安徽省临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）2025-2026学年高三上学期2月期末物理试题

高三物理 (75分钟　100分) 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，只有一项是符合题目要求的。 1.镭的所有同位素都具有强烈的放射性，其中最稳定的同位素为镭226，其核电荷数为88，半衰期约为1600年，会衰变成氡222。当镭衰变时，会产生电离辐射，使得荧光物质发光。关于镭226的衰变，下列说法正确的是 A.镭226的衰变方程为RaRnHe B.镭226在高温时的衰变速度比在低温时的衰变速度更快 C.镭226的中子数比其质子数大50 D.镭226衰变放出的射线能穿透1 cm厚的纸板 2.如图所示，环球飞车是一种让观众心跳狂飙的表演，在直径只有6.5米的圆形铁球内，摩托车以每小时80公里的速度完成交叉穿越、90°飞行、360°旋转等高难度动作，视觉效果震撼。已知圆形铁球的半径为R，若某辆摩托车(可以视为质点)在距离圆形铁球最低位置高度的水平面内做匀速圆周运动，不计车轮与圆形铁球之间的摩擦力，重力加速度为g，则摩托车的速度大小为 A. B. C. D. 3.如图1所示，某同学做了一个小游戏。先在鱼缸中放入鱼模型，然后倒入透明液体，通过液面上方的空心管道看到鱼缸左侧拐角B处的鱼模型(空心管道、鱼模型在同一竖直平面内且该平面与鱼缸前表面平行)，然后固定管道后沿管道用筷子当做小梭镖叉鱼，结果发现筷子击中了鱼缸侧壁A处，如图2。测得OP=PA=10 cm，PB=10 cm。若筷子在液体中的运动可视为直线运动，鱼模型可视为质点，则液体的折射率为 A. B. C.1.5 D. 4.2024年2月3日11时06分，我国太原卫星发射中心在广东阳江附近海域使用捷龙三号运载火箭，成功将DRO-L星、智星二号A星、东方慧眼高分01星等9颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。小明同学查找相关资料，得到了这9颗卫星轨道半径和周期的数据，若这9颗卫星绕地球的运动都可以近似视为匀速圆周运动，为得到周期T和轨道半径r的线性图像，他打算以T2为纵轴，以r3为横轴建立直角坐标系，则图线的斜率代表的物理量为(地球质量为M，引力常量为G) A. B. C. D. 5.图甲是一风电场，风电机组与蓝天白云相映成景，美如画卷。图乙为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆连接的永磁体转动，磁体下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速下，电压传感器的示数u随时间t的变化规律(正弦曲线)如图丙所示，则 A.永磁体的转速为5 r/s B.交流电压的表达式为u=12cos 5πt(V) C.t=0.2 s时，穿过磁体下方线圈的磁通量最大 D.若将该交流电压直接加在击穿电压为11 V的电容器上，电容器不会被击穿 6.为研究波在绳上传播的规律，甲、乙两同学各握住一条轻质弹性绳的两端P、Q使绳子呈水平状态，0时刻起在竖直面内同时上下抖动P、Q两端，一段时间后产生的a、b两列波形如图所示，则 A.P、Q两端起振的方向相反 B.a、b两列波的波速大小之比为1∶1 C.a、b两列波的波长之比为1∶2 D.P、Q两端振动的频率之比为1∶1 7.一定量的理想气体从状态a(p0，V0，T0)经热力学过程a➝b、b➝c、c➝a后又回到状态a，如图。下列说法正确的是 A.a➝b过程中，气体内能的增加量大于从外界吸收的热量 B.c➝a过程中，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数不变 C.b➝c过程中，气体内能减小 D.c➝a过程中，外界对气体做的功为p0V0 8.“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒能接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星到太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c。则下列选项错误的是 A.硬X射线中每个波长为λ的光子的能量E=h B.t时间内太阳辐射的波长为λ的光子数n= C.t时间内太阳辐射的硬X射线的光子的总能量E'= D.太阳辐射硬X射线的总功率P= 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，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.下列四幅图都来自教材，对图的理解正确的是 A.卢瑟福通过分析甲图中的α粒子散射实验结果，提出了原子核是由质子和中子组成的 B.乙图为布朗运动实验，图中显示的是花粉颗粒的运动轨迹 C.丙图表示磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中①是α射线，②是γ射线，③是β射线 D.丁图是模拟气体压强产生机理的实验 10.如图甲所示，三维直角坐标系Oxyz所在的空间中，有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小E1=。一带正电的粒子以大小为v0的初速度，沿xOy平面从x轴上的P点(L，0，0)进入匀强电场，初速度方向与x轴负方向的夹角α=53°。当粒子运动Δt=时间到达Q点(未画出)时，匀强电场的方向突然变为沿z轴方向，若以此刻为计时起点，且电场强度E2随时间t的变化关系如图乙所示(沿z轴正方向为正值)，电场改变方向的同时加一沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小B=。已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，粒子的重力忽略不计，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6。则 A.Q点的坐标为(-，-，0) B.带电粒子到达Q点时的速度大小为v0 C.当t=时带电粒子的位置坐标为(，，L) D.电场变化后粒子的运动可以看成xOy平面内的匀速圆周运动与z轴方向的匀变速直线运动合成的螺旋形运动 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11.(6分)用压强传感器研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接； ②移动活塞，记录注射器上表示气体体积的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强p； ③用p-图像处理实验数据，画出图线。 (1)关于该实验的操作，下列说法正确的是　　　　。(填选项前的字母)  A.用手握注射器缓慢推拉柱塞 B.柱塞上可以不用涂润滑油 C.不需要测出注射器内封闭气体的质量 D.改变体积后要快速记录压强数据 (2)某次实验中，表格内第2次~第8次数据没有点击记录，但其他操作规范。根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的数据p7，其最接近的值为　　　　。(填选项前的字母)  次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强p/kPa 100.1 p7 179.9 体积V/cm3 18 17 16 15 14 13 12 11 10 A.116.5 B.128.6 C.149.9 D.168.7 (3)若软管体积可忽略。某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和对应的体积V的值后，以p为纵轴，以为横轴，画出p-图像如图2所示，则图像向上弯曲的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　。(写出一条即可)  图2 12.(10分)物理兴趣小组利用图1所示的电路测量电池的电动势(约1.5 V)和内阻。可选择的电表有电流表甲(量程为1 mA，内阻r1=90 Ω)， 图1 电流表乙(量程为300 mA，内阻r2=0.3 Ω)，电压表(量程为6 V，内阻待测)。 (1)首先利用多用电表估测电压表的内阻。把多用电表选择开关旋转到欧姆“×10”挡位置，欧姆调零后，将多用电表的　　　　(选填“红”或“黑”)表笔与电压表的“+”接线柱接触，另一表笔与电压表的“-”接线柱接触，观察到多用电表的指针指在欧姆刻度大约200处(中值刻度为15)，为减小测量误差，则应该把选择开关旋转到欧姆　　　　(选填“×1”“×100”或“×1 k”)挡位置，测量出电压表内阻。  (2)选择正确的电表、可变电阻，以笔画线代替导线，根据图1实验电路完成图2中的电路连接。 图2 图3 (3)正确操作后，利用测得的数据得到如图3所示的图像(横轴物理量的单位为对应物理量的国际单位)，可知该电池的电动势为　　　　V，内阻为　　　　Ω。(均保留到小数点后两位)  13.(10分)空气炸锅是一种新型的烹饪工具，简化模型图如图。空气炸锅中气密性良好的内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知内胆内气体初始压强p0=1.0×105 Pa，温度T0=300 K，现启动加热模式使气体温度升高。 (1)求内胆内气体的压强达到p=1.5×105 Pa时的温度。 (2)若加热过程中密闭气体吸收的热量Q=9.0×103 J，求气体内能的变化量。 14.(14分)M和N两个物块静置在水平地面上，物块M的质量m1=2 kg，物块N的质量m2=1 kg，M、N与地面间的动摩擦因数均为μ=0.5。现对物块M施加一个水平外力F，使物块M由静止开始运动，经过1.2 s物块M刚好运动到物块N处，以v0=6 m/s的速度与物块N发生弹性碰撞，物块M与物块N碰前瞬间撤掉外力F。已知M、N碰撞时间极短，M、N两物块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力忽略不计。 (1)求水平外力F的大小。 (2)求碰撞后瞬间物块M、N的速度大小。 (3)若在物块N的正前方放置一个弹性挡板，物块与挡板碰撞时没有机械能损失，要保证M和N两物块能发生第二次碰撞，弹性挡板与物块N之间的距离L要满足什么条件? 15.(18分)磁悬浮列车是通过周期性变换磁极来推动车辆前行的，具体工作原理可用图甲来说明，列车悬浮在轨道上，在列车底端固定了矩形金属框，它可随列车平移，金属框与轨道平行的一边长为d，两轨道间区域内存在垂直于金属框平面的磁场，其磁感应强度随到前后不同磁场的分界线的距离大小而按图乙所呈现的正弦规律变化，其中磁感应强度的最大值为B0。磁场以速度v1向右匀速移动，列车以速度v2向右匀速行驶，且v1>v2，由于金属框会产生感应电流，金属框受到的安培力即为列车行驶的驱动力。设金属框的电阻为R，轨道宽为l。 甲　　　　　　　　　　　　　　　　　 乙 (1)求一个矩形金属框受到的安培力的最大值。 (2)若t=0时刻金属框左右两边恰好和磁场两边界重合，写出金属框中感应电流随时间变化的表达式。 (3)列车匀速行驶距离s(s足够大)的过程中，一个矩形金属框中产生的热量。 参考答案 1.C 【解析】镭的衰变方程为RaRnHe，镭衰变产生的α射线(氦粒子流)的穿透能力较弱，不能穿透1 cm厚的纸板，A、D项错误；镭226的半衰期与温度无关，所以在高温时的衰变速度与在低温时的衰变速度一样，B项错误；镭226的质量数为226，核电荷数(质子数)为88，镭226的中子数=质量数-核电荷数=138，即镭226的中子数比其质子数大50，C项正确。 2.C 【解析】 根据题述可知，摩托车做圆周运动的轨迹半径r=Rcos 30°=R，如图所示。摩托车所受的合力提供向心力，有=m，解得v=，C项正确。 3.B 【解析】 在图2中画出光路图，标出折射角α和入射角β，如图所示。由光路图可知折射角的正弦值sin α=，由几何知识可知，入射角的正弦值sin β=。由折射定律可得液体的折射率n==，B项正确。 4.D 【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有G=mr()2，整理得T2=r3，故斜率k=，D项正确。 5.C 【解析】根据图丙可知，交流电压的周期T=0.4 s，则可知磁体的转速n== r/s=2.5 r/s，A项错误；通过图丙可知电压的最大值为12 V，根据周期与角速度之间的关系可得ω== rad/s=5π rad/s，则交流电压的表达式为u=12sin 5πt(V)，B项错误；t=0.2 s时，电压的瞬时值为0，此时穿过磁体下方线圈的磁通量最大，故C项正确；电容器是否会被击穿应参考交流电压的最大值，因此将该交流电压直接加在击穿电压为11 V的电容器上，电容器会被击穿，D项错误。 6.B 【解析】P端产生的波向右传播，Q端产生的波向左传播，根据“同侧法”可知，P、Q两端起振的方向均向上，即P、Q两端起振的方向相同，A项错误；机械波在同种介质中传播时的速度相同，则可知a、b两列波的波速大小之比为1∶1，B项正确；根据波形图可知，相同时间内a波形成了1个完整的波形，b波形成了2个完整的波形，则可知两列波的波长之比为2∶1，C项错误；根据v=λf可知P、Q两端振动的频率之比为1∶2，D项错误。 7.D 【解析】a➝b过程中，气体温度升高，内能增加，气体发生等容变化，外界对气体不做功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，气体内能的增加量等于从外界吸收的热量，A项错误；c➝a过程中，气体发生等压变化，气体温度降低，气体分子平均动能减小，又气体压强不变，则单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数增多，B项错误；b➝c过程中，气体发生等温变化，气体温度不变，可知气体的内能不变，C项错误；c➝a过程中，气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律有=，可得Vc=2Va=2V0，外界对气体做的功W=p0(Vc-Va)=p0V0，D项正确。 8.D 【解析】硬X射线中每个波长为λ的光子的能量E=hν=h，A项正确；太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意有=，解得n=，B项正确；t时间内太阳辐射的硬X射线的光子的总能量E'=nh=，C项正确；太阳辐射硬X射线的总功率P==，D项错误。 9.CD 【解析】卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A项错误；乙图为布朗运动实验，图中显示的是花粉颗粒在不同时刻的位置，不是运动轨迹，B项错误；根据左手定则可得，丙图中①是α射线，③是β射线，γ射线不偏转，因此②是γ射线，C项正确；图丁是模拟气体压强产生机理的实验，D项正确。 10.AC 【解析】 对带电粒子，根据牛顿第二定律得qE1=ma。粒子在xOy平面内的运动为类斜抛运动，如图所示，设粒子到达Q点时的速度大小为v，与x轴负方向的夹角为θ，根据运动的合成与分解有x=-v0cos α·Δt+L=-，y=-v0sin α·Δt+a(Δt)2=-，故Q点的坐标为(-，-，0)，A项正确。根据运动的合成与分解知vx=-v0cos α=-v0，vy=-v0sin α+aΔt=v0，带电粒子到达Q点时的速度大小v==v0，B项错误。tan θ==1，可知速度方向跟x轴负方向的夹角为45°，带电粒子到达Q点时的速度方向与OQ连线垂直，电场变化后粒子的运动可以看成xOy平面内的匀速圆周运动与z轴方向的变速直线运动的合运动，D项错误。由洛伦兹力提供向心力得qvB=m，解得R=L=OQ，即O点为圆心位置。设粒子运动的周期为T，则有T==，由于t==T+T，可知该时刻粒子位置的x、y坐标值均为；在z轴方向，设加速度大小为az，根据牛顿第二定律得qE2=maz，该方向的坐标值z=az()2·2+az··=，可得z=L，则当t=时带电粒子的位置坐标为(，，L)，C项正确。 11.(1)C　(2分) (2)C　(2分) (3)实验过程中气体温度升高　(2分) 【解析】(1)为了使柱塞在移动的过程中，注射器内的气体尽可能发生等温变化，应缓慢推拉柱塞，且不能用手握注射器推拉柱塞，A项错误；为了使柱塞与注射器之间的封闭气体质量不变，应在柱塞上涂上润滑油，B项错误；不需要测出注射器内封闭气体的质量，C项正确；每次推拉柱塞改变气体体积后，要待气体稳定后再记录压强数据，D项错误。 (2)由玻意耳定律知，一定质量的气体，其压强与体积成反比。根据第1次或第9次实验数据，以及第7次实验数据，由公式p1V1=p7V7，解得p7≈150 kPa，C项正确。 (3)图2中的图像向上弯曲，即气体的压强与体积的乘积变大，由理想气体状态方程pV=CT知，其可能的原因是气体的温度升高。 12.(1)黑　(2分)　×100　(2分) (2)如图所示　(2分) (3)1.48　(2分)　0.78　(2分) 【解析】(1)利用多用电表欧姆挡测量电压表内阻，由于多用电表内部电池的正极与黑表笔连接，所以将多用电表的黑表笔与电压表的“+”接线柱接触，红表笔与电压表的“-”接线柱接触。观察到多用电表的指针指在欧姆刻度大约200处，说明电压表内阻约为2000 Ω，为减小测量误差，则应该把选择开关旋转到欧姆“×100”挡位置。 (2)由于电池的电动势E约为1.5 V，电压表的量程太大，不适合测量电压，则只能选用电流表和电阻箱测量电池的电动势和内阻。若选电流表甲，则电路最小总电阻Rmin=≈=1500 Ω，显然，电阻箱无法满足要求；若选电流表乙，则电路最小总电阻Rmin'=≈=5 Ω，电阻箱可满足实验要求。所以电表应选电流表乙，用笔画线代替导线完成实物图连线，如图所示。 (3)由闭合电路欧姆定律得E=I(R+r2+r)，整理得R=E-(r2+r)，可知，图像的斜率等于电池电动势E，即E= V≈1.48 V。图像的纵截距为-(r2+r)=-1.08 Ω，解得电池的内阻r=0.78 Ω。 13.解：(1)根据题意可知，气体体积不变，气体发生等容变化，根据查理定律可得 =　(2分) 解得T=450 K。　(3分) (2)根据热力学第一定律有ΔU=W+Q　(2分) 由于气体的体积不变，故W=0，又因Q=9.0×103 J　(1分) 解得ΔU=9.0×103 J。　(2分) 14.解：(1)由运动学公式有v0=at　(1分) 可得M碰撞前的加速度大小a=5 m/s2　(1分) M在水平地面上运动，由牛顿第二定律有F-μm1g=m1a　(1分) 解得F=20 N。　(1分) (2)M、N发生弹性碰撞，设碰后M的速度为v1，N的速度为v2 由动量守恒定律有m1v0=m1v1+m2v2　(2分) 由机械能守恒定律有m1=m1+m2　(2分) 联立解得v1=2 m/s，v2=8 m/s。　(1分) (3)M、N发生弹性碰撞后，设M运动s1后静止，N运动s2后静止 对M运用动能定理有-μm1gs1=0-m1　(1分) 对N运用动能定理有-μm2gs2=0-m2　(1分) M和N能发生第二次碰撞的条件是s1+s2>2L　(1分) 解得L<3.4 m　(1分) 即要保证M和N能发生第二次碰撞，弹性挡板与物块N间的距离L要小于3.4 m。　(1分) 15.解：(1)由题意可知，矩形金属框MN边和M'N'边相对磁场的速度大小为v1-v2　(1分) 矩形金属框产生的最大感应电动势Em=2B0l(v1-v2) 　(2分) 矩形金属框中的最大感应电流Im==　(1分) 矩形金属框受到的最大安培力Fm=2B0Iml=。　(2分) (2)由题意可知MN所处磁场的磁感应强度大小B=B0sin ωt　(1分) MN所处磁场的变化周期T=　(1分) 磁感应强度变化角频率ω==　(1分) 感应电流的瞬时值i==sin ωt=Imsin ωt　(1分) 所以i=sint。　(2分) (3)矩形金属框中感应电流为正弦式交变电流，其有效值I=Im　(1分) 列车匀速行驶s距离经历的时间t=　(1分) 矩形金属框产生的热量Q=I2Rt　(2分) 解得Q=。　(2分) ( 第 13 页 共 14 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $