天一大联考·天一小高考2024-2025学年（下）高三第四次考试物理试题及答案

绝密★启用前天一小高考2024—2025学年(下)高三第四次考试考生注意:1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.核能是比较清洁的能源,利用核能发电时既不会向外排放污染物质,也不会产生温室效应,而且核燃料的能量密度远远高于普通能源。核电站的主要燃料之一是2EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(35),92)U,其核反应方程式为2EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(35),92)U+EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(1),0)n→1EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(44),56)Ba+EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(89),36)kr+xEQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(1),0)n,已知2EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(35),92)U、1EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(44),56)Ba、EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(89),36)kr的比结合能分别为E1、E2、E3。下列说法正确的是A.x=2B.1EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(44),56)Ba比EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up5(89),36)kr多35个中子C.E3<E1<E2D.该反应释放的核能为235E1-144E2-89E324,a个点。一带正电的粒子仅在电场力的作用下沿虚线从M点运动到N点,下列说法正确的是A.电场力对粒子先做正功后做负功24C.粒子在N点的加速度大于在M点的加速度D.电子在d点的电势能大于在a点的电势能3.如图所示,质量为M的半圆柱体放在水平面上,质量为m的光滑小球紧靠着半圆柱体放置。现将一水平外力作用在小球上,使小球缓慢地沿半圆柱体的外表面上升,直到最高点,半圆柱体始终静止不动,重力加速度为g。下列说法正确的是A.地面所受的压力逐渐减小B.水平外力先增大后减小C.θ=30o时,小球对半圆柱体的压力大小为2\3mgD.θ=30o时,水平外力大小为\3mg4.如图1所示为原点处的波源产生的沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,x=3m处的质点再经0.15s刚好第一次到达波峰,P点的横坐标为6.5m。已知t=0时刻波源刚振动了1.5个周期。下列说法正确的是A.波源的起振方向沿y轴的正方向B.图2描绘的是x=3m处质点的振动图像C.简谐波的波速为5m/sD.t=0时刻质点P的纵坐标为3\cm5.如图所示的正六边形abcdef,O点为正六边形的中心,g为aO的中点。现在a、O两点垂直纸面固定两长直导线甲、乙,两导线中通有恒定电流,g点的磁感应强度方向垂直aO向下、磁感应强度大小为B0,d点的磁感应强度大小为0。已知长直通电导线在周围空间产生的r,磁感应强度为B=KII为导线中的电流大小,r为空间某点到直导线的距离r,确的是A.导线甲、乙中的电流均垂直纸面向外B.导线甲、乙中的电流之比为2:1D.b点的磁感应强度大小为\EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up7(3),3)B0物理试题第1页(共8页)物理试题第2页(共8页)物理试题第3页(共8页)物理试题第4页(共8页)6.随着人类对太空的不断探索,发现太空中存在如图所示的三星系统,三颗质量均为m的星体位于正三角形的三个顶点,三颗星体环绕正三角形的中心做匀速圆周运动,理论上其环绕周期为T,通过测量实际上环绕周期为kT,造成这一现象的原因可能是中心O处存在一未知天体,忽略其他星系的影响,引力常量为G。下列说法正确的是A.理论上,正三角形的边长为33GmT2B.理论上三颗星体的线速度大小为32πGm,\T4C.理论上,三颗星体的加速度大小为16\3π4\T4D.中心O处未知天体的质量为1+km\3k7.如图所示,理想变压器原副线圈接入定值电阻和电阻箱,定值电阻R1=4Ω,R2=5Ω,电阻箱R0的调节范围足够大,电流表为理想交流电表,所接交流电源电压为U=44\2sin(100πt)V。当电阻箱的阻值调节为67Ω时,电流表的示数为2A,原副线圈的匝数分别用n1、n2表示。下列说法正确的是2=1:4B.当电阻箱的阻值为67Ω时,副线圈的输出电压为80VC.当电阻箱的阻值为11Ω时,变压器的输出功率最大,功率为121WD.电阻箱R0的阻值逐渐增大,电流表的示数逐渐增大二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.如图所示的玻璃砖,横截面为直角三角形ABC,匕B=90o,AC的边长为2\2L,一束激光从AB的中点D射入,延长线与BC的交点为F,折射光经过BC边的中点E,D、F两点间的距离为L。光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是A.入射激光束在D点折射角为匕BDEDEDEB.玻璃砖对此激光束的折射率可用来表示DFC.玻璃砖对此激光束的折射率为\2D.此激光束从D到E的传播时间为\EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up6(2),c)L9.汽车甲沿平直的公路行驶,汽车乙静止在同一平直的公路上,t=0时刻汽车甲和汽车乙第一次并排,同时汽车乙由静止开始运动。通过计算机描绘了两辆汽车的平均速度随时间t的变化规律如图所示,图线A、B分别为汽车甲、乙的图像,已知汽车乙的最大速度为vm=30m/s。下列说法正确的是A.汽车甲、乙的加速度大小之比为1:2B.t=6s时,两汽车的速度相等C.汽车甲停止时,两汽车之间的距离为76.5mD.汽车甲停止时,两汽车之间的距离为81m10.如图所示的直角三角形区域ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场(含边界),匕B=90o、匕C=30o,AB=L,在BC边的某部分区域内有一线状粒子发射源,发射源能在纸面内垂直BC边向磁场区域发射一系列比荷均为k、速率相等的粒子,最终粒子均从AB边离开磁场。粒子在磁场中运动的最短时间为t0,且该粒子刚好垂直AB边离开磁场;粒子在磁场0,,中运动的最长时间为t0,,下列说法正确的是A.粒子带负电 B.磁感应强度大小为C.粒子射入磁场的速率为(4\-3\EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up8(π),3)L)t0D.发射源的长度为3L物理试题第5页(共8页)物理试题第6页(共8页)11.(6分)晓宇同学利用如图1所示的装置完成了“探究加速度与物体所受合力关系”的实验,实验室除了图中的实验器材外,还提供了交流电源、导线、天平、刻度尺。(1)实验时(选填“需要”或“不需要”)满足小车的质量远大于钩码的质量;(2)通过多次正确操作记录了多组实验数据,并利用得到的数据描绘了如图2所示的a-F图像,a为小车的加速度,F为弹簧测力计的示数,图像与横轴的交点为c,图线的斜率为k,图线与横轴有交点的原因是,若长木板水平,则小车的质量为M= 。12.(10分)某实验小组的同学利用如图1所示的电路图完成了“测量电源的电动势和内阻”的实验,实验室为其提供的实验器材如下:待测电源(电动势约1.5V,内阻约1Ω),电流表A1(量程为3A),电流表A2(量程为0.6A),定值电阻R0=2.5Ω,电阻丝ab,开关S,导线等。请回答下列问题:(1)为了减小实验误差,实验时电流表应选用(填实验器材的符号),用笔画线代替导线将图2中的实物图连接起来。(2)实验时,该小组同学在不同的位置测量电阻丝的直径,某次测量时螺旋测微器的读数如图3所示,则该次测量的电阻丝的直径为d=mm。(3)该小组的同学连接好电路,通过改变电阻丝接入电路的长度L,并记录所对应的电流表的示数I,以为纵轴,L为横轴建立坐标系,将记录的数据描绘在坐标系中,并将数据点拟合成一条直线如图4所示,坐标系中的a、b、c为已知量,若忽略电流表的内阻,电阻丝的电阻率为p,电阻丝的直径为d,定值电阻的电阻值为R0,则电源的电动势为E=,电源的内阻为r=。(4)若考虑电流表内阻的影响,电源电动势的测量值(选填“大于”“等于”或实值。13.(10分)如图所示,高度为2L的封闭气缸竖直固定在水平面上,气缸的侧壁和下底面为绝热材料,顶部的材料导热性能良好。横截面积为S的绝热活塞用轻弹簧固定在气缸顶端,活塞的密封性良好,其厚度不计,平衡时弹簧刚好处于原长且活塞位于气缸的正中央,此时上侧气体A的压强为p0。现用电热丝对下侧气体B缓缓加热。已知活塞的质量为,重力加速度为g,环境温度保持不变,气体可视为理想气体。(1)求加热前气体B的压强;(2)当气体B的热力学温度缓慢升高到原来125倍时物理试题第7页(共8页)物理试题第8页(共8页)14.(12分)如图所示,两足够长的光滑平行金属导轨水平固定,导轨的电阻忽略不计,两导轨之间的距离为L=1m,整个空间存在与水平方向成α=30o的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1.0TO导体棒P的质量为M=1kg,导体棒Q的质量为m=0.5kg,两导体棒的阻值均为R=0.5Ω,长度均为L=1m,均垂直导轨放置且与磁场垂直O(1)若导体棒P锁定,在导体棒Q上施加水平向右的恒力F=2NO①求导体棒Q的最大速度vm;②若导体棒Q的速度由0增大到vm的过程通过导体棒Q的电荷量;(2)若导体棒P不锁定,初始时两导体棒间距为0,给导体棒Q一水平向右的初速度v0=6m/s,求两导体棒稳定时的间距O15.(16分)如图所示,质量为m=0.2kg的足够长木板c放在光滑的水平面上,长木板的右端到右侧弹性挡板的距离为x0=6m,左端紧靠一平台且上表面与平台平齐,长木板的最左端放置一质量为m2的物体bO质量为M=2kg、带半径为r=1.35m的光滑圆弧形轨道的滑块d放在光滑平台上,且圆弧与平台相切O初始时滑块d锁定在平台上,质量为m1的物体a由距离平台h=2r高处静止释放,物体a刚好由圆弧轨道的最高点进入弧形轨道,物体a运动到最低点时对轨道的压力为50NO现解除锁定,物体a仍从原来的位置静止释放,经过一段时间与物体b发生弹性碰撞,物体b在长木板上相对滑动的距离为L=0.6m时,物体b第一次与长木板c共速,此后长木板c与挡板发生弹性碰撞O已知m1=b可视为质点,b始终没有离开长木板c,重力加速度为g取10m/s2O求:(1)物体a的质量m1;(2)物体b与长木板c间的动摩擦因数;(3)长木板c在水平面上通过的总路程SO天一小高考2024—2025学年(下)高三第四次考试物理.答案1~7题每小题4分,共28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O8~10小题每小题6分,共18分,在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分O1.答案B命题透析本题考查了核反应方程、核能等知识,考查考生的推理能力。思路点拨核反应遵循质量数守恒电荷数守恒,则有235+1=144+89+x,解得x=3,A错误;1EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(44),56)Ba含有的中子数为144-56=88,EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(89),36)kr含有的中子数为89-36=53,则1EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(44),56)Ba比EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(89),36)kr多35个中子,B正确;比结合能越大原子核越稳定,又生成物比反应物稳定,所以E1<E2、E1<E3,C错误;该反应释放的核能为ΔE=144E2+89E3-235E1,D错误。2.答案C命题透析本题考查了电场力的性质以及电场能的性质等知识,考查考生综合图像分析问题能力。思路点拨由粒子的运动轨迹可知,电场力先做负功后做正功,A错误;由A选项分析可知,粒子的电势能先增大后减小,由公式Ep=qφ可知,等势面1的电势最低,等势面4的电势最高,B错误;由于d点电势高,则电子在d点的电势能小,D错误;等势面的疏密程度反应场强的大小,由图可知N点的场强大于M点,故粒子在N点所受静电力大,加速度大,C正确。3.答案D命题透析本题考查了受力分析、力的平衡条件的应用等知识,考查考生的推理能力。思路点拨将小球和半圆柱体作为整体,受力分析可知,受重力、地面的支持力、水平外力以及地面向左的摩擦力,由力的平衡条件可知地面对半圆柱体的支持力,即FN=(M+m)g保持不变,则地面所受的压力保持不变,A错误;以小球为研究对象,受力分析,如图1所示,小球缓慢上升的过程中,支持力与竖直方向的夹角逐渐减小,水平外力逐渐减小,B错误;由平衡条件得F=,FN1=,θ=30o时F=\3mg,FN1=2mg,C错误,D正确。4.答案A命题透析本题考查了机械波的形成与传播等知识,考查考生综合波动图像分析问题的能力。思路点拨由于波源刚振动了1.5个周期,由“上下坡法”可知,x=9m处的质点起振方向沿y轴的正方向,则波源的起振方向沿y轴的正方向,A正确;图2中t=0时刻质点的振动方向沿y轴的负方向,图1中沿y轴负方向振动的质点为x=0以及x=6m两质点,B错误;t=0时x=3m处的质点振动方向沿y轴的正方向,经0.15s该点第一次达到波峰,则由=0.15s得T=0.60s,又由图1可知该波的波长为λ=6m,由公式U=可知该波的波速为U=10m/s,C错误;由图1可知波的振幅为A=6cm,则波的方程为y=6sinx(cm),将x=6.5m代入得y=3cm,D错误o5.答案B命题透析本题考查了安培定则以及磁感应强度的叠加原理等知识,考查考生的推理能力。思路点拨d点的磁感应强度为0,说明导线甲、乙中的电流方向相反,又g点的磁感应强度方向垂直ao向下,由安培定则可知导线甲中的电流垂直纸面向里,导线乙中的电流垂直纸面向外,A错误;设正六边形的边长为r2LL,L,d点的磁感应强度为0,则两导线在d点产生的磁感应强度大小相等,方向相反,由B=KI可知Kr2LL,解得I甲:I乙=2:1,B正确;由对称性可知,c、e两点的磁感应强度大小相等,但方向不同,C错误;设导线乙中的电流为I,则导线甲中的电流为2I,g点的磁感应强度为B0=+=,由安培定则可知两导线在b点产生的磁感应强度如图所示,导线甲、乙在b点产生的磁感应强度大小分别为B甲==、B乙==,由几何关系可知B甲和B乙的夹角为120o,则b点的磁感应强度大小为Bb=\BEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(2),甲)+BEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(2),乙)-2B甲B乙cos60o,解得Bb=\EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up5(3),6)B0,D错误o6.答案A命题透析本题考查了万有引力定律的应用等知识,考查考生的推理能力。思路点拨以星体A为研究对象,理论上,B、C对A的万有引力的合力提供其做圆周运动的向心力,设正三角形的边长为L,则有由几何关系可知解得正确;又解得错误;由牛顿第二定律得解得C错误;若中心o存在一未知天体,则有解得错误o7.答案C命题透析本题考查了变压器的工作原理等知识,考查考生的推理论证能力。思路点拨设原线圈的输入电压为U1,副线圈的输出电压为U2,原副线圈的电流分别为I1、I2,由变压器的工作原理得=,=,对于原线圈所在回路由U=I1R1+U1,副线圈所在回路有U2=I2(R2+Ro),解得I2=1A,n1:n2=1:2,A错误;由以上可知U1=U-I1R1=36V,又由=,解得U2=72V,B错误;将副线I1,n2I1,n2U2,I22o,圈的电阻等效到原线圈,设等效电阻值为R,则有R=U1又n1I1,n2I1,n2U2,I22o,()2(R2+Ro),此时电路为R1和R串联接在电源两端,则理想变压器的输出功率P出 显然当R=R1时变压器的输出功率最大,此时有Ro=11Ω,输出功率为P出=121W,C正确;由C选项分析可知,电阻箱Ro的阻值逐渐增大,等效电阻R逐渐增大,电流表的示数I=逐渐减小,D错误。8.答案BC命题透析本题考查光的折射定律,考查考生的科学思维。思路点拨过D点作AB的垂线,根据折射角的含义,入射激光束光在D点折射角用9oo-匕BDE=匕BED来sin匕BED,表示,入射角用匕BFD来表示,A错误;玻璃砖对此激光束的折射率为n=sin匕BFD由几何关系sinsin匕BED,、sin匕BED=,则有n=EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up5(sin匕BFD),sin匕BED)=,B正确;DE是中位线,AC的边长为2\2L,则D、E两点间的距离为\2L,结合D、F两点间的距离为L,可得n=\2,C正确;此激光束从D到E的传播时间为t=\2cLn=,D错误。9.答案AC命题透析本题考查了匀变速直线运动的规律、追及相遇问题,考查考生综合图像处理问题的能力。o+at,结合图像可知t=o时刻汽车甲的速度为Uo=18m/s,汽车甲的加速度为a甲=m/s2=-1m/s2,解得a甲=-2m/s2,汽车乙的加速度为a乙=m/s2=2m/s2,解得a乙=4m/s2,汽车甲、乙的加速度大小之比为a甲:a乙=1:2,A正确;t=6s时,汽车甲的速度为U甲=Uo-a甲t=(18-2×6)m/s=6m/s,汽车乙的速度为U乙=a乙t=4×6m/s=24m/s,B错误;从t=o时刻到汽车甲停止的时间为to=EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(o),甲)=s=9s,该时间内汽车甲的位移为x甲=to=81m,汽车乙的速度达到最大的时间为t=EQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(m),乙)=s=7.5s,则to时间内汽车乙的位移为x乙=t+Um(to-t)=157.5m,此时两车之间的距离为Δx=x乙-x甲=76.5m,C正确,D错误。10.答案BD命题透析本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动等知识,考查考生综合几何关系处理问题的能力。思路点拨由左手定则可知,粒子应带正电,A错误;由题意粒子刚好垂直BC边离开磁场所用的时间为t0,则粒子的运动周期为T=4t0,粒子在磁场中做圆周运动时洛伦兹力提供向心力有又解得qB,2kt0,;,,T=2πmqB,2kt0,;,,于粒子在磁场中运动的最长时间为t0,设轨迹所对应的圆心角为α,则有解得α=150o,由几何关系得BC=\3L,则有BC=rcos30o+解得又由公式得错误;由几何关系可知BS1=r,BS2=r+rcos30o,发射源的长度为S1S2=BS2-BS1,联立以上解得正确。11.答案(1)不需要(2分)(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2分)命题透析本题考查了探究加速度与物体所受合力关系的实验,考查考生实验探究的能力。思路点拨(1)由于能通过弹簧测力计测出小车的牵引力,因此实验时不需要满足小车的质量远大于钩码的质量。(2)由图2可知,当小车的加速度为0时,弹簧测力计的示数不等于0,说明实验时没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足;由牛顿第二定律得2F-FF=Ma,整理得a结合图像可知k=,则小车的质量为12.答案(1)A2(1分)如图所示(1分)(2)0.613(±0.002,2分)(4)等于(1分)大于(1分)命题透析本题考查了测量电源的电动势和内阻的实验,考查考生的实验探究能力。思路点拨(1)由电路图可知,回路中电流的最大值为Im==A=0.43A,所以电流表应选择A2;依据电路图1依次将实物图连线,如图所示。(2)螺旋测微器的精确值为0.01mm,具体读数由固定刻度和可动刻度组成,由题图3可知电阻丝的直径为(3)由闭合电路欧姆定律得E=I(r+R0+R),又由电阻定律得R=,电阻丝的横截面积为S=π()2,整理得=L+,结合图4得电源的电动势为又电源的内阻为(4)若考虑电流表的内阻,则有E=I(r+R0+RA+R),整理得=L+,电源电动势的真实值为内阻的真实值为显然电源电动势的测量值等于真实值,电源内阻的测量值大于真实值。13.命题透析本题考查了压强的计算、气体实验定律等知识,考查考生的推理能力。思路点拨(1)加热气体B前,气体B的压强为PBS=mg+P0S (2分)解得PB=1.5P0 (2分)(2)气体B的温度升高到原来倍时,活塞上升,则上侧气体的体积为UA1=LS气体A做等温变化,由玻意耳定律得P0LS=PA1VA1…………(1分)解得PA1=P0设升温前气体B的温度为T0,对气体B由理想气体状态方程得解得PB1=P0对活塞受力分析,如图所示………………(2分)解得k=……………………(1分)14.命题透析本题考查了法拉第电磁感应定、动量定理等知识,考查考生综合力学规律处理问题的能力。思路点拨(1)①导体棒P锁定时,当导体棒Q的速度最大时,安培力的水平分力等于向右的恒力,即F=FA导体棒Q上产生的感应电动势为E=BLumsinα…………(1分)通过导体棒Q的电流为I=E………………(1分)2R导体棒Q所受的水平方向安培力为FA=BILsinα………(1分)解得um=8m/s②导体棒Q的速度为时,有u==4m/s整个电路产生的焦耳热为Q=2×2.5J=5J设该过程中导体棒Q的位移为x,由功能关系得Fx=mu2+Q………(1分)解得x=4.5m……………(1分)E—又由欧姆定律得I=R又Δφ=BLxsinα……………(1分)通过导体棒Q的电荷量为q=EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up1(—),I)●Δt整理得q=…………………………(1分)代入数据解得q=2.25C……………………(1分)(2)若导体棒P不锁定,给导体棒Q一水平向右的速度uo=6m/s,两导体棒组成的系统外力之和为o,则导体棒P、Q的动量守恒,两导体棒共速时达到稳定状态,则有muo=(M+m)u……………(1分)解得u=2m/s对导体棒Q由动量定理得-BEQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up1(—),IL)●Δtsinα=mu-muo……………………(1分)o=EQ\*jc3\*hps17\o\al(\s\up1(—),I)●Δt…………………(1分)解得qo=4Co,o2R设稳定时两导体棒的间距为x由第(1)问可知q=BLxoo,o2R解得xo=8m…………………(1分)15.命题透析本题考查了机械能守恒定律、牛顿第二定律以及动量守恒定律等知识,考查考生综合处理问题的能力。思路点拨(1)滑块d锁定时,物体a从释放到轨道最低点时由机械能守恒定律得m1gh=m1UEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up4(2),0)………………………(1分)m1UEQ\*jc3\*hps10\o