B．Z的质量数为2
C．Z的电荷数为2 D．Z的电荷数为3
3．（3分）如图所示，飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地时的瞬时速度方向。若飞镖水平抛出，不计空气阻力，以下操作可增大飞镖落地时速度与水平面的夹角的是（ ）
A．仅增大飞镖的质量 B．仅增大飞镖抛出时的速度
C．仅减小飞镖抛出时的高度 D．仅增大飞镖抛出时的高度
4．（3分）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（ ）
A．减弱激光强度
B．提升瓶内液面高度
C．改用折射率更小的液体
D．增大激光器与小孔之间的水平距离
5．（3分）一辆汽车在刹车后的一段时间内运动位移随时间的变化规律为（各物理量均采用国际单位），则该汽车（ ）
A．加速度为2m/s2
B．前2s的平均速度为11m/s
C．第一个2s比第二个2s多运动位移8m
D．第一个5s比第二个5s多运动位移50m
6．（3分）国际小行星中心于2021年 10月 8日确认公布了中国科学院紫金山天文台发现的一颗新彗星，命名为C/2021 S4。这颗彗星与太阳的最近距离约为7AU，绕太阳转一圈约需要1000年，假设地球绕太阳做圆周运动，地球与太阳的距离为1AU，万有引力常量为G， 则
A．由以上数据可以估算彗星的质量
B．由以上数据可以估算太阳的密度
C．彗星由近日点向远日点运动时动能减小
D．该彗星在近日点的向心加速度比地球绕太阳运动的向心加速度大
7．（3分）教室里温度降低6℃时，进入教室内的空气体积占原来教室内空气体积的2%，若此过程中室内外气体压强始终不变，则教室内原来的温度是（ ）
A．6℃ B．6℃ C．27℃ D．24℃
8．（3分）已知元电荷e=1.6×10-19C，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，用单色光照射逸出功为W=2.2eV的某金属时，逸出光电子的最大初动能为1.1eV，则单色光的频率与金属的截止频率之比为（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分，在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分。）(共5题；共20分)
9．（4分）下图是工厂利用的交流电给照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压有效值为 B．交变电流的周期为
C．副线圈匝数为180匝 D．副线圈匝数为240匝
10．（4分）一列简谐横波在某时刻的波形如图中实线所示，经0.2 s后波形如上右图中虚线所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．若波向x轴正方向传播，则该波的最小波速为25 m/s
B．若波速为15 m/s，波一定向x轴负方向传播
C．该波的周期可能为0.32 s
D．该波的周期不可能小于0.2 s
11．（4分）一定质量的理想气体从状态甲变化到状态乙，再从状态乙变化到状态丙，其图像如图所示。则该理想气体( )
A．甲、丙两状态下的分子平均动能相同
B．由甲到丙，内能先增大后减小
C．由乙到丙，吸收的热量
D．由乙到丙，分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数逐渐减少
12．（4分） 真空中有两个点电荷，电荷量均为 q（q ≥ 0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x << r），已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（ ）
A．P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为
B．P1P2中垂线上电场强度的最大值为
C．在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小
D．在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动
13．（4分） 两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距L = 1m，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为30°，导轨两端分别连接一个阻值R = 0.02Ω的电阻和C = 1F的电容器，整个装置处于B = 0.2T的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分为m1 = 0.8kg，m2 = 0.4kg，ab棒电阻为0.08Ω，cd棒的电阻不计，将ab由静止释放，同时cd从距离MN为x0 = 4.32m处在一个大小F = 4.64N，方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为4.5m/s，g = 10m/s2（ ）
A．ab从释放到第一次碰撞前所用时间为1.44s
B．ab从释放到第一次碰撞前，R上消耗的焦耳热为0.78J
C．两棒第一次碰撞后瞬间，ab的速度大小为6.3m/s
D．两棒第一次碰撞后瞬间，cd的速度大小为8.4m/s
三、实验题（本题共两个小题，其中14题（1）6分，14题（2）6分，15题6分，总共18分）(共3题；共18分)
14．（6分） 水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图（a）所示，图（b）为俯视图，测得圆盘直径D = 42.02cm，圆柱体质量m = 30.0g，圆盘绕过盘心O1的竖直轴匀速转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。
为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤：
（1）（2分）用秒表测圆盘转动10周所用的时间t = 62.8s，则圆盘转动的角速度ω = rad/s（π取3.14）
（2）（2分）用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径，某次测量的示数如图（c）所示，该读数d = mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。
（3）（2分）写出小圆柱体所需向心力表达式F = （用D、m、ω、d表示），其大小为 N（保留2位有效数字）
15．（6分）某同学用如图所示的装置进行实验，操作过程如下：
①一竖直木板上固定有白纸，白纸上附有角度刻度线，弹簧测力计a和b连接细线系于O点，其下端用细线挂一重物Q，使结点O静止在角度刻度线的圆心位置；
②分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录细线的方向；
③弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动，且保持两弹簧测力计间的夹角及结点O位置不变，直到弹簧测力计a方向水平为止。
请回答下列问题：
（1）（3分）图中弹簧测力计a的示数为 N；
（2）（3分）弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动过程中，弹簧测力计a的示数会 ，弹簧测力计b的示数会 （后两空选填“变大”“不变”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
16．（6分）某兴趣小组利用传感器研究电容器的充、放电过程的实验电路如图甲所示，电源电动势。
（1）（2分）电容器接入电路前，首先利用多用电表判断电容器是否完好（电容器不带电）：将多用电表的选择开关拨到 挡上，正确操作后，若能观察到多用电表的指针先偏转较大的角度又缓慢回到表盘的左端，则说明电容器是完好的。
（2）（2分）连接好实验电路，实验时先使开关与1端相连，待电路稳定后把开关掷向2端，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的曲线如图乙所示。则电容器的电容为 F（结果保留两位有效数字）。
（3）（2分）如果不改变电路其他参数，只增大电阻，则电容器放电的时间会 （填“变长”“变短”或“保持不变”），放电时曲线与横轴所围成的面积将 （填“增大”“不变”或“变小”）。
四、计算题（本题共两个小题，其中14题（1）6分，14题（2）6分，15题6分，总共18分）(共3题；共18分)
17．（6分） 虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化，可等效为电阻，已知MN两端电压，A与B的电阻，求：
（1）（3分）MN间电阻R的变化范围；
（2）（3分）当，电热器B消耗的功率（保留3位有效数字）
18．（6分） 某游乐项目装置简化如图，A为固定在地面上的光滑圆弧形滑梯，半径，滑梯顶点a与滑梯末端b的高度，静止在光滑水平面上的滑板B，紧靠滑梯的末端，并与其水平相切，滑板质量，一质量为的游客，从a点由静止开始下滑，在b点滑上滑板，当滑板右端运动到与其上表面等高平台的边缘时，游客恰好滑上平台，并在平台上滑行停下。游客视为质点，其与滑板及平台表面之间的动摩擦系数均为，忽略空气阻力，重力加速度，求：
（1）（3分）游客滑到b点时对滑梯的压力的大小；
（2）（3分）滑板的长度L
19．（6分） 如图，在xOy坐标系中有三个区域，圆形区域Ⅰ分别与x轴和y轴相切于P点和S点。半圆形区域Ⅱ的半径是区域Ⅰ半径的2倍。区域Ⅰ、Ⅱ的圆心连线与x轴平行，半圆与圆相切于Q点，QF垂直于x轴，半圆的直径MN所在的直线右侧为区域Ⅲ。区域Ⅰ、Ⅱ分别有磁感应强度大小为B、的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向外。区域Ⅰ下方有一粒子源和加速电场组成的发射器，可将质量为m、电荷量为q的粒子由电场加速到。改变发射器的位置，使带电粒子在OF范围内都沿着y轴正方向以相同的速度沿纸面射入区域Ⅰ。已知某粒子从P点射入区域Ⅰ，并从Q点射入区域Ⅱ（不计粒子的重力和粒子之间的影响）
（1）（2分）求加速电场两板间的电压U和区域Ⅰ的半径R；
（2）（2分）在能射入区域Ⅲ的粒子中，某粒子在区域Ⅱ中运动的时间最短，求该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的总时间t；
（3）（2分）在区域Ⅲ加入匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，电场强度的大小，方向沿x轴正方向。此后，粒子源中某粒子经区域Ⅰ、Ⅱ射入区域Ⅲ，进入区域Ⅲ时速度方向与y轴负方向的夹角成74°角。当粒子动能最大时，求粒子的速度大小及所在的位置到y轴的距离。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】自由落体运动；超重与失重；功的概念
2．【答案】A
【知识点】原子核的人工转变
3．【答案】D
【知识点】平抛运动
4．【答案】B
【知识点】光的全反射
5．【答案】C
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的位移与时间的关系
6．【答案】C
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
7．【答案】C
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律
8．【答案】A
【知识点】光电效应；光子及其动量
9．【答案】B,C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
10．【答案】A,B,C
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系
11．【答案】A,D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体压强的微观解释；热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题
12．【答案】B,C,D
【知识点】库仑定律；简谐运动；点电荷的电场；电场强度的叠加
13．【答案】B,D
【知识点】动量定理；动量守恒定律；含容电路分析；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
14．【答案】（1）1
（2）16.2
（3）；6.1 × 10－3
【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；线速度、角速度和周期、转速；向心力
15．【答案】（1）5.80
（2）变小；变大
【知识点】验证力的平行四边形定则
16．【答案】（1）欧姆
（2）（都算对）
（3）变长；不变
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；观察电容器的充、放电现象
17．【答案】（1）解：根据电路可知，当时，MN间电阻R的阻值最小，为；
当时，MN间电阻R的阻值最大，为；
因此MN间电阻R的变化范围为。
（2）解：当时，通过电热器B的电流为，电热器B消耗的功率为，解得。
【知识点】电功率和电功；电阻；串联电路和并联电路的特点及应用
18．【答案】（1）解：设游客滑到b点时速度为，从a到b过程，由机械能守恒得，解得；
在b点，由牛顿第二定律得，解得；
根据牛顿第三定律得，游客滑到b点时对滑梯的压力的大小为。
（2）解：设游客恰好滑上平台时的速度为，在平台上运动过程，由动能定理得，解得；
根据题意，当滑板右端运动到与其上表面等高平台的边缘时，游客恰好滑上平台，则该过程游客一直做减速运动，滑板一直做加速运动，设加速度大小分别为和，得，，对游客由运动学规律得，解得，则该段时间内游客的位移为，滑板的位移为，由位移关系得滑板的长度为。
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型；动能定理的综合应用；机械能守恒定律
19．【答案】（1）解：由动能定理得，解得；
粒子进入区域I做匀速圆周运动，某粒子从P点射入区域Ⅰ，并从Q点射入区域Ⅱ，则粒子的运动轨迹半径与区域Ⅰ的半径R相等，粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力，有，解得。
（2）解：带电粒子在OF范围内都沿着y轴正方向以相同的速度沿纸面射入区域Ⅰ，由(1)可得，粒子的在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径均为R，由于在区域Ⅰ中的磁场半径和轨迹半径相等，粒子射入点、区域Ⅰ圆心O1、轨迹圆心O'、粒子出射点四点构成一个菱形，由几何关系可得，区域Ⅰ圆心O1和粒子出射点连线平行于粒子射入点与轨迹圆心O'连线，则区域Ⅰ圆心O1和粒子出射点水平，由磁聚焦原理可知粒子都从Q点射出，粒子射入区域II，仍做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，解得；
如图：
要使粒子在区域Ⅱ中运动的时间最短，轨迹所对应的圆心角最小，则在区域Ⅱ中运动的圆弧所对的弦长最短，即此时最短弦长为区域Ⅱ的磁场圆半径，由几何知识可得，此时在区域Ⅱ和区域Ⅰ中运动的轨迹所对应的圆心角都为，粒子在两区域磁场中运动周期分别为，，故可得该粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的总时间为。
（3）解：如图，将速度分解为沿y轴正方向的速度及速度，则有，可得，因此沿y轴正方向的速度产生的洛伦兹力与电场力平衡，粒子同时受到另一方向的洛伦兹力，故粒子沿y正方向做旋进运动，根据角度可知，故当方向为竖直向上时此时粒子速度最大，即最大速度为，根据几何关系可知此时所在的位置到y轴的距离为。
【知识点】带电粒子在电场中的加速；洛伦兹力的计算；带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
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