山东省烟台市莱州市第一中学2024-2025学年高三上学期第三次质量检测物理试题

1 莱州一中 2022 级高三第三次质量检测物理试题 参考答案 一、单项选择题：本题共 8小题，每小题 3 分，共 24分。每小题只有一个选项 符合题目要求。 1.C 2.A 3.B 4.D 5.B 6.D 7.C 8.A 二、多项选择题：本题共 4小题，每小题 4 分，共 16分。每小题有多个选项 符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0分。 9.BD 10.ACD 11.CD 12.AD 三、非选择题：本题共 6小题，共 60分。 13. （每空 2分，共 6分）（1）D （2）9.86 （3）金属块重心与 M点间距离 14.（每空 2分，共 8分）（2）. ③②①⑤④ 422.7 （3） 𝐼𝑔𝑟𝑔 𝐸 较大 15.（8 分） （1）光在长直光纤中传输𝑣 = 𝑙 𝑡 （1分） 解得𝑣 = 2 × 108m/s （1分） 光纤的折射率𝑛 = 𝑐 𝑣 （1分） 解得𝑛 = 1.5 （1分） （2）如图所示，当光纤中最下面的光线发生全反射，则平行光在弯曲处全部发 生全反射由几何关系可知sin𝐶 = 𝑅min 𝑅min+𝑑 （2分） 又sin𝐶 = 1 𝑛 = 1 1.5 （1分） 解得𝑅min = 0.4mm （1分） 16.（8 分） （1）初始时对活塞𝑝1𝑆 = 𝑚𝑔 + 𝑝0𝑆 （1分） 缓慢转动，气体温度不变，由玻意耳定律得 1 0 1p SH p SH= （1分） 由几何关系 1d H H= − （1分） 解得 0 mgH d Sp = （1分） （2）设放出气体后活塞与缸底的距离为 2H ，缓慢放出过程气体压强、温度均 不变，故密度 不变，则 2 2 m HS H S H H m HS H    − − = =放 原 （2分） 对转动过程由玻意耳定律得 1 2 0p SH p SH= （1分） 联立解得 0 m mg m p S mg = + 放 原 （1分） 2 17.（14分） （1）在 A、B 分离瞬间 ，A、B 系统动量守恒， 有 1Amv mv= （或 1 0Amv mv+ = ） （1分） 1 4m/sv = （1分） （2）对 A，从与 B 分离到离开木板过程中，有 A Amg ma = （1分）解得 2/s2mAa = 21 2 A AkL v t a t= − （1分） 0.5t s= 假设此时 B 还没有撞到墙，对 B 有 B Bmg ma = （1分） 23m/sBa = 2 1 2.5m/sBv v a t= − = （1分） 1 2 1.625 (1 ) 2 B v v S t m k L + = =  − （1分） 假设成立，即此时 B 速度为 2 2.5m/sv = （1 分） （3）若 B 恰好不撞墙壁，则有 2 0 1 1 - (1 ) 0 2 Bmg k L mv − = − （1分） 解得 0 1 3 k = （1分） 若 1 0 3 k  ，则 B 未以墙壁就减速为 0，则摩擦力对 B 所做的功为 2 1 1 0 1.6J 2 fW mv= − = − （1分） 若 1 1 3 k  ，则 B 与墙碰撞后反弹，再与板共速，设碰前速度为 3v ，共速速度为 4v ， B 向右减速过程，有 2 2 3 1 1 1 - (1 ) 2 2 Bmg k L mv mv − = − （1分） B 反弹后，至 B 与板共速，有 3 42mv mv= （1 分） 摩擦力对 B 所做的功为 2 2 4 1 1 1 0.6 1.8 2 2 fW mv mv k= − = − （J）（1分） 18.（16 分） （1）粒子在 P 点以速度 0v 垂直磁场边界射入磁场，并从 ( )2.5 ,0L 射出磁场，根据几何关系 可知粒子运动的半径为 R L= （1 分） 根据洛伦兹力提供向心力有 2 0 0 mv qv B R = （1 分） 解得 0 vq m BL = （1 分） 3 （2）根据运动的独立性可知，水平方向有 0 2L t v = （1 分） 0 tan 60yv v at=  = （1 分） 根据牛顿第二定律有 qE a m = （1 分） 解得 E= 0 3 2 Bv （1 分） 由几何关系可得 2 1 1 tan 60 2 2 x at L+ = （1 分） 解得 1 2 3 3 3 x L − = （1 分） （3）根据洛伦兹力提供向心力有 qvB = m v （1 分） 可得 qB m  = （1 分） 即角速度为一定值,又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为 3 2  ，则有 3 0 3 32 2 L t v    = = （1 分） 取一小段时间Δt，对粒子在 x 方向上列动量定理（如图） sin cos xkv t qvB t m v −  −  =  （1 分） 两边同时对过程求和 sin cos xkv t qvB t m v −  −  =    （1 分） 得 sin cos xk v t qB v t m v −  + −  =    即 xk x qB y m v− +  =    其中 0k x− = 则 0qB y mv = − （1 分） 结合（1）中 0 vq m BL = 得 y L = − 故 3 2y L L L= − = （1 分） 共 8 页 第1页 莱州一中 2022 级高三第三次质量检测物理试题 答题时间：90 分钟 一、单项选择题：本题共 8小题，每小题 3 分，共 24分。每小题只有一个选项 符合题目要求。 1. 在航空航天、汽车工程、能源动力等诸多领域中，流体动力学模型扮演着至 关重要的角色。研究表明，球形物体在液体中运动时除了受到浮力，还会受到 阻力，其关系式为：𝑓 = 𝑘𝜂𝑟𝑣，式中𝜂称为黏性系数，r和 v分别是球的半径和 速度，k 是一个无单位的常数。根据国际单位制推断黏性系数𝜂的单位是 A. kg/s B. 2kg/(m s ) C. kg/(m s) D. 2 )kg/(m s 2. A、B两个质点在同一地点沿同一方向运动，运动的位移 x 随时间 t 变化规 律如图所示，A的图像为抛物线，初速度为 0，B的图像为倾斜直线，两图像相 切于 P 点，则 0~3s 内，A、B两质点的最大距离为 A．4.5m B．6m C．9m D．13.5m 3．悬挂线是数学中一种优美曲线，如下图有一段质量均匀分布的细绳两端固 定，构成悬挂线，曲线左右两端点的切线与水平方向夹角为 45和60，求由水 平切线的垂线所分成两部分的质量比 A．1: 2 B．1: 3 C． 2 : 3 D．1: 2 共 8 页 第2页 4. 如图甲，水平面上有一正六边形均匀带电框 ABCDEF，O点为正六边形的中 心，过 O点竖直向上建立坐标轴 Oz。Oz轴线上电势分布如图乙所示。则 A. 带电框带负电 B. O点场强沿 z轴正方向 C. 从 O 点沿着 z轴正方向，场强一直增大 D. 负电荷从 O点沿 z轴正方向运动过程中,电势能一直增大 5. 黑洞的形成源于恒星生命周期的最后阶段，当一颗恒星燃尽了其核心的核燃 料，无法再通过核聚变产生足够的能量来抵抗自身引力时，恒星就开始坍缩。 太阳（可视为球体）是太阳系唯一的恒星，其第一宇宙速度为 v，假设若干亿 年后太阳发生了坍缩，其球体半径坍缩为现在的 n倍，其密度变为现在的 k 倍。则其第一宇宙速度变为 A. v nk B. 2v n k C. n v k D. k v n 6．如图，一定质量的理想气体从状态 a经状态b 变化到状态 c的V T− 图像。则 下列说法正确的是 A．状态 c的压强是状态 a的压强的 4倍 B．状态 a到状态 c过程，气体一直对外做功 C．状态 a到状态b 过程，气体吸收的热量等于其内能的增加量 D．状态 a到状态b 过程，气体压强不变 共 8 页 第3页 7．利用如图所示的实验装置可以测定液体的折射率，将水平面上一块平板玻璃 放置在另一平板玻璃之上，使在两玻璃表面之间形成一个倾角 很小的劈形空 气薄膜（空气可视为真空，折射率为𝑛0 = 1），光从上方入射后，从上往下看到 干涉条纹，测得相邻亮条纹间距为 1x ；保证倾角 不变，在两块平板玻璃之间充满待测液体，然后用 同种单色光垂直照射玻璃板，测得相邻亮条纹间距 为 2x ，则该液体的折射率为 A． 2 1 2 x x   B． 2 1 x x   C． 1 2 x x   D． 1 22 x x   8.如图，在乒乓球比赛中，发球时球与桌面在同一水平面且与水平方向成30°斜 向上发出，球发出后受到空气阻力作用，设其所受空气阻力与速度大小成正 比，比例系数为𝑘，乒乓球在空中飞行时间为𝑡,发球点与落球点的水平距离为 𝑥，末速度与桌面水平方向的夹角为60°，已知乒乓球质量为𝑚，重力加速度为 𝑔。则乒乓球发球时和落到桌面时的速度大小分别为 A. 𝑚𝑔𝑡+√3𝑘𝑥 2𝑚 ，√ 3𝑚𝑔𝑡−𝑘𝑥 2𝑚 B. 𝑚𝑔𝑡−√3𝑘𝑥 2𝑚 ，√ 3𝑚𝑔𝑡+𝑘𝑥 2𝑚 C. √3𝑚𝑔𝑡+𝑘𝑥 2𝑚 ， 𝑚𝑔𝑡−√3𝑘𝑥 2𝑚 D. √3𝑚𝑔𝑡−𝑘𝑥 2𝑚 ，𝑚𝑔𝑡−√3𝑘𝑥 2𝑚 二、多项选择题：本题共 4小题，每小题 4 分，共 16分。每小题有多个选项 符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0分。 9．如图所示，在磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，一边长为 L的单匝正方形 线圈 abcd 绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，角速度为 ω，矩形线圈通过滑环 E、F与理想变压器相连，理想变压器与阻值为 R的负载电阻相连，不计其它电 阻，变压器原、副线圈匝数之比为 k，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说 法正确的是 A．当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的电动势最大 B．电阻 R中的电流方向每秒钟改变 π  次 C．从图示位置开始计时，线圈中的电动势 e随时间 t 变化的关系式为 2 sine BL t = D．线圈转动过程中电阻 R的功率为 2 4 2 22 B L Rk  共 8 页 第4页 10. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿 x 轴传播，且传播方向不同，图 （a）为 t=0时刻两列波的波形图，图（b）为甲波上 x=0处质点的振动图像。下 列说法正确的是 A. 甲波沿 x轴负方向传播 B. t=0 时刻甲波上 x=0处的质点的位移为 2.5 3cm− C. 乙波在介质中传播的速度大小为 0.5m/s D. t=54s 时坐标原点处质点的位移为 0 11.在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为 m 的小球 P（可视 为质点）从弹簧上端由静止释放，小球沿竖直方向向下运动，小球的加速度 a与 弹簧压缩量 x间的关系如图所示，其中 0a 和 0x 为已知量。下列说法中正确的是 A．小球向下运动至速度为零时所受弹簧弹力大小为𝑚𝑎0 B．弹簧劲度系数为 𝑚𝑎0 2𝑥0 C．小球向下运动过程中的最大动能为 1 2 𝑚𝑎0𝑥0 D．当弹簧压缩量为 0x 时，弹簧的弹性势能为 1 2 𝑚𝑎0𝑥0 12. 如图所示，两根 型平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左、 右两侧导轨间距分别为 l和 2l ，处于竖直向下的磁场中，磁感应强度大小分别 为2B和 B。已知导体棒 ab的电阻为 R、长度为 l，导体棒 cd的电阻为2R、长 度为 2l ，cd的质量是 ab的 3倍。两棒中点之间连接一原长为 L轻质绝缘弹 簧。现将弹簧拉伸至3L后，同时由静止释放两导体棒，两棒在各自磁场中往复 运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直且接 触良好，导轨足够长，电阻不计。下列说法正确的是 A. 弹簧伸长过程中，回路中产生逆时针方向的电流 B. 整个运动过程中，ab与 cd的路程之比为2 ∶ 1 C. cd棒克服安培力做的功等于 cd棒产生的热量 D. 整个运动过程中，通过 cd的电荷量为 4 3 BLl R 共 8 页 第5页 三、非选择题：本题共 6小题，共 60分。 13.（6分）（1）在用单摆测定当地重力加速度的实验中，下列器材和操作最合理 的是___________。 A. B. C. D. （2）某同学课后想利用身边的器材再做一遍“单摆测量重力加速度”的实验。 家里没有合适的摆球，于是他找到了一块外形不规则的小金属块代替小球进行 实验。 ①如图所示，实验过程中他先将金属块用细线系好，结点为 M，将细线的上端固 定于 O点。 ②利用刻度尺测出 OM间细线的长度 l作为摆长，利用手机的秒表功能测出金属块 做简谐运动的周期 T。 ③在测出几组不同摆长 l对应的周期 T的数值后，他作出的𝑇2 − 𝑙图像如图所示。 ④根据作出的图像可得重力加速度的测量值为______𝑚/𝑠2。（π 取 3.14。计算结 果保留三位有效数字） （3）相比于实验室作出的𝑇2 − 𝑙图像，该同学在家做实验的𝑇2 − 𝑙图像明显不 过原点，其中横轴截距绝对值的意义为_____________。 14.（8 分） 现要测量一个量程为 0~200μA 电流表 G 的内阻 rg，并对测量误差 进行定量探究。实验室准备的仪器有： 待测电流表 G； 电源（电动势 3.0V，内阻不计）； 滑动变阻器 R1（最大阻值为 20kΩ）； 电阻箱 R2（最大阻值为 999.9Ω）； 甲 共 8 页 第6页 开关 S1、S2，导线若干。 （1）该同学的实验电路图如图甲所示。 （2）有以下操作步骤： ①断开 S2，闭合 S1，调节 R1，使电流表 G满偏。 ②将 R1调到最大。 ③连接好电路。 乙 ④断开 S1、S2，拆除导线，整理好器材。 ⑤闭合 S2，调节 R2，使电流表 G的示数为 100μA，此时，电阻箱示数如图乙。 上述操作步骤正确的顺序为_______；测得电流表 G的内阻 rg＝______Ω。 （3）误差探究：设电源电动势为 E，电流表 G的满偏电流记为 Ig，内阻记为 rg， 电流表 G 的指针指在 100μA 时电阻箱的读数记为 R20。则 |𝑟𝑔−𝑅20| 𝑟𝑔 =________ _ （用 Ig、rg、E表示）。根据探究结果知，为了减小本实验误差，应尽可能选用电 动势__________（填“较大”或“较小”）的电源。 15．（8 分）光纤通讯已成为现代主要的有线通信方式。现有一长为 1km，直径 为 0.2mmd = 的长直光纤，一束单色平行光从该光纤一端沿光纤方向射入，经过 65 10 s− 在光纤另一端接收到该光束（真空中光速𝑐 = 3 × 108m/s）。求： （1）光纤的折射率； （2）如图所示该光纤绕圆柱转弯，若平行射入该光纤的光在转弯处均能发生全 反射，求该圆柱体半径 R的最小值。 共 8 页 第7页 16.（8 分）如图，内壁光滑的导热汽缸内用质量为𝑚，横截面积为𝑆的活塞封 闭一定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上放置，活塞在距缸底的距离为 H 处保持静止，己知大气压强𝑝0，重力加速度𝑔，环境温度保持不变。现将汽缸缓 慢转动90o放平，求： （1）活塞向外移动的距离𝑑； （2）为使放平后活塞与缸底的距离仍为𝐻，需在转动前通过气门缓慢放出一定 质量的气体，求放出气体占原有气体质量的比例 m 放 m 原 。 17.（14 分）如图，光滑水平地面上有一固定墙壁，紧靠墙面左侧停放一长为 𝐿 = 4𝑚 ,质量为𝑀 = 0.2𝑘𝑔 的长木板，在距长木板左端为kL（0 < k ≤ 1）处放 置着𝐴、𝐵两小木块，𝐴、𝐵质量均为𝑚 = 0.2𝑘𝑔。某时刻，𝐴、𝐵在强大内力作用 下突然分开，分开瞬间 A的速度为𝑣𝐴 = 4𝑚/𝑠，方向水平向左。B与墙壁碰撞瞬 间不损失机械能，𝐴、𝐵与长木板间的动摩擦因数分别为𝜇𝐴 = 0.2和𝜇𝐵 = 0. 3。 （1）求𝐴𝐵分离瞬间，𝐵的速度𝑣1； （2）若𝑘 = 7 16 ，求 A离开木板时，𝐵的速度大小𝑣2； （3）若𝜇𝐴 = 0，试讨论摩擦力对𝐵所做的功。 共 8 页 第8页 18.（16 分）为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它 们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在𝑂𝑥𝑦平面（纸面） 内，在𝑥1 ≤ 𝑥 ≤ 𝑥2区间内存在平行𝑦轴的匀强电场，𝑥2 − 𝑥1 = 2𝐿。在𝑥 ≥ 𝑥3的 区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为𝐵，𝑥3 = 2.5𝐿。一未 知粒子从坐标原点与𝑥正方向成𝜃 = 60°角射入，在坐标为(2.5𝐿, 2𝐿)的𝑝点以速 度𝑣0垂直磁场边界射入磁场，并从 ( )2.5 ,0L 射出磁场。已知整个装置处于真空 中，不计粒子重力。求： （1）该未知粒子的比荷 𝑞 𝑚 ； （2）匀强电场电场强度𝐸的大小及左边界𝑥1的值； （3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，观察发现 该粒子轨迹呈螺旋状并与磁场左边界相切于点𝑄(𝑥3, 𝑦3)（未画出）。求粒子由 P 点运动到Q点的时间𝑡3以及坐标𝑦3的值。