精品解析：北京市十一学校2024-2025学年高三下学期3月月考物理试卷

北京市十一学校2025届高三年级三月月考物理试题 2025.3 满分：100分 时长：90分钟 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。把你认为正确答案的代表字母填写在答题卡上相应位置。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 是裂变 B. 是聚变 C. 是衰变 D. 是裂变 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．是人工转变，是卢瑟福发现质子的方程，A错误； B．是裂变，B错误； C．是衰变方程，C正确； D．是β衰变方程，D错误。 故选C。 2. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。则这两种光（ ） A. 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小 C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D. 通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知 又 所以 即照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能小，故A错误； BD．根据可知，光的频率小，同一介质对光的折射率小，通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度小，又根据可知，从同种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故BD错误； C．光的频率小，波长大，根据可知，通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大，故C正确。 故选C。 3. 一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T，在t=时刻该波的波形图如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2表示某一质点的振动图象，下列说法中正确的是（  ） A. 质点a的振动图象如图2所示 B. 质点b的振动图象如图2所示 C. t=0时刻质点a的速度比质点b的大 D. t=0时刻质点a的加速度比质点b的大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．由波动图象可知，a速度为零，b速度为正向最大，在振动图象上时刻，质点速度为负向最大，与波的图象上的a、b两点的运动情况均不相符，故AB错误； C．t=0时刻，a在波谷，速度为零，b在平衡位置，速度向下，速度最大，故C错误； D．t=0时刻质点a在波谷，回复力大，b在平衡位置，加速度为0，所以质点a的加速度比质点b大，故D正确。 故选D。 4. 用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　） A. 一个油酸分子的质量为 B. 一个油酸分子的体积为 C. 油酸分子直径 D. 一滴油酸溶液中油酸分子个数 【答案】A 【解析】 【详解】A．一个油酸分子的质量为 故A正确； BCD．根据题意可知，油酸分子直径为 则一个油酸分子的体积为 一滴油酸溶液中油酸分子个数为 故BCD错误。 故选A。 5. 如图所示，理想变压器的a、b端加上一交流电压（电压有效值保持不变），副线圈c、d端所接灯泡L恰好正常发光。此时滑动变阻器的滑片P位于图示位置。现将滑片下移，则以下说法中正确的是（　　） A. 灯仍能正常发光，原线圈输入电流变小 B. 灯不能正常发光，原线圈输入功率变大 C 灯不能正常发光，原线圈输入电压变大 D. 灯仍能正常发光，原线圈输入功率不变 【答案】A 【解析】 【详解】副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定，则副线圈电压不变，因为副线圈两端的电压没发生变化，所以灯仍能正常发光；当滑片下移时，由于滑动变阻器的电阻增大，所以副线圈中的电流减小，原线圈中输入的电流也变小，且输入的功率变小，故A正确，BCD错误。 故选A。 6. 电磁炮是通过给导轨回路通以很大电流，在两导轨平面间产生强磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度大小与电流成正比。使抛射体在导轨电流产生磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将抛射体发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示，磁场垂直于轨道平面，则（ ） A. 若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍 B. 若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大4倍 C. 改变电流的方向不影响抛射体的发射方向 D. 抛射体的发射速度与抛射体的质量无关 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据动能定理 其中F=BId，B=kI 可得 可知若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大到原来的4倍；若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大2倍，选项AB错误； C．改变电流的方向，则磁场方向和电流方向都改变，则安培力方向不变，即不影响抛射体的发射方向，选项C正确； D．根据 抛射体的发射速度与抛射体的质量有关，质量越大速度越小，选项D错误。 故选C。 7. 从固定斜面上的O点每隔0.1s静止释放一个完全相同的小球，释放后小球做匀加速直线运动。某一时刻，记录下小球在斜面运动的照片，如图所示。测得小球相邻位置间的距离，。已知O点距离斜面底端的长度为，小球质量，取，小球均可视为质点，不计摩擦阻力和空气阻力。由以上数据可以得出（ ） A. 小球的加速度大小为 B. 斜面上最多有4个小球在运动 C. 此时刻小球在C位置重力的瞬时功率为0.08W D. 小球从静止运动到A位置，合力对小球的冲量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球做匀加速直线运动，由 解得 故A错误； B．若最高点的球刚释放时，则最高处2个球之间的距离为 根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，各个球之间的距离之比为1:3:5:7...，则各个球之间的距离分别为2cm，6cm，10cm，14cm，18cm...，因为O点与斜面底端距离为35cm，而前5个球之间的距离之和为32cm，斜面上最多有5个球，故B错误； C．依题意，此时刻B位置小球速度大小为 此时刻在C位置的小球速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 则此时刻小球在C位置重力的瞬时功率为 故C正确； D．此时刻A位置小球的速度大小为 小球从静止运动到A位置过程，由动量定理可得 解得 故D错误。 故选C。 8. 图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器监测通过电感线圈L中的电流。已知电路中灯泡的电阻R1=6Ω，定值电阻R2=2Ω，电源电动势为6V，内阻不计。闭合开关S使电路处于稳定状态，灯泡发光。在t=0.1s时刻断开开关S，断开开关S前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。电流传感器的内阻忽略不计，根据以上信息下列说法中正确的是（　　） A. 可以求出电感线圈的电阻 B. 可以估算出断开开关后流过灯泡的电荷量 C. 可以判断出断开开关后R2两端电压的变化情况 D. 可以判断出断开开关后灯泡不会出现闪亮的现象 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．开关S闭合且电路稳定时流过线圈L的电流为1.5A，根据欧姆定律可得 代入数据解得 故A正确； B．根据 可知，I-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示流过灯泡的电荷量，所以断开开关后流过灯泡的电荷量为 故B正确； C．由图可知，断开开关后流过R2的电流从1.5A减为零，从而可以判断断开开关后R2两端电压的由3V变为零，故C正确； D．由于 故闭合S时，流过线圈的电流大于流过灯泡电流，断开S发生自感现象时，小灯泡会发生闪亮现象，故D错误。 故选ABC。 9. 如图所示，某同学在篮球场上用同一个篮球练习定点投篮，其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上，篮球的轨迹分别如图中曲线1、2所示。若两次抛出篮球时的速度的水平分量分别为和，两次在上抛过程中动量的变化分别为和，动能的变化分别为和，不计空气阻力，下列关系正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】篮球水平方向做匀速直线运动，曲线1、2对应的篮球水平方向的位移相等，竖直方向有可知曲线1对应的篮球运动时间长，所以 曲线1对应的篮球所受重力的冲量大，根据动量定理可知，动量的变化量大，即 曲线1对应的篮球竖直方向的位移大，重力做的功多，根据动能定理可知，动能的变化量大，即 故选A。 10. 如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于B位置。现用手托重物使之缓慢上升至A位置，此时弹簧长度恢复至原长，之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在A位置和C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力，关于上述过程，下列说法中正确的是（ ） A. 重物在C位置时处于失重状态，其加速度的大小等于当地重力加速度的值 B. 在重物从A位置下落到B位置的过程中，重力的冲量小于弹簧弹力的冲量 C. 在重物从A到B位置和从B到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物做功之比是1:4 D. 在手托重物从B缓慢上升到A位置的过程中，手对重物做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据简谐振动的对称性可得回复力最大为mg，故在最低点C点时回复力大小等于mg，方向向上，所以加速度为g，方向向上，重物处于超重状态，故A错误； B．在重物从A位置下落到B位置的过程中，重力始终大于弹力，由 可知重力的冲量大于弹簧弹力的冲量，故B错误； C．在重物从A位置到B位置，从B位置到C位置，由于弹力是均匀增大的，所以弹力做功之比为 所以弹簧弹力对重物所做功之比为1:3，故C错误； D．在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，由能量关系可知 重物从A点下落到B点时动能最大，由动能定理 解得 即手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能，故D正确。 故选D。 11. 用轻质绝缘细绳悬挂带正电的小球，小球可视为质点，如图1所示。将装置分别放入图2所示的匀强电场，图3所示的匀强磁场中。将小球从偏离竖直方向左侧的一个小角度位置由静止释放，在图中三种情况下，小球均在竖直平面内周期性往复运动，周期分别为、、，小球第1次到达轨迹最低点时的速度大小分别为、、，拉力大小分别为、、，不计空气阻力。图中三种情况，下列说法正确的是（ ） A. 图1和图2的小球在运动过程中机械能都守恒 B. 三个小球运动的周期大小关系 C. 三个小球第1次到达最低点时拉力大小关系 D. 三个小球第1次到达最低点时的速度大小关系 【答案】B 【解析】 【详解】A.在小球运动的过程中，图1小球受拉力与重力的作用，只有重力做功，图2小球受拉力、重力和电场力的作用，重力和电场力均做功，故图1小球机械能守恒，图2小球机械能不守恒，故A错误； B.分析图1小球和图3小球，在相同位置时沿运动方向的受力相同，则图1小球和图3小球运动情况相同，可知；对图2小球，电场力与重力的合力为等效重力，则其等效重力加速度变大，根据周期公式可知周期变小，因此三种情况下小球运动的周期关系为，，故B正确； C.图1小球与图3小球在最低点速度相同，对图1小球有； 对图3小球有； 则，故C错误； D. 小球第一次到达轨迹最低点的过程中，图1小球受拉力与重力的作用，只有重力做正功；图2小球受拉力、重力和电场力的作用，重力和电场力均做正功；图3小球受拉力、重力和洛伦兹力的作用，只有重力做正功。根据动能定理可知，小球第一次到达轨迹最低点时的速度大小关系为，故D错误。 故选B。 12. 如图所示，两个半径相同的小球A、B分别被不可伸长的细线悬吊着，两个小球静止时，它们刚好接触，且球心在同一条水平线上，两根细线竖直。现将小球A拉起至细线与竖直方向夹角为θ=60°的位置，使其由静止释放，小球A运动至最低点与静止的小球B发生正碰，碰撞过程中无机械能损失，第一次碰后两球运动方向相反，且能够上升的最大高度相同。已知细线的长度为L，A球质量为m，重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 第一次相碰后，B球受到的拉力大小为 B. 第一次碰撞过程，合力对B球的冲量大小为 C. 第一次碰撞后，两小球摆起过程经过圆弧对应的弦长均为 D. 其他条件不变，若仅将A球左侧涂胶后静止释放，碰撞过程系统机械能损失为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球A由静止释放到最低点的过程，根据机械能守恒定律可得 解得球运动至最低点时的速度大小为 碰撞过程中无机械能损失，且碰后两球运动方向相反，且能够上升的最大高度相同，则， 联立解得， 对B球，根据牛顿第二定律可得 所以 故A错误； B．合力对B球的冲量大小为 故B错误； C．碰后两球分别做圆周运动，根据机械能守恒定律可得 两小球摆起过程经过圆弧对应的弦长均为 联立解得 故C正确； D．若仅将A球左侧涂胶后静止释放，则 碰撞过程系统机械能损失为 联立可得 故D错误。 故选C。 13. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，在两块磁感应强度相同、N极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件。该霍尔元件长为a，宽为b，厚为c。建立如图乙所示的空间坐标系，保持沿方向通过霍尔元件的电流I不变，霍尔元件沿方向前后移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，在M、N表面间产生的霍尔电压不同。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，为0，将该点作为位移的零点。在区间某小范围内，磁感应强度B的大小与位移z的大小成正比。这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。定义为仪表的灵敏度。下列说法中正确的是（ ） A. 该仪表的刻度线是均匀的，仪表可以测量位移大小，但不能判断位移方向 B. 小范围内，若霍尔电压随时间按正弦规律变化，可以判定霍尔元件做简谐运动 C. 若电流I越大，该仪表的灵敏度越低 D. 若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，M表面电势低于N表面的电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据平衡条件可得 又 所以 所以与成正比，该仪表的刻度线是均匀的，仪表可以测量位移大小，由的正负可以判断位移方向，故A错误； B．小范围内，若霍尔电压随时间按正弦规律变化，因与成正比，则也随时间按正弦规律变化，可以判定霍尔元件做简谐运动，故B正确； C．由可知 若电流I越大，则越大，即越大，该仪表的灵敏度越高，故C错误； D．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，磁场方向向右，根据左手定则可知，电子偏向下表面，下表面电势低，即M表面电势高于N表面的电势，故D错误。 故选B。 14. 同一物理现象往往可以用不同方法来解释。例如：在赤道地表上方300m高空相对于地球表面静止释放一物体，不考虑重力加速度的变化，忽略空气阻力，物体将不会落在释放点的正下方，该现象可以用两种不同的方法进行解释。 方法一：地球是一个转动的非惯性系，运用牛顿定律分析物体的运动时，物体除了受到与惯性系相同的力外，还受到一个“假想的惯性力”，该力的方向与物体上下运动的方向有关，当物体向地心运动时，该力的方向指向东方，当竖直运动方向反向时惯性力的方向也反向。 方法二：物体在下落过程中，受到的万有引力是有心力，根据物理学规律角动量守恒（角动量，其中m是物体的质量，r为物体到地心的距离，为物体相对于地球的角速度），物体的角速度会发生变化。下列说法正确的是（ ） A. 由方法一可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程相对抛出点向西运动，下落过程相对抛出点向东运动，落回的地点在抛出点 B. 由方法二可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程物体的角速度越来越大，下落过程物体的角速度越来越小，落回的地点在抛出点 C. 若将一物体在北京竖直向上抛出，由两种方法均可知，物体相对于地面将向西偏转 D. 若将一物体在北京竖直向上抛出，由两种方法均可知，物体相对于地面将向东偏转 【答案】C 【解析】 【详解】A．由方法一可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程中物体远离圆心，惯性力方向向西，角速度小于地球自转的角速度，所以相对抛出点向西运动，下落过程中物体向地心运动，惯性力方向向东，角速度小于地球自转的角速度，由于上升和下落过程对称，物体落回地面时角速度等于地球自转的角速度，落回的地点应在抛出点的西方，故A错误； B．由方法二可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程增大，根据角动量守恒可知，越来越小，下落过程中减小，根据角动量守恒可知，越来越大，落回地面时角速度等于地球自转的角速度，所以落回的地点在抛出点的西侧，故B错误； CD．若将一物体在北京竖直向上抛出，由方法一可知，物体远离地心运动，物体受到指向西方的惯性力，物体向西偏转，由方法二可知，物体到地心的距离r增大，根据角动量守恒可知，角速度减小，由于地球自西向东转动，角速度不变，物体角速度减小，故物体向西偏转，故C正确，D错误。 故选C。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在“验证机械能守恒定律”实验中。 （1）甲同学采用让重物静止下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 实验前必需用天平测出重物的质量 B. 打点计时器应接低压直流电源 C. 实验时先通电，稳定后再释放纸带 D. 实验时纸带与打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上 （2）甲同学选取了如图所示的一条纸带，O点是重锤开始下落时打出的点，A、B、C是按打点先后顺序选取的三个计数点。通过测量得到O、A间距离为，O、B间距离为，O、C间距离为。已知计数点A、B间和B、C间的时间间隔均为T，重锤质量为m，当地重力加速度为g。从重锤开始下落到打点计时器打B点的过程中，重锤动能的增加量________。如果与________近似相等，则可验证机械能守恒（用题目中所测量和已知量表示）。 （3）乙同学利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒，实验装置如图所示。实验前，将气垫导轨调至水平、滑块通过细线与托盘和砝码相连。开启气泵，待出气稳定后将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t。已知刚释放时挡光条到光电门的距离为l，挡光条的宽度为d，且，托盘和砝码的总质量为m，滑块和挡光条的总质量为M，当地的重力加速度为g。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力势能的减少量；系统动能的增加量________。在误差允许的范围内，如果，则可验证系统的机械能守恒。 【答案】（1）CD （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 A．根据实验原理可知 质量被消去，则不需要天平，故A错误； B．实验中打点计时器必须使用交流电源，不能使用直流电源，故B错误； C．实验时应先接通打点计时器的电源再释放纸带，故C正确； D．实验时纸带与打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，以减小摩擦，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 [1]打点计时器打B点的速度为 重锤动能的增加量 [2]如果与近似相等，则可验证机械能守恒 小问3详解】 滑块经过光电门的速度为 系统动能的增加量 16. 关于“测定某电阻丝的电阻率”实验。 某同学先用多用电表的“Ω挡×1”位置对该电阻丝进行初步测量。当他将与电表“+”“-”相连的红、黑表笔短接时，应旋动部件________（选填字母“K”、“S”或“T”），使电表指针对准电阻的________（选填“0刻线”或“∞刻线”），再将红、黑表笔分别与电阻丝两端接触，测得阻值约为20Ω。 【答案】 ①. T ②. 0刻线 【解析】 【详解】[1][2]将与电表“+”“-”相连的红、黑表笔短接时，即进行欧姆调零，此时应旋动即欧姆调零旋钮，即T，使电表指针对准电阻的0刻线，再将红、黑表笔分别与待测电阻两端接触。 17. 在“测定某电阻丝的电阻率”实验中，先用多用电表粗测电阻丝的阻值约为20Ω，设计电路图如图甲所示，然后他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有： 电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）； 电流表（量程0~100mA，内阻约5Ω）； 电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω）； 电阻箱R（0~999.9Ω）； 开关、导线若干。 该同学的实验操作步骤如下： A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径； B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路； C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关； D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L； E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。 F．断开开关。 （1）某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值________mm； （2）实验中电流表应选择________（选填“”或“”）； （3）该同学用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的关系图线，图线在R轴的截距为，在L轴的截距为，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。 （4）若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，测量结果将偏大还是偏小？请分析说明其理由。 【答案】（1）0.729##0.730##0.731##0.372 （2）A1 （3） （4）不会产生影响 【解析】 小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规则，可知这次测量中该电阻丝直径的测量值 【小问2详解】 估算回路中最大电流值为 故电流表选A1。 【小问3详解】 由闭合电路分析可知，回路中电动势不变，总电流不变，则回路中总电阻不变，说明电阻箱阻值和接入电路的电阻丝的总阻值不变，设总电阻为C，由 可得 结合丙图可得 解得 【小问4详解】 根据表达式 可知电阻率与电流表的内阻无关，所以由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果不会产生影响。 18. 如图所示，把一个质量的小球放在高度的直杆的顶端。一颗质量的子弹以的速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，小球落地处离杆的水平距离。取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）小球水平抛出的速度v； （2）子弹击穿小球过程，子弹的动量变化量的大小； （3）子弹穿过小球过程中系统损失的机械能。 【答案】（1） （2） （3）1160J 【解析】 【小问1详解】 小球在空中做平抛运动，竖直方向有 解得s 小球水平抛出的速度为 【小问2详解】 子弹穿过小球过程，根据动量守恒可得 解得子弹速度为 子弹击穿小球过程，子弹的动量变化量的大小为 【小问3详解】 子弹穿过小球过程中系统损失的机械能为J 19. 我国航天人为实现中华民族多年的奔月梦想，不久将来会有中国航天员搭载探测器登上月球。假如航天员在月球表面做了一个实验：在离月球表面附近高度为h处，静止释放一小球，小球落到月球表面时的速度大小为v，已知引力常量为G，月球球体半径为R，物体m与月球的地心距离为r时，引力势能为（取无穷远处引力势能为零），忽略月球的自转。求： （1）月球的质量M； （2）探测器在靠近月球表面附近圆周运动运行周期T； （3）有同学设想探测器返回地球时，如果把探测器以月球的第一宇宙速度竖直向上抛出，探测器就能脱离月球引力束缚。你认为设想正确吗？如果不正确，探测器能上升的最大高度H是多少？ 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 设月球表面重力加速度为，小球下落过程做自由落体运动，则有 解得 在月球表面有 可得球的质量为 【小问2详解】 探测器在靠近月球表面做圆周运动时，由万有引力提供向心力得 解得周期为 【小问3详解】 设月球的第一宇宙速度为，由万有引力提供向心力得 解得 如果把探测器以月球的第一宇宙速度竖直向上抛出，探测器能上升最大高度速度为0，根据机械能守恒可得 联立解得 可知同学设想不正确，探测器能上升的最大高度。 20. 类比是一种常用学习方法，通过类比分析，可以加深对物理概念和规律的认识。 （1）如图所示，在垂直磁感应强度为B的匀强磁场的平面内，放置一根金属导体棒，以固定的O点为转轴，现使金属棒垂直于磁场以角速度顺时针方向匀速转动，O、N、M三点始终处在同一条直线上，之间距离为，之间距离为。金属棒在转动过程中电子受到沿杆方向的洛伦兹力作用，使得在两端形成电势差。已知电子的电荷量为e，不考虑电子间的相互作用。 a．由于电子受到的洛伦兹力f与离轴O的距离x有关，请写出f与x的关系式，并指出两端电势的高低； b．请你结合图像，类比弹力做功的方法和电动势的定义，求出金属棒产生的感应电动势E的表达式。 （2）在以下2种情境电路图中，定值电阻均为R。 情境1：如图甲所示，整个装置处于垂直于导轨向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，质量为m，长度为l的导体棒与两轨道始终垂直，间距为l的水平平行导轨光滑且足够长，不考虑导体棒、轨道的电阻。现用恒定外力F水平向右拉杆，使杆从静止开始沿轨道运动。 情境2：如图乙所示，电源电动势为E、内阻不计，电容器的电容为C，不考虑导线的电阻。当电键S闭合时，电容器充电过程中极板电荷量q与时间t的关系和情境1中速率v与时间t的关系规律类似。 a．比较情境1、2中各物理量的变化关系，通过类比猜想完成表格中内容。 情境1 情境2 最大值 规律关系式 方程的解 b．在情境1中，导棒由静止开始运动，经过一段时间t刚好到稳定状态。若在这段时间t内，回路中产生的热与一恒定电流在该定值电阻R上产生的热相同，求出恒定电流表达式。 【答案】（1）a．，M端电势比N端电势高 b． （2）a．比较情境1、2中各物理量的变化关系，通过类比猜想完成表格中内容如下 情境1 情境2 最大值 规律关系式 方程的解 b． 【解析】 【小问1详解】 a．电子受到的洛伦兹力为 又 解得 根据左手定则可知，电子所受的洛伦兹力指向N端，所以M端电势比N端电势高； b．一个电子由M端定向移动到N端过程中洛伦兹力沿杆方向的分力做功为 根据电动势的定义有 求得 【小问2详解】 a．情境1中，当最大时，有，, 联立得 情境2中，设电容器所带电荷量为，两极板间电压为，则有 又 联立得规律关系式为 情境1和情境2类比可知， 相当于，相当于，相当于，故情境1中方程的解为 b．在极短的时间内，根据动量定理有 两边分别对时间求和得 其中 又，，， 联立求得 根据能量守恒有 又 联立求得 21. 图甲所示，真空中有一高为细直裸金属导线，与导线同轴放置一半径为R的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率为相同的电子，已知电子质量为m，电荷量为e。忽略出射电子间的相互作用和电子的重力影响。 （1）如图甲所示，将金属导线与金属柱面看作是一个电容器，导线发射电子前电容器不带电，导线沿径向均匀发射电子，可实现给电容器充电。若单位时间单位长度向外射出的电子数N，经过一段时间t，导线与柱面间电势差达最大值。求该电容器的电容C； （2）如图乙所示，金属圆柱面接地，其内部空间区域加一个与平行，方向竖直向下的匀强电场，导线沿径向均匀发射电子，电子射到内侧面瞬间被转移走，不考虑积累效果，电子到达柱面内侧，收集率只有不加电场时的，求每个电子射到圆柱内侧面瞬间的动能； （3）如图丙所示，撤去圆柱面，沿原柱面原位置放置很小一段弧长为a、高度为3R的金属片，金属片接地。假设射出的电子到达金属片瞬间并全部被吸收，在该金属片上用精密仪器检测电子流对金属片的压强为。求： a．在金属导线和金属片间形成的稳定电流I； b．金属直导线发射电子的功率P。 【答案】（1） （2） （3）a．；b． 【解析】 【小问1详解】 由动能定理可得 经过时间t后，电容器所带电荷量 该电容器的电容 【小问2详解】 如图所示，电子在电场中受到电场力的作用 电子运动的时间 由于电子到达柱面内侧，收集率只有不加电场时的，因此电子在竖直方向的位移 由运动学公式 竖直方向上的分速度 到达柱面内侧的合速度 每个电子射到圆柱内侧面瞬间的动能 【小问3详解】 a．设时间内射出的电子被金属片吸收的总数为，由动量定理可得 金属导线和金属片间形成的稳定电流 b．由动能定理可得金属直导线在时间发射电子做的功 金属直导线发射电子的功率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北京市十一学校2025届高三年级三月月考物理试题 2025.3 满分：100分 时长：90分钟 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。把你认为正确答案的代表字母填写在答题卡上相应位置。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 是裂变 B. 是聚变 C. 是衰变 D. 是裂变 2. 用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。则这两种光（ ） A. 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角小 C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大 D. 通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大 3. 一简谐机械波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T，在t=时刻该波的波形图如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2表示某一质点的振动图象，下列说法中正确的是（  ） A. 质点a的振动图象如图2所示 B. 质点b的振动图象如图2所示 C. t=0时刻质点a的速度比质点b的大 D. t=0时刻质点a的加速度比质点b的大 4. 用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　） A. 一个油酸分子的质量为 B. 一个油酸分子的体积为 C. 油酸分子直径 D. 一滴油酸溶液中油酸分子个数 5. 如图所示，理想变压器的a、b端加上一交流电压（电压有效值保持不变），副线圈c、d端所接灯泡L恰好正常发光。此时滑动变阻器的滑片P位于图示位置。现将滑片下移，则以下说法中正确的是（　　） A. 灯仍能正常发光，原线圈输入电流变小 B. 灯不能正常发光，原线圈输入功率变大 C. 灯不能正常发光，原线圈输入电压变大 D. 灯仍能正常发光，原线圈输入功率不变 6. 电磁炮是通过给导轨回路通以很大的电流，在两导轨平面间产生强磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度大小与电流成正比。使抛射体在导轨电流产生磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将抛射体发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示，磁场垂直于轨道平面，则（ ） A. 若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍 B. 若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大4倍 C. 改变电流的方向不影响抛射体的发射方向 D. 抛射体的发射速度与抛射体的质量无关 7. 从固定斜面上的O点每隔0.1s静止释放一个完全相同的小球，释放后小球做匀加速直线运动。某一时刻，记录下小球在斜面运动的照片，如图所示。测得小球相邻位置间的距离，。已知O点距离斜面底端的长度为，小球质量，取，小球均可视为质点，不计摩擦阻力和空气阻力。由以上数据可以得出（ ） A. 小球的加速度大小为 B. 斜面上最多有4个小球在运动 C. 此时刻小球在C位置重力的瞬时功率为0.08W D. 小球从静止运动到A位置，合力对小球的冲量为 8. 图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器监测通过电感线圈L中的电流。已知电路中灯泡的电阻R1=6Ω，定值电阻R2=2Ω，电源电动势为6V，内阻不计。闭合开关S使电路处于稳定状态，灯泡发光。在t=0.1s时刻断开开关S，断开开关S前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。电流传感器的内阻忽略不计，根据以上信息下列说法中正确的是（　　） A. 可以求出电感线圈的电阻 B. 可以估算出断开开关后流过灯泡的电荷量 C. 可以判断出断开开关后R2两端电压变化情况 D. 可以判断出断开开关后灯泡不会出现闪亮的现象 9. 如图所示，某同学在篮球场上用同一个篮球练习定点投篮，其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上，篮球的轨迹分别如图中曲线1、2所示。若两次抛出篮球时的速度的水平分量分别为和，两次在上抛过程中动量的变化分别为和，动能的变化分别为和，不计空气阻力，下列关系正确的是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 10. 如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于B位置。现用手托重物使之缓慢上升至A位置，此时弹簧长度恢复至原长，之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在A位置和C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力，关于上述过程，下列说法中正确的是（ ） A. 重物在C位置时处于失重状态，其加速度的大小等于当地重力加速度的值 B. 在重物从A位置下落到B位置的过程中，重力的冲量小于弹簧弹力的冲量 C. 在重物从A到B位置和从B到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物做功之比是1:4 D. 在手托重物从B缓慢上升到A位置的过程中，手对重物做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能 11. 用轻质绝缘细绳悬挂带正电的小球，小球可视为质点，如图1所示。将装置分别放入图2所示的匀强电场，图3所示的匀强磁场中。将小球从偏离竖直方向左侧的一个小角度位置由静止释放，在图中三种情况下，小球均在竖直平面内周期性往复运动，周期分别为、、，小球第1次到达轨迹最低点时的速度大小分别为、、，拉力大小分别为、、，不计空气阻力。图中三种情况，下列说法正确的是（ ） A. 图1和图2的小球在运动过程中机械能都守恒 B. 三个小球运动的周期大小关系 C. 三个小球第1次到达最低点时拉力大小关系 D. 三个小球第1次到达最低点时的速度大小关系 12. 如图所示，两个半径相同的小球A、B分别被不可伸长的细线悬吊着，两个小球静止时，它们刚好接触，且球心在同一条水平线上，两根细线竖直。现将小球A拉起至细线与竖直方向夹角为θ=60°的位置，使其由静止释放，小球A运动至最低点与静止的小球B发生正碰，碰撞过程中无机械能损失，第一次碰后两球运动方向相反，且能够上升的最大高度相同。已知细线的长度为L，A球质量为m，重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. 第一次相碰后，B球受到的拉力大小为 B. 第一次碰撞过程，合力对B球的冲量大小为 C. 第一次碰撞后，两小球摆起过程经过圆弧对应的弦长均为 D. 其他条件不变，若仅将A球左侧涂胶后静止释放，碰撞过程系统机械能损失为 13. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，在两块磁感应强度相同、N极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件。该霍尔元件长为a，宽为b，厚为c。建立如图乙所示的空间坐标系，保持沿方向通过霍尔元件的电流I不变，霍尔元件沿方向前后移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，在M、N表面间产生的霍尔电压不同。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，为0，将该点作为位移的零点。在区间某小范围内，磁感应强度B的大小与位移z的大小成正比。这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。定义为仪表的灵敏度。下列说法中正确的是（ ） A. 该仪表的刻度线是均匀的，仪表可以测量位移大小，但不能判断位移方向 B. 小范围内，若霍尔电压随时间按正弦规律变化，可以判定霍尔元件做简谐运动 C. 若电流I越大，该仪表的灵敏度越低 D. 若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，M表面电势低于N表面的电势 14. 同一物理现象往往可以用不同方法来解释。例如：在赤道地表上方300m高空相对于地球表面静止释放一物体，不考虑重力加速度的变化，忽略空气阻力，物体将不会落在释放点的正下方，该现象可以用两种不同的方法进行解释。 方法一：地球是一个转动的非惯性系，运用牛顿定律分析物体的运动时，物体除了受到与惯性系相同的力外，还受到一个“假想的惯性力”，该力的方向与物体上下运动的方向有关，当物体向地心运动时，该力的方向指向东方，当竖直运动方向反向时惯性力的方向也反向。 方法二：物体在下落过程中，受到的万有引力是有心力，根据物理学规律角动量守恒（角动量，其中m是物体的质量，r为物体到地心的距离，为物体相对于地球的角速度），物体的角速度会发生变化。下列说法正确的是（ ） A. 由方法一可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程相对抛出点向西运动，下落过程相对抛出点向东运动，落回的地点在抛出点 B. 由方法二可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程物体的角速度越来越大，下落过程物体的角速度越来越小，落回的地点在抛出点 C. 若将一物体在北京竖直向上抛出，由两种方法均可知，物体相对于地面将向西偏转 D. 若将一物体在北京竖直向上抛出，由两种方法均可知，物体相对于地面将向东偏转 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在“验证机械能守恒定律”实验中。 （1）甲同学采用让重物静止下落的方法验证机械能守恒，实验装置如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 实验前必需用天平测出重物的质量 B. 打点计时器应接低压直流电源 C. 实验时先通电，稳定后再释放纸带 D. 实验时纸带与打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上 （2）甲同学选取了如图所示的一条纸带，O点是重锤开始下落时打出的点，A、B、C是按打点先后顺序选取的三个计数点。通过测量得到O、A间距离为，O、B间距离为，O、C间距离为。已知计数点A、B间和B、C间的时间间隔均为T，重锤质量为m，当地重力加速度为g。从重锤开始下落到打点计时器打B点的过程中，重锤动能的增加量________。如果与________近似相等，则可验证机械能守恒（用题目中所测量和已知量表示）。 （3）乙同学利用气垫导轨和光电门等器材验证机械能守恒，实验装置如图所示。实验前，将气垫导轨调至水平、滑块通过细线与托盘和砝码相连。开启气泵，待出气稳定后将滑块从图示位置由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t。已知刚释放时挡光条到光电门的距离为l，挡光条的宽度为d，且，托盘和砝码的总质量为m，滑块和挡光条的总质量为M，当地的重力加速度为g。在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，系统重力势能的减少量；系统动能的增加量________。在误差允许的范围内，如果，则可验证系统的机械能守恒。 16. 关于“测定某电阻丝的电阻率”实验。 某同学先用多用电表的“Ω挡×1”位置对该电阻丝进行初步测量。当他将与电表“+”“-”相连的红、黑表笔短接时，应旋动部件________（选填字母“K”、“S”或“T”），使电表指针对准电阻的________（选填“0刻线”或“∞刻线”），再将红、黑表笔分别与电阻丝两端接触，测得阻值约为20Ω。 17. 在“测定某电阻丝电阻率”实验中，先用多用电表粗测电阻丝的阻值约为20Ω，设计电路图如图甲所示，然后他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有： 电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）； 电流表（量程0~100mA，内阻约5Ω）； 电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω）； 电阻箱R（0~9999Ω）； 开关、导线若干。 该同学的实验操作步骤如下： A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径； B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路； C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关； D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L； E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。 F．断开开关。 （1）某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值________mm； （2）实验中电流表应选择________（选填“”或“”）； （3）该同学用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的关系图线，图线在R轴的截距为，在L轴的截距为，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。 （4）若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，测量结果将偏大还是偏小？请分析说明其理由。 18. 如图所示，把一个质量的小球放在高度的直杆的顶端。一颗质量的子弹以的速度沿水平方向击中小球，并经球心穿过小球，小球落地处离杆的水平距离。取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）小球水平抛出的速度v； （2）子弹击穿小球过程，子弹的动量变化量的大小； （3）子弹穿过小球过程中系统损失机械能。 19. 我国航天人为实现中华民族多年的奔月梦想，不久将来会有中国航天员搭载探测器登上月球。假如航天员在月球表面做了一个实验：在离月球表面附近高度为h处，静止释放一小球，小球落到月球表面时的速度大小为v，已知引力常量为G，月球球体半径为R，物体m与月球的地心距离为r时，引力势能为（取无穷远处引力势能为零），忽略月球的自转。求： （1）月球的质量M； （2）探测器在靠近月球表面附近圆周运动运行周期T； （3）有同学设想探测器返回地球时，如果把探测器以月球的第一宇宙速度竖直向上抛出，探测器就能脱离月球引力束缚。你认为设想正确吗？如果不正确，探测器能上升的最大高度H是多少？ 20. 类比是一种常用学习方法，通过类比分析，可以加深对物理概念和规律的认识。 （1）如图所示，在垂直磁感应强度为B的匀强磁场的平面内，放置一根金属导体棒，以固定的O点为转轴，现使金属棒垂直于磁场以角速度顺时针方向匀速转动，O、N、M三点始终处在同一条直线上，之间距离为，之间距离为。金属棒在转动过程中电子受到沿杆方向的洛伦兹力作用，使得在两端形成电势差。已知电子的电荷量为e，不考虑电子间的相互作用。 a．由于电子受到的洛伦兹力f与离轴O的距离x有关，请写出f与x的关系式，并指出两端电势的高低； b．请你结合图像，类比弹力做功的方法和电动势的定义，求出金属棒产生的感应电动势E的表达式。 （2）在以下2种情境电路图中，定值电阻均R。 情境1：如图甲所示，整个装置处于垂直于导轨向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，质量为m，长度为l的导体棒与两轨道始终垂直，间距为l的水平平行导轨光滑且足够长，不考虑导体棒、轨道的电阻。现用恒定外力F水平向右拉杆，使杆从静止开始沿轨道运动。 情境2：如图乙所示，电源电动势为E、内阻不计，电容器的电容为C，不考虑导线的电阻。当电键S闭合时，电容器充电过程中极板电荷量q与时间t的关系和情境1中速率v与时间t的关系规律类似。 a．比较情境1、2中各物理量的变化关系，通过类比猜想完成表格中内容。 情境1 情境2 最大值 规律关系式 方程的解 b．在情境1中，导棒由静止开始运动，经过一段时间t刚好到稳定状态。若在这段时间t内，回路中产生的热与一恒定电流在该定值电阻R上产生的热相同，求出恒定电流表达式。 21. 图甲所示，真空中有一高为细直裸金属导线，与导线同轴放置一半径为R的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率为相同的电子，已知电子质量为m，电荷量为e。忽略出射电子间的相互作用和电子的重力影响。 （1）如图甲所示，将金属导线与金属柱面看作是一个电容器，导线发射电子前电容器不带电，导线沿径向均匀发射电子，可实现给电容器充电。若单位时间单位长度向外射出的电子数N，经过一段时间t，导线与柱面间电势差达最大值。求该电容器的电容C； （2）如图乙所示，金属圆柱面接地，其内部空间区域加一个与平行，方向竖直向下的匀强电场，导线沿径向均匀发射电子，电子射到内侧面瞬间被转移走，不考虑积累效果，电子到达柱面内侧，收集率只有不加电场时的，求每个电子射到圆柱内侧面瞬间的动能； （3）如图丙所示，撤去圆柱面，沿原柱面原位置放置很小一段弧长为a、高度为3R的金属片，金属片接地。假设射出的电子到达金属片瞬间并全部被吸收，在该金属片上用精密仪器检测电子流对金属片的压强为。求： a．在金属导线和金属片间形成的稳定电流I； b．金属直导线发射电子的功率P。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$