河南省商丘市2024-2025学年高三下学期3月教学质量检测物理试卷（含解析）

河南省商丘市2024-2025学年高三下学期3月教学质量检测物理试卷
一、单选题（本大题共8小题）
1．钾是一种自然存在的放射性同位素，可以发生和两种衰变。发生衰变的核反应方程为，释放的核能为；发生衰变的核反应方程为，释放的核能为，且。已知钾的比结合能为E，若测得实验室中发生衰变部分的钾质量为m，下列说法正确的是（　　）
A．原子核的质量小于原子核的质量
B．原子核的质量大于原子核的质量
C．的比结合能为
D．
2．LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在增强。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的频率，L为电感，C为电容，对该时刻分析，下列说法正确的是（　　）
A．回路中电流的流向为b到a
B．该时刻电流正在变大
C．P板带负电，Q板带正电
D．若在电容器中插入电介质板，则激发产生的电磁波波长将变小
3．如图所示为一款新型玻璃艺术灯具，灯具为一正四棱柱，在底面中心有一点光源。已知该玻璃灯具的折射率为，若在上表面刚好全部有光射出，则正四棱柱的高与上下底面棱长的比值为（　　）
A． B． C． D．2
4．甲、乙两车同时从同一地点沿同一直线由静止开始运动，且两车处于不同的车道，如图为二者在时间内的加速度随时间变化的图像，图中和均为已知量。对于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．甲车平均速度等于乙车平均速度
B．两车在时刻仍然并排行驶
C．在时刻，甲车的速度大小为
D．在时刻，甲、乙两车速度相等
5．如图所示，细绳一端固定在天花板上，另一端跨过一光滑动滑轮和两固定在天花板上的光滑定滑轮，动滑轮下端挂有一重物。某人抓住绳的一端，从右侧定滑轮正下方A点以的速度匀速移动到B点，此时细绳与水平方向的夹角为。已知重物质量为，右侧定滑轮与A点的竖直高度，重力加速度，，不考虑滑轮的大小和质量，下列说法正确的是（　　）
A．重物匀速上升
B．人到达B点时，重物重力的功率大小为200W
C．整个过程人对重物做功为100J
D．人行走时，对地面的摩擦力方向水平向右
6．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上静置一金属棒，金属棒和导轨电阻均不计。现给金属棒一个向右的初速度，设金属棒向右运动的位移大小为x时，速度大小为v，加速度大小为a，通过定值电阻的电荷量为q，金属棒克服安培力做功的功率为P，则下列四个图像中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．甲同学在北极以某一初速度竖直上抛一个小球，经过一段时间落回手中；乙同学在赤道以相同速度竖直上抛另一小球，经过另一段时间落回手中。已知甲、乙抛出小球对应的运动时间的比值为k，不考虑空气阻力，则地球第一宇宙速度与地球同步卫星的线速度之比为（　　）
A． B． C． D．
8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，处的质点P此时的位移为，Q为处的另一质点。已知该列波的波速为4m/s，下列说法错误的是（　　）
A．该简谐横波的波长为
B．P点的振动方程为
C．时，P点的加速度最大
D．0~3.25s内，Q点通过的路程为45cm
二、多选题（本大题共2小题）
9．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻，副线圈接有滑动变阻器，阻值为。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数为U和I，调节滑动变阻器的滑片，电表示数变化量的绝对值为和，下列说法正确的是（　　）
A．向下调节的滑片，电压表示数减小
B．
C．当滑动变阻器阻值调到时，电流表示数I为55A
D．当滑动变阻器滑片在中央时，变压器输出功率最大
10．如图所示，一可视为点电荷带正电的小物块被锁定在固定斜面上的M点，物块连接一个弹性绳，跨过墙上固定的光滑定滑轮B，固定在天花板上的A点。某时刻，该空间加一平行斜面向上的匀强电场，同时解除锁定，小物块从静止开始沿斜面向上运动，最远能到达N点，P为MN中点。已知斜面倾角，物块质量，电荷量，物块与斜面间动摩擦因数，弹性绳的原长等于AB，绳中弹力符合胡克定律，劲度系数，初始位置BM垂直斜面，且，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（　　）
A．物块上滑过程中，滑动摩擦力大小不变
B．电场强度大小E=200N/C
C．物块在P点的速度大小v=0.4m/s
D．物块从M到N的过程，机械能一直增大
三、实验题（本大题共2小题）
11．某实验小组想验证向心力公式表达式，实验装置如图1所示，一个半圆形光滑轨道，右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角，圆弧轨道最低点固定一个力传感器，小球达到该处时可显示小球在该处对轨道的压力大小，小球质量为m，重力加速度为g。
实验步骤如下：
①将小球在右侧轨道某处由静止释放，记录该处的角度；
②小球到达轨道最低点时，记录力传感器的示数；
③改变小球释放的位置、重复以上操作，记录多组、的数值；
④以为纵坐标，cos为横坐标，作出的图像，如图2所示。
回答以下问题：
(1)若该图像斜率的绝对值 ，纵截距 ，则可验证在最低点的向心力表达式。
(2)某同学认为小球运动时的轨道半径为圆轨道半径与小球半径的差值，即小球球心到轨道圆心的距离才为圆周运动的半径，因此图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。
12．某同学想测量某未知电阻的阻值：
(1)用多用表的欧姆挡先粗测电阻的阻值，他选择的倍率为“×1k”，测量时指针如图所示，则待测电阻的阻值为 。
(2)该同学想精确测量该未知电阻的阻值，要求电表示数可以从0开始调节，设计如下实验。
实验器材：
A．电压表（量程0~1V，内阻为）
B．电压表（量程0~3V，内阻约）
C．电流表A（量程0~0.6A，内阻约5）
D．滑动变阻器（最大阻值为）
E．滑动变阻器（最大阻值为）
F．电源E（电动势约3V，内阻不计）
G．开关S，导线若干
完成下列填空：
①滑动变阻器选 （填写器材前的选项序号）。
②在方框中画出设计的实验电路 ，并标注所选器材的符号。
③由实验电路得到未知电阻阻值的表达式为 （用已知量和所选电表测得的物理量的字母表示，电表，、A的示数可用、，I表示）。
四、解答题（本大题共3小题）
13．如图所示，质量的长木板静止在光滑的水平面上，木板右端固定一轻质弹性挡板，木板左端静置一质量的小物块，质量的子弹以的速度从左端水平射入小物块，经的时间与小物块达到共同速度（这个过程小物块和长木板移动的位移忽略不计，子弹未穿出）。之后小物块与长木板的挡板发生弹性碰撞（碰撞时间极短），最终小物块恰好没有从长木板上滑下。已知小物块与长木板之间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：
(1)子弹进入小物块的过程中受到的平均阻力F的大小；
(2)长木板的长度L。
14．如图所示，导热汽缸A和绝热汽缸B分别用两个绝热活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，两汽缸均固定在倾角为的斜面上，活塞中间有一轻质刚性杆连接。初始时汽缸A、B内的光滑活塞均位于汽缸的正中央，活塞质量分别为m和2m（m为未知量），横截面积分别为S和2S，汽缸长度均为L，B汽缸内气体初始压强为，温度为。若大气压强为，且满足，g为重力加速度，环境温度不变。求：
(1)A汽缸封闭气体的压强及杆的作用力大小；
(2)现缓慢加热B汽缸中的气体温度至，则此时A汽缸气柱长度与压强分别为多少。
15．如图所示，沿x轴方向每间隔，就有匀强电场和匀强磁场的交替分布，坐标原点处有一带正电粒子，从静止释放。已知匀强电场方向均向右，场强大小均为；匀强磁场方向均垂直纸面向里，磁感应强度大小均为，带电粒子比荷，粒子重力不计，求：
(1)粒子通过第一个电场区域后的速度大小；
(2)粒子通过第n个磁场区域后竖直方向的速度大小；
(3)粒子运动的水平位移的最大值。
参考答案
1．【答案】B
【详解】由于两核反应释放的能量，由爱因斯坦质能方程可知，释放能量越多，质量亏损越大，的质量大于的质量，A错误，B正确；设的比结合能为，由能量关系可得，解得，C错误；设的比结合能为，由能量关系满足，并无，D错误。
2．【答案】B
【详解】时刻，线圈中的磁场方向向下，由安培定则可知，电流流向为a到b，A错误；此时磁场正在增强，说明电场能正在向磁场能转化，电容器放电，电流变大，且可由电流流向判断出P板带正电，Q板带负电，B正确，C错误；若插入电介质板，增大，由可知C增大，激发产生的电磁波频率f减小，再由可知，增大，D错误。
3．【答案】C
【详解】由题中上表面刚好全部有光射出，即光在正四棱柱顶点处发生全反射，如图所示
图中角度恰好为临界角，则，即，设正四棱柱的高为h，上下底面的边长为a，根据几何关系，解得
4．【答案】D
【详解】通过题中的a-t图像画出甲、乙两车运动的v-t图像，如图所示
在0~，围成的面积为速度增量，两面积相等，且均为，两车在时刻速度相等，D正确，C错误；通过图像分析可得，在时刻乙车位移大于甲车，乙车在前，且由平均速度可知，甲车平均速度小于乙车平均速度，AB错误。
5．【答案】B
【详解】在B点绳末端，由关联速度可得，沿绳方向的分速度，人向右移动过程中，减小，v不变，增大，即重物加速上升，A错误；人到达B点时，由动滑轮特点，物体上升的速度，即重物重力的功率，B正确；由能量守恒定律，人对重物做的功等于重物机械能的增量，右侧绳长增长，重物上升的高度，则，C错误；人行走时，受到的静摩擦力水平向右，人对地面的摩擦力水平向左，D错误。
6．【答案】A
【详解】导体棒切割磁感线，产生感应电流，根据左手定则可知棒受安培力向左，开始向右做减速运动。设磁感应强度为B，棒长为L，定值电阻阻值为R，产生的感应电动势为，感应电流大小，导体棒所受安培力，通过电阻的电荷量，可知与成正比，C错误；对导体棒由动量定理，联立上述两式可解得，即速度与位移为线性递减函数，A正确；由牛顿第二定律，联立上式化简得，即加速度随的图像也为线性递减函数，B错误；克服安培力的功率，即功率与为二次函数，D错误。
7．【答案】A
【详解】设小球的初速度为，在北极小球运动的时间为，重力加速度为；在赤道小球运动的时间为，重力加速度为，由竖直上抛，可得，，则，设地球半径为，在北极，万有引力等于重力，即，在赤道，万有引力等于物体的重力与自转所需的向心力之和，即，T为地球自转周期。设地球第一宇宙速度大小为，同步卫星的线速度大小为，周期与地球自转周期相等也为，由万有引力提供向心力，同理，对同步卫星，，联立以上各式解得。
8．【答案】C
【详解】P此时的位移为，由数学三角函数知可知，O点到波形图与x轴第一个交点的距离为，由，解得，A正确；由，则，由题意可知，将代入，可得或，由同侧法，可判断该质点此时向y轴正向运动，取，则P点的振动方程为，B正确；时，波形向右传播的距离，此时P点刚好到达平衡位置，加速度为零，C错误；时，3s为一个整周期，通过路程为4个振幅，考虑0.25s，波形向右移动1m，即处波形传播到Q点，由数学知识可知处质点的纵坐标位置为，经过，Q点通过的路程为，D正确。本题选说法错误的，选C。
9．【答案】AB
【详解】对该电路使用等效电阻法，可将副线圈和电阻等效为，向下调节的滑片，变小，分压减小，电压表示数减小，A正确；对该电路使用等效电源法，等效后的电源电压，等效内阻，由为电源内阻，，B正确；当滑动变阻器阻值调到时，由闭合电路欧姆定律，C错误；当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，此时，D错误。选AB
10．【答案】AD
【详解】对物块受力分析，如图1所示，垂直斜面方向，根据平衡条件，又，联立上述二式解得，可见滑动摩擦力为一定值，A正确；设物块沿斜面方向移动的距离为x，由牛顿第二定律，化简可得，即物块的加速度a随位移x线性变化，图像如图2所示，由对称性可知，物块在P点的加速度为零，速度最大，代入上述解析式可解得E=100N/C，B错误；在M到P过程，a-x图的面积乘以质量m即为合力做功，由动能定理可得，即，解得，C错误；物块从M到N的过程，电场力、摩擦力和沿斜面弹性绳合力做正功，物块机械能一直增大，D正确。
11．【答案】(1)2，3；(2)相等
【详解】（1）小球从出发点到达最低点，由动能定理可得，小球在最低点，由牛顿第二定律可得，联立可得，整理可得，即的图像斜率的绝对值，纵截距，则可验证在最低点的向心力表达式。
（2）通过上述方程发现，表达式与轨道半径无关系，图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比相等。
12．【答案】(1)11/11.0；(2)D，，
【详解】（1）选择的倍率为“×1k”，根据题图可知待测电阻的阻值为
（2）要求电表示数可以从0开始调节，滑动变阻器采用分压法，选最大阻值较小的滑动变阻器更便于测量，滑动变阻器选D；
计算流过待测电阻的最大电流，而电流表量程为0.6A，相差很大，电流表不能使用，该题选择利用两块电压表进行测电阻，实验电路图如图所示
待测电阻两端的电压为，流过的电流为，的阻值为
13．【答案】(1)；(2)
【详解】（1）设子弹与小物块的共同速度为v，根据动量守恒定律有，
对子弹，由动量定理有，
解得。
（2）最终小物块恰好没有从长木板上滑下，设速度为，对系统，由动量守恒定律有，
由动能定理有，
解得。
14．【答案】(1)2.5p，；(2)，
【详解】（1）设汽缸A、B中气体的初始压强分别为、，杆的作用力大小为F，对两活塞由整体法，则有，，，
联立解得，
隔离上方大活塞，则有，
解得。
（2）设B汽缸气体升温后的长度为，压强为；A汽缸气体后来的长度为，A中气体压强为，对两活塞由整体法，
B气体由理想气体状态方程，
A气体发生等温变化，由玻意耳定律，
由几何长度关系，
联立以上各式解得，。
15．【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】（1）粒子通过第一个电场区域后，由动能定理，
解得。
（2）设粒子通过第n个电场区域后，速度大小为，粒子即将进入第n个磁场区域，在磁场区域内，粒子做匀速圆周运动，设轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力，如图所示
由几何关系可得，
竖直方向速度增量，
联立以上各式可解得，
是一个定值，即每通过一个磁场区域后，竖直方向的增量均为0.2m/s，即粒子通过第n个磁场区域后竖直方向的速度，
（3）粒子通过n个电场区域后由动能定理得，
解得，
当粒子运动的水平位移的最大值时，
此时，联立上述各式解得，
粒子运动的水平位移的最大值。