浙江省五校镇海中学2025年高三第十五模物理试题含解析

浙江省五校（镇海中学2025年高三第十五模物理试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于A．棒的机械能增加量 B．棒的动能增加量 C．棒的重力势能增加量 D．电阻R上放出的热量2、某次空降演练中，跳伞运动员从飞机上跳下，10s后打开降落伞，并始终保持竖直下落，在0~14s内其下落速度随时间变化的v—t图像如图所示，则（）A．跳伞运动员在0~10s内下落的高度为5v2B．跳伞运动员（含降落伞）在0~10s内所受的阻力越来越大C．10s时跳伞运动员的速度方向改变，加速度方向保持不变D．10~14s内，跳伞运动员（含降落伞）所受合力逐渐增大3、中国散裂中子源项目由中国科学院和广东省共同建设，选址于广东省东莞市大朗镇，截止到2019年8月23日正式投入运行1年。散裂中子源就是一个用中子来了解微观世界的工具，如一台“超级显微镜”，可以研究DNA、结晶材料、聚合物等物质的微观结构。下列关于中子的说法正确的是（）A．卢瑟福预言了中子的存在，并通过实验发现了中子B．原子核中的中子与其他核子间无库仑力，但有核力，有助于维系原子核的稳定C．散裂中子源中产生的强中子束流可以利用电场使之慢化D．若散裂中子源中的中子束流经慢化后与电子显微镜中的电子流速度相同，此时中子的物质波波长比电子的物质波波长长4、如图所示，长为d、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒电流方向从a到b，大小为I，重力加速度为g。若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，则磁感应强度的最小值和对应的方向是（）A．，方向垂直于斜面向下B．，方向垂直于斜面向上C．，方向竖直向上D．，方向竖直向下5、如图所示，做实验“探究感应电流方向的规律”。竖直放置的条形磁体从线圈的上方附近竖直下落进入竖直放置的线圈中，并穿出线圈。传感器上能直接显示感应电流随时间变化的规律。取线圈中电流方向由到为正方向，则传感器所显示的规律与图中最接近的是（）A． B．C． D．6、如图，A代表一个静止在地球赤道上的物体、B代表一颗绕地心做匀速圆周运动的近地卫星，C代表一颗地球同步轨道卫星。比较A、B、C绕地心的运动，说法正确的是（）A．运行速度最大的一定是B B．运行周期最长的一定是BC．向心加速度最小的一定是C D．受到万有引力最小的一定是A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、有一列沿x轴传播的简谐橫波，从某时刻开始，介质中位置在x=0处的质点a和在x=6m处的质点b的振动图线分别如图1图2所示．则下列说法正确的是___________．A．质点a的振动方程为y=4sin(t+)cmB．质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动C．若波沿x轴正方向传播，这列波的最大传播速度为3m/sD．若波沿x轴负方向传播，这列波的最大波长为24mE.若波的传播速度为0.2m/s，则这列波沿x轴正方向传播8、一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V﹣T图象如图所示，pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强，下列判断正确的是（）A．过程a到b中气体一定吸热B．pc＝pb＞paC．过程b到c气体吸收热量D．过程b到c中每一个分子的速率都减小E.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功9、在光滑的水平面上，一滑块的质量m=2kg，在水平面上受水平方向上恒定的外力F=4N（方向未知）作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过PQ两点时速度大小均为v=5m/s。滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角α=37°，sin37°=0.6，则（）A．水平恒力F的方向与PQ连线成53°夹角B．滑块从P到Q的时间为3sC．滑块从P到Q的过程中速度最小值为4m/sD．PQ两点连线的距离为12m10、如图甲所示，在倾角为θ的光滑斜面上分布着垂直于斜面的匀强磁场，以垂直于斜面向上为磁感应强度正方向，其磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。一质量为m、电阻为R的矩形金属框从t＝0时刻由静止释放，t3时刻的速度为v，移动的距离为L，重力加速度为g，线框面积为S，t1＝t0、t2＝2t0、t3＝3t0，在金属框下滑的过程中，下列说法正确的是（）A．t1~t3时间内金属框中的电流先沿逆时针后顺时针B．0~t3时间内金属框做匀加速直线运动C．0~t3时间内金属框做加速度逐渐减小的直线运动D．0~t3时间内金属框中产生的焦耳热为三、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）某实验小组想用下图所示装置验证动能定理。垫块的作用是使长木板产生一个合适的倾角来平衡小车运动过程中受到的阻力，小车的凹槽可以添加钩码以改变小车的质量，用小桶以及里面的细沙的重力来替代小车受到的合力，可以改变细沙的多少来改变合力的大小。已知打点计时器的打点频率为f，当地重力加速度为g。(1)要完成实验，必须测量哪些物理量___A．纸带上某两点间的距离x，以及这两点的瞬时速度B．长木板的倾角αC.小车及凹槽内钩码的总质量MD.小桶及里面细沙的总质量m(2)仔细平衡小车受到的阻力，并多次改变小车的质量M和小桶里面细沙的质量m，通过测量和计算发现：合力的功总是大于两点动能的差值，这___（填“符合”或“不符合“）实验的实际情况。12．（12分）学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E，内阻用r表示。(1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到图像如图乙所示，写出关系式___。（不考虑电表内阻的影响）(2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到图像如图丙所示，写出关系式___。（不考虑电表内阻的影响）(3)课外小组的同学们对图像进行了误差分析，发现将两个图像综合起来利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图像乙和丙纵轴截距分别为b1、b2，斜率分别为k1、k2。则电源的电动势E=____，内阻r=____。(4)不同小组的同学用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成），按照(1)中操作完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组继续进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图丁所示的P—R和P—U图像。若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是____（选填选项的字母）。A．B．C．D．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）在车辆碰撞实验中，质量为4m的大车与质量为m的小车沿同一直线相向而行，在碰前瞬间大车和小车的速度大小分别为v和2v，碰撞后小车沿反方向运动，大车运动的方向不变，并且大车经过时间t停止运动。已知碰撞过程的时间很短，碰撞后两车都处于制动状态，两车与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。求：(1)碰撞后瞬间大车的速度大小和碰撞后大车滑行的最大距离。(2)碰撞过程中小车受到的冲量大小。14．（16分）两平行金属导轨水平放置，导轨间距。一质量的金属棒垂直于导轨静止放在紧贴电阻处，电阻，其他电阻不计。矩形区域内存在有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小，金属棒与两导轨间的动摩擦因数均为，电阻与边界的距离。某时刻金属棒在一水平外力作用下由静止开始向右匀加速穿过磁场，其加速度大小，取。(1)求金属棒穿过磁场的过程中平均电流的大小；(2)若自金属棒进入磁场开始计时，求金属棒在磁场中运动的时间内，外力随时间变化的关系。(3)求金属棒穿过磁场的过程中所受安培力的冲量的大小。15．（12分）如图所示为一简易火灾报警装置，其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。已知温度为27ºC时，封闭空气柱长度L1为20cm，此时水银柱上表面与导线下端的距离L2为10cm，水银柱的高度h为5cm，大气压强为75cmHg，绝对零度为-273ºC。（1）当温度达到多少摄氏度时，报警器会报警；（2）如果要使该装置在90ºC时报警，则应该再往玻璃管内注入多高的水银柱？

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、A【解析】

棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，F做正功，安培力做负功，重力做负功，动能增大．根据动能定理分析力F做的功与安培力做的功的代数和．【详解】A．棒受重力G、拉力F和安培力FA的作用．由动能定理：WF+WG+W安=△EK得WF+W安=△EK+mgh即力F做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量．故A正确．B．由动能定理，动能增量等于合力的功．合力的功等于力F做的功、安培力的功与重力的功代数和．故B错误．C．棒克服重力做功等于棒的重力势能增加量．故C错误．D．棒克服安培力做功等于电阻R上放出的热量．故D错误本题运用功能关系分析实际问题．对于动能定理理解要到位：合力对物体做功等于物体动能的增量，哪些力对物体做功，分析时不能遗漏．2、B【解析】

A．假设空降兵在空中做匀加速运动，10s时的速度刚好为v2，则这段时间内的下落位移应为但实际上由图可知，根据图线与横轴围成的面积表示位移可得其下落位移必然大于5v2。故A错误；B．空降兵在空中受到重力和空气阻力的作用，而由图像可知，空降兵在0~10s内的加速度不断减小，由牛顿第二定律可知空降兵受到的空气阻力应当不断增大，故B正确；C．10s时空降兵的速度图像仍在x轴上方，速度方向并未改变，但空降兵的速度走向由增大变为减小，故而加速度方向改变。故C错误；D．由图可知，10~14s内，空降兵的速度逐渐减小，且减小的速率逐渐降低，表明空降兵的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律可知其所受合力逐渐减小。故D错误。故选B。3、B【解析】

A．卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过实验发现了中子，故A错误；B．中子不带电，则原子核中的中子与其他核子间无库伦力，但有核力，有助于维系原子核的稳定，故B正确；C．中子不带电，则散裂中子源中产生的强中子束不可以利用电场使之慢化，故C错误；D．根据德布罗意波波长表达式若散裂中子源中的中子束流经慢化后的速度与电子显微镜中的电子流速度相同，因中子的质量大于电子的质量，则中子的动量大于电子的动量，则此时中子的物质波波长比电子的物质波波长短，故D错误。故选B。4、A【解析】

根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，根据共点力平衡可知，安培力的最小值为F=mgsinα

此时所加的磁场方向垂直于斜面向下，即为mgsinθ=BId解得方向垂直于斜面向下，故A正确、BCD错误。

故选A。5、B【解析】

磁体进入线圈端的过程，其磁场穿过线圈向上且增加，由楞次定律知感应电流的磁场向下，则线圈中的电流方向从到，为负值。磁体在线圈中间运动时，其磁场穿过线圈的磁通量不变，无感应电流，磁体离开线圈端的过程，磁场穿过线圈向上且减小，由楞次定律知感应电流的磁场向上，则电流方向从到，为正值，且此过程磁体运动速度大于进入过程，磁通量的变化率大。由法拉第电磁感应定律知，该过程的感应电动势大，则感应电流大，故B正确。故选B。6、A【解析】

A．因AC的角速度相同，则由v=ωr可知，vC>vA；对BC卫星，由可知，vB>vC，可知vB>vC>vA，选项A正确；B．因AC周期相同；而对BC卫星，根据可知，C的周期大于B，可知运行周期最长的是AC，选项B错误；C．因AC的角速度相同，则由a=ω2r可知，aC>aA；对BC卫星，由可知，aB>aC，可知aB>aC>aA，向心加速度最小的一定是A，选项C错误；D．三个物体的质量关系不确定，不能比较受到万有引力的关系，选项D错误。故选A。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、BDE【解析】

由于题目中不知道波的传播方向，所以在做此类问题时要分方向讨论，在计算波速时要利用波的平移来求解．【详解】A.把t=0代入振动方程为y=4sin(t+)cm，可知此时a的位置应该在+4处，和所给的图不相符，故A错；B.从图像上可以看出质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动，故B对；C.若波沿x轴正方向传播，从图像上可以看出b比a至少滞后6s，而ab之间的距离为6m，所以这列波的最大传播速度为1m/s，故C错；D、若波沿x轴负方向传播，从图像上可以看出，a比b至少滞后2s，所以这列波的最大波速为：则最大波长为，故D对；E、根据图像，若波沿x正方向传播，则波速的表达式为，当，解得：，有解说明波是沿x正方向传播，故E对；故选BDE8、ABE【解析】

A．过程ab中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故A正确；B．设a状态的压强为，则由理想气体的状态方程可知所以同理解得所以故B正确；C．过程b到c，温度降低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，故C错误；D．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小，故D错误；E．由图可知过程ca中气体等温膨胀，内能不变，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故E正确；故选ABE。9、BCD【解析】

A．设水平恒力F的方向与PQ连线夹角为β，滑块过P、Q两点时的速度大小相等，根据动能定理得FxPQcosβ=△Ek=0得β=90°，即水平恒力F与PQ连线垂直且指向轨迹的凹侧，故A错误；

B．把P点的速度分解在沿水平力F和垂直水平力F两个方向上，沿水平力F方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动，有当F方向速度为零时，时间为根据对称性，滑块从P到Q的时间为t'=2t=3s故B正确；C．当F方向速度为零时，只有垂直F方向的速度v'=vcos37°=4m/s此时速度方向与F垂直，速度最小，故C正确；D．垂直F的方向上物块做匀速直线运动，有xPQ=v't'=12m故D正确。故选BCD。10、BD【解析】

A．根据B－t图象可知，t1～t3时间内B－t线的斜率不变，由公式则金属框中的感应电动势大小方向不变，则电流方向不变，故A错误；BC．0～t1时间内，线圈中磁通量不变，则无电流产生，t1～t3时间内电流不变，由左手定则可知，金属框所受安培力的合力为零，则线圈向下做匀加速直线运动，故B正确，C错误；D．线圈中的感应电动势为由于0～t1时间内，线圈中磁通量不变，则无电流产生，也无焦耳热产生，则0～t3时间内金属框中产生的焦耳热为故D正确。故选BD。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、CD符合【解析】

根据该实验的实验原理、要求和减少误差的角度分析，平衡摩擦力作用后，进行实验过程中需要用刻度尺测量纸带上两点的距离，用天平测出小车及凹槽内钩码的总质量，小桶及里面细沙的总质量，根据实验原理，明确实验现象中产生实验误差的原因即可求解。【详解】(1)[1]以小车及凹槽内砝码为研究对象，根据动能定理可知：其中F可以用小桶以及里面的细沙的重力来代替，x是纸带上某两点间的距，M为小车和凹槽内钩码的总质量，和v为对应两点的速度，因此需要测量的物理量为纸带上某两点间的距离x，小车和凹槽内钩码的总质量M，小桶及里面细沙的总质量m，但速度不是测量处理的，是计算出的结果，故CD正确AB错误。故选CD。(2)[2]虽然平衡小车受到的阻力，但是运动过程中小桶和里面的细沙的重力始终大于小车受到合外力，使合力做的总功总是大于两点动能的差值，这符合实验的实际情况。12、BC【解析】

（1）[1]若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，根据闭合电路欧姆定律可知则（2）[2]根据闭合电路欧姆定律变形得到与R的关系式，（3）[3][4]由题图所示电路图可知，利用伏阻法时，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因。若考虑通过电压表的电流，则表达式为则则利用安阻法时，考虑电流表内阻，可得则图丙中图像的斜率的倒数等于电源