山东省德州市2025届高三下学期开学考物理试卷（含答案）

山东省德州市2024-2025学年高三下学期2月开学物理试题
一、单选题
1．熔盐堆是一种核裂变反应堆。在熔盐堆中，核燃料以氟化物的形式溶解在熔盐中，当熔盐流经堆芯时发生裂变反应，生成上百种不同半衰期的裂变产物。在熔盐中，钍（）吸收中子生成钍（），然后衰变成镤（），镤（）以27天的半衰期衰变成铀（）。下列说法正确的是（　　）
A．钍（）衰变为镤（）时产生粒子
B．镤（）衰变为铀（）时产生粒子
C．近年来由于地球的温室效应，镤（）衰变为铀（）的半衰期会发生微小变化
D．1g镤（）经过54天会有0.25g衰变为铀（）
2．一手机支架，其“L”型板由板面S和底托T组成，可以绕转轴A转动，支撑杆H可以绕转轴B转动。如图所示手机静置于支架上，保持转轴A不动，将支撑杆H由竖直方向逆时针缓慢转动一个小角度，忽略“L”型板对手机的摩擦。则（　　）
A．底托T对手机的作用力变大
B．板面S对手机的作用力变大
C．手机支架对手机的作用力变大
D．桌面对手机支架的作用力变大
3．一辆汽车在刹车过程中做匀减速直线运动，前3s的位移为51m，前5s的位移为75m。汽车的刹车时间大于5s，关于汽车运动的描述正确的是（　　）
A．汽车的加速度大小为
B．汽车的加速度大小为
C．汽车的刹车时间为20s
D．汽车的刹车时间为10s
4．1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图，为红色单色光源，光源发出的光和由发出经过平面镜反射的光照在竖直放置的光屏上，形成明暗相间的条纹。设光源到平面镜和到光屏的距离分别为和，，镜面与光屏垂直，光屏上相邻条亮条纹的中心间距为。下列说法正确的是（　　）
A．该红色单色光源波长为
B．该红色单色光源波长为
C．若把红色单色光源换成绿色单色光源，则光屏上相邻亮条纹的中心间距变小
D．若把平面镜水平向右略微平移，则光屏上相邻亮条纹的中心间距变大
5．如图所示1mol理想气体经两个不同的过程（A→B→C和A→D→C）由状态A变到状态C。已知气体遵循气体定律PV=RT，气体内能的变化量与温度的关系为（R为大于0的已知常量，T1、T2分别为气体始末状态的温度）。初始状态A的温度为T0。气体在这两个过程中从外界吸收的热量分别为（　　）
A．
B．
C．
D．
6．在星球K表面附近以初速度水平抛出一小球，其下落的高度与水平位移的平方图像，如图中1所示。在星球T表面附近以初速度水平抛出同一小球，其“”图像如图中2所示。两星球密度相同，质量分布均匀。忽略星球表面空气阻力。则星球K与星球T（　　）
A．重力加速度之比
B．重力加速度之比
C．第一宇宙速度之比
D．第一宇宙速度之比
7．如图所示，一个质量为m=100kg的物块（可视为质点）在输出功率恒定的电动机作用下，从斜面底端A点由静止开始加速运动至B点时达到最大速度v=2m/s，之后物块匀速运动至C点，此时关闭电动机，物块从C点运动到D点时速度为0。物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，斜面倾角θ=53°，AD间距离L=5m，（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2），下列说法中正确的是（　　）
A．AD过程物块增加的机械能为5×103J
B．AD过程因摩擦产生的内能为2.5×103J
C．AC过程电动机输出的总能量为5.5×103J
D．AC过程电动机的输出功率为1.6kW
8．如图所示，发电机的矩形线圈长为，宽为，匝数为N，放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中。理想变压器的原，副线圈匝数分别为、和，原线圈接有定值电阻，两个副线圈分别接有滑动变阻器（调节范围比较大）和定值电阻。滑动变阻器的滑片开始处在中间位置，开关S闭合。当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I。不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　）
A．通过电阻的电流为
B．电阻消耗的功率为
C．与的比值为
D．断开S，当滑动变阻器时，消耗的功率最大，且最大值为
二、多选题
9．微风吹动岸边的垂柳，浸入湖面的柳枝上下振动，在湖面产生水波。以柳枝浸入点为坐标原点，沿波在湖面传播的某方向上建立轴。从某一时刻开始计时，时轴上波动图像如图甲所示，图乙为其中某质点的振动图像。在轴上离坐标原点处有一片柳叶，下列说法中正确的是（　　）
A．水波从波源传到柳叶处用时0.5s
B．图乙可能是质点的振动图像
C．质点的振动方程为
D．若柳枝振动加快，则形成的简谐横波波速变快
10．水平面内有一腰长为的等腰直角三角形ABC区域，区域内有垂直水平面向里的匀强磁场，一边长为L的正方形金属线框EFGH在水平拉力的作用下，以恒定的速度沿x轴正方向运动，如图所示，从线框进入磁场开始计时，直至通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i（电流沿逆时针方向为正）和线框受到的沿x轴方向的安培力F（沿x轴负方向为正）随时间的变化图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，空间长方体的侧面是边长为L的正方形，长度为2L，现把两个电荷量都是的正点电荷分别置于两侧面的中点、处，点为两电荷连线的中点，MNFG为过点且与侧面平行的平面。该空间为真空，静电力常量为。下列说法正确的是（　　）
A．四点的电场强度大小均为
B．在连线上一定存在与M点的电场强度大小相等的点
C．将一正电荷沿对角线由到D的过程中，电势能先减小后增大
D．若在点的正上方大于的某点放一正点电荷，则点的电势会高于的电势
12．甲、乙两小球同时从水平面上的点斜向上抛出，其运动轨迹如图所示。乙小球落地时，甲小球刚好运动到轨迹的最高点。甲小球落地点为P点，乙小球落地点为M点，。不计空气阻力，则（　　）
A．甲小球初速度与水平方向的夹角的正切值为乙小球的两倍
B．乙小球的最小速度小于甲小球的最小速度
C．从抛出点到落地点甲小球速度的变化量为乙小球的两倍
D．将甲小球的抛出点向右平移，其他条件不变，两小球可在空中相遇
三、实验题
13．某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力，质量的关系。滑块和遮光条的总质量为，砂和砂桶的总质量为，动滑轮的质量为，不计绳与滑轮之间的摩擦，重力加速度为。
(1)下列说法正确的是________。
A．气垫导轨不需要调水平
B．实验中应远大于
C．滑块的加速度大小是砂桶的加速度大小的2倍
D．弹簧测力计的读数始终等于
(2)该同学测得两个光电门间的距离为，遮光条从光电门1运动到光电门2的时间为。保持光电门2的位置及滑块在导轨上释放的位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，经过多次实验测得多组和，作出图像，如图乙所示。已知图像的纵轴截距为，横轴截距为，则表示遮光条通过光电门 （选填“1”或“2”）时的速度大小，滑块的加速度大小 （用字母、表示）。
(3)保持滑块和遮光条的质量不变，改变砂的质量，进行多次实验，以弹簧测力计的示数为横坐标，滑块的加速度为纵坐标，作出的图像如图丙所示，已知直线上某点的坐标为，则对应点时砂和砂桶的质量为 （用、、、表示）。
14．某同学测量儿童电动车电池的电动势和内阻。经查阅，这款电池的电动势约为8V。该同学设计了如下实验，既能测电池的电动势和内阻，又能测未知电阻。准备的器材如下：
A．电压表、（量程均为3V，内阻均约为）
B．待测电阻
C．电阻箱（最大阻值为）
D．电阻箱（最大阻值为）
E.滑动变阻器（最大阻值为）
F.开关，导线若干
（1）该同学为了将电阻箱与电压表串联后改装成量程为9V的电压表，连成如图甲所示的电路，其中电阻箱应选 （填“”或“”）。
（2）将滑动变阻器的滑片移到最左端，同时将电阻箱的阻值调为零，再闭合开关，将滑片调到适当位置，使电压表刚好满偏。
（3）保持滑片的位置不变，调节电阻箱，使电压表的示数为 V，不改变电阻箱的阻值，电压表和电阻箱的串联组合，就是改装好的9V电压表。
（4）该同学利用改装好的电压表，连成图乙所示的电路。为了测得的阻值，该同学根据记录的电压表的读数和电压表的读数，以为纵坐标，对应电阻箱的阻值为横坐标，得到的图像如图丙所示，则电阻 。
（5）为了得到电池的电动势和内阻，该同学以电压表的读数为纵坐标，以为横坐标，得到图丁所示的图像，则电池的电动势 ，内阻 （结果保留两位有效数字）。
四、解答题
15．航天员在做“太空水球”实验时将空气注入水球中，形成一个正中央含有同心空气球的特殊水球。已知水的折射率为，空气球半径为，水球半径为，如图所示。一束单色平行光沿对称轴方向射向水球的外表面。
(1)在图中画出入射光线经点、、从水球右侧射出的完整光路图，不考虑反射光线；
(2)为使入射的平行光都能射入到空气球内部，则入射平行光束最大宽度为多少。
16．差压阀是汽车悬挂系统中一个必不可少的元素，它可控制气体进行流动，提升车辆的悬挂性能，使车辆行驶更加平稳舒适。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，B汽缸体积为VB，A汽缸内轻质活塞的上方与大气连通，大气压强为p0，活塞的横截面积为S。当A内气体压强减去B内气体压强大于0.15p0时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中，当该差值小于或等于0.15p0时差压阀关闭。A、B内的气体可视为理想气体。开始时，A内气体体积为VA，B内气体压强为p0。在活塞上缓慢倒入铁砂，环境温度不变。重力加速度为g，不计活塞与汽缸间的摩擦，差压阀与连接管内的气体体积。
(1)为使差压阀打开，则倒入铁砂的质量m应大于多少；
(2)在（1）基础上继续倒入铁砂，当活塞上铁砂总质量为M时停止加砂，经过一段时间稳定后，差压阀关闭，则A内气体体积是多少？
17．如图所示，一质量的物块A静止在光滑水平面上。物块B与轻质弹簧连接，以的速度向运动。0时刻弹簧与物块接触，时、共速，共速的速度。此时物块运动的距离为；0.4s时、分离，滑上粗糙的斜面，然后滑下，与一直在水平面上运动的再次碰撞，再次分离，之后再次滑上斜面，达到的最高点与前一次相同。斜面的倾角，与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。（，）求：
(1)物块的质量；
(2)第一次碰撞过程中，弹簧压缩量的最大值；
(3)物块与斜面间的动摩擦因数。
18．如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间距为L=1m，导轨水平部分的矩形区域abcd有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，导轨的左侧和一光滑四分之一金属圆弧轨道平滑连接，圆弧轨道半径R=4m，此部分有沿半径方向的磁场，图中未画出。导轨水平部分的右侧和光滑倾斜导轨（足够长）平滑连接，倾斜部分的倾角为30°。质量为m1=1kg的金属棒P从四分之一圆弧的最高点由静止释放，经过AA′滑上水平轨道，在AA′对轨道的压力大小为26N；P穿过磁场abcd区域后，与另一根质量为m2=2kg的静止在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞，碰后Q沿斜面上升的高度h=0.8m，两金属棒的阻值均为r=0.2Ω，重力加速度g=10m/s2，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求：
(1)金属棒P从静止释放运动到AA′时克服安培力做的功；
(2)求矩形磁场沿导轨方向的长度；
(3)若Q从右侧倾斜导轨滑下时，P已从磁场中滑出，求从P运动到水平导轨AA′开始到P、Q第二次碰撞时，Q棒上产生的焦耳热。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A D C A C C D AB AD
题号 11 12
答案 BD AC
13．(1)C
(2) 2
(3)
14． ）1.00（或1） 1（或1.0） ）7.8 6.0
15．(1)
(2)
【详解】（1）由题意可知光路图如下图所示。
（2）如下图，设从A点入射的光经折射后在点恰好发生全反射，则
根据折射定律，在中
在中
解得
则入射平行光束最大宽度为。
16．(1)
(2)
【详解】（1）对活塞，由平衡条件得
差压阀打开时
解得
（2）对活塞，由平衡条件得
差压阀关闭有
A、B汽缸中气体
解得
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设物块的质量为，、共速时，由动量守恒定律得
物块的质量
（2）第一次压缩弹簧的过程中，由动量守恒定律得
方程两边同时乘以时间，有
，位移等于速度在时间上的累积，可得
求得移动的距离
弹簧压缩量的最大值
（3）设、第一次分离时速度分别为、
由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得，
设第一次滑下斜面的速度为，第二次滑上斜面的高度与第一次相同，所以、第二次分离时的的速度为，此时的速度为由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
第一次滑下斜面时的速度
第一次滑上斜面时，由动能定理得
滑下斜面时，由动能定理得
解得与斜面间的动摩擦因数
18．(1)8J
(2)3.2m
(3)11.5J
【详解】（1）金属棒P运动到AA′时
解得
由开始释放到AA′，对P，由动能定理得
联立解得
（2）对Q棒，由CC′运动到斜面的最高点时，由动能定理得
解得
设P碰撞前、后的速度分别为v1、v2，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得，
对于P第一次通过磁场，取向右为正方向，根据动量定理有
又
解得
（3）设P第二次离开磁场时的速度为v3，取向左为正方向，根据动量定理有
解得
Q第一次进入磁场时的速度为
方向向左，设Q出磁场时的速度为v5，取向左为正方向，根据动量定理有
联立解得
方向向左；
Q通过磁场后与静止的P第二次碰撞，从P运动到AA′开始后的全过程由能量守恒定律得
联立解得
则Q棒上产生的焦耳热