【物理】2025届东北三省部分高中联盟高三下学期3月第二次模拟联合调研试题（解析版）

东北三省部分高中联盟第二次模拟联合调研物理科试卷一、选择题∶本题共10小题，46分，其中第1-7题为单选题，每题4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；8-10题为多选题，在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，全部选对的得6分，漏选得3分，错选得0分1.下列有关说法不正确的是（）A.牛顿通过“月-地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律B.宏观物体的质量比微观粒子大得多，它们运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长就很短C.核反应堆中发生不可控的链式反应D.与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点【答案】C【解析】A．牛顿通过“月-地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律，故A正确，不满足题意要求；B．宏观物体的质量比微观粒子大得多，它们运动时的动量很大，根据可知，对应的德布罗意波的波长就很短，故B正确，不满足题意要求；C．核反应堆中发生的是可控的链式反应，故C错误，满足题意要求；D．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点，故D正确，不满足题意要求。故选C2.在塑料瓶的侧面开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。让激光透过瓶子水平射向小孔，如图所示，激光将沿着水流传播，关于这一现象描述正确的是（）A.这一现象的原理与3D电影的原理一致B.红色激光比蓝色激光更容易沿水流传播C.瓶中液面越低，激光越不容易沿水流传播D.激光器距水瓶越近，激光越容易沿水流传播【答案】C【解析】A．此现象原理是光的全反射，光在水流内不断反射从而沿水流传播；3D电影是利用光的偏振原理，让左右眼分别接收不同画面产生立体感，二者原理不同，故A错误；B．根据可知，折射率越大，全反射的临界角越小，越容易发生全反射，蓝色激光比红色激光的频率大，折射率大，所以蓝色激光更容易沿水流传播，故B错误；C．瓶中液面越低，小孔处的压强越小，则从孔中射出的水流速度会越小，水流轨迹会变得弯曲，激光在水和空气界面处的入射角会越小，不容易发生全反射，所以瓶中液面越低，激光越不容易沿水流传播，故C正确；D．激光器距水瓶的远近，不改变激光在水和空气界面处的入射角，所以不影响激光在水中传播，故D错误。故选C。3.某同学制成了一种电容式加速度仪，结构如图所示。A、B两板间连接有劲度系数为k的用绝缘材料制成的轻弹簧，A板固定在运动物体上，B板可自由运动，B板质量为m，电容器的带电量保持恒定，两板与电压传感器连接。物体不动时，弹簧长度为d，电压传感器的示数为U，当物体向右做匀加速直线运动，稳定时，电压传感器的示数为0.6U，不计一切摩擦，则物体运动的加速度大小为（不考虑弹簧形状对电容器中电介质的影响）（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据、、，整理得由于电容器带电量恒定，因此当两板间的距离改变时，板间的电场强度恒定，则解得根据牛顿第二定律解得加速度大小故选B。4.在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3=4∶2∶1，定值电阻R1=4Ω，R2=R3=1Ω，滑动变阻器R的最大阻值为3Ω。在c、d两端输入正弦式交流电，电压的表达式为。当滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（）A.电阻R3的功率一直增大B.电流表示数的最小值为AC.当滑片Р处在a端与b端的中点时，整个电路的功率达到最大D.理想变压器的最大输出功率为6W【答案】B【解析】A．等效电路图如图所示，两副线圈的等效电阻为分别为，当滑片P从a端滑到b端的过程中，总电阻减小，总电流增大，R1两端的电压增大，两端的电压减小，故电阻R3的功率一直减小，故A错误；B．原线圈的两端电压为当滑片位于a端时，电流表的示数最小，此时滑动变阻器的阻值为3Ω，原线圈电流最小值为故B正确；C．由图可知当滑片P从a端滑到b端的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则总电阻减小，原线圈的电流变大，又因为P＝UI1所以当滑片Р滑至b端时，整个电路的功率达到最大，故C错误；D．将R1等效为电源内阻。则电源的输出功率最大时满足此时原线圈电压与R1两端电压相等，理想变压器输出最大功率为故D错误。故选B。5.如图所示，一光滑的正三角形斜面体OAB放在光滑的水平地面上，不可伸长的轻绳两端分别栓接质量为、的两物体，轻绳跨过固定在O点的光滑滑轮，、分别放在OA、OB面上，两部分轻绳与斜面均平行。作用在斜面体上的恒力使斜面体向右做匀加速运动，、与斜面体保持相对静止，且恰好没有离开斜面，则、的比值为（）A.2∶1 B.1∶1 C.4∶3 D.1∶2【答案】A【解析】设恰好没有离开斜面时绳子拉力为T，此时斜面对弹力为0，斜面给的弹力为N，整体加速度为a，对，根据牛顿第二定律有对，竖直方向有解得对，根据牛顿第二定律有对，竖直方向有联立解得故A正确。6.如图所示，倾角为37°的光滑斜面ABC固定在水平地面上，一个质量为m，电荷量为的小球从斜面底端A点以初速度v沿斜面向上运动。整个装置处于水平向右的匀强电场中，场强，斜面竖直边BC所在直线右侧空间中充满垂直于纸面向里的磁感应强度为的匀强磁场，重力加速度为g，则小球运动过程中与AC所在直线的最大距离为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】因为沿斜面方向有可知小球沿斜面向上做匀速运动到C点，若以斜面竖直边BC所在直线为分界线，在其右侧空间再加的匀强磁场，小球受到的洛伦兹力大小（方向垂直于AC向上）小球受到的电场力和重力的合力（方向垂直于AC向下）利用“配速法”，将小球速度分成，其中则小球的运动可以看作是沿AC做匀速直线运动，垂直于AC做匀速圆周运动的两个分运动的合成，则小球在运动过程中与AC所在直线的最大距离为联立解得故选A。7.已知太阳光垂直射到地球表面上时，地球表面的单位面积上单位时间接收到的太阳光的能量为。假如认为太阳光为单一频率的光，且波长为，光速为c，普朗克常量为h。由于地球离太阳很远，所以照射到地球表面的太阳光可近似看成平行光。现有一个半径为R的半球体，球心为O，倒扣在地面上，太阳光垂直于地面入射到半球面上，如图甲所示。图乙为平放在地面上的半径同为R的圆盘。由于太阳光的作用，会使半球体或圆盘受到一个向下的压力。为研究该压力，小杨同学在半球面上取一条很窄的环带状球面ABCD，AB是一个以为圆心的圆的直径，CD是以正上方离很近的（图中未画出）为圆心的圆的直径，。由于AD很短，故整个环带状球面可看成与水平方向成θ角的斜面。设该环带状球面的面积为，其在地面上的投影记为。则下列说法中正确的是（）A.光子动量的变化量大小B.单位时间打到半球面上的光子数C.假设所有照射到球面上的太阳光均被吸收，则面上所受压力大小为D.假设太阳光直接穿过球面照射到上再被反射，反射前后频率不变，且反射方向遵循光的反射定律，则面上所受压力大小为【答案】D【解析】A．若光被反射，反射前后频率不变，则方向垂直于S1面，如图所示故A错误；B．单位时间打到半球面上的光子数故B错误；C．在时间内，射到S1面上的光子数为光子被完全吸收，根据动量定理，光子受到的力大小为F1，则得根据牛顿第三定律，S1面受到的力大小为故C错误；D．在时间内，射到S2面上的光子数为太阳光直接穿过球面照射到上再被反射，反射前后频率不变根据动量定理，光子受到的力大小为F2得由于得根据牛顿第三定律，S2面受到的力大小为故D正确。故选D。8.如图，带正电的物块A放在水平桌面上，通过光滑的滑轮与B相连，A处在水平向左的匀强电场中，，从O开始，A与桌面的动摩擦因数随x的变化如图所示，取O点电势能为零，A、B质量均为1kg，B离滑轮的距离足够长，则（）A.它们运动的最大速度为0.8m/sB.它们向左运动的最大位移为2mC.当速度为0.6m/s时，A的电势能可能是-2.4JD.当速度为0.6m/s时，绳子的拉力可能是10N【答案】BC【解析】AB．当加速度为零时，A、B运动的速度最大，根据平衡条件得，联立解得由图可知所以此时A、B运动的位移大小为根据动能定理可得又解得当A、B到达最大位移处时，速度为零，则有又联立解得故A错误，B正确；CD．当物体的速度为时，有又联立解得或所以A的电势能为或根据可知此时动摩擦因数或根据牛顿第二定律得，联立可得绳子拉力为代入数据解得或故C正确，D错误。故选BC。9.如图所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（）A.光源与小球振动的相位差为B.光源从初始状态回到平衡位置的时间为0.75sC.若影子振动的初相位为，则D.影子的最大速度【答案】BD【解析】A．图2可知二者振幅为1cm，设小球的振动方程光源的振动方程但t=0时，则则可知光源与小球振动的相位差为，故A错误；B．光源的振动方程其中则光源从初始状态回到平衡位置，即可知光源从初始状态回到平衡位置的时间为0.75s，故B正确；C．小球的振动方程光源的振动方程影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，取影子某一时刻的位置根据几何关系得影子的振动方程当t=0时有则故C错误；D．对于设振幅根据能量守恒根据图2，周期且周期联立解得故D正确。故选BD。10.如图所示是磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的电阻连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，如果等离子源以速度发射质量均为m、带电量大小均为q的等离子粒子，沿着与板面平行的方向射入两板间，单位体积内正负离子的个数均为n。忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。下列说法正确的是（）A.开关断开的情况下，稳定后上极板电势高于下极板B.设等离子体的电阻率为，没有接通电路时，等离子体受到阻力为f，则接通电路后，为了维持速度不变在通道两侧所加的压强差为C.电键闭合时，若正离子在通道中的运动轨迹如图中虚线所示（负离子与之类似），设此时两极板电压为U，图中轨迹的最高点和最低点的高度差为D.图中轨迹的最高点和最低点的高度差为h，在h＜a的情况下，通过电阻的电流为【答案】AD【解析】A．开关断开时，极板间的电压大小等于电动势。由左手定则可知，正离子受洛伦兹力向上，可知上极板电势高。A正确；B．根据电阻定律可知发电机板间部分的等离子体等效内阻接通电路，此时发电通道内电荷量为q的离子受力平衡有解得由欧姆定律可得该电流在发电通道内受到的安培力大小为FA=BIa要使等离子做匀速直线运动，所需推力整理后解得B错误；C．两板间电场强度为配速其中离子受到的洛伦兹力故离子以线速度做匀速圆周运动和以做匀速直线运动的合运动。那么做匀速圆周运动的半径为则C错误；D．当在的情况下，即解得此时与极板距离小于2R的粒子可以打到极板而形成电流，单位时间内打到一块极板上的粒子数为此时发电机的输出电流为D正确。故选AD。二、非选择题∶本题共5小题，54分11.某小组研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从跑出点到落点的水平位移依次是x1，x2，x3，机械能的变化量依次为。（1）若忽略空气阻力的影响，则_____A.，B.，C.，D.，（2）做完上述试验后，该小组发现可利用平抛运动规律测量某桶装水电动抽水器（如图甲）的流量Q（单位时间流出水的体积）。如图乙，为了方便测量，取下不锈钢出水管，用游标卡尺测量其外径D，读数为________cm。（3）测完外径后，转动出水管至出水口水平，接通电源，待水流稳定后，用米尺测出管口到落点的高度差和管口到落点的水平距离，已知重力加速度，，则水流速度________m/s（保留两位有效数字）。（4）已知出水管管壁的厚度为d，该抽水器的流量Q的表达式为________（用物理量D、d、v表示）。若根据测得的流量算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，可能的原因是______________（写出一种即可）。【答案】（1）B（2）0.71（3）1.0（4）D偏大或d偏小（或者是水流速度的测量值偏大，即测量h偏小或L偏大。）【解析】【小问1详解】因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以因为平抛运动的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，则故选B【小问2详解】图乙可知该游标卡尺精度为0.1mm，则读数【小问3详解】根据平抛运动规律，竖直方向有水平方向有联立解得水流的平抛初速度【小问4详解】[1]该抽水器的流量Q的表达式[2]若根据测得的流量算出装满一杯水需要的时间总是比实际需要的时间短，说明流量的测量值偏大，根据可知可能是D偏大或d偏小（或者是水流速度的测量值偏大，即测量h偏小或L偏大。）12.某实验小组利用压敏电阻设计可测量气体压强的实验电路，并验证等温条件下气体压强与体积的反比关系。该小组查阅资料得知，所用到的压敏电阻工作面受到的压力与阻值的关系如图甲所示，图中压力在到之间时，阻值与压力满足（Ω），该实验小组在此压力范围内进行实验。已知实验室大气压强为，压敏电阻工作面面积为。该实验小组把压敏电阻（工作面向下）嵌入到活塞上，并设计了如图乙所示的电路图来进行实验，主要实验器材有：微安表（，内阻）；电阻箱（）；电源（电动势为，内阻不计）；开关K、导线若干。（1）调节电阻箱的阻值，当工作面受到压力为时，电流表示数为，则电阻箱接入阻值为___，此时压敏电阻工作面所处环境的压强为____；（2）打开针管的出气口，调节活塞位置至气体体积为，然后关闭出气口，缓慢推动针管活塞，记录多组针管内气体的体积以及与之对应的电流，实验过程中，气体体积越小，微安表的示数____（选填“越大”或者“越小”）；（3）在（2）过程中，电流的倒数与气体体积的倒数若满足的关系为：____，即可验证一定质量的气体在等温条件下压强和体积满足反比关系。【答案】（1）9000（2）越大（3）或者【解析】【小问1详解】[1]根据闭合电路欧姆定律可知解得[2]此时压敏电阻工作面所处环境的压强为【小问2详解】由题意可知，当缓慢推动针管活塞，气体体积越小，压强越大，即压力越大，由图可知，越小，所以微安表的示数越大。【小问3详解】由题意可知，打开针管的出气口，针管中压强为大气压强，则压敏电阻所受压力为，即缓慢推动针管活塞，压力从开始变化，符合题中阻值与压力的关系，根据等温变化可知解得根据压力与压强的关系可知结合题中阻值与压力的关系可知根据闭合电路欧姆定律可知联立解得13.如图所示，有一个半径为的星球。表面覆盖有一层折射率为的介质，介质表面距离星球表面的距离为。一个卫星围绕星球做圆周运动，半径为。（1）星球表面某点光源发出的光在介质一部分能够通过介质表面向外折射，求有光能够折射的这部分介质表面的弧长是多少？（2）卫星在轨道的一部分区域时能够接受到（1）问中发出的光，求这部分卫星轨道的弧长。【答案】（1）；（2）【解析】光源S发出的光线如图所示设临界角为C，由题可知可得在中，由正弦定理可知由于为钝角可得因此由对称性可知弧长为（2）在A点恰好发生全反射，可知在中可得利用对称性可知轨道的弧长14.如图所示，水平面内固定一“”形光滑足够长的金属框架，三角形区域为边长的等边三角形，平行区域间距也为，在点处有一小缺口，使部分与框架其余部分绝缘。框架所在的空间内，从左至右依次分布有三个竖直向下的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三个磁场的磁感应强度大小均为，Ⅱ区域宽度为，Ⅲ区域宽度为、Ⅱ区域间距忽略不计，Ⅱ、Ⅲ区域间距未知。现有两完全相同的金属杆、，质量均为，杆上单位长度的电阻均为，杆最初静止于磁场的左侧，杆在水平拉力作用下从点开始向右做速度大小为的匀速直线运动，杆经过后撤去外力。已知杆通过缺口前后速度不变，杆出Ⅲ区域时的速度大小为，杆出Ⅲ区域的过程中杆在Ⅱ区域的位移大于3.5l，金属框架的电阻不计，两杆与导轨始终接触良好，且间如果发生碰撞为弹性碰撞，求：（1）杆向右运动位移为时，流经杆的电流大小；（2）整个运动过程中系统所产生的热量。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】杆a向右切割磁感线产生的电动势为由闭合电路欧姆定律可得流经杆a的电流大小为【小问2详解】当a向右的位移为x时，切割的有效长度为安培力大小为由于a在I区域中匀速，所以即外力F正比与位移x，所以整个运动过程中外力所做的功为假设b出Ш区域的过程中，a还未出I区域，对a、b组成的系统动量守恒解得在此过程中，a做加速度减小的减速运动，所以此过程对a有b做加速度减小的加速运动，所以此过程对b有已知b在此过程中的位移为l，则在此过程中a的位移一定小于5l，所以假设成立在此过程中对