高三(物理)学科阶段性测试
一、选择题(1—7 为单选,每题 4 分,8—10 为多选,每题 6 分,共 46 分)
1.我国“人造太阳”在 2025 年创下“亿度千秒” 的世界纪录,为实现可控核聚变迈出了坚实的一步,其核反应方程之一为 H + H → He + x 。下列说法正确的是( )
A.x 为质子 B.x 为中子 C.x 为电子 D . H 中有 1 个中子 2 .2024 年 12 月,一道漆黑的机影划破中国成都的天际——号称“世界第一” 的神秘战机歼36 低空呼啸,让当地市民惊叹,也在全球军事圈掀起热议,中国六代机歼 36 完成首飞,成为了全球首批公开试飞的六代机。歼 36 能在不到十秒的时间内冲向 1.5 马赫,具有“全频段隐身” 能力。关于歼 36 在空中飞行过程中正确的是( )
A .速度越大,加速度越大 B .速度变化量越大,加速度越大
C .加速度减小,速度可能不变 D .加速度增大,速度可能减小
3 .等离子球是一种采用高频高压电场技术的高级灯饰工艺品,其主体由高强度透明玻璃球壳构成,球内充有稀薄惰性气体,中央设有球状电极。通电后, 在电极周围空间产生高频高压交变电场,球内稀薄气体受到高频电场的电离作用会产生辐射状的辉光。当站在大地上的人用手触碰球体表面时,电场分布发生改变形成跟随手移动的放电电弧,产生动态交互效果。关于通电后的等离子球下列说法正确的是( )
A .用手触摸球时,球内的电场、电势分布不对称
B .用手触摸球时,不会有电流从手流过
C .球内空间离电极越远电势越低
D .球内电极产生的电场方向沿球半径向外
4 .如图所示,理想变压器与电阻 R、交流电压表 V、交流电流表 A 按图甲所示方式连接,已知变压器的原、副线圈的匝数比为n1 : n2 = 5 : 1 ,电阻R = 10Ω , 图乙是 R 两端电压 U 随时间 t 变化的图像,Um = 202V 。则下列说法中正确的是( )
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A .电压表 V 的读数为202V
B .变压器的输入功率为 40W
C .电流表 A 的读数为 2A
D .通过 R 的电流IR 随时间 t 变化的规律是IR = 2 cos100πt(A )
5 .智能手机通常配置有加速度传感器,并能通过图像显示加速度情况。用手掌托着智能手机将其竖直向上抛出,然后又在抛出点接住手机,该过程中得到如图所示的加速度随时间变化的图像。则下列说法正确的是( )
A .t1 时刻手机位于最高点
B .t2 时刻手机受到的支持力为 0
C .t3 时刻手机处于超重
D .t4 时刻手机处于失重
6.2025 年 4 月 25 日,神舟二十号航天员乘组入驻中国空间站,这是中国航天史上第 6 次“太空会师”。中国空间站绕地球做匀速圆周运动,其与地心的连线在单位时间内扫过的面积 S与线速度的大小v 满足S。已知地球的半径为 R ,引力常量为G ,k 为常量,则地球的密度为( )
3k 2k 2k 3k
A . B . C . D
2π GR3 3π GR3 3π GR2 . 2π GR2
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7 .如图所示,宽度为 L 的匀强磁场垂直于水平桌面,水平放置的等腰梯形金属框的上底和下底长度分别为 L 和 2L,腰长为 L,用相同材料粗细均匀的金属丝制成。现使其在外力的作用下,匀速向右穿过磁场区域,速度垂直梯形底边。将右侧上底刚到达磁场左边界的位置记为x = 0 ,以逆时针方向为电流的正方向,下列四幅图中线框中电流 I 和上底两端的电势差Uab 随金属框向右移动距离 x 关系图可能正确的是( )
(
A
.
) (
B
.
)
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C.
D.
8 .如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单色光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到同心圆环状干涉条纹,称为牛顿环。如图乙所示,将一矩形均匀薄玻璃板 ABCD 压在另一矩形平行玻璃板上,一端用薄片垫起,将单色光从上方入射,可以看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是( )
A .图甲中的环状条纹内疏外密
B .图甲中的环状条纹间距相等
C .图乙中仅增加薄片厚度,条纹间距减小
D .图乙中仅增大入射光频率,条纹间距增大
9 .如图甲所示,物块从固定斜面底端以一定初速度冲上斜面,斜面与水平面之间的夹角为37°。取斜面底端所在平面为零势能面,物块动能Ek 随位移 x 变化的关系如图乙所示。取 sin 37 ° = 0.6 ,cos 37 ° = 0.8 ,重力加速度 g = 10 m s2 。下列说法正确的是( )
A .物块与斜面之间的动摩擦因数为 0.5
B .物块沿斜面向上运动的时间为 1s
C .上滑过程中,物块动能等于重力势能时,物块的动能为24J
D .下滑过程中,物块动能等于重力势能时,物块距斜面底端的距离为1.6m
10.为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成危害,某同学设计了一种磁防护模拟装置,装置截面如图所示,以 O 点为圆心的内圆、外圆半径分别为 R 、 3R ,区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场,外圆为绝缘薄板,且直径 CD 的两端各开有小孔,外圆的左侧有两块平行金属薄板,其右板与外圆相切,在切点 C 处开有一小孔,两板间距离为 d、电压为 U。一质量为 m、电荷量为 q、带正电的粒子(不计重力)从左板内侧的 A 点由静止释放,粒子经电场加速后从 C 孔沿 CO 方向射入磁场,恰好不进入安全区,粒子每次与绝缘薄板碰
撞后均原速率反弹,经多次反弹后恰能从 D 孔处射出危险区。则下列说法正确的有( )
U
A .两板间电场强度的大小为 d
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B .粒子通过 C 孔时速度大小为
C .粒子在磁场中做圆周运动的半径为 3R
D .粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间为
三、实验题(每空 2 分,共 14 分)
11 .某同学通过观察小球在黏性液体中的运动,探究其动力学规律,步骤如下: (1)用螺旋测微器测量小球直径 D 如图 1 所示,D = mm。
(2)在液面处由静止释放小球,同时使用频闪摄影仪记录小球下落过程中不同时刻的位置,频闪仪每隔 0.5s 闪光一次。装置及所拍照片示意图如图 2 所示(图中的数字是小球到液面 的测量距离,单位是 cm)。
(3)根据照片分析,小球在 A、E 两点间近似做匀速运动,速度大小v = m/s(保留 2 位有效数字)。
(4)小球在液体中运动时受到液体的黏滞阻力 f = kDv (k 为与液体有关的常量),已知小
球密度为r ,液体密度为r0 ,重力加速度大小为 g,则 k 的表达式为k = (用题中给出的物理量表示)。
12.如图甲是学校光控照明系统,其中R 为阻值随光的照度E 变化而变化的光敏电阻,其阻
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值R 与照度E 的关系如图乙所示。已知当线圈中的电流大于10mA 时,继电器的衔铁将被吸合,电磁继电器的线圈电阻为140Ω ,直流电源E1 的电动势E1 = 36V ,内阻忽略不计。
(1)为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在 (填“ AB ”或“ CD ”)之间。
(2)根据图乙可得,照度E 为0.4lx 时,光敏电阻阻值约为 kΩ 。
(3)要使照度E< 1lx 时点亮路灯,滑动变阻器R9 的阻值应调为 Ω 。
(4)为了更加节能,让天色更暗时,路灯点亮,滑动变阻器R9 的阻值应适当调 (填“大”或“小”)些。
四、解答题(13 题 10 分,14 题 12 分,15 题 18 分)
13 .2025 年暑假,某市持续 38℃以上高温天气,这样的天气如果在车内放置液体打火机,它极易受热爆裂。若汽车内初始温度为 27℃,车内一打火机内封闭了质量为 m 的气体(可视为理想气体),且其压强为 p0 (p0 为大气压强)。
(1)求长时间暴晒后打火机内气体压强增大到1.1p0 时,汽车内的温度上升到多少?
(2)当打火机破裂漏气时,气体膨胀过程中对外做功5J、内能减少了 15J,则气体在膨胀过程中是吸热还是放热?对应的热量 Q 多大?
14.如图所示,质量m = 1.0kg 的滑块 B 静止放置于光滑平台上,平台右侧有一质量M = 6.0kg的小车 C,其上表面与平台等高,小车与水平面间的摩擦不计。另一与 B 完全相同的滑块 A以v0 = 8m / s 的速度向右运动,与滑块 B 碰撞后粘在一起,共同离开平台滑上小车 C,且恰好未滑落,滑块 A 、B 与小车 C 之间的动摩擦因数 μ = 0.6 ,A 、B 可视为质点。求:
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(1)滑块 A 和 B 碰撞结束后的速度大小;
(2)小车 C 最终的速度大小;
(3)小车 C 的长度。
15 .如图所示,在 0≤y<2L 、0≤x≤L 的区域内有沿y 轴正方向的匀强电场,在 x>L 的区域 内有垂直纸面向里的匀强磁场。一足够长的粒子接收器 MN 平行于y 轴放置,其下端 N 的 坐标为(L ,2L),粒子打中接收器的左右两侧都会被立即吸收。y 轴上 0~2L 范围内连续分布着质量为 m、电荷量为+q 的同种粒子,某时刻所有粒子均以速度 v0 沿 x 轴正方向射出,已知从 O 点射出的粒子恰能从坐标为(L ,L)的 P 点进入磁场。已知磁感应强度B 不计接收器厚度、粒子重力和粒子间的相互作用,求:
(1)电场强度 E 的大小;
(2)从 O 点射出的粒子打中粒子接收器的位置坐标;
(3)接收器左侧被粒子打中区域的长度。
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1 .B
ABC .设 x 的电荷数和质量数分别为 a 和 b,根据电荷数守恒和质量数守恒有1+1 = 2 + a ,2 + 3 = 4 + b
解得a = 0 ,b = 1,故 x 为中子,故 B 正确,AC 错误;
D . H 中的中子个数为3 - 1 = 2 ,故 D 错误。
故选 B。
2 .D
A .速度大小与加速度无直接关系,速度越大,加速度不一定越大。例如, 匀速直线运动时速度大但加速度为零,加速度由速度变化率决定,与速度大小无关,A 错误;
B .速度变化量越大,加速度不一定越大。例如, 速度变化量大但经历时间很长时加速度可能很小,加速度取决于 Δv和 Δt的比值,B 错误;
C .加速度减小,只要不为零,速度就会变化(如加速度减小但方向与速度同向时,速度仍增加但增加变慢);若加速度为零,速度不变,C 错误;
D .加速度增大,速度可能减小。例如,当加速度方向与速度方向相反(如减速运动)时,加速度大小增大(负方向绝对值增大),速度会减小,D 正确。
故选 D。
3 .A
A .用手触摸球时,触摸处电势为零,球壳其他位置的电势不为零,所以球内的电场、电势分布不对称,故 A 正确;
B.用手触摸球时,人体的电势为零,玻璃球壳的电势不为零,所以会有电流从手流过,故B 错误;
CD .电极周围空间产生的是交变电场,球内电极产生的电场方向周期性变化,不一定沿半径向外,球内各处的电势也是不断变化的,离电极越远电势不一定越低,故 CD 错误。
故选 A。
4 .B
A .电压表 V 的读数为交流电有效值,UV = 20V ,故 A 错误;
B .变压器的输入功率等于输出功率, W ,故 B 正确;
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C .变压器原线圈两端电压UU2 = 100V
电流表 A 的读数即初级电流有效值,IA = 0.40A ,故 C 错误;
D.通过 R 的电流IR 随时间 t 变化的规律是IR cos cos100πt ,故 D 错误。故选 B。
5 .D
A .由题图可知,t1 时刻手机的加速度方向向上,与速度方向相同,手机仍向上加速,手机不是位于最高点,故 A 错误;
B .由题图可知,t2 时刻手机的加速度为 0,根据平衡条件可知,手机受到的支持力等于手机的重力,故 B 错误;
C .由题图可知,t3 时刻手机的加速度方向向下,手机处于失重状态,故 C 错误;
D .由题图可知,t4 时刻手机的加速度方向向下,手机处于失重状态,故 D 正确。
故选 D。
6 .A
根据圆周运动性质,单位时间内扫过的面积 S rv ,其中 r 为轨道半径题目给定 S ,因此有 rv
整理得rv2 = 2k
由万有引力提供向心力G 简化得v2 = G
代入上式r . G GM = 2k解得地球质量M
地球体积 V R3 ,密度 r 代入得 r 故选 A。
7 .D
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等腰梯形金属框的高为 L ,对于此金属框进入磁场过程,即 L 的过程,此过程有效切割磁感线的长度为L, = L + 2x . tan 30° = L + 23 x
3
E
产生的感应电流为逆时针方向,电流为正方向。根据E = BL,v ,I = ,Uab = BLv - IRab R
其中:R 为线框的总电阻,Rab 为线框的 ab 边的电阻。联立可得I ,
可知此过程 I 随 x 线性增大,方向为正方向,Uab 随 x 线性减小,且Uab > 0
(
3
)对于此金属框出磁场过程,即 L ≤ x ≤ 3L的过程,此过程有效切割磁感线的长度为
2
产生的感应电流为顺时针方向,电流为负方向,a 点电势高于 b 点的电势,即Uab > 0
E
根据E = BL,,v ,I = ,Uab = IRab
R
联立可得I Uab xBv 可知 I 与 Uab 均随 x 线性增大。
故选 D。
8 .AC
AB .牛顿环的环状条纹是内疏外密,故 A 正确,B 错误;
C .图乙中增加薄片厚度,条纹间距减小,故 C 正确;
D .增大入射光频率,则波长变小,条纹间距减小,故 D 错误。
故选 AC。
9 .BD
A .物块向上运动过程中,由动能定理得-mgx0 sin 37° - μmgx0 cos 37° = 0 - Ek1
物块向下运动过程中,由动能定理得mgx0 sin 37° - μmgx0 cos 37° = Ek 2
由题图乙知:x0 = 4m ,Ek1 = 64J ,Ek 2 = 32J
解得m = 2kg , μ = 0.25 ,故 A 错误;
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B .物块向上运动的过程中,由牛顿第二定律得mg sin 37° + μmg cos 37° = ma
由匀变速直线运动的规律得xat 解得t1 = 1s ,故 B 正确;
C .上滑过程中,设物块动能等于重力势能时,物块运动的位移大小为 x1由动能定理得-mgx1 sin 37° - μmgx1 cos 37° = Ek3 - Ek1
mgx1 sin 37° = Ek3
解得Ek J ,故 C 错误;
D .下滑过程中,物块动能等于重力势能时,设物块距斜面底端的距离为x2 ,由动能定理:
mg (x0 - x2)sin 37° - μmg (x0 - x2)cos 37° = Ek 4 。mgx2 sin 37° = Ek 4解得x2 = 1.6m ,故 D 正确。
故选 BD。
10 .AD
A .两板间电场强度的大小为E,故 A 正确;
B .粒子从 A 点运动到 C 点,根据动能定理有qU mv2解得v ,故 B 错误;
CD .作出粒子第一次与绝缘薄板碰撞的运动轨迹,如图所示
设带电粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为θ ,半径为 r,根据几何关系有( 3R )2 + r2 = (r + R )2 ,tan
解得r = R ,
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根据几何关系可知,粒子在危险区运动时与绝缘薄板发生 2 次碰撞后射出危险区,粒子在磁场中运动的周期为T
粒子从 C 点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为tT
粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间为t = 3t1 = T = π R,故 C 错误,D 正确。
故选 AD。
11 . 2.205mm ## 2.206mm ## 2.207mm 1.0 10-2 m/s (1)根据螺旋测微器的读数方法有 D = 2mm + 20.5 0.01mm = 2.205mm
(3)由运动学公式x = vt 有v 解得v = 1.0 10-2 m/s
(4)分析小球在液体中下落时的受力,根据平衡条件有mg = f + F浮 ,其中
解得k
12 .(1) AB (2)4
(3)1460 (4)小
(1)根据线路图可知,当天亮时,照度越大,电阻R 越小,控制电路中的电流越大,电磁铁的磁性越强,衔铁被吸合,路灯接在AB 之间时,将会熄灭,反之,天黑则亮,故路灯接在AB 之间符合要求;
(2)由乙图可知,当照度 E = 0.4lx 时,R = 4kΩ
(3)由乙图可知,当照度为1.0lx 时,电阻R = 2kΩ ,若此时点亮路灯,线圈中的电流应大
于10mA
根据闭合电路欧姆定律可得E = I (R继电器 + R + R9)解得R9 = 1460Ω
(4)根据闭合电路欧姆定律可得E = I (R继电器 + R + R9),在其他条件不变情况下,为了更加
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节能,让天色更暗时,路灯点亮,则照度变小,R 变大,所以应调小R,。
13 .(1)57℃
(2)放热,10J
(1)设汽车内的温度上升到 t,打火机内气体发生等容变化,根据查理定律有
即 解得t = 57℃
(2)根据热力学第一定律有ΔU = Q +W
其中ΔU = -15J ,W = -5J ,代入数据得Q = -10J该过程为放热。
14 .(1) 4m / s
(2)1m / s
(3)1m
(1)滑块 A 和 B 碰撞过程由动量守恒定律mv0 = (m + m)v1解得v1 = 4m / s
(2)对物块 AB 和小车系统由动量守恒定律(m + m)v1 = (m + m + M )v2解得v2 = 1m / s
(3)由能量关系可知 gL 解得L = 1m
15 .
(2)(L ,3L)
(1)设粒子从 O 点运动至 P 点的时间为t0 ,粒子沿 x 轴方向做匀速直线运动,有L = v0t0
粒子沿y 轴方向做匀加速直线运动,有 qE =ma ,L at
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解得E
(2)从 O 点射出的粒子,到达 P 点时,速度vP 与 x 轴正向的夹角设为a ,则 vP 粒子以速度vP 进入匀强磁场后做匀速圆周运动,轨迹半径设为 r,根据洛伦兹力提供向心力有 qvpB
由几何关系,粒子打中接收器右侧时,纵坐标y 满足y = L + 2r cos a解得y =3L
故所求位置坐标为(L ,3L)。
(3)由题意分析知,自 L<y<2L 范围内发射出的粒子,从匀强电场上边界离开电场,之后做匀速直线运动,到达接收器左侧。设粒子由发射至离开匀强电场,运动时间为 t,离开匀强电场位置的横坐标为 x,速度 v 与 x 轴正向的夹角设为θ ,则有 x =v0t ,a
粒子到达接收器的位置与 N 点的距离为 d,由几何关系d = (L - x) . tan θ联立得d x2 + 2x
得dmax
L L
所以,接收器左侧被粒子打中区域在 N 点及其上方 内,故被打中区域长度为 。
2 2
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