辽宁省点石联考2024-2025学年高三下学期5月联合考试 物理试卷（含解析）

2024-2025学年辽宁省点石联考高三联合考试物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.等效替代思想的核心在于“效果相同，形式简化”，以下不属于等效替代思想的是( )
A. 合力与分力 B. 交流电的有效值 C. 重心 D. 点电荷
2.A、B两物体在摩擦力作用下以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，其图像如图所示，则A、B两物体
A. 滑行距离之比为 B. 平均速度大小之比为
C. 加速度大小之比为 D. 所受摩擦力大小之比为
3.如图为原子核的比结合能曲线，横坐标为质量数A，纵坐标为比结合能，由图可知( )
A. 质量数的原子核比结合能最大，因此该核发生核反应时会释放大量能量
B. 铀核的比结合能小于中等质量原子核，故铀核裂变生成两个中等核的过程会释放核能
C. 两个氢核聚变为氦核的过程需要吸收能量
D. 比更稳定
4.如图所示，一较大广场100m直道的P、Q两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个完全相同的扬声器，两个扬声器连续发出波长为10m的声波。O为直道的中点，MN为P、Q连线的中垂线。某同学沿直线PQ、MN缓慢行进的过程中会感觉到扬声器发出的声音时而增强时而减弱。图中a、b两位置距离O点的距离分别为、，c为MN上的一个位置，下列说法正确的是( )
A. 声音的增强和减弱是声波的衍射造成的 B. 在a位置听到的声音增强
C. 在b位置听到的声音增强 D. 在c位置听到的声音增强
5.如图所示，正点电荷置于x轴上的O点，现将一正的试探电荷由x轴上O点右侧的M点静止释放，试探电荷只在电场力作用下运动，则电势随位置x变化的图像、电场强度E随位置x变化的图像，电荷运动速度v随时间t变化的图像、电势能随位移x变化的图像可能正确的是
A. B.
C. D.
6.游泳池底部装有地埋式LED灯，主要用于水下照明，方便游泳的人看到泳池水底的情况。如图所示，表面积足够大的某泳池水的深度，LED灯可视为点光源，已知水的折射率为，空气中光速为。当灯以不同角度射出光线时，下列说法正确的是
A. 光在水中传播的速度大小为
B. 光线从水中射向空气时，入射角与折射角成正比
C. 在水面能看到的发光区域的面积约为
D. 若水中含有杂质导致折射率增大，则发光区域的面积将变大
7.如图所示，一轻弹簧竖直固定在地面上，上端连接质量为2m的物体B，质量为m的物体A从B正上方某高度处自由下落，与B发生碰撞后不粘连两者立刻一起以相同的速度向下运动，此后，A、B在运动过程中恰好不分离。已知弹簧的弹性势能为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧处于弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。则
A. A、B碰后立刻向下做减速运动
B. A、B一起运动过程中加速度的最大值为2g
C. A、B碰撞过程中损失的机械能为
D. A、B运动至最低点时弹簧弹力大小为4mg
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.在哈尔滨冰雪大世界，游客们不可或缺的体验项目之一便是“冰雪大滑梯”。其简化模型如图所示。冰滑梯轨道AB固定在地面上，表面摩擦忽略不计，游客乘坐雪圈从高h处由静止开始下滑，并通过长度为的水平雪面BC，最终进入长度为的铺有地垫的缓冲区CD。已知雪圈与雪面BC和缓冲区CD间的动摩擦因数分别为、，游客与雪圈可视为质点，不计空气阻力和通过B点时的机械能损失。为了确保游客下滑后能够停在缓冲区内，h的取值可能为
A. 3m B. 6m C. 9 m D. 12m
9.中国天宫空间站全面建成，承担各项在轨科学实验任务。航天员在空间站长期处于失重状态，为缓解此状态带来的不适，如图甲所示，科学家设想建造一种环形空间站。如图乙所示，半径为r的圆环绕中心轴匀速旋转，航天员可视为质点站在圆环的内侧壁上，随着圆环空间站做匀速圆周运动，可受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知天宫空间站在距离地球表面高为h处做匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，不考虑地球的自转。下列说法正确的是( )
A. 环形空间站的旋转角速度为
B. 天宫空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度为
C. 若h增大，则天宫空间站的线速度将增大
D. 天宫空间站的向心加速度小于环形空间站的旋转向心加速度
10.一固定光滑绝缘筒截面图如图所示，圆心为O，半径为R，SP为直径，筒内有垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从S点沿SP方向垂直射入磁场，已知粒子与筒壁碰撞时速率、电荷量都不变且碰撞时间极短，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 要使粒子与筒壁发生1次碰撞后恰好打在P点，则粒子射入磁场时速度的大小为
B. 若粒子仅在SP的一侧运动，最后打在P点，则粒子射入磁场时速度的大小可能为
C. 要使粒子与筒壁碰撞4次后恰好打在S点，则粒子在筒中运动的时间可能为
D. 要使粒子与筒壁碰撞4次后恰好打在S点，则粒子在筒中运动的时间可能为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。
实验步骤如下：
如图1所示，用电磁铁吸住小铁球，将光电门1、2分别固定在轨道上;
切断电磁铁电源，小铁球沿光滑轨道静止下滑，光电计时器测出小铁球通过光电门1、2所用的时间分别为、。
用螺旋测微器测量铁球的直径d，如图2所示，可读出铁球直径 mm。
已知当地重力加速度为g。若要验证机械能守恒定律，本实验还需测量的物理量为 用文字和字母表示，本实验需要验证的物理量关系式为 用题中给出的字母及还需测量的物理量的字母表示。
12.欧姆表的工作原理基于闭合电路欧姆定律。如图所示，欧姆表由表头灵敏电流计、电源、调零电阻R和红黑表笔组成，改装的关键是通过调整电路元件，使表头指针偏转与待测电阻成对应关系，请结合所学知识完成以下问题：
已知表头的满偏电流、内阻，电源电动势，内阻，则该欧姆表的内阻 。
红、黑表笔对接，调节调零电阻 R使灵敏电流计指针满偏，保持R的阻值不变，红、黑表笔间接一个电阻，则电流为3mA的刻度对应电阻的阻值为 。
电源的电动势不变，若要改装成倍率更大的欧姆表，则需要用满偏电流更 选填“大”或“小”的灵敏电流计。
欧姆表用久了，内部电池的电动势会变小，内阻会变大，当电源电动势由减少到、电源内阻变为时仍然能够进行欧姆挡调零，用这个欧姆表测电阻，测量值与真实值相比 选填“偏大”“偏小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.在深海探测任务中，某探测器通过调节气囊内的气体体积来控制其上浮与下潜。探测器在距离海平面处海底工作时，气囊内封闭一定质量的理想气体，气囊内气体体积，温度。探测器上浮过程中，气体先保持温度不变膨胀，到距离海平面时体积变为，随后由于海水温度升高，气体等压膨胀，到水面时温度。已知水面大气压强，海水密度，重力加速度大小，求：
探测器上浮到距离海平面时气囊内气体的体积
探测器上浮到水面时气囊内气体的体积。
14.足球比赛中，最惊心动魄的时刻莫过于点球大战。国际足联对于标准足球场的尺寸规定为：如图所示，罚球点距球门线中点的水平距离为，球门横梁高度为，宽为。足球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小，，。
若运动员在罚球点处正对球门中心以的速度、与水平方向成角射门，通过计算，判断足球能否射入球门不考虑守门员的防守
若运动员在罚球点处斜向左上方以某速度、与水平方向成角射门，足球恰好从左上角A点水平射入球门，试估算该运动员射门时足球的初速度大小计算结果保留整数。
15.如图所示，一边长为L、质量为m的“”形金属细框置于光滑绝缘水平桌面上，ab、cd、ef边电阻均为R，其余边阻值忽略不计。虚线右侧有范围足够大的方向垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与虚线边界平行，cd边刚要进入磁场时金属框速度大小降为它初速度大小的，求：
边刚进入磁场时金属框的加速度大小;
整个运动过程中，ef边产生的热量。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【解答】
合力与分力是用单个力等效多个力的作用，属于等效替代。交流电的有效值是用直流电的热等效交流电的效果，属于等效替代。重心是用一点等效物体整体的重力作用，属于等效替代。点电荷带电体简化为无体积的点，忽略次要因素，属于理想化模型而非等效替代。故 D正确，ABC错误。
2.【答案】C
【解析】C、从图像中，我们可以直接读出物体的初速度、末速度以及运动时间。由于 A、B两物体都做匀减速直线运动直到停止，所以它们的末速度都为0。从图像中我们还可以看出， A物体的运动时间为， B物体的运动时间为。图线斜率的绝对值表示加速度大小，故A、B两物体的加速度大小之比为，故C正确；
B、平均速度都为，所以它们的平均速度大小之比为，故B错误；
A、图线与坐标轴所围面积表示位移，故A、B两物体的滑行距离之比为，故A错误；
D、由于题目中没有给出A、B两物体的质量，所以我们无法直接比较它们所受摩擦力的大小，故D错误。
3.【答案】B
【解析】A、质量数的原子核比结合能最大，意味着这些原子核的核子结合得最为紧密，要将其分开需要更多的能量，因此这些原子核最稳定，发生核反应时会吸收大量能量， 故A错误；
B、轴核裂变生成中等核，比结合能增大，释放能量， 故B正确；
C、两个氢核聚变为氨核的过程是一个轻核聚变的过程，在这个过程中，由于比结合能的增加，会有质量亏损，因此这个过程需要释放能量，而不是吸收能量，故 C错误；
D、比结合能越大，原子核越稳定， 故D错误。
4.【答案】D
【解析】A.声音的增强和减弱是声波的干涉现象，而非衍射现象，故 A错误。
若其位置到两个扬声器的距离差，则听到的声音减弱;若，则听到的声音增强，由a、b、c位置数值可知，a、b位置听到的声音均减弱，c位置听到的声音增强，故D正确，BC错误。
5.【答案】A
【解析】B.试探电荷受到沿x轴正方向的电场力的作用，沿x轴正方向运动，由于点电荷电场强度可知，电场强度E随位置x减小，但不是均匀减小，故B错误；
A.沿x轴正方向电势降低，且图像斜率绝对值表示电场强度的大小，由于电场强度随x减小，故斜率减小，故A正确；
C.试探电荷速度增加，图像斜率表示加速度，由于电场强度、电场力减小，加速度减小，斜率应减小，故C错误；
D.图像的斜率的绝对值表示电场力的大小，可知斜率应减小，故D错误。
6.【答案】C
【解析】A.光在水中的传播速度，故A错误。
B.由折射定律可知，光线从水中射向空气时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，故B错误。
C.临界角，，由几何关系可知，发光区域半径，面积，故C正确。
D.折射率增大，临界角减小，发光区域面积减小，故D错误。
7.【答案】C
【解析】【解答】
A.碰前A自由下落，，A、B碰后系统所受合力向下，由可知，弹力变大，故碰后A、B一起先向下做加速度减小的加速运动，故 A错误。
当加速度为零时，速度最大，此时为简谐运动的平衡位置。当 A和B恰好不分离时，在最高点时弹簧刚好达到原长，加速度为g，由对称性可知，在最低点加速度也为g，由可知， A、B运动至最低点时的弹簧弹力大小为6mg，故 B、D错误；
C.A、B相碰，，碰撞过程中损失的机械能为，A、B碰后至运动到最高点过程有，B静止时有，联立得，故C正确。
8.【答案】AB
【解析】游客若恰好停在C点，由能量守恒得，
解得，
若恰好到达D点，由能量守恒得，
解得，
则要使游客能够停在缓冲区内，h的取值范围为，
故AB正确，CD错误。
9.【答案】BD
【解析】A.由题意知，航天员在圆环空间站上受到与站在地球表面时相同大小的支持力，解得，故A错误。
B.天宫空间站绕地球做匀速圆周运动，其中，解得，故B正确。
C.天宫空间站绕地球做匀速圆周运动，；可得：；可知，h增大，v减小，故C错误。
D.天宫空间站的向心加速度满足，其中，解得，环形空间站的旋转向心加速度，故天宫空间站的向心加速度小于环形空间站的旋转向心加速度，故 D正确。
10.【答案】ACD
【解析】A、设粒子射入磁场时速度大小为v，在磁场中做匀速圆周运动，粒子与筒壁仅发生1次碰撞后从P点射出，则有，联立解得，A选项正确。
B、粒子从S点射入，从 P点射出，设粒子与简壁碰撞 n次，将半圆 SP等分为段，每段对应的圆心角为，有
。由几何关系可知，，联立解得
，
粒子射入磁场时速度的大小不可能为，B错误。
C、第一种情况：入射速度较小时，依此打在4、3、2、1后恰好打在S点。粒子在圆筒中运动时间
第二种情况：入射速度较大时，依此打在3、1、4、2后恰好打在S点。粒子在圆筒中运动时间
，CD正确。
故选ACD。
11.【答案】；两光电门间的竖直高度h；
【解析】问螺旋测微器的读数由固定刻度读数和可动刻度读数组成。固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以铁球直径；
小铁球通过光电门1的速度，通过光电门2的速度。根据机械能守恒定律：
，两边同时约去m，可得。所以本实验还需测量的物理量为两光电门间的竖直高度h，需要验证的物理量关系式为。
12.【答案】；；小；偏大
【解析】解：该欧姆表的内阻：；
结合题意，该电阻的阻值为：；
欧姆表中值电阻等于其内阻。电源的电动势不变，若要改装成倍率更大的欧姆表，则欧姆表中值电阻扩大倍数，即其内阻变大，由可知，需要用满偏电流更小的灵敏电流计。
当电池电动势E变小、内阻变大时，欧姆档重新调零，由于满偏电流不变，
欧姆调零时欧姆表内阻为：，变小，
用欧姆表测电阻时：，
由于变小，则I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了，电阻测量值偏大。
13.【答案】解：在海底时，
距离海平面50m时，
气体发生等温变化，
解得；
从距离海平面处到上浮到水面过程，气体发生等压变化，
解得3。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：设球到达球门时间为，
水平方向有，
竖直方向有，
联立解得，
故足球不能射入球门；
足球恰好从左上角A点水平射入球门，
竖直方向有，
水平方向有，
联立解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：解：设ab边刚进入磁场时的速度为v，则，，，，，
联立解得，
从开始到cd边刚要进入磁场的过程中或，其中，
解得；
边进入磁场至cd刚要进入磁场过程中回路产生的热量，
ef边产生的热量，
cd进入磁场后的等效电路图如图
设cd运动位移x速度减为零，则或，其中，
解得，
故金属框停止时，ef未进入磁场，此过程回路产生的热量，
ef边产生的热量，
整个运动过程中，ef边产生的热量。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】