内容正文:
宁南中学2025届高三物理周测试卷(2025.01)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题目要求。
1.人站在力传感器上完成下蹲、站起动作,观察计算机采集到的图线。如图是某人在运动过程中力传感器的示数随时间变化的情况。下列说法正确的是( )
A.人的质量约为
B.在~内,人完成“下蹲”和“站起”两个动作
C.在下蹲过程中,人的最大加速度约为
D.在~内,人一直处于超重状态
2.2024年11月04日凌晨,神舟十八号载人飞船成功返回地面,叶光富、李聪和李广苏三位航天员圆满完成任务,从神舟十八号与空间站对接算起,航天组成员在轨共计192天。神舟飞船返回过程简化如图所示,椭圆轨道1为载人飞船返回时的运行轨道,圆形轨道2为空间站运行轨道,为轨道切点,为轨道1近地点,离地高度不计。已知轨道2的半径为,地球表面重力加速度为,地球半径为,轨道1的周期为,引力常量为,下列分析或结论正确的是( )
A.轨道1上点加速度大于轨道2上点加速度
B.载人飞船在轨道1上经过点时速度为
C.载人飞船运行周期和空间站运行周期之比为
D.地球质量
3.点电荷与金属板(厚度不计)之间形成的电场可以等效为两个等量异种电荷形成的电场。一带电量为的正电荷固定在一金属板上方的点,电荷与金属板之间的电场线分布如图。、为电场中的两点,、为无限靠近金属板表面的两点,且满足(垂直金属板),静电力常量为,关于该电场,下列说法正确的是( )
A.点电场强度小于点电场强度
B.一负电荷在点的电势能大于其在点的电势能
C.点电场强度大小为
D.点电场强度方向与金属板表面的夹角为
4.如图所示,平行金属板间有个带负电油滴静止在P点,开始时开关闭合、断开,电路中电源电动势为E,内阻为r,为滑动变阻器,为定值电阻,以下哪种操作会使带电油滴在P点处电势能变大( )
A.减小极板间正对面积
B.滑动变阻器滑片上滑
C.将上极板略向下移
D.闭合开关
5.如图甲所示,质量为的薄板静止在水平地面上,质量为的物块静止在的右端。时刻对施加一水平向右的作用力,的大小随时间的变化关系如图乙所示。已知与之间、与地面之间的动摩擦因数均为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,始终未脱离。取,下列说法正确的是( )
A.时,与发生相对滑动
B.时,的加速度大小为
C.时,的速度大小为
D.时,、动量之和为
6.如图所示,当电脑显示屏闭合时,霍尔元件靠近磁体,屏幕熄灭,电脑休眠,闭合显示屏时,长为a、宽为c、厚度为d的霍尔元件处在磁感应强度大小为B、方向垂直于元件上表面向下的匀强磁场中,通以图示恒定电流时,元件的前后表面间出现电压U,笔记本控制系统检测到该电压,立即熄灭屏幕。已知载流子为电子,下列有关说法正确的是( )
A.前表面的电势比后表面的低 B.前表面和后表面间的电场强度大小为
C.前后表面间的电压 D.载流子的速度大小为
7.如图所示,将绝缘细线的一端O点固定,另一端拴一带电的小球P,空间存在着方向水平向右的匀强电场E。刚开始小球静止于P处,与竖直方向的夹角为45°,给小球一个沿圆弧切线左下方的瞬时速度,让小球在竖直平面内做半径为r的圆周运动,下列分析正确的是( )
A.小球可能带负电
B.小球在右半圈从d运动到c的过程中其速度先减小后增大
C.当小球运动到最高点a的速度v≥时,
小球才能做完整的圆周运动
D.当小球运动到最高点a时,小球的电势能与动能之和最小
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.图为法拉第圆盘发电机的示意图。铜圆盘安装在竖直铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于竖直向上的匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A.若圆盘转动的角速度恒定,则流过电阻R的电流大小恒定
B.若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流过电阻R
C.若将铜片Q变为与圆盘边缘接触,则同样有电流流过电阻R
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
9.关于下列四幅图所涉及的光学知识中,说法正确的是( )
A.图1检查工件的平整度利用光的干涉现象,同时也是光的波动性的证明
B.图2医用内镜利用光的衍射现象,说明了光可以不沿直线传播
C.图3在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D.图4泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的,是光的粒子性的实例证明
10.如图,原长为l0的轻弹簧竖直放置,一端固定于地面,另端连接厚度不计、质量为m1的水平木板X。将质量为m2的物块Y放在X上,竖直下压Y,使X离地高度为l,此时弹簧的弹性势能为Ep,由静止释放,所有物体沿竖直方向运动。则( )
A.若X、Y恰能分离,则
B.若X、Y恰能分离,则
C.若X、Y能分离,则Y的最大离地高度为
D.若X、Y能分离,则Y的最大离地高度为
三、非选择题:本题共5小题,共57分。其中第13-15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤; 有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11.(4分)利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时,接通电源使光源正常发光;调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)实验前打开光源,调节光源的高度和角度,使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮;然后光具座上先放置b 和c双缝,再放置a ,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。(均选填“双缝”“单缝”或“滤光片”)
(2)如图所示,实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度,下列哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行 。
A.仅拨动拨杆 B.仅旋转单缝
C.仅前后移动凸透镜 D.仅旋转毛玻璃处的测量头
(3)上述实验中,若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则相邻亮条纹中心间距 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
12.(12分)在“测定金属丝电阻率”的实验中:
(1)用游标卡尺测量金属丝的长度如图甲所示,由图可知其长度 cm;用螺旋测微器测得金属丝的直径如图乙所示,则 mm。
(2)为了精确测量阻值约为200欧姆的待测电阻的阻值,实验室提供了如下器材:
A.待测电阻
B.电压表V(量程1V、内阻)
C.电流表A1(量程2A、内阻)
D.电流表A2(量程30mA、内阻)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω)
F.滑动变阻器R2(0~1kΩ)
G.电阻箱R0(0~999Ω)
H.电源(电动势3V、内阻不计)、开关,导线若干
①该同学分析实验器材,发现电压表的量程太小,需将该电压表改装成3V量程的电压表,应 (填“串联”或“并联”)电阻箱R0,并将R0的阻值调为 Ω;
②实验时,为了减小实验误差,且要求电表的示数从零开始调节,请将设计的电路画在虚线框中(图丙) ,其中电流表选用 ,滑动变阻器选用 (填写器材前的字母代号)。
③某次测量时,电压表的示数为0.9V,电流表半偏,则待测电阻的阻值Rx= Ω。
13.(10分)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,两列波的波速均为0.4m/s、波源的振幅均为2cm。 图示为0时刻两列波的图像,此刻平衡位置在x=0.2m 和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。 质点M的平衡位置处于x=0.5m处。
(1)求两列波相遇的时刻。
(2)求1.5s后质点 M运动的路程。
14.(15分)图甲为某游戏项目模型,固定于水平地面上的光滑轨道BCD,质量m1 = 1 kg的表面为四分之一光滑圆弧的滑块GH和质量m2 = 4 kg、长度l = 2.25 m的平板小车等三部分紧靠在一起,滑块左端G点与小车等高。圆弧BC的半径R = 2.75 m,对应的圆心角θ = 37°,最低点为C点,轨道水平部分与小车等高。当把一质量为m = 1 kg的小物块(视为质点)以v0 = 4 m/s速度从A位置水平弹出,恰好由B点切入圆弧BC,不考虑其运动时通过各连接点间的动能损失。小物块与小车间的动摩擦因数μ = 0.6,忽略小车和GH下表面与地面的摩擦。(sin37° = 0.6,cos37° = 0.8)
(1)求AB两点的高度差h和小物块通过C点时所受轨道弹力的大小FN;
(2)若锁定平板小车,求小物块沿GH上滑的最大高度hʹ;
(3)现解除小车锁定,并在小车上表面喷涂一种特殊材料(不计喷涂材料的质量),使小物块与小车间的动摩擦因数能从左(E端)向右(F端)随距离变化,如图乙所示。若小物块仍以v0 = 4 m/s速度水平弹出,试分析小物块能否通过F点?并说明理由。
15.(16分)如图所示的平行板电容器中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里,电场强度大小为为板间中线。紧靠平行板右侧边缘的坐标系的第一象限内,边界与轴的夹角,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为,边界线的下方有竖直向上的匀强电场,电场强度大小为。一带电荷量为、质量为的正离子从点射入平行板间,沿中线做直线运动,穿出平行板后从轴上坐标为的点垂直轴射入磁场区,多次穿越边界线。不计离子重力,求:
(1)离子在平行板间运动的速度大小;
(2)离子从经过点到第二次穿越边界线所用的时间;
(3)离子第四次穿越边界线时的速度大小。
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宁南中学2025届高三物理周测试卷
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
C
D
C
D
D
AB
AC
AD
1.C
【详解】A.人的重力约为,即人的质量约为故A错误;
BD.在内,人对传感器的压力先小于重力后大于重力,人先处于失重状态后处于超重状态,人完成的是“下蹲”动作;在内,人对传感器的压力先大于重力后小于重力,人先处于超重状态后处于失重状态,故BD错误;
C.在下蹲过程中,人对传感器的最小压力约为,根据牛顿第三定律,传感器对人的最小支持力大小也约为,故人的最大加速度约为
故C正确;
2.C
【详解】A.载人飞船在轨道1和空间站在轨道2上的处,都由万有引力来提供向心力,根据
轨道半径相同,则加速度大小相同,故A错误;
B.在轨道2上由万有引力来提供向心力
在地球表面上有
解得载人飞船在轨道2上的线速度大小为
由于载人飞船从轨道1到轨道2要在P点加速,则载人飞船在轨道1上经过点时速度小于,故 B错误;
C.轨道1和轨道2运行的半径之比为
由开普勒第三定律可知,载人飞船运行周期和空间站运行周期之比为
故C正确;
D.在轨道2上由万有引力来提供向心力
解得地球质量为
由于 故D错误。
3.C
【详解】A.点电场线比点更密,所以点场强更大,故A错误;
B.在同一根电场线上,点电势高于点电势,对负电荷,电势越高,电势能越小,故B错误;
C.点场强可等效为等量异种电荷形成电场,可知 故C正确;
D.点的场强方向与金属板表面垂直,故D错误。
4.D
【详解】A.减小极板间正对面积,电容C减小,电容器带电量减少,但上下极板间电势差不变,所以极板间电场强度不变,P点处电势不变,所以带电油滴在P点处电势能不变,故A错误;
B.滑动变阻器滑片上滑,电路总电阻减小,电流增大,分得电压增大,极板间电场强度增大,P点处电势升高,油滴带负电,电势能减小,故B错误;
C.上极板略向下移,极板距离减小,电容C增大,电容器带电量增大,但上下极板间电势差不变,所以极板间电场强度增大,因下极板接地,电势固定为0,所以P点处电势升高,油滴带负电,电势能减小,C错误;
D.闭合开关,电路总电阻减小,电流增大,内阻分压增大,外电压减小,与阻值均不变,该支路电流减小,分得电压减小,上下极板间电势差减小,极板间电场强度减小,P点处电势降低,油滴带负电,电势能增大,D正确。
5.C
【详解】A.设A、B发生相对滑动时的最小外力为,对A受力分析,由牛顿第二定律可得
解得
对于B而言,则有
联立上式解得
由乙图可知,外力与时间的关系满足
当时,,A、B没有发生相对滑动,A错误;
B.根据上述分析可知,时,,A、B具有共同的加速度,大小为,B错误;
C.根据动量定理,结合乙图可知
代入数据解得
C正确;
D.根据乙图,结合动量定理可知,时,A、B系统具有的动量之和为
代入数据解得
D错误。
6.D
【详解】A.根据左手定则,霍尔元件内自由电子受洛伦兹力指向后表面,电子在后表面聚集,即前表面的电势比后表面的高,选项A错误;
B.前表面和后表面间的电场强度大小为
选项B错误;
CD.当平衡时满足
解得前后表面间的电压
自由电子的速度大小为
选项C错误,D正确;
7.D
【详解】A.小球受重力、绳子的拉力和电场力三个力的作用,刚开始小球静止于P处,由受力平衡可知电场力方向水平向右,与电场方向相同,所以小球带正电,A错误;
B.小球静止于P处,与竖直方向的夹角为45°,可知电场力和重力的合力方向斜向右下方45°角,大小为
小球从d运动到c的过程中,绳子拉力不做功,合力做功即F做功,可以判断F先做正功再做负功,故小球的速度先增大后减小,B错误;
C.当小球运动到弧ab中点,且细线弹力为零时,有
小球能做完整的圆周运动,在该点的速度为
小球从该点运动到a点,由动能定理得
解得
因此,当小球运动到最高点a的速度时,小球才能做完整的圆周运动,C错误;
D.小球运动过程中,重力势能、电势能、动能的总和保持不变,最高点a时小球的重力势能最大,则电势能与动能之和最小,D正确;
8.AB
【详解】A.若圆盘转动的角速度恒定,根据可知感应电动势大小恒定,则电流大小恒定,选项A正确;
B.若从上往下看,圆盘顺时针转动,根据右手定则可知,电流沿a到b的方向流过电阻R,选项B正确;
C.若将铜片Q变为与圆盘边缘接触,电阻R相当于接在电源的同一极,则没有电流流过电阻R,选项C错误;
D.根据
若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则感应电动势变为原来的2倍,根据
可知,电流在R上的热功率也变为原来的4倍,选项D错误。
9.AC
【详解】A.图1检查工件的平整度利用光的干涉现象,是波动性的证明,故A正确;
B.图2医用内窥镜利用光的全反射现象,故B错误;
C.图3在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野,故C正确;
D.图4泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的,是光的波动性的证明,故D错误。
10.AD
【详解】AB.将质量为m2的物块Y放在X上由静止释放,两物体一起向上加速,若X、Y恰能分离,则到达原长时速度刚好为零,则弹性势能刚好全部转化为系统的重力势能,由机械能守恒定律可知
故A正确,B错误;
CD.若X、Y能分离,则两物体到达原长时还有速度为,有
经过原长后两物体分离,物体Y的动能全部变成重力势能,上升的高度为,则有
则Y的最大离地高度为
故C错误,D正确。
11.(1) 单缝 滤光片 (2)D (3)减小
【详解】(1)[1][2]观察单色光的双缝干涉图样实验中,通过滤光片获得单色光,通过单缝获得线光源,通过双缝获得相干光,故光具座上先放置b单缝和c双缝,再放置a滤光片,就可以观察到单色光的双缝干涉图样。
(2)若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行,则仅旋转毛玻璃处的测量头即可。
故选D。
(3)若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片,则减小,由 可知,相邻亮条纹中心间距减小。
12.(1) 5.020 4.700
(2) 串联 600 D E 225
【详解】(1)[1]游标卡尺的固定刻度读数为50mm,游标卡尺上第4个刻度游标读数为
所以最终读数为
[2]螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为
所以最终读数为
(2)①[1][2]把量程为1V电压表改装成3V量程的电压表,应串联电阻箱R0,由串联电路的特点可得
代入数据解得
②[3][4][5]实验时,为了减小实验误差,且要求电表的示数从零开始调节,滑动变阻器采用分压器的接法,为了便于调节,滑动变阻器选用R1;电源电动势,通过待测电阻的电流约为
为了精确测量,故电流表选A2;由于电压表的内阻已知,可以求出电压表的电流,所以为了减小实验误差,电流表应采用外接法;电路图如图
③[6]某次测量时,电压表的示数为0.9V,根据欧姆定律可知
故电阻箱两端的电压为
电流表半偏,故通过待测电阻的电流为
待测电阻为
代入数据解得
13.(1)0.75s (2)12cm
【详解】(1)两列波在x=0.5m处相遇,则相遇的时刻
(2)由题意
两列波在0.75s同时传播到质点M处,在0.75s~1.2s,左右两侧波传到M,振动加强,则经过0.75s通过的路程s2=3=12cmM点通过的总路程12cm。
14.(1)0.45 m, (2)0.225 m (3)见解析
【详解】(1)根据平抛运动的规律有
解得
小物块从A点运动到C点,根据动能定理有
小物块经过C点时,有
解得 ,
(2)若锁定平板小车,则小物块以速度v = vC = 6 m/s滑上小车,经EF后以速度v′滑到滑块GH上,根据动能定理有
解得
设小物块滑上滑块GH的最大高度时,小物块与滑块GH共速为v1,由动量守恒守律有
由机械能守恒得
解得
(3)物块从E到F过程,系统克服摩擦力做功
若到F点共速,则有
解得
则有
故能通过F点。
15.(1) (2) (3)
【详解】(1)离子沿着做匀速直线运动,则根据平衡条件有
解得
(2)离子进入磁场区域后在洛伦兹力的作用下做圆周运动,设其做圆周运动的半径为,则根据洛伦兹力充当向心力有
可得
由于点的纵坐标
可知离子沿轴负方向第一次穿越,做出离子在磁场中运动的轨迹如图所示。
离子在磁场中做圆周运动的周期
可知离子从点到第一次穿越所用的时间
解得
离子穿越后进入电场做匀减速直线运动直至速度减为零,然后反向加速,以第一次穿过的速度大小反向穿过,设离子在电场中运动的时间为,则根据速度时间关系可得
解得
则离子从经过点到第二次穿越边界线所用的时间
(3)离子第二次穿越后在磁场中做圆周运动,第三次穿越时速度大小仍为,方向沿轴正方向,进入电场后的运动,可分解为沿轴方向的匀速直线运动、沿轴方向的匀加速直线运动,其位移的偏转角等于,则有
速度偏转角
解得
则离子第四次穿过时的速度大小为
解得
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$$