山东省德州市2024-2025学年高三下学期2月开学物理试题【含答案解析】

高三物理试题注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名，考生号，座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名，考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置。2.选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸，试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠，不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。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（）【答案】B【解析】【详解】A．钍（）衰变为镤（）时产生，为粒子，选项A错误；B．镤（）衰变为铀（）时产生，为粒子，选项B正确；C．外部条件不会影响半衰期，选项C错误；D．1g镤（）经过54天，即两个半衰期，会有衰变为铀（），选项D错误。故选B。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【答案】A【解析】【详解】AB．设手机质量为，底托T对手机的作用力大小为，板面S对手机的作用力大小为，板面S与水平方向的夹角为，以手机为对象，根据受力平衡可得，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，则变大，可知底托T对手机的作用力变大，板面S对手机的作用力变小，故A正确，B错误；C．手机支架对手机的作用力与手机的重力大小相等，方向相反，则手机支架对手机的作用力不变，故C错误；D．以手机和手机支架为整体，根据平衡条件可知，桌面对手机支架的作用力与整体的重力等大方向，保持不变，故D错误。故选A。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20sD.汽车的刹车时间为10s【答案】D【解析】【详解】AB．根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知时汽车的速度为时汽车的速度为则汽车的加速度大小为故AB错误；CD．汽车从到停下所用时间为则汽车的刹车时间为故C错误，D正确。故选D。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【答案】C【解析】【详解】AB．由于相邻n条亮条纹的中心间距为，根据双缝干涉条纹间距公式可得解得故AB错误；C．根据双缝干涉条纹间距公式可知，若把红色单色光源换成绿色单色光源，则光源波长减小，光屏上相邻亮条纹的中心间距变小，故C正确；D．若把平面镜水平向右略微平移，均不变，光屏上的条纹间距不变，故D错误。故选C。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.【答案】A【解析】【详解】由图可知，由状态A变到状态B，气体体积不变，压强增大，温度升高，气体内能增大，且满足则所以由于气体不做功，所以由状态B变到状态C，气体压强不变，体积增大，温度升高，气体内能增大，且满足则所以由于所以所以由状态A变到状态D，气体压强不变，体积增大，气体对外做功，气体温度升高，内能增大，且满足则所以由于所以由状态D变到状态C，气体体积不变，压强增大，温度升高，气体内能增大，则由于气体不做功，所以所以故选A。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【答案】C【解析】【详解】AB．在星球K表面附近以初速度水平抛出一小球，结合题图根据平抛规律可得，在星球T表面附近以初速度水平抛出同一小球，结合题图根据平抛规律可得，联立可得星球K与星球T重力加速度之比为故AB错误；CD．根据，可得两星球密度相同，则星球K与星球T的半径之比为根据可得星球的第一宇宙速度为则星球K与星球T第一宇宙速度之比故C正确，D错误。故选C。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5×103JB.AD过程因摩擦产生的内能为2.5×103JC.AC过程电动机输出的总能量为5.5×103JD.AC过程电动机的输出功率为1.6kW【答案】C【解析】【详解】A．物块从A点由静止开始运动，到达D点时速度为0，所以AD过程物块增加的机械能为故A错误；B．AD过程因摩擦产生的内能为故B错误；C．CD过程中关闭电动机，物块做匀减速直线运动，则，解得所以，AC过程电动机输出的总能量为故C正确；D．AC过程电动机的输出功率为故D错误。故选C。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【答案】D【解析】【详解】AC．发电机线圈电动势的峰值为则发电机线圈电动势的有效值为由原线圈电路关系根据理想变压器原副线圈电压关系，有联立解得通过电阻的电流为根据理想变压器原副线圈电压与匝数的关系，有故AC错误；B．已知理想电流表读数为I，通过电阻的电压为根据联立解得电阻消耗的功率为故B错误；D．当断开S，将等效到线圈中，等效电阻为当消耗的功率最大。此时两端电压为根据联立解得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。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0.5sB.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【答案】AB【解析】【详解】A．由甲图可知，该波的波长为由乙图可知，该波的周期故该波的波速为故水波从波源传到柳叶处用时为A正确；B．由甲图时，质点Q从平衡位置向y正方向振动，则时质点从平衡位置向y负方向振动，故图乙可能是质点的振动图像，B正确；C．由乙图可知，振幅，周期，故有设N点的振动方程为由甲图可知，时，代入上式解得故N点的振动方程为C错误；D．简谐波的波速由传播介质决定，跟波源振动的频率无关，D错误。故选AB。10.水平面内有一腰长为等腰直角三角形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.【答案】AD【解析】【详解】AB．线框进磁场过程中，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，线框中的感应电流大小为，所以同理，当GF全部进入磁场后，有线框全部进入磁场后，感应电流为0，而线框出磁场时感应电流的变化与进磁场时相同，根据右手定则可知，感应电流方向相反，故A正确，B错误；CD．根据左手定则可知，线框进入、离开磁场过程中，安培力方向一直水平向左，则F一直为正值，线框受到的沿x轴方向的安培力为故C错误，D正确故选AD。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【答案】BD【解析】【详解】A．由图可知，M点的场强四点的电场强度大小均为，选项A错误；B．在连线上O点的场强为零，而O2点场强可认为无穷大，可知在连线上一定存在与M点的电场强度大小相等的点，选项B正确；C．将一正电荷沿对角线由到D的过程中，从到O电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小；从O到D电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，选项C错误；D．若在点的正上方大于的某点放一正点电荷，放电荷之前B点和点电势相等，放电荷之后该电荷在B点的电势高于点电势，则点的电势会高于的电势，选项D正确。故选BD。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【答案】AC【解析】【详解】A.由题意可知甲、乙两小球的速度水平分量相等，甲的运动时间是乙的2倍，根据可知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，选项A正确；B.最小速度等于水平速度，可知乙小球的最小速度等于甲小球的最小速度，选项B错误；C.从抛出点到落地点甲的运动时间是乙的2倍，根据可知，甲小球速度的变化量为乙小球的两倍，选项C正确；D.将甲小球抛出点向右平移，其他条件不变，即水平速度仍相等，而甲、乙的抛出点到两物体轨迹的交点的水平距离不相等，可知甲、乙从抛出到到达两轨迹交点位置的时间不等，则两物体不可能相遇，选项D错误。故选AC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。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）。【答案】（1）C（2）①.2②.（3）【解析】【小问1详解】A．气垫导轨需要调水平，以确保滑块运动时绳子拉力为滑块所受合力，故A错误；B．绳子拉力由弹簧测力计记录，所以不需要应远大于，故B错误；C．沙桶连接动滑轮，滑块的位移始终等于沙桶位移的2倍，则滑块的加速度为沙桶的加速度的2倍，故C正确；D．设沙桶的加速度大小为，弹簧测力计测量的是绳的拉力，则有解得故D错误。故选C。【小问2详解】[1][2]按逆向思维，滑块从光电门2到光电门1做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动公式结合图像可得故表示遮光条通过光电门2时的速度大小，又根据图像的斜率绝对值可知滑块的加速度大小【小问3详解】结合图像可知，在相对应点A时，弹簧测力计的读数小车的加速度由于小车A的加速度为P的加速度的2倍，此时对砂和砂桶的质量与定滑轮整体进行分析有解得砂和砂桶的质量的质量为。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）。【答案】①.②.）1.00（或1）③.1（或1.0）④.）7.8⑤.6.0【解析】【详解】（1）电阻箱阻值则电阻箱应该选择R2；（3）电压表满偏时两端电压为3V，保持滑片的位置不变，即电压表和电阻箱两端电压之和为3V，则调节电阻箱，使电压表的示数为1V，此时电阻箱两端电压为2V，则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）由电路可知即可知，解得（5）因为，可得由图像可知，解得E=7.8V，r=6.0Ω15.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。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】由题意可知光路图如下图所示。【小问2详解】如下图，设从A点入射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.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两个导热良好的气缸通过差压阀连接，B气缸体积为VB，A气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，不计活塞与气缸间的摩擦，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？【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】对活塞，由平衡条件得差压阀打开时解得【小问2详解】对活塞，由平衡条件得差压阀关闭有A、B气缸中气体解得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。【答案】（1）（2）（3）【解析】【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