辽宁省鞍山市第一中学2024-2025学年高三（第三次）模拟考试物理试卷（含解析）

辽宁省鞍山市第一中学2024-2025学年高三（第三次）模拟考试
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是( )
A. 该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
B. 伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现
C. “小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象
D. 这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法
2.如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶、和青蛙在同一竖直平面内，高度相同，高度相同，分别在正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，则下列说法正确的是( )
A. 青蛙跳到荷叶上和荷叶上的初速度相等
B. 青蛙跳到荷叶上和荷叶上的初速度相等
C. 青蛙跳到荷叶上的初速度最小
D. 青蛙跳到荷叶上的初速度最大
3.中国空间站和嫦娥六号分别围绕地球和月球做圆周运动，中国空间站的轨道半径为嫦娥六号轨道半径的倍，中国空间站的运动周期为嫦娥六号运动周期的倍，根据上述数据可得地球质量与月球质量之比为( )
A. B. C. D.
4.图甲为一列沿轴正向传播的简谐横波在时的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 图乙可能是质点的振动图像
B. 再经质点将沿轴运动到处
C. 质点的位移与时间的关系为
D. 波在传播过程中，质点在内运动的路程为
5.无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈匝数，当两辆受电线圈匝数分别为甲：，乙：的新能源汽车同时在同一个送电线圈上充电，在理想情况下，忽略各种能量损耗，当送电线圈两端接在的交流电源上时，送电线圈上电流为，通过甲车的充电的电流为，则通过乙车的电流为( )
A. B. C. D.
6.如图甲所示，是圆心为半径为圆周上的个等分点，纸面内存在匀强电场图中未画出。圆上各点半径同的夹角为，各点的电势与的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电场方向水平向右
B. 电场强度的大小为
C. 两点的电势差为
D. 一电子从点顺时针沿圆弧运动到点电势能先减小后增大
7.年，乔治阿特伍德为测量重力加速度和验证牛顿第二定律，设计了后来以他名字命名的实验装置阿特伍德机。阿特伍德机的简化示意图如图所示，，为质量均为的物体，物体的质量为，若滑轮质量和摩擦不计，轻绳不可伸长，，则物体从静止开始下落一段距离所用时间约为其自由落体下落同样距离所用时间的
A. B. C. 倍 D. 倍
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图所示，其中为阳极，为阴极，只有当明火中的紫外线照射到极时，电压表才有示数且启动报警装置。已知太阳光中的紫外线频率主要在，而明火中的紫外线频率主要在，下列说法错误的是( )
A. 为避免太阳光中紫外线干扰，极材料的截止频率应大于
B. 只有明火照射到极的时间足够长，电压表才会有示数
C. 电源左边接正极有利于提高报警装置的灵敏度
D. 可以通过图中电压表示数变化监测火情的变化
9.碳是碳的一种同位素。如图甲是一个粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出经电离后的碳与碳原子核初速度不计，经直线加速器加速后由通道入口的中缝进入通道，该通道的上下表面是内半径为、外半径为的半圆环，磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，碳原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则下列说法正确的是( )
A. 在图乙中，磁场的方向是垂直于纸面向外
B. 碳原子核和碳原子核均击中照相底片，碳原子核在磁场中的运动时间一定比在磁场中的运动时间小
C. 加速电压为时，碳原子核所击中的位置比碳原子核更靠近圆心
D. 当加速电压在范围内，碳原子核全部打在内圆环上
10.在一场冰上表演活动中，光滑的冰面上静止放置着一个质量为的冰车，冰车的左侧部分是一个半径为的光滑四分之一圆弧轨道，轨道底部与冰面平滑连接。一位质量为的花样滑冰运动员以水平速度冲向冰车并滑上轨道。已知运动员在轨道上升的高度小于。运动员回到轨道底端时，此时冰车向前走的距离为，则下列说法正确的是( )
A. 运动员在冰车轨道上运动过程中，冰车对冰面的压力始终等于
B. 运动员在轨道上升的最大高度为
C. 运动员再次滑回到轨道底端时，对轨道的冲量大于
D. 运动员在轨道上的运动时间为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图所示，是某同学设计的多用表电路图。当单刀双掷开关接时，是一个双量程电流表，其量程分别为和；当单刀双掷开关接时，是一个双倍率的欧姆表，其倍率分别为“”和“”。其中使用的实验器材有：
A、干电池电动势，内阻忽略不计；
B、定值电阻，；
C、表头量程为，内阻；
D、滑动变阻器最大阻值为；
E、单刀双掷开关。则：
接线柱端应该接_____选填“红”或“黑”表笔；
定值电阻_____；
某同学要测量一个定值电阻的阻值约为，实验步骤如下：
单刀双掷开关接，单刀双掷开关接_____选填“”或“”，将红、黑表笔短接，进行欧姆调零；
将红、黑表笔接在待测电阻两端，此时表头的示数为，则该电阻的测量值为_____；
12.某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块带有遮光条组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油。以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能为弹簧形变量，重力加速度为，遮光条的宽度为，小物块释放点与光电门之间的距离为远远小于。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间。
物块通过光电门时的速度为____；
改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从点静止释放，记录多组和对应的时间，做出图像如图所示，若在误差允许的范围内，满足关系式_________时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒；
在中条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为，则______用表示；
在中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为_________表示。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成长为的细圆柱棒，如图甲所示。让一束平行激光从圆柱棒的一个底面垂直射入，历时在另一端接收到该光束，已知光在真空中的速度为。现将这种新材料制成一根半径的光导纤维束弯成半圆形暴露于空气中假设空气中的折射率与真空相同，半圆形外半径为，如图乙所示。
求这种新材料的折射率；
用同种激光垂直于光导纤维的端面射入，若该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，求半圆形的半径。
14.如图所示，、两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，放在固定的光滑斜面上，斜面倾角为，、两小球通过劲度系数为的轻质弹簧相连，放在倾角为带有挡板的固定光滑斜面上。现用手控制住，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，保证滑轮两侧细线均与斜面平行，且球与挡板接触。已知的质量为，的质量为，的质量为，重力加速度为，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。现释放球，求：
初始时，弹簧形变量的大小；
沿斜面下滑的最大速度；
沿斜面下滑至位移最大时，对挡板的压力大小。
15.如图所示，一倾角的光滑固定斜面的顶端放有质量的电阻不计的形导体框。一阻值、质量的金属棒的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路，与斜面底边平行，长度。初始时与相距，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离后进入一方向垂直于斜面向上的磁感应强度大小的有界匀强磁场，磁场边界图中虚线与斜面底边平行。金属棒在磁场中做匀速运动，直到离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的边恰好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速。已知金属棒与导体框之间始终接触良好。重力加速度，，。
求金属棒在磁场中运动时所受的安培力；
求金属棒与导体框之间的动摩擦因数；
求导体框在磁场中匀速运动过程中克服安培力做的功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.当右侧斜面倾角变为 时，忽略摩擦力的影响，小球将一直运动下去，伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”，故A错误；
B.没有摩擦，绝对光滑的轨道，无论通过什么工艺都不能实现，故B错误；
C.由于没有绝对光滑的轨道，故“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验观察不到的现象，故C错误；
D.伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在，影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质，这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想，也是揭示现象本质的重要研究方法之一，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】解：青蛙做平抛运动，水平方向匀速直线，竖直方向自由落体，则有
，
可得：
A、、高度相同，水平位移不同，则青蛙跳到荷叶上和荷叶上的初速度不相等，故A错误；
B、、水平位移相同，高度不同，则青蛙跳到荷叶上和荷叶上的初速度不相等，故B错误；
C、的高度最大，水平位移最小，则青蛙跳到荷叶上的初速度最小，故C错误；
D、的高度最小，水平位移最大，则青蛙跳到荷叶上的初速度最大，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】根据万有引力提供向心力有
解得
由题知 ，
联立解得
故选C。
4.【答案】
【解析】A.根据“上、下坡法”可知，质点在 时由平衡位置向上振动，而乙图中某质点在 时也恰好由平衡位置向上振动，故乙图可能是质点的振动图像，A正确；
B.质点只能在各自的平衡位置附近做简谐振动，而不会随着波迁移，B错误；
C.由图可知，质点的振幅
周期
角频率
由甲图可知，当 时，质点经过平衡位置向下振动，故质点的位移与时间关系为
C错误；
D.由于该波的周期为 ，质点在时间内恰好完成一个周期的振动，一个周期内，质点运动的路程为
D错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】根据题意，已知 ， ， ，根据理想变压器变压比公式为
解得
同理
解得
对于理想变压器，有输入功率等于输出功率
而
根据题意有
解得
故选B。
6.【答案】
【解析】A.由图乙可知圆上各点半径与的夹角为 时，即 点电势最高为 ，与的夹角为 时，即 点电势最低为 ，电场方向从 点指向 点，即水平向左，故A错误；
B.由项分析可知电场方向从 点指向 点，又 两点电势差 ，
电场强度 ，故B正确；
C.两点的电势差为 ，故C错误；
D.一电子从点顺时针沿圆弧运动到点电势先减小后增大，电子带负电，在电势低的地方电势能大，故电子电势能先增大后减小，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】对整体进行分析，由牛顿第二定律有，解得，由匀加速运动公式有，可知，同理，物体自由落体下落同样距离所用时间，解得，故C正确，ABD错误。
8.【答案】
【解析】A.太阳光中的紫外线频率主要在 ，为避免太阳光中的紫外线干扰，极材料的截止频率应大于 ，说法错误，满足题意要求；
B.电压表有没有示数与明火的照射时间无关，与明火中紫外线的频率有关，说法错误，满足题意要求；
C.电源左边接正极时，光电管上被施加反向电压，发生光电效应时到达阳极的光电子数减少，因此会降低报警装置的灵敏度，说法错误，满足题意要求；
D.明火中紫外线的强度越大，产生的光电流越大，由欧姆定律知，电压表的示数越大，故可用电压表示数变化监测火情的变化，说法正确，不满足题意要求；
故选ABC。
9.【答案】
【解析】A.由图可知，碳原子核受到向右的洛伦兹力，根据左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，故A正确；
B.碳原子核在磁场中运动的时间为
由于碳原子核的质量数大于碳原子核的质量数，所以碳原子核在磁场中的运动时间一定比在磁场中的运动时间大，故B错误；
C.由题意知，加速电压为时，有
所以
原子核进入磁场中有
所以
由此可知，碳原子核所击中的位置比碳原子核更靠近圆心，故C错误；
D.若碳原子核全部打在内圆环上，则最小圆周运动半径为 ，
最大圆周运动半径为 ，
解得 ，
当加速电压在 范围内，碳原子核全部打在内圆环上，故D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】A.运动员在竖直方向上有向下的分加速度，系统处于失重状态，故冰车对冰面的压力始终小于 ，故A错误；
B.运动员在轨道上升过程中，在水平方向上动量守恒，则
解得，运动员上升到最高点时运动员和冰车共速时的速度大小为
根据系统机械能守恒
解得
故B正确；
C.运动员再次滑回到轨道底端时，取水平向右为正方向，设运动员的速度为 ，冰车的速度为 ，在水平方向上动量守恒，则
根据系统机械能守恒
解得
根据动量定理可知，在水平方向上，运动员对轨道的冲量大小为
又因为运动员在竖直方向上对轨道的冲量不为零，所以运动员对轨道的冲量大于 ，故C正确；
D.根据运动员和冰车在水平方向上动量始终守恒，则在任意时刻均满足
两边同乘 ，则
有题意可知 ，
联立，解得
故D正确。
故选BCD。
11.【答案】黑

【解析】当单刀双掷开关 接时，是一个双倍率的欧姆表，电流从红表笔流入欧姆表，从黑表笔流出欧姆表，故接线柱端应该接黑表笔；
当单刀双掷开关 接时，是一个双量程电流表，其量程分别为和；接“”时，等效电路为
由于跟灵敏电流计并联电阻较小，根据并联电路分流关系可知，所分得的电流大，所以量程大，电流表的量程为，由串并联电路规律可得
接“”时，等效电路为
由于跟灵敏电流计并联电阻较大，根据并联电路分流关系可知，所分得的电流小，所以量程小，电流表的量程为，由串并联电路规律可得
解得 ，
的阻值约为，单刀双掷开关接时，改装为的量程，则欧姆表内阻
此时对应欧姆表“ ”倍率，测量更准确。
根据闭合电路欧姆定律有
电路中电流
解得
12.【答案】；；
；
【解析】根据光电门测速原理可知，物块通过光电门时的速度为；
若系统机械能守恒，则有
变式为
所以图像若能在误差允许的范围内满足
即可验证弹簧和小物块组成的系统机械能守恒；
和时，物块的动能相等，可得
联立可得；
时，可知遮光板挡光时间最短，此时物块通过光电门时的速度最大，可得，
联立可得
13.【答案】解：光在细圆柱棒中传输有
解得传播速度为
材料的折射率为
解得
当入射光线越接近点时，则光在光纤中的入射角越大，就越容易发生全反射，因此激光不从光导纤维束侧面外泄的临界条件是入射光在光导纤维束内侧面发生全反射，临界光路图如图所示
根据几何关系可得
又因为
联立解得
14.【答案】解对小球受力分析可知，小球仅受重力和斜面的支持力无法平衡，则弹簧对小球有沿斜面向上的支持力，则初始时弹簧处于压缩状态，设压缩量为 ，由沿斜面方向受力平衡可得
解得
沿斜面下滑至速度最大时，加速度为，由牛顿第二定律可知绳上的拉力为
此时对沿斜面方向的受力，由牛顿第二定律有
联立解得
因为 ，一开始释放的位置弹簧的弹性势能与速度最大位置时弹簧的弹性势能相等，由系统机械能守恒得
联立解得
根据简谐运动知识可以判定、两个小球一起做简谐振动，二者的振幅为
当小球运动到最低点时，则向上运动的最大距离为
此时弹簧的伸长量为
此时对做受力分析由平衡方程有
联立解得
由牛顿第三定律可知，对挡板的压力大小为
15.【答案】解：由于斜面光滑，所以导体框与金属棒由静止开始同步匀加速下滑，以整体为研究对象，则由牛顿第二定律总 总
解得
当金属棒进入磁场时，速度达到
此时棒产生感应电动势
回路中的感应电流为
棒受到的安培力
方向沿斜面向上。
由于棒与导体框原来同步向下匀加速，现棒进入磁场受到沿斜面向上的安培力，且做匀速直线运动，因此棒必定相对导体框向上运动，受导体框对它沿斜面向下的滑动摩擦力，设的质量为，匀速穿过磁场时受到导体框的滑动摩擦力为，则此过程中棒受力如图所示
由共点力的平衡条件有
即
再由平衡条件，有
根据公式
解得金属棒与导体框之间的动摩擦因数
当导体框未进入磁场时，其受力如图
由牛顿第二定律
即棒进入磁场后，导体框以初速度
解得加速度为
继续沿斜面向下做匀加速直线运动后，边恰好进入磁场，根据速度位移公式
此时边的速度为
而此时棒的速度为
棒的受力如图所示
由牛顿第二定律，有
解得棒有加速度
则棒加速到需要时间
即导体框匀速运动的距离
此时边感应电动势
感应电流为
边受到的安培力
方向沿斜面向上；
导体棒克服安培力做的功为
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