2025年下学期高中物理新稳定试卷

2025年下学期高中物理新稳定试卷一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.关于近代物理的说法，正确的是（）A.汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B.光电效应现象表明光具有粒子性，康普顿效应进一步证实了这一结论C.氢原子从高能级向低能级跃迁时，核外电子的动能减小，电势能增大D.铀核裂变的核反应方程为：(^{235}{92}\text{U}\rightarrow^{144}{56}\text{Ba}+^{89}{36}\text{Kr}+2^{1}{0}\text{n})2.如图所示，光滑水平面上有一质量为M的长木板，木板左端放置一质量为m的物块。现对物块施加水平向右的恒力F，物块与木板间的动摩擦因数为μ。已知木板足够长，重力加速度为g。则物块从静止开始运动到相对木板滑行距离d的过程中，木板获得的动能为（）（示意图：长木板静止在水平面上，物块位于木板左端，受水平向右的力F）A.(\frac{\mumgdM}{M+m})B.(\frac{\mumgdm}{M+m})C.(\mumgd)D.(\frac{FdM}{M+m})3.一理想变压器原、副线圈匝数比为(n_1:n_2=5:1)，原线圈接在u=220√2sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有电阻R=22Ω和理想二极管D（正向电阻为0，反向电阻无穷大）。则下列说法正确的是（）A.原线圈输入电压的频率为100HzB.副线圈输出电压的有效值为44VC.电阻R消耗的电功率为88WD.若将二极管短路，变压器的输入功率将减小4.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道ABC，其中A点为最高点，B点为最低点，C点与圆心O等高，∠AOC=90°。一质量为m的小球从A点静止释放，沿轨道运动到C点时的速度大小为（）（示意图：圆弧轨道ABC，A为最高点，C点在圆心O右侧水平位置）A.√(gR)B.√(2gR)C.√((√2-1)gR)D.√((2-√2)gR)5.空间存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带正电的粒子（电荷量为q，质量为m）从坐标原点O以初速度v₀沿y轴正方向射入电场。不计粒子重力，粒子在电场中运动的轨迹方程为（）A.(y=\frac{qE}{2mv_0^2}x^2)B.(x=\frac{qE}{2mv_0^2}y^2)C.(y=v_0\sqrt{\frac{2mx}{qE}})D.(x=v_0\sqrt{\frac{2my}{qE}})6.如图所示，质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数为μ。现对物块施加一水平向右的力F，物块仍保持静止。则下列说法正确的是（）（示意图：斜面上的物块受水平向右的力F）A.物块对斜面的压力大小为mgcosθ+FsinθB.斜面对物块的摩擦力大小可能为零C.当F增大时，斜面对物块的摩擦力一定增大D.若μ=tanθ，无论F多大，物块都不可能滑动7.如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一匝数为N、面积为S的矩形线圈abcd，线圈平面与磁场方向垂直。线圈绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动，产生的交变电动势的最大值为Eₘ。则下列说法正确的是（）（示意图：矩形线圈abcd绕OO'轴转动，磁场方向垂直纸面向外）A.Eₘ=NBSωB.线圈转动过程中，磁通量的变化率始终不变C.线圈平面与磁场方向平行时，感应电动势为零D.若线圈的转速增大一倍，交变电动势的有效值将增大为原来的2倍8.质量为M的木块静止在光滑水平面上，一质量为m的子弹以速度v₀水平射入木块并留在其中。子弹与木块间的相互作用力大小为f，子弹射入木块的深度为d。则下列说法正确的是（）A.子弹射入木块过程中，子弹和木块组成的系统动量守恒B.子弹的末速度大小为(\frac{mv_0}{M+m})C.子弹损失的动能为(\frac{1}{2}mv_0^2-\frac{1}{2}m\left(\frac{mv_0}{M+m}\right)^2)D.子弹与木块摩擦产生的热量为(\frac{Mmv_0^2}{2(M+m)})二、实验题（本题共2小题，共15分）9.（6分）某实验小组用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。（1）实验中，为使细线对小车的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，应满足的条件是________________________。（2）实验时，先保持小车质量M不变，改变砂和砂桶的总质量m，测出多组加速度a与拉力F（F=mg）的数据，作出a-F图像。若图像不过原点，可能的原因是________________________。（3）若已平衡摩擦力，且满足砂和砂桶总质量远小于小车质量，某次实验中得到一条纸带，纸带上相邻计数点间的时间间隔为0.1s，测得各计数点到A点的距离如图所示（单位：cm）：A（0），B（1.50），C（3.40），D（5.70），E（8.40）则打C点时小车的速度大小为________m/s，小车的加速度大小为________m/s²。（结果保留两位有效数字）10.（9分）用伏安法测量一个阻值约为20Ω的定值电阻Rx的阻值，实验室提供的器材有：电源E：电动势3V，内阻不计电流表A₁：量程0~0.6A，内阻约0.5Ω电流表A₂：量程0~3A，内阻约0.1Ω电压表V₁：量程0~3V，内阻约3kΩ电压表V₂：量程0~15V，内阻约15kΩ滑动变阻器R：最大阻值20Ω，额定电流1A开关S，导线若干（1）为了减小测量误差，电流表应选择________，电压表应选择________。（填器材符号）（2）为了使Rx两端电压从零开始调节，且测量范围尽可能大，滑动变阻器应采用________（填“限流”或“分压”）接法。（3）根据所选器材和接法，在虚线框内画出实验电路图。（示意图：虚线框用于画电路图）（4）若电压表的读数为U，电流表的读数为I，考虑电表内阻的影响，Rx的真实值为________（用U、I、电压表内阻Rv、电流表内阻RA表示）。三、计算题（本题共3小题，共37分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.（12分）如图所示，质量为m=1kg的物块静止在水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2。现对物块施加一个与水平方向成θ=37°角的斜向上拉力F，F=10N。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s²。求：（1）物块受到的摩擦力大小；（2）物块的加速度大小；（3）若拉力F作用t=2s后撤去，物块继续滑行的距离。12.（12分）如图所示，在xOy坐标系中，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小E₁=2×10³V/m；第四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T。一质量m=1×10⁻⁶kg、电荷量q=+2×10⁻⁶C的粒子从坐标原点O以初速度v₀=2×10³m/s沿x轴正方向射入电场。不计粒子重力，求：（1）粒子在电场中运动的时间t₁；（2）粒子进入磁场时的速度大小和方向；（3）粒子在磁场中运动的轨道半径R及从磁场中射出的位置坐标。13.（13分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上，导轨间距L=0.5m，导轨上端接有一阻值R=2Ω的电阻。整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T。一质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，金属棒的电阻r=1Ω。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直。重力加速度g=10m/s²，求：（1）金属棒下滑的最大速度vₘ；（2）金属棒达到最大速度时，电阻R消耗的电功率P；（3）金属棒从静止开始下滑至速度达到v=4m/s的过程中，通过电阻R的电荷量q=0.5C，求此过程中金属棒下滑的距离x及产生的总焦耳热Q。参考答案及解析一、选择题BA项：卢瑟福通过α粒子散射实验提出核式结构模型，汤姆孙发现电子；C项：氢原子跃迁时，电子轨道半径减小，动能增大，电势能减小；D项：核反应方程需满足质量数和电荷数守恒，应为(^{235}{92}\text{U}+^{1}{0}\text{n}\rightarrow^{144}{56}\text{Ba}+^{89}{36}\text{Kr}+3^{1}_{0}\text{n})。A对物块：(F-\mumg=ma_1)对木板：(\mumg=Ma_2)相对位移：(d=\frac{1}{2}a_1t^2-\frac{1}{2}a_2t^2)木板末速度：(v=a_2t)，动能(E_k=\frac{1}{2}Mv^2=\frac{\mumgdM}{M+m})C原线圈电压有效值220V，副线圈电压44V（有效值），二极管整流后电压有效值(U=44/\sqrt{2})V，功率(P=U^2/R=88W)。A由A到C，重力做功(mg(R-R\cos45°))，动能定理：(mgR(1-\frac{\sqrt{2}}{2})=\frac{1}{2}mv^2)，解得(v=\sqrt{(2-\sqrt{2})gR})（选项D正确）。B粒子在x方向做匀加速：(x=\frac{1}{2}at^2=\frac{qE}{2m}t^2)y方向匀速：(y=v_0t)，消去t得(x=\frac{qE}{2mv_0^2}y^2)ABD压力(N=mg\cosθ+F\sinθ)；摩擦力(f=mg\sinθ-F\cosθ)，可能为零；当(F\cosθ>mg\sinθ)时，摩擦力方向沿斜面向上，随F增大而增大。AD磁通量变化率(\Delta\Phi/\Deltat=BSω\cosθ)，与线圈平面和磁场夹角有关；转速增大一倍，ω增大一倍，电动势最大值增大一倍，有效值增大一倍。ABCD系统动量守恒：(mv_0=(M+m)v)；热量等于系统动能损失：(Q=\frac{1}{2}mv_0^2-\frac{1}{2}(M+m)v^2=\frac{Mmv_0^2}{2(M+m)})。二、实验题（1）砂和砂桶的总质量远小于小车质量（m<<M）（2）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足（3）0.22m/s，0.40m/s²速度：(v_C=(x_D-x_B)/(2T)=(5.70-1.50)×10^{-2}/0.2=0.21m/s)（保留两位有效数字为0.21~0.22）加速度：(a=(x_{CE}-x_{AC})/(4T^2)=(8.40-3.40-3.40)×10^{-2}/0.04=0.40m/s²)（1）A₁，V₁（2）分压（3）（电路图：分压接法，电流表外接）（4）(Rx=\frac{U}{I}-R_A)（电流表外接法，真实值=测量值-电流表内阻）三、计算题（1）摩擦力(f=\mu(mg-F\sinθ)=0.2×(10-10×0.6)=0.8N)（2）加速度(a=(F\cosθ-f)/m=(10×0.8-0.8)/1=7.2m/s²)（3）撤去F时速度(v=at=14.4m/s)，滑行距离(x=v²/(2\mug)=14.4²/(2×0.2×10)=51.84m)（1）粒子在电场中做类平抛运动，竖直方向(y=\frac{1}{2}at_1²)，但题目未给出电场区域范围，无法计算时间（此处需补充条件，假设粒子从电场右边界x=L处射出，L=0.2m，则(t_1=L/v_0=1×10^{-4}s)）（2）竖直分速度(v_y=at_1=qE_1t_1/m=4×10³m/s)，合速度(v=\sqrt{v_0²+v_y²}=2\sqrt{5}×10³m/s)，方向与x轴夹角(\tanθ=v_y/v_0=2)（3）轨道半径(R=mv/(qB)=(1×10^{-6}×2\sqrt{5}×10³)/(2×10^{-6}×0.5)=2\sqrt{5}m)（1）最大速度时受力平衡：(mg\s