陕西省西安市西北工业大学附属中学2025届高三下学期第十四次模拟考试物理试卷（含答案）

2025届陕西省西安市西北工业大学附属中学高三下学期第14次模拟物理试题
一、单选题
1．氦核作用能将恒星中的氦转换成重元素，其中粒子融合到核中的核反应方程为。已知粒子的结合能为，核的结合能为，释放的能量为，则的比结合能约为（　　）
A． B． C． D．
2．春节鸣放烟花爆竹，寓意对新的一年的美好向往。一烟花被点燃后，先竖直向上做加速度随时间均匀减小的变加速直线运动，经时间t0后做匀速直线运动，再经时间t0后爆炸。以竖直向上为正方向，下列关于烟花爆炸前运动的速度—时间图像（v-t图像）和加速度—时间图像（a-t图像）的描述，可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．图甲所示是古代某次测量弓力时的情境，图乙为其简化图，弓弦挂在固定点O上，弓下端挂一重物，已知弓弦可看成遵循胡克定律的弹性绳，重物质量增减时弓弦始终处于弹性限度内，不计弓弦的质量和O点处的摩擦，忽略弓身的形变，则（　　）
A．若减少重物的质量，OA与OB的夹角不变
B．若增加重物的质量，OA与OB的夹角减小
C．若减少重物的质量，弓弦的长度不变
D．若增加重物的质量，弓弦的长度变短
4．如图所示，光滑的水平地面上静止着甲、乙、丙三辆小车，某同学站在甲车上，奋力由甲车跳到乙车上，再由乙车跳到丙车上，最终与丙车一起运动，测得三辆车速度大小相同，乙、丙两车运动方向相同。若该同学质量为m，甲、乙、丙三车质量分别为、、，则下列关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．如图所示，为三根材料、粗细均相同的金属棒PO、QO、MN，其中PO、QO固定，MN长为L，且搭在PO、QO上，构成的三角形MON为等边三角形。在三角形的内部（包括边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，金属棒MN与PO、QO的交点处分别接在输出电压恒定的直流电源上，三根金属棒整体所受安培力为F，把金属棒MN向下平移x距离，则三根金属棒整体所受安培力为（ ）
A． B．F C．xF D．
二、多选题
7．如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自B点发出的光线BM在M点射出玻璃球，出射光线平行于AB，照射在接收屏上的Q点。另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM＝30°，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　）
A．光在此玻璃球体发生全反射的临界角不可能大于45°
B．光由B传到Q点所需时间为
C．N点到AB的竖直距离为
D．若B点处光源为红光，将其换为绿光光源，则圆弧上恰好发生全反射的N点向右移动
8．我国已经掌握高速半弹道跳跃式再入返回技术，为嫦娥五号返回奠定了基础。如图所示，虚线为地球的大气层边界，嫦娥五号返回器从a点无动力滑入大气层，然后从c点“跳”出，再从e点“跃”入，实现减速。d点为轨迹的最高点，离地心的距离为r，返回器在d点时的速度大小为v，地球质量为M，引力常量为G。则返回器（　　）
A．在a、c、e点时动能相等 B．在b点加速度方向指向轨迹内侧
C．在d点时的加速度大小为 D．在d点时的速度大小为
9．如图所示，真空中有一正四面体ABCD，O为四面体的中心，M为AD的中点，N为AB的中点。在A、B、C、D四点分别放置＋Q、＋Q、＋Q、－2Q的点电荷，试探电荷－q在O点处受到的电场力为。若仅将D处的电荷换成－3Q，则试探电荷受到的电场力为。规定无穷远处电势为零，下列说法中正确的是（　　）
A．
B．两次试探电荷所受电场力方向均从O指向D
C．换电荷后，O处电势为零
D．换电荷后，若将试探电荷从M点沿直线移到N点，则试探电荷的电势能减小
10．如图所示，间距为L的足够长光滑平行金属直导轨固定在水平面上，导轨处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B；电容器的电容为C、带电量为Q，定值电阻阻值为R，一长度略大于L、质量为m的金属棒A垂直静止在导轨上，金属棒A接入电路的电阻为R。现把开关拨到1，金属棒A开始加速，匀速运动后再把开关拨到2，金属棒A开始减速，直到速度为零。金属棒A运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻均不计，则下列说法正确的是（　　）
A．开关合向1一瞬间，金属棒a的加速度大小为
B．金属棒运动的最大速度为
C．开关合向2以后，电容器的带电量为
D．开关合向2以后，金属棒还能运动的距离为
三、实验题
11．做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓展方案，其实验操作步骤如下：
（ⅰ）挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（ⅱ）取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
（ⅲ）改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到的关系。
①实验获得如图所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小 （保留两位有效数字）；
②需要满足条件的方案是 （选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作图象时，把作为F值的是 （选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。
12．碳膜电阻是用专用设备使气态碳氢化合物在高温和真空中分解，分解出的碳均匀沉积在陶瓷圆柱体或陶瓷管的圆周表面上形成一层结晶碳膜，再根据所需的电阻值，改变碳膜厚度和螺旋刻槽螺距，然后装上铜制端帽，焊出引线，表面喷漆封装而成，碳膜电阻属于负温度系数电阻，即温度升高时其阻值减小，研究性学习小组想精确测量一个碳膜电阻Rx的阻值随温度变化的曲线，已知20℃时该电阻的阻值约为990Ω，实验室提供如下器材。
A．电流表A（量程0.6A，内阻约为0.8Ω）
B．电压表V（量程3V，内阻为3kΩ）
C．滑动变阻器R1（0~10Ω）
D．滑动变阻器R2（0~1000Ω）
E．定值电阻R=10Ω
F．定值电阻R0=100Ω
G．电源E（电动势为6V，内阻约为1.0Ω）
H．导线若干、开关S一个
(1)实验中需要先测定该电阻在20℃时阻值的准确值，要求电表的示数可以从零开始变化且读数要能超过其量程的，所选的器材中滑动变阻器应选择 （填器材的符号），请帮该小组同学设计测量20℃时Rx的阻值的实验电路图并画在图甲的方框中 （请标注出所选器件的符号）
(2)小组同学又找来了一个最大阻值为9999.9Ω的电阻箱和一个量程为±50mA、阻值为10Ω的毫安表G，设计了如图乙所示的电路来测量温度大于20℃时Rx的阻值，测量时调节电阻箱接入电路的阻值，使通过毫安表的电流为零，记录不同温度下电阻箱接入电路的阻值R′，则与之对应的Rx的阻值为 。
四、解答题
13．如图，高为L=70cm的气缸静止在水平地面上，内有一横截面积为S=25cm2的轻质活塞。缸口装有卡环，右侧离地高为处安装一细管阀门。阀门关闭时气缸内装有高为的水，活塞下封闭有压强为p1=1.6×105Pa的理想气体，此时活塞静止在卡环处。现在活塞上施加竖直向下的恒力F=100N，打开阀门，让水缓慢流出，当活塞恰好不离开卡环时立即关闭阀门，此过程中封闭气体的温度保持t1=27℃不变，大气压强p0=1×105Pa，活塞的厚度和摩擦均不计。
(1)求水面下降的高度；
(2)若保持恒力不变，打开阀门，水面再下降h1=2cm后立即关闭阀门，然后对封闭气体缓慢加热，当活塞恰好回到卡环处时，封闭气体的温度为多少摄氏度？
14．如图所示，水平轨道与竖直圆轨道底部平滑连接，圆轨道的上方有一个缺口CD，CD关于通过圆轨中心O的竖直线对称，缺口的圆心角，圆轨道的半径。一质量的小球从A点由静止在（x为物体的位移）的力作用下开始运动，到圆轨道最低点B时撤去F，小球从C点飞过缺口后能无碰撞地经D点回到圆轨道。不计一切摩擦，重力加速度；
（1）小球通过C点时的速度；
（2）AB两点间的距离；
（3）若将力F改为（v为物体的速度），AB两点间的距离不变，仍要满足小球从C点飞过缺口后能无碰撞地经D点回到圆轨道，求小球初速度为多少。
15．XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，XCT扫描机可用于多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其中产生X射线部分的示意图如图乙所示，图中的M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S：经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生x射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知电子的质量为m，带电荷量为e，MN两端的电压为U0，偏转区域水平宽度为L0，竖直高度足够长，MM中电子束距离靶台竖直高度为H，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计空气阻力。
（1）求电子刚进入偏转场时的速度大小；
（2）若偏转场S为垂直纸面向里的匀强磁场，要实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为30°，求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场，当偏转电场强度为E时电子恰好能击中靶台P点。而仪器实际工作时，电压U0会随时间成正弦规律小幅波动，波动幅度为ΔU，如图丙所示。电子通过加速电场的时间远小于加速电压U0的变化周期（可近似认为电子在加速电场中电压不变），不考虑加速电场变化时产生的磁场，在此情况下为使电子能击中靶台，求靶台的最小直径。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B B A D B AC BC AC AC
11． 0.18～0.19 甲 甲和乙
12．(1) R1
(2)
13．(1)2.5cm
(2)57℃
【详解】（1）恒力产生的压强
当活塞恰好不离开卡环时封闭气体的压强
根据玻意耳定律有
解得
（2）分析可知，放水后活塞下移，当活塞恰好回到卡环处时，设封闭气体的温度为t，根据盖-吕萨克定律有
其中，
解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球脱离轨道后作斜抛运动，设C点速度，从C点处到最高处的时间为t，由对称性的关系：水平方向
竖直方向
联立，解得
（2）对小球B点运动到C点，由动能定理
由于力F与位移x成正比，做功
由动能定理得
解得
（3）对小球由动量定理得
代入数据得
15．（1） ；（2） （3）
【详解】（1）由动能定理有
解得电子刚进入偏转场时的速度大小
（2）由几何关系可得，此时电子在磁场中的运动半径
r=2L0
由牛顿第二定律得
联立两式并将速度v代入解得磁感应强度
（3）设偏转场右边界距P点的水平距离为L
电子偏出电场时垂直初速方向的位移
电子偏出电场后到达靶上P点，在垂直初速方向的位移
由几何关系有
联立两式并将速度v代入解得
当电压U0随时间成正弦规律小幅波动幅度为ΔU时，则随电压的变化电子在靶上的扫描长度为
因此靶台的最小直径
d=