2025届福建省三明市高三下学期三模物理试题

2024-2025学年福建省三明市高三质量检测物理试卷（5月） 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1.1934年约里奥-居里夫妇用人工方法得到了磷的放射性同位素，的衰变方程为，则X粒子为 A. B. C. D. 2.某发电厂采用110 kV高压向远方城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为 A. 440 kV B. 220 kV C. 55 kV D. 3.介质中坐标原点O处的波源在时刻开始振动，产生的简谐横波沿x轴正方向传播，时刻传到L处，波形如图。下列描述处质点的振动图象是 A. B. C. D. 4.如图，水平台面上有一足够长、间距为L的平行光滑金属导轨MN、PQ，置于塑料圆筒内，导轨左端连着电容为C的电容器和电动势为E的电源，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。将一质量为m的模拟金属炮弹置于圆筒内导轨上，先将开关拨至接线柱1，充电结束后，将开关拨至接线柱2，炮弹在安培力作用下开始运动，达到最大速度后离开导轨，整个过程通过炮弹的电荷量为q。已知炮弹电阻为R，炮弹始终与导轨接触良好，不计导轨电阻和电源内阻。则在此过程中炮弹 A. 做匀加速直线运动 B. 在导轨上的位移为 C. 离开导轨时的速度为 D. 最大速度与电容器电容大小成正比 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 5.如图为探究平行板电容器电容的影响因素的实验装置。 A. 静电计指针张角变大表明电容器极板电势差增大 B. 静电计指针张角变大表明电容器极板电势差减小 C. 只增加极板电量，静电计指针张角变大，但电容不变 D. 只增加极板电量，静电计指针张角变大，表明电容增大 6.射击训练中，子弹因空气阻力的作用会影响其运动状态。如图甲，某运动员先后两次在不同环境下从同一高度水平射出完全相同的子弹，每次子弹均从离开枪口开始计时，用表示子弹在竖直方向的分速度，其图像如图乙所示取竖直向下为正方向，a、b两点对应的竖直方向的速度大小均为，则 A. 过程中子弹沿竖直方向的位移比过程的大 B. 过程中子弹沿竖直方向的平均加速度比过程的大 C. 时刻子弹所受合力沿竖直方向的分力比时刻的小 D. 时刻子弹所受阻力沿竖直方向的分力比时刻的小 7.如图甲，xOy坐标系中，y轴上固定有两个与原点O距离相同的等量同种点电荷Q，x轴上各点的电势随x坐标变化的图像如图乙所示。a、b是x轴上两点，其电势分别为和，对应图线上的、两点，这两点切线斜率的绝对值均为k。现将一质量为m、电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，M运动过程中仅受电场力作用，下列说法正确的是 A. a、b两点场强相同 B. M从a点运动到b点的过程中加速度先增大后减小 C. M从a点运动到b点的过程中电势能先减小后增大 D. M运动到b点时克服电场力做功的功率为 8.如图甲，在智能机器人协作实验场中，元件A、B之间用智能柔性机械臂连接机械臂可根据内置算法自动调整伸缩，模拟弹簧功能，放在光滑水平试验台上，B右侧与竖直挡板相接触。时刻，元件C以一定速度向右运动，时与元件A相碰碰撞时间极短，并立即与A粘连且不再分开。C的运动情况由视觉追踪系统和惯性测量单元监测，并生成如图乙的图像，已知、，则 A. 元件C的质量为100 g B. 1 s到3 s的时间内，墙壁对B的冲量大小为 C. 元件B离开墙壁后，柔性机械臂的最大弹性势能为 D. 元件B离开墙壁后，B的最大速度为 三、填空题：本大题共3小题，共12分。 9.“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，某同学对实验装置进行调节并观察实验现象。实验中观察到的干涉图样是下图中的________填“甲”或“乙”图样；若仅更换一间距更大的双缝，干涉条纹间距将________填“增大”“减小”或“不变”。 10.如图，一开口向上竖直放置的圆柱形导热容器，用导热活塞密封一定质量的理想气体。初始时容器内气柱的高度为h、温度为。当外界环境温度变化后，活塞缓慢上升后再次平衡，不计活塞与容器间的摩擦，此时容器内气体的温度为________。该过程气体内能________填“增大”“减小”或“不变”，气体向外界________填“吸热”或“放热”。 11.如图，拖把由拖杆和拖把头构成。某拖把头的质量为m，忽略拖杆质量。沿拖杆方向推拖把，使之在水平地板上匀速移动，已知拖把头与地板之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，若拖杆与竖直方向的夹角为，则推拖把的力为________用题中所给符号表示；若用大小恒定的力沿杆方向推拖把头，但未推动拖把，逐渐减小的过程中，地面对拖把头作用力________填“增大”“减小”或“不变”。 四、实验题：本大题共2小题，共18分。 12.某学习小组设计了图甲的装置来验证机械能守恒定律。钩码A、B通过一绕过光滑定滑轮的轻质细绳相连接，轻质挡光片固定于钩码A上，钩码A、B的质量均为。初始时，挡光片中心线与光电门发光孔之间的高度差为h，现将另一质量为的小钩码C轻轻挂在B上，系统由静止开始运动，测得光电门的挡光时间为。 用游标卡尺测量挡光片的宽度d，如图乙，则________mm。 挡光片通过光电门的速度大小为________用题中字母表示。 运动过程中，钩码B与C组成的系统机械能________填“守恒”或“不守恒”。 若满足关系式________________用题中字母表示，则可验证钩码A、B、C与轻绳组成的系统机械能守恒。 13.某些磁性材料的电阻率在外磁场作用下发生改变的现象称为磁致电阻效应，利用该效应可以制作磁敏器件。为探究某磁敏器件材料的电阻率随外磁场的变化规律，设计如图甲所示电路。该器件在无外磁场时的阻值为，加磁感应强度为B的外磁场后，阻值变为R，阻值的变化量，相对变化率能反映器件材料电阻率的变化。图中和均为理想电压表，定值电阻，为滑动变阻器，S为开关，E为电源。 按照甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整； 不加外磁场，调节使示数为，示数，由此可计算出________； 加外磁场，调节使示数仍为，记录B和示数，计算； 改变B，重复的操作，实验数据如下表，时，电压表示数如图丙所示，读出数据，完成下表，答：①________，②________②的结果保留2位有效数字； … … ① … ② 由图丁坐标纸上将所缺数据点补充完整后作图可推知，B在范围内，该器件材料的电阻率随B的增大而________填“线性增大”或“非线性增大”。 若图甲中为理想电压表，而为非理想电压表，仍利用问表格中的实验数据在图丁坐标纸上作图，则B在范围内，图线的斜率比真实情况________填“偏大”“偏小”或“不变”。 五、计算题：本大题共3小题，共30分。 14.2025年4月13日，全红婵参加加拿大温莎站世界杯跳水决赛。如图，全红婵以一定初速度在高台上竖直向上起跳，从距水面的最高处竖直下落，入水后沿直线下潜3 m后速度减为零。重力加速度取，人运动过程中可简化为质点，不计空气阻力。求全红婵： 入水前瞬间的速度大小； 入水后，人受竖直方向水的平均作用力与其体重之比。 15.近年来我国航天事业取得辉煌成就，2024年10月30日，神舟十九号飞船再次与空间站组合体成功对接。若空间站绕地球做匀速圆周运动，已知地球质量为M，空间站的质量为，轨道半径为，引力常量为G。 求空间站线速度的大小； 航天员相对太空舱静止站立，应用物理规律推导说明航天员对太空舱的压力大小等于零； 规定距地球无穷远处引力势能为零，质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为。由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用，长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到仍可看作匀速圆周运动，为了使轨道半径快速恢复到，并做匀速圆周运动，需要发动机短时间点火对空间站做功。求轨道半径从恢复到的过程中，空间站机械能的变化量。 16.如图甲，在纸面内建立直角坐标系xoy，坐标系的第一、二象限有足够长的宽度为d、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的上边界MN平行于x轴。P、Q是长度为L的平行金属板、垂直于纸面放置，两板中线与y轴共线，两板间加上周期为T、场强大小为的周期性变化的电场，如图乙所示。取x轴正方向为电场的正方向，位于P、Q两板中线上的粒子源沿y轴正方向持续发射质量为m、电荷量为q、速度大小为的带正电的粒子，粒子均能从x轴离开电场进入磁场。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，忽略电场与磁场的边界效应。 求时刻进入电场的粒子，在时刻沿x轴方向的偏移量； 若粒子从O点进入磁场，求粒子需从哪些时刻进入电场？若粒子从O点进入磁场且恰好不穿出磁场的上边界MN，求磁感应强度的大小； 磁场方向不变，将磁感应强度大小改为，粒子进入磁场后，若还受一个与速度方向总相反的阻力作用，且阻力大小为已知量，粒子轨迹恰与磁场MN边界相切，求最左边与最右边两相切点的横坐标。 答案和解析 1.【答案】D  【解析】设X的质量数为A，电荷数为z，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：； 解得：，，故X为。 2.【答案】B  【解析】输送电流，输电线上损失的功率；可知输电线损失的功率与输送电压的平方成反比，所以为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变原来的2倍，即输电电压应变为220 kV ；故B正确，ACD错误。 3.【答案】C  【解析】从波形图可以看出，，时刻传到处，说明，简谐波沿x轴正向传播，根据波动和振动关系可知：在时刻处质点的运动方向和波源在时刻的运动方向相同是沿y轴的负方向的，即每一个质点的起振方向都是沿y轴的负方向的，故AB错误；  由于，说明在的时间内处质点没有振动，所以在时刻处质点的振动时间是，即，即振动图象中时刻前有少于2个多于个的完整b波形，故C正确，D错误。 故选C。 4.【答案】C  【解析】解析：对炮弹受力分析可得：，结合 ， ，由于电容器放电过程中，极板所带电量Q在减小，可知，极板间电压、通过炮弹的电流以及炮弹所受安培力都在减小，所以可得：炮弹的加速度也在减小，故A错误； 炮弹在导轨上运动过程，由于电容器有电压存在，通过炮弹的平均电流并不是，即 所以有：，故B错误； 对炮弹，以向右方向为正，根据动量定理：，其中，平均安培力： ，结合可得：，故 C正确； 刚充电结束时，电容器电荷量为：，导轨达到最大速度时，电容器电荷量：  ，此时电容器电压： ， 此时导轨产生的感应电动势等于U，故： 联立以上几式可得： ，可解得：，故炮弹的最大速度与电容器电容大小并不成正比，故D错误； 所以选C 。 5.【答案】AC  【解析】AB、静电计指针张角变大表明电容器极板电势差增大，故A正确，B错误； CD、只增加极板电量Q，根据平行板电容器电容的决定式可知电容不变，根据可知电势差U变大，故静电计指针张角变大，故C正确，D错误。 故选AC。 6.【答案】BD  【解析】解析：图像斜率表示竖直方向的加速度，由图像斜率可知第一次斜率更大，即过程中子弹沿竖直方向的平均加速度比过程的大，故B正确， 根据 ，由于a、b两点对应的竖直方向的速度大小均为，可知：过程中子弹沿竖直方向的位移比过程的小，故 A错误； 根据受力分析可知，在竖直方向有：，由图知：时刻子弹竖直方向的加速度大于时刻子弹竖直方向的加速度，所以可知： 时刻子弹所受合力沿竖直方向的分力比时刻的大，故C错误； 时刻子弹所受阻力沿竖直方向的分力比时刻的小，故 D正确； 所以选BD 。 7.【答案】CD  【解析】A.根据电场强度与电势的关系  ，可知，图线的斜率可以表达电场强度的大小，由题知，  、  这两点切线斜率的绝对值均为k。说明场强大小相等，但该两点在y轴左右两侧，故场强方向一定不相同，A错误； B.电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，由图乙分析知，图线的斜率先增大后减小再增大，故M从a点运动到b点的过程中加速度大小先增大后减小再增大，B错误； C.图乙中可知，两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最低。则为等量的负电荷；M从a点运动到b点的过程中电场力先做正功后做负功，故电势能先减小后增大，C正确； D.M从a经过b点的过程，由动能定理知  ，解得  ， M运动到b点时克服电场力做功的功率为  ，D正确。 故选CD。 8.【答案】BD  【解析】A.以水平向右为正方向，由题图乙知，元件C与A碰前速度为，碰后速度为，C与A碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律有，解得：，故A错误； B.由题图乙知，3s末A和C的速度为，由动量定理可知，1s到3s过程中柔性机械臂对元件A、C的冲量为，解得，方向向左，则柔性机械臂对元件B的冲量大小为，方向向右，所以1s到3s的时间内，墙壁对B的冲量大小为，方向向左，故B正确； 元件B离开墙壁后，A、B、C三者共速时柔性机械臂的弹性势能最大，规定水平向左为正方向， 根据动量守恒定律有，，得， 由系统机械能守恒定律有，解得：，故C错误； D.规定水平向左为正方向，元件B离开墙壁后，系统动量守恒、机械能守恒，当柔性机械臂的弹性势能再次为0时，元件B的速度最大，根据系统动量守恒有， 由系统机械能守恒定律有， 解得B的最大速度为，故D正确。 9.【答案】甲；减小  【解析】解：双缝干涉实验中，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹，甲图样条纹等间距，是双缝干涉条纹；乙图样条纹间距不均匀，是衍射条纹。所以实验中观察到的干涉图样是甲图样； 根据双缝干涉条纹间距公式为条纹间距，L为双缝到光屏的距离，为光的波长，d为双缝间距。当仅更换一间距更大的双缝，即 d增大， L和不变时，由公式可知将减小，即干涉条纹间距将减小。 10.【答案】；增大；吸热  【解析】设被活塞封闭的一定质量的理想气体初始时压强为，对活塞，根据平衡条件有，解得，当容器从外界吸收一定热量之后，被封闭的理想气体发生等压变化，初态，末态，设末态温度为，根据盖-吕萨克定律有 ，代入数据解得 气体温度升高，气体内能增大，又气体对外做功，结合热力学第一定律有，容器内气体从外界吸收热量。 11.【答案】；增大。  【解析】解：对拖把头进行受力分析，如图所示    根据受力分析有 ， ， 综合解得； 若用大小恒定的力沿杆方向推拖把头，但未推动拖把，即受力平衡， 由 可知， 可知，在逐渐减小的过程中，地面对拖把头作用力会增大。 12.【答案】； ； 不守恒；   【解析】解：游标卡尺为10分度，精度是。主尺读数为4mm，游标尺上第0条刻度线与主尺对齐，游标尺读数为0 mm。所以挡光片的宽度； 由于挡光片通过光电门的时间很短，可将挡光片通过光电门的平均速度近似看作瞬时速度。根据速度公式，可得挡光片通过光电门的速度大小 钩码B与C组成的系统在运动过程中，除了重力做功外，绳子的拉力也对系统做功，根据机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功的系统机械能守恒，所以钩码B与C组成的系统机械能不守恒； 系统重力势能的减少量钩码B和C下降高度为h，钩码A上升高度为h，所以， 系统动能的增加量系统中A、B、C速度大小相等都为，系统总质量为， 根据动能公式，可得， 若系统机械能守恒，则，即。 13.【答案】； ； ①；②； 非线性增大； 偏小  【解析】解：按照甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线如下图 ； 不加外磁场时，示数为，示数为， 根据电路关系：，， 磁敏器件的电压为：，， 所以，； 加外磁场后，调节使示数仍为，此时电流I仍为， 磁敏器件的电压为，因此其阻值为：， 阻值变化量为：， 相对变化率为：， 完成表格根据图丙，时，示数为， 计算，则有； 在坐标纸上补充数据点并作图 ， 观察B在范围内图线的形状。若图线为直线则是线性增大，若为曲线则是非线性增大。从图中可看出在范围内是非线性增大； 若为非理想电压表，其内阻不是无穷大，会分流，使得测量的偏小，计算出的R偏小，偏小，偏小。在图像中，相同B值下，测量值偏小，图像整体下移，斜率比真实情况偏小。 14.【答案】、全红婵从最高处竖直下落至水面过程中： 解得 、水中下潜过程，根据动能定理 解得  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】解：对空间站：由牛顿第二定律 解得 设航天员质量为m，所受支持力为，则 解得，故航天员不受太空舱的支持力。 根据牛顿第三定律，则航天员对太空舱的压力大小等于零。 空间站在轨道上做匀速圆周运动，有 可得空间站的动能 空间站在轨道上的机械能为 空间站在r0轨道上的机械能为 空间站由轨道恢复到r0轨道过程，机械能的变化量为   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 16.【答案】，粒子沿 x轴方向做初速度为零的匀加速度直线运动，沿x轴方向位移， 解得： 从、1、时刻进入的粒子在电场中沿x轴方向的位移为零，粒子从O点进入磁场; 粒子穿过电场的时间，粒子离开交变电场时沿电场方向速度变化为零，从 O点进入的粒子均以的速度垂直于x轴进入匀强磁场中做匀速圆周运动。 由几何关系，轨迹与上边界相切，则 粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 解得： 粒子从、1、时刻进入的粒子沿x轴的运动位移最大。 粒子在电场中的加速度为 沿x轴的最大位移： 进入磁场后，轨迹恰与磁场MN边界相切处，y方向速度为0对粒子在y方向由动量定理，有： 由几何关系，从x轴上进入磁场的粒子在MN边界上的横坐标为 从x轴上进入磁场的粒子在MN边界上的横坐标为  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$