四川省大数据联考2024-2025学年高三（下）模拟预测物理试卷（含解析）

四川省大数据联考2024-2025学年高三（下）模拟预测物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于热学相关内容，下列说法正确的是( )
图甲：显微镜下悬浮花粉微粒运动位置连线图
图乙：分子运动速率分布图
图丙：细管分别插入水和水银对比图
图丁：电冰箱正常工作时热量传递图
A. 由图甲可知：花粉微粒在永不停息地做无规则热运动
B. 由图乙可知：温度升高时，所有分子的速率都变大
C. 由图丙可知：只有固体和液体浸润时，才能发生毛细现象
D. 由图丁可知：电冰箱正常工作时，没有违背热力学第二定律
2.为使汽车快速平稳转弯，驾驶员经常采用“入弯减速，出弯加速”的技巧。汽车采用该技巧在单向路面水平弯道入、出弯道时，其所受水平合力为、速率为。则下列方向关系图中，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3.飞秒激光是一种具有超短脉冲持续时间的激光技术，可用于近视手术。某飞秒激光器可产生波长约为的近红外激光，单脉冲能量约为。普朗克常量，光速，，如图为氢原子能级图。下列说法正确的是( )
A. 激光器发出的单个光子能量为
B. 一次单脉冲过程发出的激光光子数为
C. 该激光能使逸出功小于脉冲能量的所有金属发生光电效应
D. 该激光能使处于基态的氢原子发生跃迁
4.如图甲所示，某同学将平面镜倾斜浸没于水中，太阳光可视为平行光经水面折射和平面镜反射在光屏上形成了彩色条纹。为解释该现象，他将光路简化为图乙所示，、为最终出射的两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 水对光的折射率小于水对光的折射率
B. 光在水中的传播时间大于光在水中的传播时间
C. 逐渐增大平面镜与水平面的夹角，光首先消失
D. 将平面镜水平放置，入射的太阳光将沿不同方向射出水面
5.如图所示，足够大的空间内存在与水平方向成角的匀强电场，一不可伸长的绝缘轻绳，一端系于点距水平地面足够高，另一端系一质量为、电荷量为的小球可视为质点，当小球处于静止状态时，轻绳与竖直方向的夹角为。现将小球拉至点右侧等高位置轻绳刚好拉直静止释放，小球运动到点正下方时，轻绳碰到点小于绳长的刀片而断裂，最终小球落在水平地面上。已知重力加速度大小为，。下列说法正确的是( )
A. 电场强度的大小为 B. 小球在整个过程中受到的合力为变力
C. 轻绳断裂前、后瞬间小球速度大小不变 D. 轻绳断裂后，小球做平抛运动
6.图甲为青铜时代文化遗迹石棚，古人利用图乙所示的方法将上方质量为的盖石可视为质点缓慢拉至石板上方。土堆的斜面倾角为，盖石与土堆间的动摩擦因数恒为，盖石受到的拉力与斜面间夹角为，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 的大小为
B. 的大小为
C. 仅减小夹角，减小
D. 在范围任意改变倾角，当夹角时，有最小值
7.工厂中照明与生产设备通常由变压器的多个次级回路独立供电，以防止线路间的相互干扰。一学习小组设计了如图所示的电路来模拟工厂的供电系统，用电压有效值恒定的交流电源供电。输电回路总电阻，理想变压器原线圈匝数，照明系统回路副线圈匝数，负载系统回路副线圈匝数。照明电路由个完全相同的灯泡组成，每个灯泡的阻值恒定。负载系统视为一可变电阻。初始状态下，仅闭合开关和，将调到，灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是( )
A. 交流电源输出电压有效值为
B. 若仅减小负载系统电阻，灯泡亮度变暗
C. 若仅将到的只开关都闭合，灯泡亮度不变
D. 若仅依次闭合到的只开关，理想变压器的输入功率先增大后减小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某学校的长方形操场尺寸如图所示，主席台靠近操场的两个角有两个喇叭、，播放着完全相同的音乐，音乐频率为。一位同学发现、位置的音量听起来比周围更大。已知人耳朵看作质点和两个喇叭刚好在同一水平面，空气中声音的传播速度为，。下列说法正确的是( )
A. 声波是横波
B. 这种现象属于干涉现象
C. A、两处介质的振动一定同时到达最大位置
D. 从操场底边的点走到点，共有个音量极大的位置
9.一物理兴趣小组的同学将两个相同电容器的上极板用导线相连，下极板均接地，如图甲所示。另一组同学在两个电容器上极板间接入一理想二极管，如图乙所示。让两组电容器的上极板分别带电后，两组同学观察到两电容器中间相同的带负电油滴均处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 若将图甲中极板稍向上平移，将向上动，将向下动
B. 若将图甲中极板稍向上平移，和均不动
C. 若将图乙中极板稍向上平移，和均不动
D. 若将图乙中极板稍向上平移，处电势将减小
10.为了防止意外，常在图甲所示的“滑道”尾部设置沙坑和气垫，其简化示意图如图乙所示，倾角斜滑道与长的水平沙坑道平滑连接，滑板与斜滑道间的动摩擦因数，滑板与水平沙坑间的动摩擦因数为，气垫挡板质量，轻质气垫弹簧劲度系数，挡板右侧滑道光滑；滑板与人总质量，行进至距斜滑道底端时速度。滑板含人与挡板碰后粘在一起，已知弹簧弹性势能与其形变量之间的关系为，弹簧形变在弹性限度内，重力加速度取，。下列说法正确的是( )
A. 滑板到达斜滑道底端时的速度为
B. 在的情况下，滑板可以不撞到挡板
C. 若要求弹簧弹力不大于，则需要
D. 若要求弹簧弹力不大于，则需要
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某兴趣小组利用气垫导轨与遥感弹射器验证动量守恒定律，其原理结构如图甲所示。当地的重力加速度大小为。
实验步骤如下：
A.用天平测出滑块与遥感弹射器含铁丸的总质量、铁丸的质量，利用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度；
B.调整气垫导轨使之水平，安装光电门并固定；
C.按照图甲所示正确安装实验装置，让弹射器处于静止状态；
D.打开气源与光电门，通过遥感装置发射铁丸，数字计时器记录遮光片挡光时间为，用手机记录铁丸的运动轨迹，将拍下的视频导入软件进行逐帧分析，得到铁丸的部分运动轨迹如图丙所示。
利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度_______。
若坐标纸的每一小格宽度为，在铁丸的部分运动轨迹中，选择图丙中、、三点来研究，铁丸被弹出瞬间初动量表达式__________用符号、、表示。
只需要验证_________表达式成立，则可以验证系统动量守恒用符号、、、、、表示。
12.小明想应用物理知识，设计一套简易的防漏液装置以保证安全。需要先测定浓度为的次氯酸钠溶液的电阻率，查阅资料得知，该浓度次氯酸钠溶液的电阻率在之间。
小明将溶液注满一边长为的正方体容器，在容器相对的两面紧贴内壁插入与侧面等大的电极厚度不计，并设计了如图所示的测量电路。则下列滑动变阻器应选择_______。
A.最大阻值为 最大阻值为
小明测得此时溶液的电阻为。电表均视为理想电表，可得浓度为的次氯酸钠溶液的电阻率为_______。
小明查阅资料得知，三极管符号为可用于电路控制。当三极管的、两极间电势差大于或等于时，三极管处于导通状态，即、间可通过三极管形成通路，否则为断开状态。小明将一边长为的正方体容器放置在次氯酸钠溶液储存罐下方收集漏液，并在容器相对的两面插入电极，接入输出电压恒定为的直流电源。该装置通过一发光二极管实现报警功能，当漏液达到一定高度时发光二极管亮起。下列电路中能实现这一效果的是_________。
A. ．
C. ．
小明欲设置漏液报警高度为，则需将电阻箱的阻值设置为_____。
完成设置后，小明发现实际的漏液报警高度略高于设定高度，可能的原因是________。
A.电源输出电压的实际值略高于标定值
B.电源输出电压的实际值略低于标定值
C.电阻箱的实际值略高于标定值
D.电阻箱的实际值略低于标定值
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，纸面内有一半径为的刚性固定光滑绝缘圆环，处于垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场中。是圆环的一条直径，一束比荷为、带正电的粒子以不同速率从点沿方向射入磁场。圆环上处有一小孔，粒子到达点可从小孔穿出圆环。粒子与圆环的每次碰撞都为弹性碰撞，忽略粒子间的相互作用及重力的影响。
请证明粒子在磁场中做圆周运动的周期
某粒子与圆环碰撞两次后便从点飞出磁场，求粒子速度大小及其在磁场中运动的时间。
14.年，我国嫦娥号探测器登陆月球，迈出了历史性一步，预计在年，我国将实现载人登月。假设宇航员登陆月球前，绕贴近月球表面的圆轨道运动，并测得运动周期为。已知万有引力常量为。
求月球的平均密度；
宇航员登月后，从高度处与水平面夹角为斜向上抛出一个小球，测得小球落地前运动时间为，落地点距抛出点水平距离为，忽略一切阻力，求月球的质量。
15.如图甲所示，水平面内平行放置两根间距为的导轨，每根导轨由三段光滑的直金属杆组成，连接点为一单刀双掷开关，连接点与金属杆无缝焊接，连接点、分别由一小段绝缘塑料平滑连接，其连线垂直于导轨；在左侧一半径为的圆形区域内有竖直向下的磁场，其磁感应强度大小随时间变化如图乙所示；在右侧区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为；在靠近右侧垂直于导轨静止放置一根与导轨接触良好的金属棒，、之间连接有电感为、电阻为零的线圈，、之间连接有电容为的电容器和阻值为的电阻。除电阻，所有的导轨、金属棒和元件的电阻均忽略不计；导轨连接处的塑料不会对金属棒的运动产生干扰；的长度为，和均足够长。现先将开关拨到，经过足够长时间后撤去左侧的磁场，同时将开关拨到，金属棒开始运动。已知金属棒质量为，重力加速度大小为。求：
金属棒刚开始运动时，电容器上的电荷量以下各问中，可视为已知量；
金属棒第一次在区域达到稳定状态的速度及此时电容器上剩余电荷量；
金属棒第一次经过到下一次经过经历的时间简谐运动周期。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.布朗运动间接反映液体分子的热运动，故A错误；
B.分子速率分布图反应的是温度升高时平均分子速率变大，不能代表每一个分子速率都变大，故B错误；
C.固体与液体无论是否浸润，都可以发生毛细现象，故C错误；
D.在消耗电能产生其他影响的情况下，电冰箱将热量从低温环境传到高温环境，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】速度沿轨迹的切线方向，“减速入弯”时力和速度的夹角是钝角，“加速出弯”时力和速度的夹角是锐角，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】A.根据光子能量公式，又因为，所以单个光子能量，故A正确。
B.一次单脉冲过程发出的激光光子数，故B错误。
C.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即单个光子能量大于金属的逸出功，而不是脉冲能量，故C错误。
D.该激光单个光子能量，换算成为。基态氢原子跃迁至少需要吸收的能量，该激光单个光子能量小于此值，不能使处于基态的氢原子发生跃迁，故 D错误。
4.【答案】
【解析】A.如图所示，设太阳光在水面的入射点为 ， 、 光线在水面的折射点分别为 、 ，分别做 、 关于平面镜的对称点 、 ，连接 、 ，分别交平面镜于 、 ，即 、 分别为 、 光线在平面镜上的入射光线， 、 分别为 、 光线在平面镜上的反射光线。设太阳光在 点的入射角为 ， 、 与法线的夹角即折射角分别为 、 ，根据折射率公式
因为 ，所以 ，故A正确；
B.由 可知，
、 光在水中的传播距离分别为 ，
由光路图可知
、 光在水中的传播时间
所以 ，故B错误；
C.设 光线在平面镜上的反射角为 ，在水面上的入射角为 ，平面镜与水平方向的夹角为 ，根据几何关系可知，
所以
逐渐增大 ， 增大， 增大，由
可知，
所以光线在水面的入射角首先达到 光的临界角， 光首先消失，故C错误；
D.如图所示，将平面镜水平放置，设太阳光在水面的入射角为 ，其中一条折射光线对应的折射角为 ，则该光线在平面镜上的入射角、对应反射光线在平面镜上的反射角及在水面处的入射角均为 ，根据折射率公式
可知，该光线折射出水面的折射角仍为 ，同理可证其他光线折射出水面的折射角也为 ，即光线沿相同方向折射出水面，故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】A.当小球处于静止状态时，对小球进行受力分析，如图所示
根据平衡条件可得，
解得 ，故A错误；
B.小球受重力和电场力的合力
小球受力如图所示
从静止到运动至 点正下方的过程中，小球做圆周运动，受到的合力为变力，故B错误；
C.轻绳与刀片接触前、后瞬间，由于力的切向分量为零，小球速度大小不变，故C正确；
D.轻绳断裂后，小球速度方向水平向左，合力大小恒定方向斜向右下，小球做类斜抛运动，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】对盖石进行受力分析，如图所示
根据平衡条件可得 ， ，
解得 ，故AB错误；
C.当夹角 或倾角 变化时，拉力 、支持力 和摩擦力 跟随变化，但 和 的合力 与 的夹角 的正切值
解得
将 和 用合力 替代，盖板的受力分析如图所示
因夹角 初始值未知，当减小夹角 ，拉力 可能先减小后增大，可能一直增大，故C错误；
D.任意改变倾角 ，当 垂直 时，如图所示
即 时， 有最小值，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A.设理想变压器原线圈两端的电压为 、照明系统所在回路副线圈两端的电压为 、输电回路电流为 。由题意可得
灯泡的阻值
原线圈电压
将电路等效为如图所示的电路，其中 ，
可得
因此输电回路电流
由题意得
故A错误；
B.若仅减小 ，则 、 均会减小， 分压将减小，导致 减小，故灯泡亮度变暗，故B正确；
C.若仅依次闭合开关到，照明系统总电阻逐渐减小，则 、 均会减小， 分压将减小，导致 减小，故灯泡亮度变暗，故C错误；
D.若仅依次闭合开关到，照明系统总电阻从逐渐减小至， 从逐渐减小至， 从逐渐减小至 ，将 看作电源内阻，由纯电阻电路功率曲线可得， 功率增大，故理想变压器的输入功率增大，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】A.声波是纵波，A错误；
B.在有的位置听起来声音比周围大，是因为两个波源产生的波叠加后振动加强，是属于干涉现象，B正确；
C.、位置的音量听起来比周围更大，说明都是振动加强点，但不一定同时到达最大位置。所以C错误；
D.由，可得波长为，根据几何知识可求出，两点到两个喇叭的距离之差都为，，因为路程差为波长的整数倍为振动加强点，连线中点是加强点，再由对称性可得两边各有四个加强点，一共个加强点。所以D正确。
9.【答案】
【解析】图甲中，两个电容器极板上极板都带正电，电量的和 为定值且 ，初始时，对 和 ，向上的电场力等于向下的重力，因此两个油滴均不动，当 极板向上移动时， 减小， 增大， 减小， 减小， 减小， 减小， 增大，由 得， 增大， 将向上动， 将向下动，故A正确，B错误；
图乙中，当 极板向上移动时， 减小， 增大，由于二极管的存在 不变，因此 也不变，则 和 均不变，两电荷均不动， 处电势也不变，故C正确，D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】A.设到达斜滑道底端时，速度为 ，由动能定理得
解得 ，故A正确；
B.假设滑板恰好不撞上挡板，根据动能定理得
解得
因此滑板会撞到挡板，故B错误；
设滑板撞上挡板时的速度为 ，撞后的速度为 ，根据动能定理和动量守恒得 ，
滑板停止运动时，弹簧弹力最大，要使此力不大于，则根据胡克定律可知，弹簧压缩量不大于
根据能量守恒得
联立解得 ， ， ，故C错误，D正确。
故选AD。
11.【答案】



【解析】分度游标卡尺读数为“主尺读数游标尺对齐格数”，则
平抛轨迹中、 、 三点水平间隔距离均为 ，则点时间间隔相等均为 ，竖直相邻位移差为 ，可知 ，
又有
解得
由系统遥感发射器铁丸发射前后的总动量守恒及光电门测速可得
12.【答案】

【解析】由题意得，溶液电阻在范围内，若滑动变阻器总阻值过大，则分压电路的调节效果较差，因此选择最大阻值为的滑动变阻器更为合适，故A正确。
由题意得，溶液长度为、横截面积为，将电阻代入公式 可得，电阻率为
根据二极管的单向导电性，二极管向左是通路，故AC错误；
漏液高度增大时，漏液横截面积增大，电阻减小，会导致分压减小，电阻箱 两端分压增大，因此三极管 、 两端应接在电阻箱 两端，故B错误，D正确。
故选D。
漏液高度为时，漏液电阻为，此时电阻箱 两端分压为，则漏液两端分压为，根据串联电路规律可得，电阻箱 的阻值为。
取漏液高度为时的特殊状态分析，此时电阻箱 两端实际分压小于，因此误差由电源输出电压偏小或电阻箱 阻值偏小所致，故BD正确，AC错误。
故选BD。
13.【答案】解：证明方法一：设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 ，由洛伦兹力提供向心力，有
解得 ，
证得
证明方法二：设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 ，因洛仑兹力提供向心力，有 ，可得
由洛仑兹力提供向心力，有
将 代入证得
粒子与圆环碰撞两次从 点飞出的轨迹如图所示
由几何关系知，每段圆弧对应圆心角，粒子在磁场中运动的时间
由几何知识可知
解得
则粒子速度大小
14.【答案】解：设月球质量为 ，半径为 ，飞船质量为 ，则有
月球平均密度
联立两式，解得
小球做斜抛运动，则水平方向有
竖直方向有
联立解得
又有
整理得
联立以上，解得月球质量
15.【答案】解：回路 中的感应电动势大小为
回路中的感应电动势为一定值，经过足够长的时间后，电容上的电荷量为
设金属棒第一次达到稳定的速度为 ，电容器上剩余电荷量为 ，此时回路中的电流为，则有
另一方面在金属杆达到稳定的过程中，由牛顿第二定律有
两侧同时乘 并求和，可得 ，
即
联立解得
则有
由于导轨足够长，金属棒第一次经过 时的速度为 ，在后续运动过程中，由于金属杆、线圈、导轨都没有电阻，因此金属杆的动生电动势必然与线圈的自感电动势等大反向，即 ，
求和得
即
其中 为金属杆在 右侧的位移；另一方面金属杆受到的合力向右为正为
这是一个等效劲度系数 的线性回复力，因此金属杆做平衡位置在 处的简谐振动。金属棒从第一次经过 到回到 的时间为简谐振动周期的一半，则有

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