- 本试卷共四大题,满分100分，考试时间90分钟。
- 所有答案需写在答题卡指定位置。
- 本试卷旨在测评对高中物理核心模型的理解与应用能力。
单项选择题（共10题，每题3分，共30分）（从下列各题四个选项中，选出一个最符合题意的答案）
在“匀变速直线运动模型”中，某物体从静止开始加速，已知第2秒内的位移为3m，则其加速度大小为： A. 1 m/s² B. 2 m/s² C. 3 m/s² D. 4 m/s²
连接体模型”，下列说法正确的是： A. 通过滑轮连接的两物体，加速度大小一定相同。 B. 用轻杆连接的物体，杆的弹力一定沿杆方向。 C. 在光滑水平面上用弹簧连接的物体，在运动过程中系统机械能守恒。 D. 分析连接体受力时，整体法和隔离法不能同时使用。
“平抛运动模型”可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，从同一高度以不同初速度水平抛出的两个物体，关于它们运动情况的描述，错误的是： A. 落地时间相同。 B. 水平射程与初速度成正比。 C. 落地瞬间的速度方向可能相同。 D. 在空中运动过程中，速度的变化率相同。
在“天体运动-环绕模型”中，若某行星的卫星轨道半径减小为原来的1/4，则其运行周期将变为原来的： A. 1/64 B. 1/8 C. 1/4 D. 1/2
对于“碰撞模型”，下列属于完全非弹性碰撞特征的是： A. 动量守恒，机械能也守恒。 B. 动量守恒，机械能损失最大。 C. 碰撞后两物体粘在一起运动。 D. B和C都正确。
在“带电粒子在匀强电场中的偏转模型”中，粒子射出电场时的速度反向延长线必经过： A. 电场区域的中心点。 B. 沿初速度方向位移的中点。 C. 偏转电压的负极板。 D. 偏转电场中水平位移的中点。
理想变压器模型”，以下叙述在理想条件下一定成立的是： A. 输入功率由输出功率决定，且两者相等。 B. 原、副线圈的电流与匝数成正比。 C. 变压器可以改变交流电的频率。 D. 副线圈空载时，原线圈电流为零。
在“导体棒切割磁感线模型”中，长度为L的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中，以速度v垂直于磁场方向匀速运动时，产生的感应电动势大小为BLv，若棒的运动方向与磁场方向夹角为30°，则电动势大小为： A. BLv B. 0.5 BLv C. 0.866 BLv D. 0.25 BLv
在“光电效应模型”中，对于同一种金属，下列图像能正确反映光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν关系的是：（选项为图像描述，此处略） A. 一条过原点的倾斜直线。 B. 一条平行于ν轴的直线。 C. 一条在ν轴有正截距的倾斜直线。 D. 一条开口向上的抛物线。
“理想气体模型”是宏观与微观的桥梁，对于一定质量的理想气体，在压强不变的过程中，温度升高，则： A. 气体分子的平均动能减小。 B. 单位体积内的分子数一定增加。 C. 气体必定从外界吸收热量。 D. 单位时间内撞击单位面积器壁的分子数可能不变。
多项选择题（共4题，每题4分，共16分）（每题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分）
下列物理模型或情境中,机械能守恒的是： A. 物体沿光滑固定斜面匀速下滑。 B. 将物体以一定初速度竖直向上抛出（仅受重力）。 C. 子弹射入悬挂着的沙袋中，沙袋与子弹一起摆动的过程。 D. 轻弹簧一端固定，另一端连接小球，小球在光滑水平面上做简谐运动。
等量同种/异种电荷电场模型”，下列说法正确的有： A. 等量同种电荷连线的中垂线上，场强方向处处相同。 B. 等量异种电荷连线的中垂线上，电势处处为零（取无穷远处为零势能点）。 C. 等量同种电荷连线的中点处，场强为零。 D. 等量异种电荷连线的中点处，场强最小。
在“闭合电路欧姆定律模型”中，电源电动势为E，内阻为r，外电路为纯电阻R，当R变化时，以下判断正确的是： A. 当R = r时，电源输出功率最大。 B. 当R增大时，电源的效率一定增大。 C. 当R减小时，路端电压一定减小。 D. 当R→∞时，电源的输出功率趋近于零。
下列涉及“波模型”的描述，正确的有： A. 在“波的干涉模型”中，振动加强点的位移始终最大。 B. “多普勒效应模型”表明，波源与观察者相对靠近时，观察者接收到的频率高于波源频率。 C. “单摆模型”在摆角很小时可视为简谐运动，其周期与振幅和质量无关。 D. “光的双缝干涉模型”中，相邻亮条纹中心的间距与入射光的波长成正比。
实验与模型建构题（共2题，第15题8分，第16题10分，共18分）
（8分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，我们采用了“控制变量法”来构建牛顿第二定律的模型。 （1）实验中需要平衡摩擦力，其目的是使小车所受的合外力等于____。 （2）当保持小车质量不变时，通过改变砂桶（含砂）的质量来改变拉力，实验中发现，当砂桶质量____（选填“远大于”、“远小于”或“接近”）小车质量时，可近似认为拉力等于砂桶的重力。 （3）某同学得到如图所示的a-F图像，图像末端发生弯曲，可能的原因是：____。
（10分）“伏安法测电阻”是电学基本模型，但存在系统误差。 （1）请画出采用电流表内接法测量大电阻的电路原理图。 （2）写出内接法中，待测电阻Rx的计算式（用电压表示数U、电流表示数I、电流表内阻RA表示）：Rx =____，该测量值____（选填“大于”或“小于”）真实值。 （3）若要精确测量一个阻值约为几欧姆的电阻，应选择电流表____（选填“内接”或“外接”）法，并简述理由：____。
计算与模型应用题（共3题，第17题12分，第18题12分，第19题12分，共36分）（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤）
（12分）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形光滑轨道在B点平滑连接，轨道半径为R=0.5m，一个质量为m=1kg的物块（可视为质点）在水平恒力F=15N作用下从A点由静止开始运动，到B点时撤去力F，物块恰好能通过轨道最高点C，取g=10m/s²，求： （1）物块运动到B点时的速度大小vB； （2）A、B两点间的距离x； （3）物块从C点飞出后，落回水平面时的位置到B点的距离。 （本题综合考查“牛顿运动定律模型”、“圆周运动-竖直面模型”、“平抛运动模型”）
（12分）如图甲所示，足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，间距L=1m，导轨左端连接阻值R=2Ω的电阻，整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T，一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体棒ab垂直放置在导轨上，现用水平向右的恒力F=1N拉动导体棒由静止开始运动，已知导体棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻不计。 （1）分析导体棒ab的运动性质，并求其最终能达到的稳定速度vm； （2）当导体棒速度达到v=2m/s时，求其加速度a的大小； （3）若在导体棒达到稳定速度后撤去拉力F，求此后直到导体棒停止运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热QR。 （本题综合考查“单导体棒切割磁感线动力学模型”、“能量转化与守恒模型”）
（12分）如图所示，一竖直放置的绝热汽缸被一质量为m的绝热活塞分成上、下两部分，活塞横截面积为S，可无摩擦滑动，初始时，活塞静止，上部分为真空，下部分封闭有一定质量的理想气体，气柱长度为L，温度为T0，现对气体缓慢加热，使活塞缓慢上升，直至气柱长度变为2L，已知大气压强为p0，重力加速度为g，求： （1）初始时，气体的压强p1； （2）当气柱长度变为2L时，气体的温度T； （3）在整个加热过程中，气体吸收的热量Q。 （本题综合考查“理想气体状态方程模型”、“热力学第一定律模型”、“活塞平衡模型”）
（试卷结束）
（以下为参考答案及评分标准，另页）
2025年高中物理核心模型详解能力测评卷 参考答案及评分标准
单项选择题（每题3分，共30分）
B 2. C 3. C 4. B 5. D 6. D 7. A 8. B 9. C 10. C
多项选择题（每题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分，共16分）11. BD 12. BC 13. ABCD 14. BCD
实验与模型建构题（第15题8分，第16题10分，共18分）15. （8分） （1）细绳对小车的拉力（或“砂和砂桶的总重力”）（2分） （2）远小于（2分） （3）未满足砂桶质量远小于小车质量的条件（或“随着F增大，不满足小车质量远大于砂桶质量的条件”）（4分）
（10分） （1）电路图（略，要求电压表并联在待测电阻和电流表两端）（2分） （2）U/I - RA （2分）； 大于（2分） （3）外接（2分）； 因为待测电阻较小，与电压表内阻相比，满足Rx << RV，采用外接法时电流表分压引起的误差较小。（2分）
计算与模型应用题（共36分）17. （12分） （1）在C点，由mg = mvC²/R 得 vC = √gR = √5 m/s ... (1分) 从B到C，由机械能守恒：(1/2)mvB² = (1/2)mvC² + mg2R ... (2分) 解得 vB = √(5gR) = 5 m/s ... (1分) （2）从A到B，由动能定理：Fx = (1/2)mvB² ... (2分) 解得 x = (mvB²)/(2F) = (125)/(215) = 5/6 ≈ 0.83 m ... (2分) （3）从C点做平抛运动：2R = (1/2)gt²，得 t = √(4R/g) = √0.2 s ... (2分) 落点到B点距离 s = vCt = √5 * √0.2 = 1 m ... (2分)
（12分） （1）导体棒受恒力F和安培力F安作用，F安 = BIL = B²L²v/(R+r)，随v增大而增大。... (1分) 当F安 = F时，加速度为零，速度达到最大。... (1分) 由 F = B²L²vm/(R+r) 得 vm = F(R+r)/(B²L²) = 1(2+1)/(0.5²1²) = 12 m/s ... (2分) （2）当v=2m/s时，F安 = B²L²v/(R+r) = (0.5²1²2)/3 = 1/6 N ... (2分) 由牛顿第二定律：F - F安 = ma，得 a = (F - F安)/m = (1 - 1/6)/0.5 = (5/6)/0.5 = 5/3 ≈ 1.67 m/s² ... (2分) （3）撤去F后，导体棒动能全部转化为回路中的总焦耳热。... (1分) 总焦耳热 Q总 = (1/2)mvm² = 0.55144 = 36 J ... (2分) 电阻R上产生的焦耳热 QR = [R/(R+r)] Q总 = (2/3)*36 = 24 J ... (1分)
（12分） （1）初始时，对活塞受力分析：p0S + mg = p1S ... (2分) 解得 p1 = p0 + mg/S ... (1分) （2）气体做等压变化（活塞缓慢移动，内外压强始终相等）... (1分) 由盖-吕萨克定律：V1/T0 = V2/T ... (1分) 即 (LS)/T0 = (2LS)/T ... (1分) 解得 T = 2T0 ... (1分) （3）活塞上升过程中，气体对外做功 W = p1ΔV = (p0 + mg/S) (2LS - LS) = (p0S + mg)L ... (2分) 由热力学第一定律：ΔU = Q - W ... (1分) 理想气体内能只与温度有关，ΔU = nCvΔT（或定性分析温度升高内能增加）... (1分) 由于是缓慢加热，且为理想气体，此过程内能增加（ΔU > 0），故 Q = ΔU + W > W，吸收的热量一部分用于增加内能，一部分用于对外做功。... (1分) （注：若题目未给出摩尔数或比热容，Q的表达式可保留为Q = ΔU + (p0S+mg)L）