内容正文:
高三物理
GS01
班级__________ 姓名__________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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。
1.2025年11月,中国科学院上海应用物理研究所牵头建成的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆,首次实现钍铀核燃料转换,该成果入选2025年度“中国科学十大进展”。钍铀转换的核心过程是:天然钍-232()在反应堆中吸收一个中子后,经过一系列核反应,最终转化为可裂变的铀-233(),其中的一个反应过程是,表示镤元素的某种同位素,则该镤同位素的质量数A和电荷数Z分别为
A.233、91 B.233、92 C.232、91 D.234、90
2.干涉实验装置如图甲所示,用红色的激光可以照出如图乙所示的干涉条纹。已知双缝之间的距离为d,双缝到光屏的距离为L,图乙中已经测出,则该红色激光的波长为
A. B. C. D.
3.如图甲所示为生活中常用来搬运重物的小车,图乙为其简化结构图。挡板P与挡板Q垂直固定,紧靠两挡板放置一个表面光滑、质量为m的匀质圆柱形物体。当工人在水平面上匀速推小车时,挡板Q与水平方向的夹角。重力加速度大小为g,则圆柱形物体对挡板P和挡板Q的作用力大小分别为
A.、 B.、 C.、 D.、
4.如图所示是一台交流发电机的示意图,矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。已知线圈匝数,磁感应强度,线圈面积,转动角速度。图示位置线圈平面与磁场方向平行。下列说法正确的是
A.该发电机产生的交流电频率为50 Hz
B.线圈转到图示位置时,感应电动势的瞬时值为0
C.线圈从图示位置转过90°的过程中,感应电动势的平均值为
D.仅将线圈转速减半,感应电动势的最大值变为25π V
5.2026年2月,国际天文学家团队利用TESS和HARPS-N确认了一颗新的系外行星TOI-5734b,它绕其母恒星的运动可视为匀速圆周运动。已知TOI-5734b的轨道半径约为日地距离的,其母恒星质量约为太阳质量的,地球绕太阳公转周期约为365天,则TOI-5734b绕其母恒星的运动周期约为
A.2天 B.6天 C.18天 D.54天
6.一质量为m的物体自倾角为θ的固定粗糙斜面顶端由静止滑下,滑至斜面底端时动能为。若该物体以初动能从斜面底端沿斜面向上滑动,到达斜面顶端时动能刚好减为零,则物体与斜面间的动摩擦因数为
A. B. C. D.
7.如图所示,有四个相同的正方形绝缘薄板1、2、3和4,每个薄板均匀分布正电荷且电荷面密度相同。单独将板1放置,在其正方形顶角正上方h处的O点的电场强度大小为;将四个薄板拼成一个大正方形,在大正方形中心正上方h处的O点的电场强度大小为;拼接为大正方形后移除板3和板4,此时O点的电场强度大小为;拼接为大正方形后移除板2和板4,此时O点的电场强度大小为。已知四个薄板的电荷分布始终保持不变,则、、、的大小关系正确的是
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.水平地面上固定有一倾角为θ的足够长的斜面,小球从斜面上一点以不同的水平初速度v抛出,之后落回斜面。用表示小球落到斜面上的速度大小,s表示小球在斜面上的位移大小,则下列图像可能正确的是
A. B. C. D.
9.在同一均匀介质中,波源和分别位于和处,两波源产生的简谐横波分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。两列波的周期均为,振幅均为。时刻的波形图如图所示,此时平衡位置在和处的质点刚开始振动。下列说法正确的是
A.时刻的质点振动方向向上
B.两列简谐波的波速大小均为4 m/s
C.两列波叠加后,处为振动减弱点
D.在0~1.5 s时间内,处的质点运动的路程为24 cm
10.如图所示,水平放置的光滑固定金属导轨,左、右两侧分别接有定值电阻,阻值均为。两虚线间存在垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B。某时刻导体棒AB以水平向右的初速度从磁场左边界进入磁场,到达磁场右边界时速度为。已知导轨的宽度为L,导体棒的长度为L、质量为m、电阻为,不计导轨的电阻,导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是
A.通过左侧电阻的电流方向为从a到b
B.导体棒刚进入磁场时的加速度大小为
C.整个过程中左侧电阻产生的焦耳热为
D.整个过程中通过左侧电阻的电荷量为
三、非选择题:本题共5题,共54分。
11.(8分)夏天,一辆停在室外的汽车经过暴晒后,车内温度可达70℃。小明发现车内一瓶密封的空矿泉水瓶瓶身变得很硬。他猜想这是因为瓶内气体温度升高导致压强增大。为了验证这一猜想,小明设计了如图甲所示的实验装置进行探究。
实验时将一个空矿泉水瓶(容积)用橡胶塞密封,放置在控温室内。压强传感器通过探针插入瓶内,温度传感器放置在控温室内。通过加热器缓慢改变控温室温度,记录不同温度下的压强,通过计算机以温度为横坐标、压强为纵坐标,绘制p-t图像。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。(单选)
A.为缩短实验时间,可在加热达到设定温度后立即读取压强数据
B.每次改变温度后,应等待一段时间使瓶内气体温度与控温室温度一致后再记录数据
C.为使实验现象更明显,应在瓶中尽量多装水,减少气体体积
(2)小明在实验中获得了如下数据:
温度t/℃
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
压强p/)
1.013
1.048
1.083
1.118
1.153
1.188
①请在图乙坐标系中描点并画出p-t图像。
②根据图像求出该直线的斜率k=________ Pa/℃(保留到整数);实际上,当瓶内气体温度升高时,矿泉水瓶会发生微小的热膨胀,因此根据实验数据计算出的直线斜率会比不考虑热膨胀得到的斜率________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
12.(8分)发光二极管(LED)是一种半导体电学元件,具有单向导电性。与普通小灯泡不同,LED在正向电压较小时几乎不导通,电流接近于零;只有当正向电压达到某一特定值后,电流才会显著增大,LED开始发光,这一特定电压值称为导通阈值电压。某实验小组要研究一种白色发光二极管(LED)的伏安特性。该LED的额定电流为30 mA,正常发光时正向电压约为3.0 V。实验室提供如下器材:
A.电源E(电动势4.5 V,内阻不计)
B.电流表(量程0~10 mA,内阻约10 Ω)
C.电流表(量程0~50 mA,内阻约5 Ω)
D.电压表V(量程0~6 V,内阻约3 kΩ)
E.滑动变阻器(最大阻值10 Ω,额定电流1 A)
F.滑动变阻器(最大阻值200 Ω,额定电流0.5 A)
G.开关S、导线若干
(1)为了完成实验且尽可能减小实验误差,电流表应选用________,滑动变阻器应选用________。(填器材前的字母)
(2)根据所选的器材,某同学设计了如图甲实验电路,请根据设计电路在实物图乙中用笔画线代替导线完成实物连接。
(3)实验测得该LED的U-I数据如下表:
U/V
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
2.9
3.0
3.1
3.2
I/mA
0
0
0
0
0.02
0.10
0.50
2.0
6.0
10.0
15.0
22.0
30.0
根据表中数据,该同学在如图丙所示的坐标纸中描点并画出了该LED的I-U曲线,回答以下问题:
①当电压为2.8 V时,LED的电阻为________ Ω(保留到整数)。
②该LED开始发光后的电阻随电压的增大而________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)将本实验中的LED直接接在电动势、内阻的电源两端,请根据LED伏安特性曲线,计算此时LED消耗的实际功率为________ W。
13.(8分)在智能港口自动化作业区,一辆载货AGV(自动导引车)与一辆空载AGV在同一平直轨道上同向行驶,载货AGV在前,空载AGV在后。载货AGV的速度大小,空载AGV的速度大小。当两车相距时,载货AGV因即将到达卸货点开始匀减速刹车,加速度大小。从刹车时开始计时,两车均可视为质点。求:
(1)两车相遇之前,两者在运动方向上的最大距离。
(2)从载货AGV开始减速到两车相遇所用时间t。
14.(14分)如图所示为空间站实验舱搭载的粒子筛选探测实验装置示意图,利用磁场偏转系统对入射的带电粒子进行能量选择和方向控制,以分析宇宙射线成分。矩形ABEF区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知),AF长度为,AB长度为L;探测舱区域为正方形ABCD所在区域,该区域(包含边界)存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为(未知);粒子收集器把收集到的粒子无初速度地送入加速电场,经加速电压U加速后,从磁场偏转区AF边中点垂直边界进入磁场偏转区,粒子自AB边中点进入探测舱区域。调节的大小,使粒子从AD边离开探测舱区域。已知粒子的比荷为k,进入磁场偏转区时速度大小为,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子重力和空气阻力。求:
(1)加速电压U。
(2)磁场偏转区的磁感应强度的大小。
(3)探测舱区域内磁感应强度的大小范围。
15.(16分)如图为某“超级滑道”装置的滑道示意图。该装置用于模拟小球在斜坡滚下后的碰撞情景。倾角为α=37°的斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水平滑道的高度,端点C距地面高度。小球甲的质量,在斜滑道AB上运动时受到的阻力与所受滑道弹力成正比,比例系数;在水平滑道BC上运动时受到的阻力与运动速度成正比,比例系数为k(未知),阻力方向始终与运动方向相反。小球甲从滑道起点A无初速度滑下,运动到水平滑道末端C点时的速度大小为6 m/s,此时小球甲与在水平滑道末端静止的另一质量为3m的小球乙发生弹性正碰,小球甲反弹沿水平滑道运动后停下,小球乙从水平滑道C端飞出,落到地面上。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度,不考虑小球乙运动时的空气阻力,忽略倾斜滑道与水平滑道连接的长度和该段的能量损失。求:
(1)小球甲到达B点时的速度大小。
(2)小球乙从C点飞出到落地时的水平位移大小。
(3)水平滑道BC的长度d。
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高三物理参考答案及解析
GS01
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
A
D
B
B
C
AD
BD
BC
11.(1)B(2分) (2)①如图所示(2分)
②350(345~355都算对)(2分) 偏小(2分)
12.(1)C(1分) E(1分) (2)如图所示(2分)
(3)①467(1分) ②减小(1分) (4)0.029(2分)
13.(1)18 m (2)9 s
【解析】(1)当两车速度相等时,两者距离最大。设经过时间两者速度相等,则有
1分
解得
在时间内,载货AGV的位移为 1分
空载AGV的位移为 1分
则最大距离为 1分
(2)设载货AGV从开始减速到停止所用时间为,则有
解得 1分
此过程中,载货AGV的位移为
空载AGV的位移为 1分
此时有
说明空载AGV尚未追上载货AGV。设再经过时间追上,则有
解得 1分
所以从开始减速到两车相遇的总时间为 1分
14.(1) (2) (3)
【解析】(1)粒子在加速电场中由静止加速,根据动能定理有: 2分
其中比荷,代入得: 1分
(2)粒子在磁场偏转区做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力: 1分
即
由几何关系: 1分
解得:
代入的表达式,解得: 1分
(3)设粒子进入探测舱区域时速度方向与水平方向的夹角为,由几何关系:,所以。
设粒子在探测舱区域内做圆周运动的半径为R,洛伦兹力提供向心力: 1分
即 1分
若粒子轨迹恰好与CD边相切,由几何关系可知, 1分
解得:,此时粒子恰好从D点离开磁场 1分
对应的磁感应强度 1分
若粒子轨迹恰好与AD边相切,由几何关系可知, 1分
解得:
对应的磁感应强度 1分
粒子要从AD边离开,轨道半径应满足
磁感应强度的范围为 1分
15.(1)12 m/s (2)3 m (3)6 m
【解析】(1)从A到B由动能定理: 2分
解得 2分
(2)取水平向右为正方向,设碰撞前甲的速度为,碰撞前后动量守恒: 1分
机械能守恒: 1分
联立解得 1分
1分
小球乙从C点飞出后做平抛运动,竖直方向自由落体: 1分
解得 1分
水平位移 2分
(3)碰撞后甲反弹向左运动后停下
水平滑道上阻力
由动量定理可知, 1分
其中,解得 1分
小球甲从B到C的运动过程中,由动量定理可知, 1分
代入数据解得 1分
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