科大附中2025届高考物理四模试卷含解析

科大附中2025届高考物理四模试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=10Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m,ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1:n2=1:3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t(V)B．交流电压表的示数为40VC．电阻R上消耗的电功率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的3倍2、如图所示，一光滑的轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角大小为30°，质量分别为，m甲、m乙的小球甲、乙穿在光滑杆上，且用一质量可忽略不计的细线连接后跨过固定在天花板上的光滑定滑轮，当整个系统平衡时，连接乙球的细线与水平方向的夹角大小为60°，连接甲球的细线呈竖直状态。则m甲：m乙为（）A．1： B．1：2C．：1 D．：23、有关科学发现，下列说法中正确的是（）A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了质子B．汤姆孙通过α粒子散射实验，发现了原子核具有一定的结构C．卢瑟福依据α粒子散射实验，提出了原子核内部存在着质子D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理4、A、B两物体经过同一地点时开始计时，它们沿直线运动的速度随时间变化的规律如图所示，则下列说法正确的是()A．t1时刻A、B两物体相遇B．t2时刻B物体速度变化率为零C．t1到t3时间内两物体的间距先增大后减小D．A、B两物体速度方向一直相同5、银川绿地中心双子塔项目位于银川阅海湾中央商务区中轴位置，高度301m，建成后将成为西北地区最高双子塔。据说，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图像如图所示。则下列相关说法正确的是（）A．t＝4.5s时，电梯处于失重状态 B．5~55s时间内，绳索拉力最小C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态 D．t＝60s时，电梯速度恰好为零6、一定质量的理想气体，从状态M开始，经状态N、Q回到原状态M，其p-V图象如图所示，其中QM平行于横轴，NQ平行于纵轴．则（）A．M→N过程气体温度不变B．N→Q过程气体对外做功C．N→Q过程气体内能减小D．Q→M过程气体放出热量二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（）A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin50πt(V)B．变压器原、副线圈中的电流之比为1：4C．变压器输入、输出功率之比为1：4D．RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大8、电阻R接在20V的恒压电源上时，消耗的电功率为P；若将R接在如图所示理想变压器的副线圈电路中时，R消耗的电功率为。已知电路中电阻R0的阻值是R的4倍，a、b两端接在（V）的交流电源上，此变压器（）A．副线圈输出电压的频率为100HzB．副线圈输出电压的有效值为10VC．原、副线圈的匝数之比为2︰1D．原、副线圈的电流之比为1︰49、如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r．b点在小轮上，到小轮中心的距离为r．c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则（）A．a点与c点的线速度大小相等 B．b点与d点的角速度大小相等C．a点与d点的向心加速度大小相等 D．a点与b点的向心加速度大小相等10、如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB间距离为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与MN棒中点连接，另一端均被固定，MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与MN棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN棒具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，MN棒第一次运动至最右端，在这一过程中AB间电阻R上产生的焦耳热为Q，则（）A．初始时刻棒受到安培力大小为B．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于C．当棒再次回到初始位置时，AB间电阻R的功率小于D．当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）二极管具有单向导电性，正向导通时电阻几乎为零，电压反向时电阻往往很大。某同学想要测出二极管的反向电阻，进行了如下步骤：步骤一：他先用多用电表欧姆档进行粗测：将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两端分别标记为A和B。将红表笔接A端，黑表笔接B端时，指针几乎不偏转；红表笔接B端，黑表笔接A端时，指针偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的___________端（填“A”或“B”）；步骤二：该同学粗测后得到RD=1490Ω，接着他用如下电路（图一）进行精确测量：已知电压表量程0~3V，内阻RV=3kΩ。实验时，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和相应的电阻箱的电阻R，电源的内阻不计，得到与的关系图线如下图（图二）所示。由图线可得出：电源电动势E=___________，二极管的反向电阻=__________；步骤二中二极管的反向电阻的测量值与真实值相比，结果是___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。12．（12分）如图所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为d、质量为m的钢球自由下落的过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为h，当地的重力加速度为g。设钢球所受的空气阻力大小不变。（1）钢球下落的加速度大小a=______，钢球受到的空气阻力Ff=____。（2）本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度_________(选填“>”或“<")钢球球心通过光电门的瞬时速度。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为和，活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度。（已知，①在两活塞上同时各放一质量为的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为。②在达到上一问的终态后，环境温度由缓慢上升到，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。14．（16分）跳伞员常常采用“加速自由降落”（即AFF）的方法跳伞。如果一个质量为50kg的运动员在3658m的高度从飞机上跳出（初速为零），降落40s时，竖直向下的速度达到50m/s，假设这一运动是匀加速直线运动。求：（1）运动员平均空气阻力为多大？（2）降落40s时打开降落伞，此时他离地面的高度是多少？（3）打开降落伞后，运动员受的阻力f大于重力，且f与速度v成正比，即f＝kv（k为常数）。请简述运动员接下来可能的运动情况。15．（12分）2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。（1）为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离h处才关闭发动机，此时速度相对月球表面竖直向下，大小为v，然后仅在月球重力作用下竖直下落，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地停在月面，缓冲时间为t，如图1所示。已知月球表面附近的力加速度为，探测器质量为，求：①探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度v´的大小。②月球对探测器的平均冲击力F的大小。（2）探测器在月球背面着陆的难度要比在月球正面着陆大很多，其主要的原因在于：由于月球的遮挡，着陆前探测器将无法和地球之间实现通讯。2018年5月，我国发射了一颗名为“鹊桥”的中继卫星，在地球和月球背面的探测器之间搭了一个“桥”，从而有效地解决了通讯的问题。为了实现通讯和节约能量，“鹊桥”的理想位置就是固绕“地一月”系统的一个拉格朗日点运动，如图2所示。所谓“地一月”系统的拉格朗日点是指空间中的某个点，在该点放置一个质量很小的天体，该天体仅在地球和月球的万有引力作用下保持与地球和月球敏相对位置不变。①设地球质量为M，月球质量为m，地球中心和月球中心间的距离为L，月球绕地心运动，图2中所示的拉格朗日点到月球球心的距离为r。推导并写出r与M、m和L之间的关系式。②地球和太阳组成的“日一地”系统同样存在拉格朗日点，图3为“日一地”系统示意图，请在图中太阳和地球所在直线上用符号“*”标记出几个可能拉格朗日点的大概位置。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】

A．从图示位置开始计时，磁通量为零，感应电动势最大，所以电动势随时间的变化关系为（V）代入数据得（V），故A错误；B．由瞬时值表达式（V），可知线圈产生的电动势最大值为V，但电压示数是有效值，故示数为V故B错误；C．根据解得变压器副线圈的电压V，所以电阻R上消耗的电功率为W故C正确；D．交流电的频率经过变压器不发生变化，故D错误。故选C。2、A【解析】

分别对甲、乙受力分析如图所示，以甲球为研究对象，则甲球受到重力和绳的拉力的作用，直杆对甲球没有力的作用，否则甲球水平方向受力不能平衡，所以T=m甲g以乙球为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳的拉力T与乙球受到的支持力N与竖直方向之间的夹角都是30°，所以T与N大小相等，得综上可得故A项正确，BCD三项错误。3、D【解析】

A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，A错误；B．汤姆孙发现了电子，揭示了原子具有一定的结构，B错误；C．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了原子核内部存在着质子，C错误；D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理，D正确。故选D。4、B【解析】

A.由v-t图像可知，t1时刻A、B两物体速度相同，A的位移大于B的位移，两物体没有相遇，选项A错误；B.v-t图像的斜率等于加速度，则t2时刻B物体加速度为零，速度变化率为零，选项B正确；C.因t1时刻A在B之前，则t1到t3时间内两物体的间距先减小后增大，选项C错误；D.物体B一直沿正方向运动，物体A在t1到t3的某段时间内向负方向运动，则A、B两物体速度方向不是一直相同，选项D错误；5、D【解析】

A．利用a－t图像可判断：t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A错误；BC．0~5s时间内，电梯处于超重状态，拉力>重力；5~55s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力＝重力；55~60s时间内，电梯处于失重状态，拉力<重力；综上所述，选项B、C错误；D．因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60s时为零，选项D正确。故选D。6、D【解析】

A．M→N过程气体的pV乘积先增加后减小，可知温度先升高后降低，选项A错误；B．N→Q过程气体的体积不变，不对外做功，选项B错误；C．N→Q过程气体压强增大，体积不变，由可知，温度升高，则内能增加，选项C错误；D．Q→M过程气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，即W>0；由可知，温度降低，内能减小，即∆E<0，根据热力学第一定律∆E=W+Q可知Q<0，气体放出热量，选项D正确．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压51V，周期0.02s，故角速度是则故A错误；B．根据得，变压器原、副线圈中的电流之比故B正确；C．理想变压器的输入、输出功率之比应为1：1，故C错误；D．电压表测的是原线圈的电压即不变，则副线圈两端电压不变，RT处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D正确。故选BD。8、BC【解析】

A．变压器不改变交变电流的频率，由题可知，交流电压的频率为故A错误；B．由题意可得解得故B正确；C．电源的有效值为设原、副线圈的匝数之比为n，则原、副线圈的电流之比为则R0两端电压为，根据原、副线圈电压比等匝数比即解得故C正确；D．由原、副线圈中的电流之比等匝数反比可知，原、副线圈的电流之比为1：2，故D错误。故选BC。9、ABC【解析】

AB．根据圆周运动的规律可得：a点与c点在相等时间内转过的弧长是相等的，所以二者的线速度大小相等；b点与d点在相等时间内转过的角度是相等的，所以二者角速度大小相等；AB正确．CD．设a点的线速度大小为v，则c点的线速度大小为v，c、b、d三点的角速度大小均为；据向心加速度公式：可得，a点的向心加速度大小为，c点的向心加速度大小为，b点的向心加速度大小为：，d点的向心加速度大小为：．故C正确，D错误．10、AC【解析】

A．初始时刻棒产生的感应电动势为：E=BLv0、感应电流为：棒受到安培力大小为：故A正确；B．MN棒第一次运动至最右端的过程中AB间电阻R上产生的焦耳热Q，回路中产生的总焦耳热为2Q。由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于故B错误；C．设棒再次回到初始位置时速度为v。从初始时刻至棒再次回到初始位置的过程，整个回路产生焦耳热大于：根据能量守恒定律有：棒再次回到初始位置时，棒产生的感应电动势为：E′=BLv，AB间电阻R的功率为：联立解得：故C正确；D．由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，又甲乙两弹簧的弹性势能相等，所以甲具有的弹性势能为故D错误。故选：AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、A2.0V1500Ω相等【解析】

[1]多用电表测电阻时电流从黑表笔流出，红表笔流入。当红表笔接A时，指针几乎不偏转，说明此时二极管反向截止，所以接A端。[2]根据电路图由闭合电路欧姆定律得整理得再由图像可知纵截距解得[3]斜率解得[4]由于电源内阻不计，电压表内阻已知，结合上述公式推导可知二极管反向电阻的测量值与真实值相等。12、mg＜【解析】

（1）[1]钢球通过光电门A、B时的瞬时速度分别为、由解得加速度[2]由牛顿第二定律得解得（2）[3]由匀变速直线运动的规律，钢球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而球心通过光电门的中间位移的速度大于中间时刻的瞬时速度。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、①；②，吸收热量。【解析】

①设左、右活塞的面积分别为和，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即由此得①在两个活塞上各加质量为的物块后，假设左右两活塞仍没有碰到汽缸底部，由平衡条件，则右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中在初态，气体的压强为：，体积为：；在末态，气体压强为：，体积为：为