山东烟台市莱州市第一中学2024-2025学年高三下学期考前学情自测物理试题

莱州一中2022级高三第五次质量检测物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。 1.恒星内部发生的“氦燃烧”的核反应方程为He+He→4Be+Y,4Be是不稳定的粒 子，其半衰期为T。下列说法正确的是 A.该核反应方程中A的数值为9 B.“氦燃烧”是聚变反应，反应过程中没有质量亏损 C.4Be的衰变需要外部激发才能发生 D.对于质量为32g的4Be,经过3T时间，仍有4g未发生衰变 2.如图所示为某潮汐发电站的简化原理图，水坝下有通道，水流经通道即可带动水轮 发电机工作。某次落潮后开闸放水，经时间水坝内外水面高度相同，此时关闭闸门。 己知海湾的面积为S,开闸放水时海湾内外水面高度差为h,水的密度为P,重力加速度 为g。若通过水轮发电机以后水的动能忽略不计，水流减 少的机械能有50%转化为电能。在该次落潮开闸放水过程 陆 海 水 中，水轮发电机的发电功率为 坝 地 二湾 A.pSgh2 B.psan c.psan D.PSgh2 大海 8t 4t 2t t 3.如图所示，S为单色光源，宽度一定的平面镜水平放置，S发出的光通过平面镜反射 在竖直光屏上，与S直接发出的光在光屏上发生干涉。若S到平面镜的垂直距离为a, S到光屏的垂直距离为L,光的波长为。下列说法正确的是 A.光屏上的干涉条纹关于平面镜上下对称 光屏 B.相邻两条亮条纹的中心间距为 a C.将平面镜水平右移一些，相邻亮条纹间距不变 D.将平面镜竖直下移一些，相邻亮条纹间距不变 平面镜 4.2025年2月28日晚在夜空开始上演了“七星连珠”。发生“连珠”的七颗行星自 西向东分别为土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星，它们出现在黄昏日 落后不久。从最西端的土星到最东端的火星，张角为117°，横跨大半个天空，地球观 测的天象简略示意图如图所示。下列说法正确的是 物理试题第1页共8页 ·金星 火星 木 天主星 .水星 海王在建太阳 1179 地球 A.在“七星连珠”现象发生的时间内，这七颗行星都围绕太阳做匀速圆周运动 B.七星中水星绕太阳运动的角速度最大 C.若七星绕太阳运动可近似看做匀速圆周运动，则知道七星中任意一颗行星的公转 周期就可求太阳的质量 D.金星的公转周期大于火星的公转周期 5.用电钻给固定的物体钻孔，钻头所受的阻力与运动时间的关系图像如图甲所示，钻 头所受的阻力与运动位移的关系图像如图乙所示，己知两图像的斜率分别为k1、k2, 下列说法正确的是 f个 k x 0 甲 A.由图像分析可得，电钻做匀速运动 B.前一段时间to内，阻力的冲量的大小为k1t,2 C.前一段位移xo内，摩擦生热为2k2x2 D.前一段时间to内，电钻的平均速度无法算出 6.如图所示，燃气灶支架水平放置，五个爪均匀分布。现将总质量为M、半径为R的 半球形炒锅放在支架上，炒锅与支架的五个接触点均在半径为r的水平圆上。不计爪与 锅之间的摩擦力，锅与每个爪间的压力大小均为F,重力加速度为g,则 A.Bgr 5VR2-2 B.P=Mg C.F=MgR 5VR2-T2 D.F= Mgr 5VR2+72 物理试题第2页共8页 7.如图是一细长圆柱体光纤的横截面，一束单色光从光纤左端中心0点进入光纤，内 层介质折射率n（最大值为n2)随离中心轴的距离r而变化，外层介质折射率为m1大于 空气折射率o,但小于内层介质折射率，三者的折射率情况如图所示。已知光从折射 率，的介质射入折射率，的介质，入射角与折射角分别为。与0，：满足器是。为了 使单色光仅在光纤内层介质中传播而不进入到外层介质中，则从0点进入到光纤时入射 角日的正弦最大值是 空气 n2-n。 n2-n2 外层 B 空气 空气 no no 外层 C. no D. n1 空气 n2 n2 8.如图所示，竖直平面内存在沿z轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为 m、电荷量为十g的小球以初速度vo,从坐标原点0抛出，vo方向与x轴正方向和z轴正 方向夹角均为45°。己知gE=g,g为重力加速度。则小球运动过程中速率的最小值为 V 1 A.20 B.vo 2 C.vo D.0 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。 9.如图甲所示，长为12m的均质轻绳一端固定于竖直墙面的Q点，手持另一端P将其水平 拉直。在t=0时刻P端开始做简谐振动，振动图像如图乙所示，在t=6.0s时绳波恰好传 播到Q点，已知绳波被墙面反射时有半波损失（即相当于Q点为波源，起振方向为竖直向 上)，不考虑反射时能量损失，下列说法正确的是 A.该绳波的波速为2m/s ↑y/m 0.4 B.在t=10.0s时刻，绳中间质点 1.0 2.0t/s 0.4 的速度方向沿y轴正向 图甲 图乙 C.稳定后，P、Q之间共有5个质点始终保持静止不动 D.稳定后，绳上质点在2.0s时间内经过的最大路程为1.6m 物理试题第3页共8页 10.某实验小组利用如图电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压为U=6V,定值 电阻为R=202,小灯泡L的规格为“6V3.6W”,接通电路调节两个变压器，使小灯 泡始终以额定功率工作，此时理想变压器？原副线圈的匝数比为号=k1,理想变压器 T,原副线圈的匝数比为=k2。则下列说法中正确的是 A.k1和k2的乘积小于1 B.k越大电路的输电效率越高 C.若k2=6,则R上消耗的功率为0.2W D.若k2=6,则变压器T的输出电压为38V 11.如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体，轻绳 左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶，小桶静止，气体处于状 态1。现接通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动L后静止，气体处于状态2。由状 态1到状态2气体内能增加量为4U。重力加速度大小为g, 外界大气压强不变。下列说法正确的是 A.状态2相比状态1，每个分子的速率都增大 B.状态2相比状态1，分子单位时间内撞击单位面积器 壁上的次数减少 C.由状态1到状态2，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D.电热丝释放的热量为△U+(poS-mg)L 12.如图甲所示，金属杆垂直导轨放置在两光滑平行水平导轨上，接入导轨间的有效 长度为L,磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上，整个回路的电阻恒为R,现 给金属杆施加水平向右的特殊拉力F,让金属棒向右运动的速度-时间关系图像如图乙 所示，图中曲线是正弦曲线的形状，结合图中所给的相关已知条件，分析下列说法正 确的是 A.t=0时刻，若拉力F的大小为Fo, 则曲线切线的斜率小于一 B.t=2.5to时刻，拉力F的功率为126 R C.若图乙阴影的面积为S,则3t。~4t时间内，拉力F的平均值为P22s0 Rto D.0~2t,时间内，回路中产生的热量为2B12vo2 R 物理试题第4页共8页 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13.(每空3分，共6分)某同学利用传感器验证向心力与角 力传感器 光电门 速度间的关系。如图甲，电动机的竖直轴与水平放置的圆盘 滑块 德光片 中心相连，将力传感器和光电门固定，圆盘边缘上固定一竖 圆 支架 电机 直的遮光片，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心，用一根细绳 底座 跨过定滑轮连接小滑块和力传感器。实验时电动机带动水平 圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起转动，力传感器可以实时测量 绳的拉力F的大小。 (1)圆盘转动时，宽度为的遮光片从光电门的狭缝中经过， 测得遮光时间为△，测遮光片的线速度大小为 圆盘半径为R,可计算出 滑块做圆周运动的角速度为 。 用所给物理量的符号表示) (2)保持滑块质量和其做圆周运动的半径不变，改变滑块角速度ω，并记录数据，做 出F-ω2图线如图乙所示，从而验证F与ω2关系。该同学发现图乙中的F-ω2图线不 过坐标原点，且图线在横轴上的截距为ω？，滑块做圆周运动的半径为r,重力加速度为 9,最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则滑块与圆盘间的动摩擦因数为 。(用所 给物理量的符号表示) 14.(每空2分，共8分)在使用各种测量仪表进行电学实验时，由于测量仪表的接 入，电路状态发生变化，往往难以得到待测物理量的精确测量值。某同学在电阻测量 实验中为提高测量结果的精确度，尝试使用如图甲所示电路测量未知电阻R的阻值， R为电阻箱，G为检流计（小量程电流表），R,为保护电阻，直流电源内阻不计。 (1)该实验中用到四转盘电阻箱，图乙中电阻 箱的读数为 2。 ×100 ×10 (2)按图甲中电路图连接，闭合开关S1、S2, 调节电阻箱R使检流计示数为零，此时电阻箱读 x0.1 数为R1,则通过电阻箱的电流 (选填 “大于”“等于”或“小于”)通过待测电阻Rx 的电流，电阻箱两端的电压 (选填“大于”“等于”或“小于”)电源E 的电动势。 (3)将电阻箱R与待测电阻R,位置互换，闭合开关S1、S2,再次调节电阻箱R使检流 计示数为零，此时电阻箱读数为R2,则待测电阻R,= (结果用R、R表示)。 物理试题第5页共8页 15.(7分)如图所示，有一热气球，球的下端有一小口，使球内外的空气可以流通， 以保持球内外压强相等；球内有温度调节器，以便调节球内空气的温度，使气球可以 上升或下降。已知气球的总体积V(球壳体积忽略不计)，除球内空气外，气球和吊篮 的总质量为M,地球表面大气温度T,密度，如果把大气视为理想气体且它的组成和 温度几乎不随高度变化，重力加速度为g,热气球的体积不发生变化。当球内气体加热 使热气球恰能从地面飘起，求： (1)热气球内剩余气体的质量m: (2)热气球内温度T1。 16.(9分)如图甲，在水平地面上固定一倾角为30°的足够长的光滑斜面，质量m= 1Kg的滑块静止在斜面底端挡板处（滑块与挡板不粘连）。现对滑块施加沿着斜面向上 的拉力F,拉力F随时间t变化的规律如图乙所示。重力加速度，g=10m/s2。（如果加 速度a与时间t成正比，即a=kt,当初速度为0时，位移与时间的关系满足 x=k)求： 6 (1)6.5s时拉力F的瞬时功率； (2)0~6.5s的时间内拉力F做的功。 FN 11 F 挡板 30 5.5 t/s 甲 物理试题第6页共8页 17.(14分)如图所示的平面直角坐标系y0x,四分之一虚线圆弧AB的圆心就在坐标原 点0，A、B两点分别在y轴和x轴上：圆弧边界外第一象限内存在垂直纸面向外、磁感应 强度大小为B,的匀强磁场，平行y轴的虚线MN与x轴的交点为N点，O、N两点间的距离 等于AB圆弧的半径；第二象限内，虚线MN与y轴间存在沿y轴正方向、场强大小为E。= Bovo的匀强电场，虚线MN的左侧存在沿x轴负方向、场强大小也为Eo=Bovo的匀强电 场以及垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现让质量为m、带电量为q(q> 0)的粒子（不计重力）在0点获得沿y正方向的初速度vo,粒子匀速运动到A点进入磁 场，然后从B点到达0O点，接着进入ON间的匀强电场，再从C点运动到MN上的D点(x轴 上OB段无电场也无磁场，x轴上ON段各点均被电场E,覆盖；y轴上OA段无电场也无磁场， y轴上A点以上各点均被磁场B覆盖)。 M · 0·D ● E。 N (1)求圆弧AB的半径以及粒子从A到C的运动时间； (2)求粒子在C点的速度大小以及粒子从A到C对时间而言所受的平均作用力的大小： (3)求C、D两点间的距离。 物理试题第7页共8页 18.（16分)如图所示，物块A(可视为质点)和木板B、C静止在足够长的光滑水平 面上，A、B、C质量均为m。B右端固定一长为L的水平轻杆，轻杆右端光滑部分的 长度为其总长的k倍(k未知)，剩余左端为粗糙涂层部分。C内部有一中空的水平光 滑通道，通道左端开口处为小孔D(通道和小孔的尺寸略大于轻杆截面尺寸)。当正对 小孔的轻杆进入小孔后，仅轻杆涂层部分滑过小孔时，轻杆会受到小孔施加的大小恒定 的水平阻力。某时刻，A、B获得水平向右的相同初速度Vo,当k=0时，轻杆恰好全部 进入通道且B、C恰好未发生碰撞。已知A、B间的滑动摩擦力与小孔对涂层的阻力大 小相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B、C足够长且B、C间的碰撞为弹性碰撞，碰 撞时间及空气阻力不计。 (1)求小孔对涂层的阻力大小f: (2)若k=k。,B、C发生碰撞后，轻杆的粗糙涂层部分恰好全部从小孔滑出，求ko: (3)若k>k。,求最终各物体的速度大小，以及从涂层开始进入小孔到最终稳定的总 时间（用k、L、vo表示）。 A →00 B ccccccccccccccccccccccccccccccccccccccccacccccccccc04cccccccccccccccccccc00c000087ccccccccc0cc00000000 水平面 轻杆小孔D 通道 物理试题第8页共8页第五次质检物理参考答案 2 3 5 9 10 11 12 D B B B C AC ACD BD BC 13.(每空2分，共6分)(1)①. A ②. (2)'w6 R△t g 14.（每空2分，共8分)(1)10.2(2)①. 等于②.等于(3)√R1R2 15.(7分) (1)当球内气体加热使热气球恰能从地面飘起，受力平衡可得F学=(M+m)g(2分) 又F浮=PgV 联立解得热气球内剩余气体的质量为m=pV-M(1分) (2)设球内气体加热前（温度为T)的质量为m',球内气体的摩尔数为n',单个气体分 子的质量为mo,则有m'=n'mo=pV 设热气球内温度T1时，球内气体的摩尔数为n,则有m=nmo (1分) 根据理想气体状态方程pV=nRT (1分) 可得彩-是-” pv (1分) n m pV-M 解得五=”7 (1分) 16.(9分) (1)由题意可知，t=2.5s时，拉力E=ng sin8=5N 滑块开始做加速度增大的加速运动，t2=5.5s时，根据牛顿第二定律可得 F,-ng sin0=ma(1分) 解得a=6m/s2(1分) 1 可得，=5.5s时的速度为y=2a,-)=9m/s1分) 之后滑块做匀加速直线运动，t=6.5s时的速度为y2=y+a(t3-t2)=15m/s(1分) 则6.5s时拉力F的瞬时功率为P=Fy2=165W(1分) (2)在2.5s~5.5s内，加速度表达式为a=2t 位移为5=a3=x2×3m=9m (1分) 66 1 5.5s~6.5s内的位移为5=2+%0，-)=12m (1分) 根据动能定理可得W-mg sin6(x+x)=。mv?-0 (1分) 解得拉力做功为W=217.5J(1分) 17.(14分) (1)由题意可知，粒子从A到B做匀速圆周运动轨迹是四分之三圆弧，与AB半径相等， 设为R由洛伦兹力提供向心力9，B,=m费 (1分)》 解得R=m西 gBo (1分) 粒子从0到A与从B到0的运动时间均为1=尽=” (1分) vo qBo 粒子从4到B的运动时间为。一器 3πm (1分) 粒子从O到C做类平抛运动，水平方向的分运动是速度为'的匀速直线运动，则运动时 间为=品-品1分) 综合可得粒子从A到C的运动时间为t4c=t1+t2十t3=+3mm (1分) 2qBo (2)粒子从O到C,沿y轴正方向的分运动是初速度为0的匀加速直线运动，把粒子在 C点的速度vc分别沿着x轴和y轴正交分解，则有，=0,2，=t2(1分) m 结合E0=Bov0可得x=Vy=v0 则vc=V2v 且vc方向与W的夹角为45°，粒子从A到C,由矢量运算法则可得速度的变化量为 4v==vo(1分) 由动量定理可得Ft4c=m△v(1分) 联立解得F=2Boq№ (1分) 3π+4 (3)粒子从C到D,把粒子在C点的速度看成=vo,vy=v两个速度，磁场对vy=vo 分运动的洛伦兹力为qBoy=qBoo沿x轴的正方向，电场力qE。=qvoB沿x轴负方向 与qBoy等大反向，则粒子沿y轴正方向的分运动为，=v0的匀速直线运动。(1分) 磁场对：=分运动的洛伦兹力提供向心力使粒子做半径为R=m的匀速圆周运动， 则粒子的合运动看成沿y轴正方向的匀速直线运动与顺时针方向匀速圆周运动的合运 动，粒了从C到D点所用的时间为半个周期，即知一器 (1分) CD两点的距离即粒子沿y轴正方向运动的距离y=vytcD+2R (1分) 联立可得y=2+mm西 (1分) qBo 2 18.(16分) 解：(1)当k=0时，B、C恰好未发生碰撞，此时A、B、C三者共速，设速度大小为共 由分析知，该过程中，A、B始终保持相对静止，对A、B、C整体： 由动量守恒定律有：2m,=m0天2分，由动能定理有：九=之2m-3加候2分) 联立解得：∫=m(1分） 3L (2)设B、C碰撞前瞬时速度大小分别为)、2，碰撞后瞬时速度分别为、 由弹性撞有：+g=m+,m+分=方m+分m 1 联立解得：=2，=v,(可知碰撞后，B、C速度交换)(2分) 由此可知，碰撞后，A、C(同步)做加速度相同的匀减速直线运动，B做匀加速直线运动，且A、B 的相对位移等于B、C的相对位移，均为(1-k)L 又由分析知，当粗糙涂层部分恰好全部从小孔滑出时，A、B、C三者共速 2 且2mwo=3mw共，解得：v共=v(1分) 因此，从A、B开始运动到粗糙涂层部分恰好全部滑出小孔过程中，由动能定理有： 30-6让=号2m-33m喉1分).解得：6号1分) (3)当>七号时，设涂层全部从小孔滑出时，A、C(同步)速度大小为，B速度大小为 从A、B开始运动到涂层全部滑出小孔，对A、B、C整体有： 2m,=2me+m,3j0-kL=号2m6-2m呢-m 联立解得：e-2+-2,（1分)，06-2-2Y3-20（1分) 3 3 此后C匀速，A、B继续相对运动至共速，设最终A、B的速度大小为？B,则 me+m6=2ma,解得：0Aa-4-V5=2,（1分) 6 即：最终C的速度大小为c=2+-三0。（其中2<k≤1） 3 3 A、B的速度大小为=4-VB- 6 2(其中子<k≤1D 设碰撞前瞬时，B、C的速度大小分别为、？4，则碰撞前，对A、B、C整体有： 2m=2m,+m,f0-kL-2m听-分2m-克m 2 联立解得：马=2+正。（1分，，2=2正。1分) 3 3 3 设从涂层开始进入小孔到碰撞前瞬时，历时：，则 对C有：元=mm,解得：4=2L1-瓜(1分) 设从碰撞后瞬时到A、B最终共速，历时，则 对A有-尼m网，解：6会Q+跃-可1分剂 因此，从涂层开始进入小孔到最终稳定的总时间：〔=(+3 联立解得：t=20 4-2G+5k-2)(其中2<k≤1)(1分) 3 又