内容正文:
高三物理试卷
注意事项:
学生在答题前请认真阅读本注意事项
1.本卷包含选择题和非选择题两部分,学生答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效。全卷共16题,本次答题时间为75分钟,满分100分。
2.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
3.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题:共11题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 2025年6月26日,神舟二十号航天员顺利完成了空间站舱外设备巡检等任务。已知空间站在轨高度390km。则航天员( )
A. 调整姿态时,可以视为质点
B. 与空间站相对静止时,受到的合力为零
C. 与空间站一起运动时的速度大于第一宇宙速度
D. 与空间站一起运动的周期小于地球的自转周期
2. 如图所示,在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点,其电势分别为6V、2V、2V。下列图中箭头表示电场的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 固定在振动片上的金属丝以恒定的频率触动水面形成水波,当振动片在水面上移动时拍得一幅如图所示的照片,由照片可知( )
A. 振动片正向右移动
B. 水波波速逐渐变小
C. a处接收到的水波频率大于b处
D. a处接收到的水波频率小于b处
4. 图a、b是波长分别为的两束单色光经过同一实验装置得到的图样,则( )
A. a、b为干涉图样, B. a、b为干涉图样,
C. a、b为衍射图样, D. a、b为衍射图样,
5. 用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。已知电流从“+”接线柱流入电流表时指针向右偏转。在条形磁铁向下靠近线圈的过程中,电流表指针( )
A. 向左偏 B. 向右偏 C. 左右摆动 D. 静止不动
6. 根据安培分子电流假说,物质内部存在着一种环形电流。如图所示,电荷量为e的电子以角速度在纸面内绕原子核做逆时针的匀速圆周运动。则此等效环形电流的大小及其产生的磁场在圆心处的方向为( )
A. ,垂直纸面向外 B. ,垂直纸面向里
C. ,垂直纸面向外 D. ,垂直纸面向里
7. 如图所示,质量为m的乘客乘坐“苏州之眼”摩天轮,该摩天轮在竖直平面内以速率v做半径为R的匀速圆周运动。在乘客从最高点运动至最低点的过程中,乘客重力的( )
A. 冲量大小为 B. 冲量大小为
C. 功率不断增大 D. 功率保持不变
8. 图甲为高铁供电系统的线缆张力调节装置,其简化模型如图乙所示,匀质线缆两端通过轻质牵引绳绕过滑轮后各挂上质量为m的配重,静止时线缆两端切线与竖直方向的夹角均为,不计摩擦,则线缆的质量M为( )
A. B. C. D.
9. 一种模拟风力发电并网的实验装置如图所示。假设发电机转子以恒定角速度旋转,升、降变压器均为理想变压器,其原、副线圈的匝数分别为和。两变压器间输电线路电阻为R。下列说法正确的是( )
A. 仅增加用户数,用户端的电压增大
B. 仅增加角速度,R消耗的功率减小
C. 仅适当增加,用户端的电压增大
D. 仅适当增加,R消耗的功率不变
10. 如图所示,在足够长的粗糙水平面上,轻质弹簧一端固定,另一端连接小物块。将小物块向左推动压缩弹簧后由静止释放,其向右运动至最右端后又返回运动一段距离,停在水平面上。以释放位置为原点,向右为正方向,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则该过程中,小物块的位移x与时间t,加速度a与位移x的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题,共56分,其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位,
11. 小明同学采用1图所示电路图测量一粗细均匀电阻丝的电阻率。
(1)连接电路如2图所示,在闭合开关之前,不当之处出现在__________区域(选填“①”“②”“③”或“④”)。
(2)某次测量电阻丝直径的结果如3图所示,其读数__________mm。
(3)保持电阻丝长度不变,通过改变滑动变阻器滑片位置获得多组数据,绘制出电阻丝的图像如4图所示,根据图像求出其电阻值__________(保留两位小数)
(4)不考虑温度变化对电阻率的影响,小明同学采用此方案得到的电阻率与真实值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)小华同学对测量电路进行了改进,如5图所示,测得多组电阻丝长度L对应的电压U和电流I,作出图像如6图所示。小华同学认为利用此图像可以求电阻率,并能消除电流表内阻引起的系统误差。你是否同意他的观点_________?请说明理由_______________。
12. 如图所示,质量的冰壶,在运动员水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小,经过后撤去推力,冰壶在冰面上继续滑行。已知冰壶与冰面间的动摩擦因数始终为,重力加速度g取。求:
(1)运动员的推力大小F;
(2)撤去推力后冰壶在冰面上继续滑行的位移大小x。
13. 汽车轮胎内的气体可视为理想气体。长时间停于环境后,四轮胎压如图甲所示,行驶一段时间后,胎压如图乙所示,轮胎体积变化忽略不计。
(1)求图乙左前胎中气体的温度T;
(2)若胎压过高导致轮胎爆胎,爆胎过程时间极短,试判断胎内气体温度是升高还是降低?并说明理由。
14. 如图为我国首台紧凑型加速器质谱仪模型。离子源产生的负离子在串列加速器中先加速,经中部剥离器转为正离子后继续加速,最终通过加有匀强磁场的圆弧形磁分析系统来鉴别同量异位素,两侧加速管对称且加速电压相等,剥离前后离子动能的变化忽略不计。
(1)为使离子在加速器中加速,判断A、B两极板的电势高低;
(2)电荷量为e,初动能为的负离子,经剥离器左侧电压U加速后,被剥离为电荷量为e的正离子,求其进入磁分析系统时的动能;
(3)若质量相同的离子X、Y,电荷量之比为a:1,垂直M面进入磁分析系统的速度大小之比为b:1,已知磁场垂直纸面,离子X运动半径为且垂直N面射出,求两离子在N面上的射出点间距。
15. 如图甲所示,长度为l的轻杆一端固定质量为m的小球,另一端与质量同为m的木板中点O用光滑轻质铰链连接。足够长的木板置于光滑水平地面上,初始时轻杆竖直,系统静止。小球可视为质点,现给小球一轻微扰动使之下摆,重力加速度为g。
(1)若木板固定,求小球与木板碰撞前瞬间所受杆的作用力大小F;
(2)若木板不固定,求杆与竖直方向夹角时,木板速度的大小;
(3)如图乙所示,将木板固定,撤去铰链,使杆下端与木板直接接触,两者接触时不会发生相对滑动。求小球第一次落在木板上时,速度与水平方向夹角的正切值。
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高三物理试卷
注意事项:
学生在答题前请认真阅读本注意事项
1.本卷包含选择题和非选择题两部分,学生答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效。全卷共16题,本次答题时间为75分钟,满分100分。
2.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置答题一律无效。
3.如需作图,必须用2B铅笔绘、写清楚,线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题:共11题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 2025年6月26日,神舟二十号航天员顺利完成了空间站舱外设备巡检等任务。已知空间站在轨高度390km。则航天员( )
A. 调整姿态时,可以视为质点
B. 与空间站相对静止时,受到的合力为零
C. 与空间站一起运动时的速度大于第一宇宙速度
D. 与空间站一起运动的周期小于地球的自转周期
【答案】D
【解析】
【详解】A.航天员在调整姿态时,身体各部分的运动状态不同,形状和大小对姿态调整的研究不可忽略,不能看成质点,A错误;
B.航天员与空间站相对静止时,仍然绕地球做圆周运动,受到的合力不为零,B错误;
C.依题意,空间站在轨高度390km,其轨道半径大于地球半径,由得,知航天员与空间站一起运动时的速度小于第一宇宙速度,C错误;
D.地球的自转周期与地球同步卫星的周期相同,其轨道半径为,依题意可知,由得,知航天员与空间站一起运动的周期小于地球同步卫星的周期,即小于地球的自转周期,D正确。
故选D。
2. 如图所示,在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点,其电势分别为6V、2V、2V。下列图中箭头表示电场的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,B、C两点的电势相等,均为2V,因此连接B、C的直线是一条等势线;在匀强电场中,电场线与等势线垂直,A点电势为6V,高于B、C两点的电势为2V,电场线应由高电势A指向低电势BC连线。
故选A。
3. 固定在振动片上的金属丝以恒定的频率触动水面形成水波,当振动片在水面上移动时拍得一幅如图所示的照片,由照片可知( )
A. 振动片正向右移动
B. 水波波速逐渐变小
C. a处接收到的水波频率大于b处
D. a处接收到的水波频率小于b处
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图片可知,左边形成的波纹比较密,右边的稀疏,所以振动片是向左侧移动,水波的波速由传播介质决定,不变。故AB错误;
CD.因为水波的速度在各处是一样的,单位时间内在a处接收到的完整的波个数多于b处,所以a处接收到的振动频率大于b处接收到的振动频率,故C正确,D错误。
故选C。
4. 图a、b是波长分别为的两束单色光经过同一实验装置得到的图样,则( )
A. a、b为干涉图样, B. a、b为干涉图样,
C. a、b为衍射图样, D. a、b为衍射图样,
【答案】B
【解析】
【详解】从图像上可以看出条纹间距相等,所以应该是干涉图样,并且a的条纹间距小于b的条纹间距;根据波长越长,干涉条纹间距越宽,可知,b对应光的波长较长。
故选B。
5. 用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。已知电流从“+”接线柱流入电流表时指针向右偏转。在条形磁铁向下靠近线圈的过程中,电流表指针( )
A. 向左偏 B. 向右偏 C. 左右摆动 D. 静止不动
【答案】B
【解析】
【详解】 根据题意,条形磁铁的N极向下运动,穿过线圈的磁场方向向下,且磁通量在增加。 根据楞次定律,感应电流的磁场方向应与原磁场方向相反,即感应电流的磁场方向向上。 根据安培定则(右手螺旋定则),从上往下看,电流方向为逆时针。 因此,电流从电流表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出,所以电流表指针应向右偏转。
故选B。
6. 根据安培分子电流假说,物质内部存在着一种环形电流。如图所示,电荷量为e的电子以角速度在纸面内绕原子核做逆时针的匀速圆周运动。则此等效环形电流的大小及其产生的磁场在圆心处的方向为( )
A. ,垂直纸面向外 B. ,垂直纸面向里
C. ,垂直纸面向外 D. ,垂直纸面向里
【答案】B
【解析】
【详解】 电子绕原子核做匀速圆周运动,其运动周期为
根据电流的定义式 ,可知电子绕核运动形成的等效电流大小为
电流的方向规定为正电荷定向移动的方向,电子带负电,其运动方向为逆时针,所以等效电流的方向为顺时针。 根据安培定则,圆心处磁场的方向垂直纸面向里。
故选B。
7. 如图所示,质量为m的乘客乘坐“苏州之眼”摩天轮,该摩天轮在竖直平面内以速率v做半径为R的匀速圆周运动。在乘客从最高点运动至最低点的过程中,乘客重力的( )
A. 冲量大小为 B. 冲量大小为
C. 功率不断增大 D. 功率保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.是乘客动量的变化量大小,根据动量定理,它等于合外力的冲量,而不是重力的冲量,A错误;
B.根据,重力的冲量大小为,B正确;
C.重力的瞬时功率。在乘客从最高点运动至最低点的过程中,θ从90°减小到0再增大到90°,值先增大,后减小,所以重力的功率先增大后减小,C错误;
D.根据C选项的分析,重力的功率是变化的,D错误。
故选B。
8. 图甲为高铁供电系统的线缆张力调节装置,其简化模型如图乙所示,匀质线缆两端通过轻质牵引绳绕过滑轮后各挂上质量为m的配重,静止时线缆两端切线与竖直方向的夹角均为,不计摩擦,则线缆的质量M为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】 配重处于静止状态,牵引绳的拉力大小等于配重的重力,即 T = mg
根据题意,线缆两端切线与竖直方向的夹角均为θ,所以两端拉力T与竖直方向的夹角也为θ。 线缆处于静止状态,受力平衡,在竖直方向上2Tcosθ = Mg
解得M = 2mcosθ
故选B。
9. 一种模拟风力发电并网的实验装置如图所示。假设发电机转子以恒定角速度旋转,升、降变压器均为理想变压器,其原、副线圈的匝数分别为和。两变压器间输电线路电阻为R。下列说法正确的是( )
A. 仅增加用户数,用户端的电压增大
B. 仅增加角速度,R消耗的功率减小
C. 仅适当增加,用户端的电压增大
D. 仅适当增加,R消耗的功率不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.若增加用户数,相当于用户端的总电阻减小,电厂消耗的总功率增大,使得回路各部分中电流、、均增加,在输电线上满足,所以降压变压器的输入电压会减小,所以会同比例减小,故A错误;
B.发电机产生的感应电动势的有效值为,当角速度增加时,升压变压器的输入电压增加,所以用户端的输入电压会增大,使得回路中电流增加,R的消耗功率为,消耗的功率也会增大,故B错误;
C.适当增大时,会增大,则也会增大,根据,所以会增大,故C正确;
D.仅适当增大时,有公式
可知输送电流会减小,电阻R的功率减小,故D错误。
故选C。
10. 如图所示,在足够长的粗糙水平面上,轻质弹簧一端固定,另一端连接小物块。将小物块向左推动压缩弹簧后由静止释放,其向右运动至最右端后又返回运动一段距离,停在水平面上。以释放位置为原点,向右为正方向,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则该过程中,小物块的位移x与时间t,加速度a与位移x的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据图像的斜率表示物体的速度,结合题意可知,小物块由静止释放,因此时图像的斜率应为零,小物块的速度变化应符合“先增大后减小,再增大再减小”的规律,因此图像应是“先陡后缓,再陡再缓”的曲线,类似阻尼振荡,且由于摩擦力的原因,小物块最后只能静止在释放点的右边,而不是静止在释放点或释放点的左端,位移始终为正值,故AB错误;
CD.设弹簧的劲度系数为k,物块的质量为m,物块与水平面间的动摩擦因数为μ。以释放位置为原点O,向右为正方向。设弹簧在O点时(即释放时)的压缩量为,向右运动时,根据牛顿第二定律可得
解得
可见图像是一条倾斜的不过原点的直线(斜率为负);同理向左运动时,根据牛顿第二定律可得
可见图像也是一条倾斜的不过原点的直线(斜率为负),且两条线斜率相同,整个运动过程中,加速度在处由于摩擦力方向的突变,其变化是不连续的,故C正确,D错误。
故选C。
二、非选择题:共5题,共56分,其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位,
11. 小明同学采用1图所示电路图测量一粗细均匀电阻丝的电阻率。
(1)连接电路如2图所示,在闭合开关之前,不当之处出现在__________区域(选填“①”“②”“③”或“④”)。
(2)某次测量电阻丝直径的结果如3图所示,其读数__________mm。
(3)保持电阻丝长度不变,通过改变滑动变阻器滑片位置获得多组数据,绘制出电阻丝的图像如4图所示,根据图像求出其电阻值__________(保留两位小数)
(4)不考虑温度变化对电阻率的影响,小明同学采用此方案得到的电阻率与真实值相比__________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)小华同学对测量电路进行了改进,如5图所示,测得多组电阻丝长度L对应的电压U和电流I,作出图像如6图所示。小华同学认为利用此图像可以求电阻率,并能消除电流表内阻引起的系统误差。你是否同意他的观点_________?请说明理由_______________。
【答案】(1)④ (2)0.509##0.510##0.511
(3)5.48 (4)偏小
(5) ①. 同意 ②. 见解析
【解析】
【小问1详解】
在闭合开关之前,滑动变阻器的滑片应调节到最左端,使测量电路的电压从零开始变化。
【小问2详解】
固定刻度部分读数为,活动部分读数
总测量结果为
【小问3详解】
根据,图像的斜率代表电阻的大小,
【小问4详解】
根据电阻定律,可得
电阻的测量用的是电流表外接电路,电阻的测量值小于真实值,从而导致电阻率的测量值也小于真实值。
【小问5详解】
[1][2] 在电流表内接法中,电压表测的是与电流表内阻的总电压,即
根据电阻定律,
可得
图像为一条直线,斜率
电阻率,可看出测量结果已排除了电表内阻的影响。
12. 如图所示,质量的冰壶,在运动员水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小,经过后撤去推力,冰壶在冰面上继续滑行。已知冰壶与冰面间的动摩擦因数始终为,重力加速度g取。求:
(1)运动员的推力大小F;
(2)撤去推力后冰壶在冰面上继续滑行的位移大小x。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由牛顿第二定律有
代入数据解得
【小问2详解】
根据题意,由运动学公式可得,时,冰壶的速度为
撤去推力后,由牛顿第二定律有
解得
由运动学公式有
解得
13. 汽车轮胎内的气体可视为理想气体。长时间停于环境后,四轮胎压如图甲所示,行驶一段时间后,胎压如图乙所示,轮胎体积变化忽略不计。
(1)求图乙左前胎中气体的温度T;
(2)若胎压过高导致轮胎爆胎,爆胎过程时间极短,试判断胎内气体温度是升高还是降低?并说明理由。
【答案】(1)312K
(2)温度降低。
爆胎过程时间极短,气体与外界无热交换,气体膨胀对外做功W<0,根据热力学第一定律,可知内能减小,温度降低。
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,汽车左前轮胎内气体的初状态
末状态
轮胎内气体做等容变化。由查理定律得
可得汽车左前轮胎内气体的温度
【小问2详解】
温度降低。爆胎过程时间极短,气体与外界无热交换,气体膨胀对外做功W<0
根据热力学第一定律
可知内能减小,温度降低。
14. 如图为我国首台紧凑型加速器质谱仪模型。离子源产生的负离子在串列加速器中先加速,经中部剥离器转为正离子后继续加速,最终通过加有匀强磁场的圆弧形磁分析系统来鉴别同量异位素,两侧加速管对称且加速电压相等,剥离前后离子动能的变化忽略不计。
(1)为使离子在加速器中加速,判断A、B两极板的电势高低;
(2)电荷量为e,初动能为的负离子,经剥离器左侧电压U加速后,被剥离为电荷量为e的正离子,求其进入磁分析系统时的动能;
(3)若质量相同的离子X、Y,电荷量之比为a:1,垂直M面进入磁分析系统的速度大小之比为b:1,已知磁场垂直纸面,离子X运动半径为且垂直N面射出,求两离子在N面上的射出点间距。
【答案】(1)B板电势高于A板电势
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,剥离器之前的加速器加速负离子,剥离器之后的加速器加速正离子,则板带正电,即B板电势高于A板电势。
【小问2详解】
根据题意,由动能定理有
解得
【小问3详解】
根据题意可知,离子进入磁分析系统,洛伦兹力提供向心力有
解得
则有
运动轨迹如图所示
由几何关系有
解得
15. 如图甲所示,长度为l的轻杆一端固定质量为m的小球,另一端与质量同为m的木板中点O用光滑轻质铰链连接。足够长的木板置于光滑水平地面上,初始时轻杆竖直,系统静止。小球可视为质点,现给小球一轻微扰动使之下摆,重力加速度为g。
(1)若木板固定,求小球与木板碰撞前瞬间所受杆的作用力大小F;
(2)若木板不固定,求杆与竖直方向夹角时,木板速度的大小;
(3)如图乙所示,将木板固定,撤去铰链,使杆下端与木板直接接触,两者接触时不会发生相对滑动。求小球第一次落在木板上时,速度与水平方向夹角的正切值。
【答案】(1)2mg (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
若木板固定,则小球绕铰链转动,到达地面时,由机械能守恒定律
此时杆对球的作用力
【小问2详解】
设木板对地速度为v1,小球速度对地为v2,由水平方向动量守恒
小球相对O点的运动是圆周运动,则水平方向相对O点的速度为
设竖直方向相对O点的速度为vy,也是对地速度
由矢量关系解得:
则
由能量关系
解得木板速度的大小
【小问3详解】
设当杆转过角时杆的弹力变为零,则
解得
以后球做斜下抛运动,则落地时水平速度
竖直速度
速度与水平方向夹角的正切值
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