宁夏石嘴山市第三中学2025届高三下学期第一次模拟考试物理试卷（含解析）

2025届宁夏石嘴山市第三中学高三下学期第一次模拟考试物理试题
一、单选题（本大题共7小题）
1．锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为 式中的X为（　　）
A． B． C． D．
2．某公司在测试无人机的机动性能时，记录了无人机从地面起飞后其竖直方向的速度-时间图像如图所示，其中4-6s内的图线为曲线，其余均为直线。关于无人机，下列说法正确的是（　　）
A．4s时加速度为零
B．6s时离地面最高
C．4~6s内平均速度大小为9m/s
D．6~7s内竖直位移大小为5m
3．一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直于OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率（　　）
A． B． C． D．2
4．2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（　　）
A．鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h
B．鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81∶1
C．鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线
D．鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于11.2km/s
5．如图所示，半径为R的圆O固定在水平面内，AB为圆O的直径，在A、B两点分别固定电荷量均为Q的正点电荷，P为圆上的一点，，静电力常量为k，则P点的电场强度大小为（　　）
A． B． C． D．
6．有一边长为l的正三角形线框 abc悬挂在弹簧测力计下面，线框中通有 cbac方向的恒定电流I，直线MN是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于△abc所在平面向里。平衡时，弹簧测力计的读数为F；若将线圈上提，让线圈上部分露出磁场，其他条件都不改变，再次平衡时，磁场边界线MN刚好过 ab和 ac边的中点，这种情况下，弹簧测力计的读数为3F，则匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）
A． B． C． D．
7．如图（a）所示，两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场，t=0时磁场方向垂直纸面向里。在t=0到t=2t0的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端L处；t=2t0时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，则（　　）
A．在 时，金属棒中电流的大小为
B．在 时，金属棒受到安培力的方向竖直向下
C．在 时，金属棒受到安培力的大小为
D．在t=3t0时，金属棒中电流的方向向右
二、多选题（本大题共3小题）
8．并列悬挂的两个弹簧振子如图甲所示，分别以振子A、B的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立y轴，当振子在振动过程中某次经过平衡位置时开始计时，两振子的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．两振子的振动频率之比为：=2：1
B．振子A速度为零时，振子B 速度最大
C．任意0.5s内，A、B两振子运动的路程相等
D．0.5s~1s内， 振子A向下振动， 振子B先向下动后向上振动
9．在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，、、均为固定电阻，，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．所用交流电的频率为 B．电压表的示数为20V
C．电流表的示数为2.0A D．变压器传输的电功率为20W
10．如图甲所示，一物块以某一速度冲上一倾角α=37°的固定斜面，取斜面底端水平面为参考平面，物块冲上斜面开始计时，0.5s内物块动能E 随高度h的变化规律如图乙所示，重力加速度 ，，下列说法正确的是（　　）
A．物块的质量m=2kg
B．物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
C．物块上升过程的加速度大小
D．物块回到斜面底端时的动能
三、实验题（本大题共2小题）
11．学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为。
(1)电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 N（结果保留1位小数）；
(2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。
12．某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：
电压表（量程，内阻很大）；
电流表（量程）；
电阻箱（阻值）；
干电池一节、开关一个和导线若干。

（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线 。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则干电池的电动势为 V（保留3位有效数字）、内阻为 （保留2位有效数字）。

（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 （保留2位有效数字）。
（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 （填“偏大”或“偏小”）。
四、解答题（本大题共3小题）
13．由于电子温度计容易受极端环境干扰，研究人员设计了一种基于理想气体膨胀特性的温度计。如图所示，粗细均匀、导热性能良好的长玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口，中间有一段高度为的水银柱封闭了一段理想气体，当外界温度变化时，封闭气柱的高度也会随之变化（此过程中无水银溢出）。初始时，外界温度为，封闭气柱的高度为，已知大气压强为。求：
(1)若环境温度变化，水银柱向上移动，气体是吸热还是放热？（不用说明原因）
(2)若环境温度变化，当水银柱向下移动了，此时外界的温度？
(3)若环境温度恒为，往玻璃管内加入适量的水银，使封闭气柱的高度变为，求此时水银柱的高度。
14．如图，高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B，质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧，弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B，弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程；B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点，取重力加速度。求：
（1）脱离弹簧时A、B的速度大小和；
（2）物块与桌面间的动摩擦因数μ；
（3）整个过程中，弹簧释放的弹性势能。
15．芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从P点以速度v沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场（大小未知），与矩形离子控制区abcd相切于Q点，ad边长为L，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入cd处的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长，不计离子的重力和离子间的相互作用。
（1）求加速电场的电压U；
（2）求圆形磁分析器的半径r；
（3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场，其磁感应强度大小沿ad方向按的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且，则要使离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度至少为多少？
参考答案
1．【答案】D
【详解】根据质量数与核电荷数守恒可知，X为。
2．【答案】D
【详解】v-t图像的斜率等于加速度，4s时，图像的斜率不等于0，所以4s时加速度不为零，A错误；0~7s，速度方向一直为正，7s时，离地面最高，B错误；假设4~6s内速度均匀变化，则平均速度大小为，由图可知，4~6s内任意时刻速度均比假设时大，所以4~6s内平均速度大于9m/s，C错误；v-t图像与t轴围成的面积等于位移，6~7s的位移为，D正确。
3．【答案】C
【详解】如图所示
根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为，根据全反射的临界条件可得，解得，选C。
4．【答案】B
【详解】鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→C→B做减速运动，从B→D→A做加速运动，则从C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于12h，A错误；鹊桥二号在A点根据牛顿第二定律有，同理在B点有，代入题中数据联立解得，B正确；由于鹊桥二号做曲线运动，则可知鹊桥二号速度方向应为轨迹的切线方向，则可知鹊桥二号在C、D两点的速度方向不可能垂直于其与月心的连线，C错误；由于鹊桥二号环绕月球运动，而月球为地球的“卫星”，则鹊桥二号未脱离地球的束缚，鹊桥二号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，D错误。
5．【答案】D
【详解】几何关系可知，AB在P点产生的场强大小分别为，几何关系可知相互垂直，P点的电场强度大小为，
联立解得。
6．【答案】D
【详解】线圈全部在磁场中时，受到安培力作用的有效长度为零，则，直线MN刚好过ab和ac边的中点时，导线框受到安培力的有效长度为，受到竖直向下的安培力。大小为，对导线框，由平衡条件得，联立解得。
7．【答案】C
【详解】由图可知在0~2t0时间段内产生的感应电动势为，根据闭合电路欧姆定律有此时间段的电流大小为，A错误；根据安培力公式可知，由图可知在 时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，B错误，C正确；在t=2t0时，释放金属棒。电路中感应电流为零，安培力为零，金属棒在重力的作用下向下运动，在t=3t0时，磁场方向垂直纸面向外，金属棒速度向下，根据右手定则可知金属棒中的感应电流方向向左，D错误。
8．【答案】BD
【详解】由乙图可知，振子A、B的周期，，根据可知，两振子的振动频率之比为：=1：2，A错误；由图可知，振子A速度为零时，B振子恰好在平衡位置，速度最大，B正确；由于，在任意0.5s内，振子B的路程始终为，若振子A在平衡位置或最大位移处计时，在0.5s内的路程为10cm，若从其它位置计时，0.5s时间内经过平衡位置，平均速度较大，0.5s内的路程大于10cm，0.5s时间内经过最大位置，平均速度较小，0.5s内的路程小于10cm，C错误；0.5s~1s内， 振子A向下振动， 振子B先向下动后向上振动，D正确。
9．【答案】BC
【详解】由图可知交流电的周期T＝0.02s，则交流电的频率为，A错误；通过R2电流的有效值为，R2两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知，根据理想变压器的电压规律得，代入数据解得，原线圈的电压，电阻R1两端分压即为电压表示数，即，B正确；电流表的示数为，C正确；副线圈中流过的总电流为，变压器原副线圈传输的功率为，D错误；选：BC。
10．【答案】BD
【详解】设物体的质量为m，初速度为，末速度为，由图可知，解得，动能由36J变化为16J物体在斜面上的位移，根据运动学公式则有，解得，联立可得，，又因为，解得，物块的加速度，对物块受力分析，由牛顿第二定律可得，联立解得，AC错误，B正确；物体上升到斜面最高点的位移，从最高点到斜面底端，由动能定理可得，代入数据解得，D正确。
11．【答案】(1)5.0；(2)失重，1.0
【详解】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N，则读数为5.0N。
（2）电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状态；
根据，根据牛顿第二定律，代入数据联立解得电梯加速度大小
12．【答案】；1.58；0.64；2.5；偏小
【详解】（1）[1]实物连线如图：

（2）由电路结合闭合电路的欧姆定律可得，由图像可知E=1.58V，内阻。
（3）根据，可得，由图像可知，解得。
（4）由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小。
13．【答案】(1)吸热
(2)
(3)
【详解】（1）若环境温度变化，则气体内能增加，即，水银柱向上移动，气体对外做功，即W<0，根据，可知Q>0，即气体是吸热。
（2）气体等压变化，以封闭气体为研究对象，
初始时，
环境变化后，，
由盖-吕萨克定律得
解得
（3）以封闭气体为研究对象，加水银前，
加水银后，，
由玻意耳定律得
解得
14．【答案】（1）1m/s，1m/s；（2）0.2；（3）0.12J
【详解】（1）对A物块由平抛运动知识得，，代入数据解得，脱离弹簧时A的速度大小为，对AB物块整体由动量守恒定律，解得脱离弹簧时B的速度大小为。
（2）对物块B由动能定理，代入数据解得，物块与桌面的动摩擦因数为。
（3）由能量守恒定律，其中，，解得整个过程中，弹簧释放的弹性势能。
15．【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）在加速电场有，
解得，
下图为（2）（3）问运动轨迹的配图
（2）在圆形磁分析器中，做圆周运动，运动轨迹如图
其周期为，
在磁场中运动时间有，
有几何关系有，
解得。
（3）要使离子恰好不打到硅片上，离子运动到cd边时，速度应与cd边相切，又因为洛伦兹力不改变速度大小，因此分解洛伦兹力，在平行于ab方向用动量定理，
整理有，
由题意有，
整理有，
结合数学知识可知，等式坐标是x从0一直到L的求和，即图像的面积为求和结果，有，
解得。