安徽省芜湖市第一中学2024-2025学年高三下学期4月教学质量诊断测试物理试卷

芜湖一中2022级高三年级4月份教学质量诊断测试 物理试卷 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1．烛龙一号是我国首款碳-14核电池，核反应方程为，反应释放的高能电子被半导体材料捕获并转化为电流。碳-14的半衰期长达5730年，核电池理论寿命可达数千年，‌能为脑机接口设备、人工心脏和深空探测器等提供长期稳定的能源供应。关于碳-14核电池，下列说法正确的是（ ） A．其核反应原理与核电站中核反应堆的工作原理相同 B．核反应产生的电子来自于的核外电子 C．的中子数比的的中子数多 D．的结合能与的结合能相等 2．如图所示，在光滑绝缘水平面上同时由静止释放两个带正电的小球A和B，已知A、B两球的质量分别为m1、m2。则某时刻A、B两球（ ）    A．速度大小之比为m1∶m2 B．加速度大小之比为m1∶m2 C．动量大小之比为m2∶m1 D．动能大小之比为m2∶m1 3． 一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是时刻的波形图；P是介质中位于处的质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ） A．波速为 B．波向左传播 C．波的振幅是 D．处的质点在时位于平衡位置 4．装有物品的手提袋悬挂在光滑的钉子上，手提绳与竖直方向的夹角为θ，手提绳张力大小为F。因为袋中物品倾倒，所以袋体由水平静止状态变为倾斜状态后再次静止，如图所示，此时手提绳与竖直方向的夹角为θ′，手提绳张力大小为F′。不计手提绳质量，则下列判断正确的是（　　） A．θ=θ′ B．θ<θ′ C．F=F′ D．F>F′ 5．天狼星是一个双星系统，由一颗蓝矮星（天狼星 A）和一颗白矮星（天狼星 B）组成。天狼星 A 和天狼星 B 围绕着一个共同的质心相互绕转，公转周期约为 50 年，两者之间的平均距离约为 20 AU((1AU为太阳到地球的平均距离)，地球的公转周期为1年，据此可估算出该双星系统的总质量约为太阳质量的（ ） A.1.2倍 B.3.2倍 C.32倍 D.120倍 6．如图所示，质量分别为2kg、3kg的物块P、Q，通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，Q在水平传送带的左端且连接物块Q的细线水平，当传送带逆时针转动时，Q恰好静止。当传送带以8m/s的速度顺时针转动时，Q运动到传送带的右端且恰好与传送带速度相同。重力加速度g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ） A．Q与传送带间的动摩擦因数为0.6 B．Q从传送带左端滑到右端所用的时间为0.6s C．传送带AB间的距离为4m D．Q从传送带左端滑到右端的过程细线受到的拉力为20N 7．如图所示，空间存在磁感应强度大小相等、方向分别垂直于光滑绝缘水平面向上和向下的匀强磁场，正方形导线框从紧靠磁场的位置 I以某一初速度垂直边界进入磁场，运动到位置Ⅱ时完全进入左侧磁场，运动到位置Ⅲ（线框各有一半面积在左、右两个磁场中）时速度恰好为0。已知磁场宽度均为线框长度的2倍，线框在整个过程中，速度v随位移x的变化关系和感应电流i随时间t的变化关系图像，可能正确的是（ ） A． B． C． D． 8．如图所示，竖直放置在光滑绝缘水平面上的平行板电容器，极板M固定，N与轻质绝缘弹簧相连，弹簧右端固定。充电后电容器所带电荷量为Q，N板静止在O点，板间电场强度大小为E，每个极板在板间产生的电场均为匀强电场。若将N板向左移动Δx由静止释放，弹簧形变始终在弹性限度内，此后运动过程中（ ） A．N板在O点时弹簧处于原长 B．N板所带的电荷量为 C．N板受到的电场力大小为 D．系统机械能变化的最大值为4 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 9．(多选)如图为小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，线圈转过45°角时电流的瞬时值大小为。下列判断正确的是（ ） A．图示位置线圈磁通量的变化率最大 B．经过图示位置，流过线圈的电流方向发生改变 C．发电机产生的交变电流的有效值为 D．线圈由图示位置转过90°过程中，流过线圈的电量大小为 10．(多选)某同学将一乒乓球从距水平地面高h处的A点以速度水平抛出，乒乓球运动过程中受到的空气阻力大小始终与速率成正比，方向始终与运动方向相反，落到水平地面上的B点时速度大小恰为、方向竖直向下，如图所示。已知乒乓球从A点抛出时受到的空气阻力恰好等于自身受到的重力，重力加速度大小为g。则关于乒乓球从A点运动到B点的过程，下列说法正确的是（ ） A．空气阻力对其做的功为mgh B．水平射程为 C．时间为 D．速率的最小值为 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分． 11．(6分) （1）如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）； （2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，试求： ①油酸膜的面积是 cm2；（结果保留2位有效数字） ②按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m。（结果保留1位有效数字） 12． (10分) 某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变，它的电阻也随之发生变化。 (1)小组同学利用以下器材设计测量不同压力下的压敏电阻阻值的电路，要求测量数据范围较大，提供的器材如下： A．压敏电阻R，无压力时阻值 B．滑动变阻器，最大阻值约为5Ω C．滑动变阻器，最大阻值约为200Ω D．电流表A1，量程0~300mA，内阻为3Ω E．电压表V，量程0~3V，内阻约为3kΩ F．直流电源E，电动势为4V，内阻很小 G．开关S，导线若干 ①请将图甲所示实验电路图补充完整 ，滑动变阻器应选用 （选填“”或“”）。 ②多次改变压力F，在室温下测出压敏电阻对应的电阻值R，可得到如图乙所示压敏电阻的图线。 (2)小组同学按图丙所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势E＝4V，内阻，电流表A2量程为100mA，内阻。 实验步骤如下： a．秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表A2的指针满偏； b．秤盘上放置已知质量的重物，保持滑动变阻器接入电阻不变；读出此时电流表A2的示数Ⅰ； c．换用已知质量的不同重物，记录每一个质量值对应的电流值； d．将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。 ①在步骤a中，滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。 ②电流表刻度盘改为质量刻度盘后，正确的刻线及0刻度位置最合理的是 。 A．     B． C．     D． ③若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤a的操作，则测量结果 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、计算题：本题共3小题，共42分． 13．(10分) 如图所示，为半圆形玻璃砖的横截面，为圆心，一束单色光平行于直径入射到圆弧上的点，折射光线刚好可以射到点。已知圆的半径为，，光在真空中的传播速度为。 （1）求光在此玻璃砖内发生全反射临界角的正弦值sinC； （2）保持光的入射点位置不变，在纸面内减小入射角，使光线折射到OB的中点。不考虑光在面的反射，求光线从点传播到所用的时间。 14．(14分) 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，半圆bcd在b处与ab相切，圆弧轨道半径。在足够长直轨道ab上放着质量均为的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量的小车，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，水平轨道与水平地面等高，小车上的水平轨道长，圆弧轨道半径。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，恰能滑到小车圆弧轨道的最高点；B向右滑动，刚好能通过圆弧轨道的最高点d点。不计空气阻力，重力加速度g取。求： （1）物块B运动到圆弧轨道b处时受到的支持力大小； （2）释放A、B前弹簧储存的弹性势能EP； （3）物块A与小车粗糙水平轨道之间的动摩擦因数。 15． (18分) 如图所示，在空间直角坐标系O—xyz中有一长方体区域，棱OP、OA、ON分别在x轴、y轴和z轴上，侧面CBPQ处放有一块绝缘薄板。在该区域内有沿y轴负方向、磁感应强度为B的匀强磁场。现有大量质量均为m、电荷量均为+q的带电粒子从O点以大小各不相同的初速度沿z轴正方向射入该区域，粒子的初速度大小连续分布在范围内。粒子与绝缘薄板发生碰撞时，碰撞时间极短，电荷量保持不变，碰撞前后平行于板的分速度不变，垂直于板的分速度大小不变，方向反向。已知AB＝4d，AD＝d，AO＝6d，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用。 （1）求能到达P点的粒子的初速度大小； （2）求初速度的粒子与绝缘薄板发生碰撞的次数，以及每次碰撞时的z坐标； （3）若长方体区域还存在沿y轴正方向、大小可调的匀强电场。 ① 要使得第（2）中的粒子与绝缘薄板只碰撞1次，求场强大小E需满足的条件(字母用q、m、d、B表示)； ② 调节匀强电场的大小，使得所有粒子均不会从ABCD面射出。现发现某粒子与绝缘薄板碰撞2次后从CDNQ面射出，且射出时速度方向恰与该平面平行，求该粒子到达CDNQ面时的x坐标。 物理试卷 第 1 页，共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年芜湖一中高三4月检测（参考答案） 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B D B C A C AD BD 1． 【答案】C 【解析】A．碳-14核电池发生的是β衰变，核电站核反应类型为裂变，二者不同，故A错误； B．β衰变产生的电子来自于核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故B错误。 C．的中子数为14-6=8，比的的中子数多1个，故C正确； D．衰变过程中，质量亏损，释放能量，因此与的结合能不会相等，故D错误。 故选C。 2． 【答案】D 【解析】AC．由于两小球都带正电，则彼此受到斥力作用，所以两小球组成的系统动量守恒，则 所以 两球动量大小相等，比值为1∶1，故AC错误； B．小球的加速度大小之比为 故B错误； D．动能之比为 故D正确。 故选D。 3． 【答案】B 【解析】A．由图a可知波长为4m，由图b可知波的周期为2s，则波速为，故A错误； B．由图b可知t=0时，P点向下运动，根据“上下坡”法可知波向左传播，故B正确； C．由图a可知波的振幅为5cm，故C错误； D．根据图a可知t=0时x=3m处的质点位于波谷处，由于，可知在t=7s时质点位于波峰处；故D错误。 故选B。 4． 【答案】D 【解析】设绳与竖直方向夹角为，绳子上的拉力为, 得 袋体由水平静止状态变为倾斜状态后，减小，增大，所以绳的拉力减小。 故选D。 5． 【答案】B 【解析】对双星系统，根据万有引力提供向心力有 其中 联立解得 地球绕太阳运动，由牛顿第二定律 故选B。 6． 【答案】C 【解析】A．当传送带以v=8m/s逆时针转动时，Q恰好静止不动，对Q受力分析知 解得 A错误； B．当传送带突然以v=8m/s顺时针转动，做初速度为零的匀加速直线运动，有 解得 当速度达到传送带速度即8m/s后，做匀速直线运动，匀加速的时间为 解得 匀加速的位移为 加速阶段的位移之差为 即整个过程中，Q相对传送带运动的距离为4m，C正确； D．当Q加速时，对P分析有 解得 D错误。 故选C。 7． 【答案】A 【解析】AB．根据法拉第电磁感应定律 设线圈电阻为R，根据闭合电路的欧姆定律 根据安培力公式 线框进入磁场过程中，水平向右由动量定理 联立得 即 因此v-x图应该线性变化；完全进入磁场后，通过线框的磁通量为定值，所以没有安培力，线框做匀速直线运动；出磁场时同理可得线框v-x图应该也为线性变化， 根据法拉第电磁感应定律 根据闭合电路的欧姆定律 根据安培力公式 得 故B错误，A正确。 CD．根据牛顿第二定律，联立解得；；，。 根据加速度的表达式可知，线框向右全部进入磁场的过程，线框做加速度减小的减速运动；线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通量不变，线框中感应电动势为零，感应电流为零，安培力为零，加速度为零，因此线框完全进入磁场到刚要离开磁场过程，线框做匀速运动；线框穿出磁场过程中，根据加速度的表达式可知，线框继续做加速度减小的减速运动，直到完全穿出磁场；此过程v-t图应为如下图所示 故CD错误； 故选A。 8． 【答案】C 【解析】A．根据题意，充电前电容器极板N与轻质绝缘弹簧相连，此时弹簧处于原长，在O点右侧，充电后电容器极板M固定，N极板在电场力作用下向左移动，静止在O点，所以此时弹簧处于伸长状态，故A错误； B．将N板向左移动Δx由静止释放，此后运动过程中，由图可知电源是断开的，所以N板所带的电荷量不变为+Q，故B错误； C．M板产生的电场场强为E/2，故M板的电场对N极板的作用力为，故C正确； D．当N极板运动到最右端时，电场力做功为 由于电场力做功使系统机械能改变，系统机械能变化的最大值为，故D错误。 故选C。 9． 【答案】AD 【解析】A．在图示位置，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，因此线圈磁通量的变化率最大，A正确； B．线圈每经过中性面1次，电流方向改变1次，图示位置与中性面垂面，B错误； C．由图示位置开始计时，电流的瞬时值表达式为 转过45o时的电流 电流的有效值 C错误； D．线圈由图示位置转过90°过程中，流过线圈的电荷量 又 联立解得 D正确。 故选AD。 10．【答案】BD 【解析】A．根据动能定理，空气阻力做功为-mgh，故A错误； B．水平方向动量定理：，即，结合，解得，故B错误； C．竖直方向动量定理：，即，结合，解得，故C错误； D．运用运配速法，配一速度,使其阻力与重力平衡，则可理解为竖直向下的匀速直线运动和斜向上的的变加速直线运动，如图所示 由图知，速率的最小值为 故D正确。 故选BD。 二、实验题 11．【答案】 bcad 【解析】（1）[1]用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。因此操作先后顺序排列应是bcad。 （2）①[2]图中油膜中大约有个小方格，则油酸膜的面积为 ②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 ③[3]油酸分子的直径为 12．【答案】(1) (2) 17 A 不变 【解析】（1）①[1][2]该实验中要求测量数据范围较大，所以控制电路应该选择分压式接法，而该种控制电路其滑动变阻器应选用最大阻值较小的，又因为电流表内阻已知，所以电流表果用内接法，电路如图所示。 （2）①[1]根据闭合电路欧姆定律可得，当秤盘上不放重物时，浏节滑动变阻器使得电流表调偏，有 压敏电阻阻值, 可得 ②[2]由于压敏电阻阻值R随压力增大而增大，则电流表示数随压力增大而减小，所以改装后的刻度盘，其零刻度线在电流表的满刻度处，根据上述推导可知，电流与质量不是一次函数关系，刻度不均匀。 故选A。 ③[3]根据操作过程a可知，当电源电动势不变，而内阻增大时，仍可以使得电流表达到满偏，滑动变阻器接入电路的阻值减小，但回路中电源内阻和滑动变阻器接入电路的总电阻不变，所以测量结果不变。 三、计算题 13．【答案】（1） （2） 【解析】（1）如图所示，根据几何关系可知，光在点发生折射的入射角，折射角 折射率……2分 临界角的正弦值 ……2分 联立解得：……1分 （2）如图所示，改变入射光的入射角，使折射光线与的夹角为，根据余弦定理（或勾股定理） ……1分 光在玻璃砖中传播的速度……2分 ……1分 联立解得：……1分 14．【答案】（1）60N；（2）16J；（3）0.5 【解析】（1）物块B经过圆弧轨道d处时，有     ……1分 物块B从过程      ……2分 在点b，有      ……2分 联立以上方程解得  ……1分 （2）弹簧弹开过程，根据动量守恒定律和能量守恒定律可得      ……1分 弹开后，物块B从b滑到c的过程      ……1分 联立解得  ……2分 （3）物块A在车上滑行的过程      ……1分      ……1分 联立解得      ……2分 15．【答案】(1) (2)2次 ，第1次碰撞时      ，第2次碰撞时   (3)， 【解析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，能到达P点的粒子的运动轨迹为半圆。半径……1分 由牛顿第二定律可得    ……2分   解得……1分 （2）的粒子轨迹半径 ……1分 轨迹如图所示 由几何关系r2＋r2sinθ＝4d 解得θ＝30°                                  ……1分 相邻两次撞击点之间的距离Δz＝2r2cos30°……1分 粒子与薄板碰撞的次数，取n=2 ……1分 第1次碰撞时        ……1分 第2次碰撞时   ……1分 （3）① 这些粒子做圆周运动的周期为              从射出到第一次与薄板碰撞所用时间 从射出到第二次与薄板碰撞所用时间 ……上述三式共1分（写出其中任意一式也给1分） 在Oy方向，粒子在电场力作用下做匀加速运动 ……1分 要使粒子与绝缘薄板只碰撞一次需满足     ……1分 联立解得电场强度大小E的范围为    ……1分 ② 轨迹如图所示 4r3cosα＋r3＝d……1分 r3sinα＋r3＝4d……1分 而sin2α＋cos2α＝1 解得r3＝……1分 所以，x坐标为。 第 8 页，共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $$