2025届天津市南开区南开中学高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2025届天津市南开区南开中学高三第四次模拟考试物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、甲、乙两车在平直公路上行驶，其v-t图象如图所示．t=0时，两车间距为；时刻，甲、乙两车相遇．时间内甲车发生的位移为s，下列说法正确的是()A．时间内甲车在前，时间内乙车在前B．时间内甲车平均速度的大小是乙车平均速度大小的2倍C．时刻甲、乙两车相距D．2、下图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（）A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大3、某理想变压器原、副线圈的匝数之比为，当输入电压增加20V时，输出电压（）A．增加200V B．增加2V C．降低200V D．降低2V4、如图所示，两条轻质导线连接金属棒的两端，金属棒处于匀强磁场内且垂直于磁场。金属棒的质量，长度。使金属棒中通以从Q到P的恒定电流，两轻质导线与竖直方向成角时，金属棒恰好静止。则磁场的最小磁感应强度（重力加速度g取）（）A．大小为，方向与轻质导线平行向下B．大小为，方向与轻质导线平行向上C．大小为，方向与轻质导线平行向下D．大小为，方向与轻质导线平行向上5、下列叙述正确的是()A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除具有能量之外还具有动量B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定大于吸收光子的频率D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型6、在轴上固定两个点电荷、，其静电场中轴上各点的电势如图所示，下列说法正确的是（）A．和为同种电荷，且均在的区域内B．和为同种电荷，和两点在两电荷之间C．和为异种电荷，且均在的区域内D．和为异种电荷，且均在的区域内二、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、某型号的小灯泡其正常发光时的电压为4.0V，图甲为小灯泡的I-U曲线，现将该小灯泡与一电阻值为5.0Ω电阻串联后，再与一电动势E=5.0V、内阻r=5.0Ω的电源，按图乙的连接方式连接好。则下列说法正确的是（）A．此时电路中的电流为1AB．此时R的功率约为为0.392WC．小灯泡的功率约为为0.672WD．电源的输出功率接近1W8、如图所示，匀强磁场垂直铜环所在的平面向里，磁感应强度大小为B．导体棒A的一端固定在铜环的圆心O处，可绕O匀速转动，与半径分别为r1、r2的铜环有良好接触。通过电刷把大小铜环与两竖直平行正对金属板P、Q连接成电路。R1、R2是定值电阻，R1=R0，R2=2R0，质量为m、电荷量为Q的带正电小球通过绝缘细线挂在P、Q两板间，细线能承受的最大拉力为2mg，已知导体棒与铜环电阻不计，P、Q两板间距为d，重力加速度大小为g。现闭合开关，则（）A．当小球向右偏时，导体棒A沿逆时针方向转动B．当细线与竖直方向夹角为45°时，平行板电容器两端电压为C．当细线与竖直方向夹角为45°时，电路消耗的电功率为D．当细线恰好断裂时（此时小球的加速度为零），导体棒A转动的角速度为9、关于分子运动论热现象和热学规律，以下说法中正确的有（）A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性B．两分子间距离大于平衡距离时，分子间的距离越小，分子势能越小C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的E.一定质量的理想气体如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中气体的压强一定增大10、如图所示，等量同种正电荷固定在M、N两点，虚线框ABCD是以MN连线的中点为中心的正方形，其中G、H、E、F分别为四条边的中点，则以下说法中正确的是（）A．若A点电势为5V，则B点电势为5VB．同一正电荷在A点具有的电势能大于在D点具有的电势能C．在G点释放一个带正电粒子(不计重力)，粒子将沿GH连线向H点运动D．在E点释放一个带正电粒子(不计重力)，粒子将沿EF连线向F点运动三、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）(1)同学们通过查阅资料知道，将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V多一点。小明同学找来了一个土豆做实验，如图所示，当用量程为0-3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极电压时读数为0.96V，用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，测得内阻r的读数为30Ω。小丽同学用灵敏电流表直接接”土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA。粮据前面小明用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得内阻为3kΩ。小明认为上豆的内阻为30Ω，小丽则认为其内阻为3kΩ。以下关于两位同学实验过程的分析，正确的是_________A．小明的方法不正确，因水果电池本身有电动势，故不能用欧姆表直接测其内阻B．小明的方法正确。因水果电池本身也是一个导体，可以用欧姆表直接测其电阻C．小丽的测量结果十分准确，除了读数方面的偶然误差外，系统误差很小D．小丽的测量结果不准确，因为水果电池内阻很大，用伏特表测得的电动势误差很大，因此计算出的内限误差也很大(2)为尽可能准确地测定一个电动势和内阻未知的电源，实验室除了导线和开关外，还有以下一此器材可供选择：A．电流表A1（量程为0-0.6A，内阻约为1Ω）B．灵敏电流表A2（量程为0-0.6mA，内阻约为800Ω）C．灵敏电流表A3（量程为0-30μA，内阻未知）D．滑动变阻器R1，（最大阻值约100）E．滑动变阻器R2，（最大阻值约2kΩ）F．定值电阻（阻值为2kΩ）G．电阻箱R（0-9999）①实验中应选择的器材是_______（填器材前的字母代号）。②在方框中画出应采用的电路图____________________。③实验时，改交电阻箱R的阻值，记录下电流表的示数I得到若干组R、I的数据，根据实验数据绘出如图所示的图线，由此得出其电源的电动势为________V（保留两位有效数）。按照此实验方法请分析内电限的测量值与真实值大小关系，并给由必要的说明：___________________________________。12．（12分）图（甲）是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图（乙）是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线（图中的虚线表示）。（1）图（乙）的P处堆积的细沙比Q处_________________（选填“多”、“少”或“一样多”）。（2）经测量发现图（乙）中OB=O′B′，若木板1的移动速度v1=3m/s，则木板2的移动速度v2=_________________。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）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为B，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且R≫d，两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。①求粒子可获得的最大动能Ekm；②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比；③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t1与t2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。14．（16分）如图所示，竖直平面MN与纸面垂直，MN右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场，MN左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙．质量为m的物体A静止在MN左侧的水平面上，已知该物体带负电，电荷量的大小为为q．一质量为的不带电的物体B以速度v0冲向物体A并发生弹性碰撞，碰撞前后物体A的电荷量保持不变．求：（1）碰撞后物体A的速度大小；（2）若A与水平面的动摩擦因数为μ，重力加速度的大小为g，磁感应强度的大小为，电场强度的大小为．已知物体A从MN开始向右移动的距离为时，速度增加到最大值．求：a．此过程中物体A克服摩擦力所做的功W；b．此过程所经历的时间t．15．（12分）在某次学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家展示了一个装置，如图所示，将一质量为0.1kg的钢球放在O点，用弹射器装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动，BC段为一段长为L＝2.0m的粗糙平面，DEFG为接球槽。圆弧OA和AB的半径分别为r＝0.2m，R＝0.4m，小球与BC段的动摩擦因数为μ＝0.5，C点离接球槽的高度为h＝1.25m，水平距离为x＝0.5m，接球槽足够大，g取10m/s2，求：(1)钢球恰好不脱离圆弧轨道，钢球在A点的速度vA多大；(2)满足(1)时，钢球在圆轨道最低点B对轨道的压力；(3)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度至少多大。

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、D【解析】

A．由图知在0～t0时间内甲车速度大于乙车的速度，故是甲车在追赶乙车，所以A错误；B．0～2t0时间内甲车平均速度的大小，乙车平均速度，所以B错误；D．由题意知，图中阴影部分面积即为位移s0，根据几何关系知，三角形ABC的面积对应位移s0∕3，所以可求三角形OCD的面积对应位移s0∕6，所以0—to时间内甲车发生的位移为s=s0+s0∕6得s0=s故D正确；C．2t0时刻甲、乙两车间的距离即为三角形ABC的面积即s0∕3，所以C错误．故选D。2、D【解析】

A．由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的，根据可知a的波长小于b的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，则根据可知在同种介质中传播时a光的传播速度较小，A错误；B．根据可知从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，B错误；C．发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，C错误；D．a光的频率较高，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，D正确。故选D。【点睛】此题考查了双缝干涉、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干涉中条纹间距的表达式，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小．3、B【解析】

根据得即解得即输出电压增加2V，故B正确，ACD错误。故选B。4、B【解析】

说明分析受力的侧视图（右视图）如图所示磁场有最小值，应使棒平衡时的安培力有最小值棒的重力大小、方向均不变，悬线拉力方向不变，由“力三角形”的动态变化规律可知又有联合解得由左手定则知磁场方向平行轻质导线向上。故ACD错误，B正确。故选B。5、D【解析】

A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子具有能量，A错误；B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，释放一定频率的光子，电子的轨道半径变小，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，B错误；C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率应小于或等于吸收光子的频率，C错误；D．α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转是卢瑟福提出原子核式结构模型的主要依据，D正确。故选D。6、C【解析】

由题目图，结合电势与位置图象的斜率表示电场强度，可知，在处的电场强度大小为零，因两点电荷的具体位置不确定，则点电荷的电性也无法确定，因此可能是同种电荷，也可能是异种电荷；AB．若和为同种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线上的线段上的某一点，即处于两个点电荷之间，故AB错误；CD．若和为异种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线的线段之外的某一点，由电势为零，且到电势逐渐升高可知，和均在的区域内，且靠近的点电荷为负点电荷，远离的点电荷为正电荷，且正电荷电量的绝对值大于负电荷电量的绝对值；故C正确，D错误。故选C。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、BCD【解析】

ABC．将定值电阻看成是电源的内阻，由电源的电动势和内阻作出电源的伏安特性曲线如图所示则交点为灯泡的工作点，由图可知，灯泡的电压约为2.4V，电流约为0.28A，则灯泡的功率R消耗的功率为P=I2R=0.282×5=0.392W故A错误，BC正确；D．由电路可知电源的输出功率为电阻和小灯泡消耗的功率P总=0.392+0.672=1.06W故D正确。故选BCD。8、AD【解析】

A．当小球向右偏时，P板带正电，通过R2的电流向上，则由右手定则可知，导体棒A沿逆时针方向转动，选项A正确；BC．当细线与竖直方向夹角为45°时，则解得平行板电容器两端电压为此时电路中的电流电路消耗的电功率为选项BC错误；D．当细线恰好断裂时，此时电动势解得导体棒A转动的角速度为选项D正确。故选AD。9、ABD【解析】

A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，是由于周围液体分子对其不平衡的撞击造成的，反映了液体分子运动的无规则性。故A正确；B．两分子间距离大于平衡距离时，分子间表现为引力，当的距离减小，分子力做正功，分子势能减小。故B正确；C．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，是由于云母片具有各向异性的原因，说明云母片是晶体。故C错误；D．根据能量转化与守恒以及热力学第二定律可知，用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，是可行的。故D正确；E．一定质量的理想气体，温度保持不变（△U=0）而吸收热量（Q＞0），根据热力学第一定律，气体对外做功（W＜0），体积变大；在根据气体等温方程可知，压强变小，故E错误。故选：ABD。10、AD【解析】

A．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知，A点和B点电势相等，若A点电势为5V，则B点电势为5V，故A正确；B．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知，A点和D点电势相等，则同一正电荷在AD两点具有的电势能相等，故B错误；C．由G点释放一个带正电粒子(不计重力)，该粒子所受的电场力垂直于MN连线向上，所以粒子将沿GH连线向上运动，故C错误；D．在E点电场强度方向由E到F，带正电的粒子受到的电场力方向由E到F，粒子将沿EF连线向F点运动，故D正确。故选AD。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、ADBG3.0偏大，内电阻的测量值包含电流表内阻，所以大于真实值【解析】

(1)[1]AB．因水果电池本身有电动势，故不能用欧姆表直接测其内阻，故A正确，B错误；CD．水果电池内阻很大，用有内阻的伏特表测得的电动势误差很大，故C错误，D正确。故选AD。(2)[2]所给仪器没有电压表，定值电阻也较小，若通过串联定值电阻改装成电压表，根据(1)的分析知测量值也不准确，所以选用安阻法测量电源电动势和内阻，因灵敏电流表直接接电源的两极，测得电流为0.32mA，选灵敏电流表A2和变阻箱测量，所以实验中应选择的器材是BG。[3]本题是利用安阻法测电源内阻及电动势，测量电路如图所示

[4]由闭合电路欧姆定律，变形得根据图象的斜率表示电动势，得电池组的电动势为[5]按照此实验方法，测出的电源内阻是电流表A2和电源两部分电阻之和，因此内电阻的测量值与真实值相比偏大。12、多4m/s【解析】

（1）[1]在图（乙的处时，沙摆的速度最小，在处时，沙摆的速度最大，所以堆积的细沙比处多；（2）[2]根据单摆周期公式：它们在同一地点，且摆长相同，则周期相同，设为，段经历的时间是：段经历的时间为：设板长为，则：比较可得：。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）①；②；③，t1可以忽略；（2）见解析【解析】

（1）①粒子离开回旋加速器前，做的还是圆周运动，由洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律可得解得②设带