广东省2024-2025学年高三（下）第五次冲刺物理试卷（含解析）

广东省2024-2025学年高三（下）第五次冲刺物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.氚在自然界中存量极少，工业上一般用中子轰击锂获取氚，其核反应方程为，已知氚的半衰期为年，下列说法正确的是( )
A. 与互为同位素 B. 的质子数是，中子数是
C. 个氚核，经过年一定还剩个 D. 上述获取氚的核反应是裂变反应
2.如图所示，将截面积是矩形的玻璃棒弯成半圆，其内径为，玻璃棒折射率为一束光线从一个端面垂直入射，若要光线从另一端全部射出，则玻璃棒的宽度的值不得大于( )
A. B. C. D.
3.据考古记载我国在春秋战国时期就开始利用杆秤来称量物体的质量。如图所示，悬挂秤盘的三根细绳等长，当将秤提起，杆秤平衡时( )
A. 手提杆秤的力等于秤盘及盘中物体的总重力
B. 每根细绳的拉力一定大于秤盘及盘中物体总重力的
C. 每根细绳的拉力一定等于秤盘及盘中物体总重力的
D. 每根细绳的拉力一定小于秤盘及盘中物体的总重力
4.下列关于静电场与磁场的应用，正确的是( )
A. 图甲为示波器的示波管，要使荧光屏中间的亮斑向上移动，需要使竖直偏转板中上级板的电势低于下级板的电势
B. 图乙为静电除尘装置，煤粉等粉尘在强大的电场作用下电离成正负离子分别吸附到和上
C. 图丙是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压
D. 图丁是磁流体发电机示意图，由图可判断通过电阻的电流方向向上
5.年月日时分，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥六号探测器顺利进入环月轨道飞行。当完成第三次近月制动后，将进入公里的环月轨道，此时周期为两小时。作为探月工程四期的关键一环，嫦娥六号探测器开启了世界首次月球背面采样返回之旅。此前，人类共对月球进行了次采样返回，均位于月球正面。关于嫦娥六号下列说法正确的是( )
A. 在环绕月球的椭圆轨道上点速度大于点速度
B. 在公里环月轨道点须实施近月制动才能进入椭圆轨道
C. 发射时的速度必须达到第三宇宙速度
D. 根据嫦娥六号公里轨道半径和两小时的运行周期，可估算嫦娥六号的质量
6.如图所示为研究光电效应实验的电路图。初始时刻，滑动触头在点左侧靠近点某位置用一定强度的绿光照射光电管极，当闭合开关后，微安表的示数不为，则在向端移动的过程中( )
A. 微安表的示数不断增大 B. 微安表的示数可能为零
C. 到达端的光电子动能不断增大 D. 端逸出的光电子的最大初动能不断增大
7.有主动降噪功能的耳机可以拾取噪声信号，经智能降噪处理器对不同的噪声精准运算，通过扬声器播放与噪声相位相反、振幅相同的降噪声波，从而起到抵消噪声的作用。如图为噪声在某时刻的简谐波图像，则( )
A. 此时刻质点一定正从平衡位置向下振动
B. 再经过一个周期质点水平移动一个波长
C. 降噪声波的振幅为
D. 降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的电线，需要在施工前用检测线圈检测地底是否铺设导线。若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中通过电流。现用一闭合的检测线圈来检测，俯视检测线圈，下列说法正确的是( )
A. 若线圈静止在导线正上方，当导线中通过正弦交流电，线圈中会产生感应电流
B. 若线圈在恒定电流正上方由西向东运动，检测线圈受到安培力与运动方向相反
C. 若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流上方，感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针
D. 若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流上方，检测线圈所受安培力在水平方向的分量一直向北
9.微量振荡天平法是测量大气颗粒物质量的主流方法之一，如图是微量振荡天平的原理简化图。气流穿过滤膜后，颗粒物附着在滤膜上，使锥形振荡管的整体质量增加，从而改变其固有频率；起振器从低频到高频振动，根据霍尔元件模块、端输出的电信号可以测量出锥形振荡管与起振器的共振频率，进而推测出滤膜上的颗粒物质量。下列说法正确的是( )
A. 随着起振器振动频率增大，锥形振荡管的振幅一定增大
B. 锥形振荡管左右振动时，霍尔元件的、端输出直流信号
C. 霍尔元件中的载流子为电子时端带负电
D. 在磁铁靠近霍尔元件过程中，、端输出电压增大
10.图是某型号气门结构的简化图：金属块和固定弹簧座连接弹簧上端和下端，偏心轮轴位置固定，偏心轮以恒定角速度转动，带动金属块与推杆整体上下往复运动，配合气门机构完成进气、出气，此过程弹簧一直处于压缩状态，偏心轮与金属块始终保持接触。偏心轮横截面如图，在时通过轮轴的偏心轮直径恰好处于水平位置，则( )
A. 推杆上下往复运动的周期为 B. 时弹簧的弹性势能最大
C. 偏心轮上各点的线速度最大值为 D. 偏心轮上各点的向心加速度最大值为
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
11.在下列实验中，需要用到打点计时器的有______。
A.用单摆测量重力加速度的大小
B.探究加速度与力、质量的关系
C.探究两个互成角度的力的合成规律
D.探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
某实验小组利用光电门和镂空钢尺来探究钢尺速度随时间的变化规律。在钢尺中间裁出个形状相同的长方形空隙，空隙间形成了一系列“同尺寸、等间距”的遮光条，相邻两遮光条中心线之间的距离。
用螺旋测微器测量某遮光条上下两边之间的宽度如图，则遮光条的宽度为______。
在光电门上方悬挂钢尺如图，由静止释放钢尺，光电门记录遮光条挡光时间，结合遮光条宽度可计算出遮光条通过光电门的平均速度可视为遮光条到达光电门时的瞬时速度。如表所示，求序号对应的速度大小约为______。计算结果保留位有效数字
序号
挡光时间
速度
已知钢尺速度为时，下落距离为。若以为横坐标，为纵坐标，绘制图像，其斜率可能为______。
A. B. C.
该实验小组利用镂空钢尺继续探究钢尺的加速度与受力关系。如图所示，可利用光电门的测量数据求得钢尺的加速度，利用钢尺的重力和力传感器的读数求得钢尺的合外力不计滑轮的阻力和质量，通过在小车上加配重改变钢尺运动的加速度，多次测量加速度与合外力。实验操作前，______选填“必须”或“不必”垫高轨道以补偿阻力；______选填“必须”或“不必”满足钢尺质量远小于小车、传感器和配重的总质量。
12.某同学制作“橘子电池”后，设计了图电路测量其电动势和内阻。电压传感器可视为理想电压表。
根据图完成图实物连线；
闭合开关，多次调节电阻箱，记录电阻箱阻值和相应的电压传感器读数；
某次实验电阻箱的示数如图，其电阻大小为______；
根据实验数据作出的图像如图，则“橘子电池”电动势 ______，内阻 ______。结果均保留三位有效数字
若仅提供如下规格的电表：
电压表量程，内阻约为；
电压表量程，内阻约为；
电流表量程，内阻约为；
微安表量程，内阻约为；
为了较为准确地测出“橘子电池”的电动势和内阻，下列电路中最合适的是______。
四、计算题：本大题共3小题，共32分。
13.近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为，空载时活塞与气缸底之间的距离均为。该汽车装载货物后，活塞与气缸底间的距离均变为，已知活塞的横截面积为，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为，重力加速度为。求：
装载的货物质量；
装载货物后，气泵自动给气缸充入适量空气，使活塞和气缸底之间的距离回到，充入的气体与原气体的质量之比。
14.如图所示，在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道、光滑圆弧细管道和光滑圆弧轨道平滑连接组成，两段圆弧半径相等，、等高，图中角均为，与圆弧相切，水平。直轨道上方有与相平行的匀强电场，且电场只分布在之间。直轨道底端装有弹射系统弹簧长度很短，长度和质量不计，可以认为滑块从点射出，具有初始弹性势能，某次弹射系统将尺寸略小于管道内径的带正电的滑块弹出，冲上直轨道，直轨道上铺有特殊材料，使滑块与轨道间的动摩擦因数大小可调。滑块进入光滑圆轨道后，最后能在点与弹性挡板相互作用后以等速率弹回。已知滑块的质量为，带电量为，点的高度，整个过程中滑块可视为质点，所带电量保持不变，，。
若调节间的特殊材料，使其变为光滑，求滑块在最高点点时对轨道的作用力；
现调节间的动摩擦因数，求滑块首次到达点时的速率与之间的关系式；
若滑块与弹性挡板相碰后最终能静止在轨道的中点，求动摩擦因数。
15.一仓库货物运送装置如图所示，是半径为的四分之一光滑圆弧轨道，点与圆心等高，点为圆弧最低点；水平轨道与圆弧轨道相切，为水平轨道的右端点且距水平地面的高度为；一高度可以调节的货架，底部固定在地面上，货架表面水平，、为货架表面左右两个端点，通过调节可使距地面的最大高度为；轨道与在同一竖直平面内。货物甲从点由静止释放，滑到点后与静止在点的货物乙发生弹性正碰，碰后甲、乙立即从右侧飞出，下落后均不反弹。已知甲的质量为，长度为，上涂有智能涂层材料，使甲受到的阻力大小与运动距离之间关系如图所示；点到点的水平距离始终为，长度为；忽略空气阻力，甲、乙均可视为质点，重力加速度为。求：
甲刚到点时所受的支持力大小；
甲在中点处的加速度大小及与乙碰前瞬间速度大小；
为确保甲、乙均落在货架上，货架的最低高度及乙的质量范围是多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】根据核反应的质量数守恒与电荷数守恒可知，的质子数是
质量数为
则的中子数是
所以为，则与互为同位素，故 A正确，B错误；
C.半衰期的概念是针对大量的原子核，符合统计规律的随机过程量，对于个别原子来说半衰期是没有意义的，故C错误；
D.上述获取氚的核反应是原子核的人工转变，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】要使得光线全部从玻璃棒右端射出，则需要保证射入光线的最右侧在玻璃棒内发生全反射，则光线在玻璃棒的路线图如图所示图中只画出了第一次反射光线，后续光线图略，根据几何关系得，解得，C正确．
3.【答案】
【解析】以秤和秤盘及盘中物体整体为研究对象，根据平衡条件可知手提杆秤的力等于秤和秤盘及盘中物体的总重力，故A错误；
设细绳与竖直方向的夹角为 ，秤盘及盘中物体总重力为 ，根据平衡条件可得
解得每根细绳的拉力
可知每根细绳的拉力一定大于秤盘及盘中物体总重力的 ，由于 不确定，无法判断每根细绳的拉力与秤盘及盘中物体的总重力的具体大小关系，故B正确，CD错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】A.要使荧光屏中间的亮斑向上移动，电子在竖直偏转板中受到的电场力向上，可得上级板的电势高于下级板的电势，故A错误；
B.空气被电离成正离子和电子，煤粉等粉尘吸附电子带负电，向正极运动即吸附在上，故B错误；
C.设回旋加速器的最大半径为，加速后最大速度为，根据可得：，结合动能定义式可知粒子的最大动能与加速电场的电压无关，故C错误，
D.根据左手定则正离子向板偏转，负离子向板偏转，所以板为正极，可得通过电阻的电流方向向上，故D正确。
5.【答案】
【解析】A.沿椭圆轨道从向运动时，万有引力做正功，则速度增大，即点速度大于点速度，故A错误；
B.卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，则嫦娥六号要想从环月轨道进入椭圆轨道必须在点减速，故B正确；
C.嫦娥六号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故C错误；
D.根据万有引力提供向心力
可知根据轨道半径和周期，可估算月球的质量，但不能得到嫦娥六号的质量，故D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】在向端移动的过程中，极电势高于极电势，电场力对光电子做正功，光电子能够到达极，微安表的示数增大到一定程度后达到饱和光电流不再增大，故AB错误；
C.极电势逐渐升高，电场力对光电子做的正功逐渐增大，根据动能定理可知到达端的光电子动能不断增大，故C正确；
D.根据爱因斯坦光电效应方程
可知端逸出的光电子的最大初动能不变，故D错误。
故选C。
本题考查光电效应的实验规律，动能定理及光电效应方程分析即可求解，由可知端逸出的光电子的最大初动能只与入射光的频率和逸出功有关。
7.【答案】
【解析】A.未知波的传播方向，无法判断的振动方向，故 A错误
B.波上的点不随波迁移，只在平衡位置振动，故 B错误
C.由题意可知，降噪声波的振幅，故C正确
D.降噪声波与噪声相位相反、振幅相同，降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为，故D错误。
8.【答案】
【解析】A、若线圈静止在导线正上方，当导线中通过正弦交流电，由对称性可知，通过线圈的磁通量为零，变化量为零，感应电流为零，故 A错误；
B、若线圈在恒定电流正上方由西向东运动，由对称性可知，通过线圈的磁通量为零，变化量为零。感应电流为零，安培力为零，故 B错误；
C、根据通电直导线周围的磁感线分布特点，检测线圈自北靠近直导线到导线正上方的过程中，穿过线圈的磁场有向下的分量，且磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针当检测线圈逐渐远离直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，故C正确。
D、由楞次定律“来拒去留”可知，检测线圈受到安培力在水平方向的分量一直向北，故 D正确。
9.【答案】
【解析】A.起振器振动频率与固有频率的大小关系未知，则随着起振器振动频率增大，锥形振荡管的振幅不一定增大，故A错误；
B.锥形振荡管左右振动时，霍尔元件的、端输出的电流方向不会改变，则会输出直流信号，故B正确；
C.磁场方向向左，电子与电流方向相反，根据左手定则可知，端带负电，故C正确；
D.根据平衡关系可知
可得
由此可知，在磁铁靠近霍尔元件过程中，磁场增大，则、端输出电压增大，故D正确；
故选BCD。
10.【答案】
【解析】解：、由分析可知，偏心轮转动一圈时推杆正好往复运动了一个周期，所以推杆上下往复运动的周期为，故A正确。
B、由题知在时通过轮轴的偏心轮直径恰好处于水平位置，若想使弹簧的弹性势能最大，则需要偏心轮运动到下方距离最长，如图：，此时运动了或，所以有，故B正确。
C、由线速度与角速度的表达式，已知为恒定角速度，当最大时，最大，所以，故C正确。
D、由向心加速度与角速度的表达式，已知为恒定角速度，当最大时，最大，所以，故D错误。
故选：。
11.【答案】 不必 不必
【解析】解：打点计时器是一种计时仪器，用单摆测量重力加速度的大小实验中利用秒表计时，不需要用打点计时器，故A错误；
B.探究加速度与力、质量的关系，需要利用纸带分析求出加速度，实验中需要用打点计时器，故B正确；
C.探究两个互成角度的力的合成规律不需要计时，则实验中不需要用打点计时器，故C错误；
D.探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，实验不需要利用纸带分析，即不需要用打点计时器，故D错误。
故选：。
螺旋测微器的精确度为，则遮光条的宽度
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段的平均速度，序号对应的速度大小约为
根据速度与位移的关系有
可知，图像斜率表示重力加速度，由于存在空气阻力影响，实际的加速度比重力加速度稍微小一些，可知，其斜率可能为
由于实验中利用钢尺的重力和力传感器的读数求得钢尺的合外力，则实验中不必排除小车摩擦力的影响，即实验操作前，不必垫高轨道以补偿阻力。
由于实验中利用力传感器直接测量出细绳的拉力，则不必满足钢尺质量远小于小车、传感器和配重的总质量。
故答案为：；，，；不必，不必。
12.【答案】
【解析】解：根据图完成图实物连线如下图所示：
根据图所示电阻箱的示数，可得其电阻大小为：
；
根据闭合电路欧姆定律得：
变形为：
根据图像的斜率与纵截距可得：，
解得：，
选项AB的电路图采用的是伏阻法，测量得到的电源的内阻实际是电压表内阻与电源内阻的并联的等效电阻，因“橘子电池”的内阻与电压表内阻相差不多，故测量得到的电源的内阻相对误差较大，而“橘子电池”的电动势约为，电压表的量程均太大。选项CD的电路图采用的是安阻法，测量得到的电源的内阻实际是电流表内阻与电源内阻的串联的等效电阻，因“橘子电池”的内阻远大于电流表和微安表的内阻，故测量得到的电源的内阻相对误差较小，并且此方法测量电源的电动势无系统误差，由的结果可知电路的最大电流约为，故选用微安表进行测量误差较小。综上所述选项D的电路最合适。
故答案为：见解答；；；；
13.【答案】解：设空载时气缸内气体压强为，负载时为。
空载时，由平衡条件有
负载时，由平衡条件有
由玻意耳定律可得
联立解得
设充入的气体为。
由题意可得
则
解得
答：装载的货物质量为。
充入的气体与原气体的质量之比为。
14.【答案】解：由几何关系可得的长度为：
由点到点的动能定理：
在点根据牛顿运动定律：
解得：
牛顿第三定律：，方向：竖直向上
由点到点的动能定理：
解得：
考虑到滑块需先过点：
所以：
所以：且
滑块经多次碰撞，最终在轨道中点速度减为，由动能定理可得：，其中，，，
解得：，其中，，，
要让滑块在中点能停住：
所以：
因此，只有，，，时满足条件
所以动摩擦因数只能取，，，这个值
答：若调节间的特殊材料，使其变为光滑，滑块在最高点点时对轨道的作用力为；
现调节间的动摩擦因数，求滑块首次到达点时的速率与之间的关系式为且；
若滑块与弹性挡板相碰后最终能静止在轨道的中点，动摩擦因数只能取，，，这个值。
15.【答案】解货物甲由点运动到点过程，机根据械能守恒有：
货物甲在点时，受力分析由牛顿第二定律可得：
联立解得：
由图根据题意可知，甲在中点处的阻力大小为：
根据牛顿第二定律可得：
代入解得：
货物甲从点运动至与货物乙碰撞前过程，由动能定理可得：
图像中图线与坐标轴所围面积表示阻力做功大小，所以阻力所做功：
联立解得：
设乙的质量为，碰后甲的速度为，乙的速度为，以向右为正，
由动量守恒定律有：
由机械能守恒定律有：
碰后甲、乙均做平抛运动，平抛运动最长时间为，根据平抛规律有：
货架的最低高度为：
联立解得：
当乙的质量最大，乙的速度最小，货架高度最低，水平位移有：
联立解得：
当乙的质量最小，乙的速度最大，货架高度最高，设乙做平抛运动时间为，水平位移有：
水平位移有：
联立解得：
所以乙的质量范围为：

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