2025届山东省威海市高三下学期5月模拟考试（三模）物理试题（含答案）

2025届山东省威海市高三下学期5月模拟考试（三模）物理试题（含答案）本试卷共8页，满分100分，考试用时90分钟。答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）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。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或答在草稿纸、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.我国自主设计的全超导托卡马克核聚变的反应方程为12A.X是质子B.该反应满足质量守恒C.该反应是原子弹的工作原理D.24He的比结合能大于2.一列横波沿x轴正方向传播，波源位于坐标原点。t=0时刻波源开始振动，t=4s时，波刚好传播到x=20m处P点，波形图如图所示（图略）。x=10m处质点的振动图像为（）A.（图像特征：4s开始从平衡位置向上振动，周期与波的周期一致）B.（图像特征：4s开始从平衡位置向下振动）C.（图像特征：2s开始振动）D.（图像特征：振动方向始终向下）3.如图所示（图略），将一个玻璃圆台放置在一块平面玻璃上，圆台的纵截面为等腰梯形。让红光垂直圆台的上表面入射，从上向下观察，可以看到明暗相间的同心圆环状条纹。下列说法正确的是（）A.环状条纹是圆台上表面和侧面的反射光叠加形成的B.从圆心向外环状条纹越来越稀疏C.改用紫光入射，条纹间距变小D.用同一单色光入射，圆台侧面与玻璃平面的夹角越小，条纹间距越小4.如图所示（图略），质量分别为m和2m的物体P、Q用跨过定滑轮的轻绳连接，Q置于倾角为37°的光滑固定斜面上，P穿在固定的竖直光滑杆上。轻质弹簧的一端固定在地面上，另一端连接P。初始时，控制P使轻绳伸直且无拉力，轻绳的PQ段与斜面平行，OP段与杆的夹角为37°。将P由静止释放，在运动过程中经过M点，OM与杆垂直，OM长为L。P、Q均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，劲度系数k=mg/L，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。经过M点时P的速率为（）A.2gLB.3gLC.2gLD.5.如图甲所示（图略），理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，MN两端接入一内阻不计的交流电源（如图乙所示，电动势最大值为202A.10WB.20WC.30WD.40W6.如图所示（图略），工人利用定滑轮通过绳索施加拉力F，将一根均匀的钢梁AB拉起，定滑轮位于钢梁B端的正上方，拉起的过程中钢梁绕A端缓慢转动。拉力F的大小（）A.始终不变B.逐渐增大C.逐渐减小D.先增大后减小7.如图所示（图略）为跳台滑雪雪道示意图，AB段为助滑道和起跳区，BC段为倾角37°的着陆坡。运动员从助滑道开始下滑，到达起跳点B时，借助设备和技巧，以与水平方向成37°的方向起跳，起跳时的速率为10m/s，轨迹如图所示，运动过程中距着陆坡面最远的点为M。不计一切阻力，重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。运动员从B到M的时间为（）A.0.6sB.0.8sC.1.0sD.1.2s8.如图所示（图略），间距为L的两足够长光滑平行金属导轨，与水平面的夹角为θ，两导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨上端连接一电阻R。一长为L的导体棒垂直导轨由静止释放，经时间t达到最大速度vₘ。已知棒的质量为m、电阻为r，与导轨接触良好，不计导轨电阻，重力加速度为g。时间t内棒下滑的距离为（）A.vmt2B.vm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。9.一定质量的理想气体经历了A→B→C的状态变化过程，p-V图像如图所示（图略）。已知A状态p=2×10⁵Pa、V=1×10³m³，B状态p=3×10⁵Pa、V=2×10³m³，C状态p=2×10⁵Pa、V=3×10³m³。下列说法正确的是（）A.A→B气体内能逐渐减小B.B→C气体分子的平均动能逐渐增大C.A→C气体向外界放出的热量为6×10⁵JD.C状态单位时间气体分子对器壁单位面积碰撞次数比B状态的少10.如图所示（图略），在光滑绝缘水平面上，三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Q₁、Q₂、Q₃，且Q₂位于Q₁和Q₃之间，整个系统处于平衡状态。下列说法正确的是（）A.三电荷的电性相同B.Q₁与Q₃电性相同，与Q₂相反C.Q1Q311.某卫星从地球表面附近的圆轨道（近地轨道）变轨到椭圆轨道，椭圆轨道的远地点到地心的距离为近地轨道半径的2倍，已知地球质量为M，引力常量为G，近地轨道半径为R，下列说法正确的是（）A.卫星在近地圆轨道上的速度为GMRB.卫星在椭圆轨道上运行的周期为C.卫星在近地点和远日点的速度之比为2:1D.卫星在近地点和远日点的加速度之比为4:112.如图甲所示（图略），MP和NQ为两根平行的光滑金属导轨，间距为L，导轨平面与水平面成θ角，导轨上端连接一电阻R，导轨所在空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示（0~t₀内B均匀增大，t₀~2t₀内B保持不变）。金属棒cd垂直导轨放置，与导轨接触良好，质量为m，电阻为r，不计导轨电阻。0~t₀内cd棒保持静止，t₀~2t₀内cd棒以恒定速度v下滑，下列说法正确的是（）A.0~t₀通过MP的电流大小为ΔB⋅S(R+r)C.t₀~2t₀通过MP间电阻的电量为B0Lv三、实验题：本题共2小题，共18分。13.（8分）某实验小组用平行玻璃砖测定玻璃的折射率，实验装置如图所示（图略）。（1）实验步骤如下，请补充完整：①将平行玻璃砖放在白纸上，用铅笔描出玻璃砖的轮廓abdc；②过ab边的一点O画一条垂直于ab的直线NN'，作为入射光线的法线；③把大头针P₁、P₂竖直插在O点一侧的入射光线上，使P₁、P₂在同一直线上，且与NN'有一定夹角；④眼睛在玻璃砖cd边的另一侧观察，调整视线，使P₂的像与P₁的像重合，然后在观察视线方向插大头针P₃、P₄，使P₃挡住________________，P₄挡住P₃及P₁、P₂的像；⑤移去玻璃砖和大头针，连接P₃、P₄并延长，交cd边于O'点，连接O、O'，即为折射光线；⑥用刻度尺测量入射光线与法线NN'的夹角i（入射角）和折射光线与法线NN'的夹角r（折射角），根据n=________计算玻璃的折射率。（2）实验中，若玻璃砖的两个表面ab、cd不平行，对实验结果________（填“有影响”或“无影响”）。（3）某同学在实验中，误将入射光线画在玻璃砖轮廓内侧，导致测量的入射角i偏________（填“大”或“小”），最终测得的折射率n偏________（填“大”或“小”）。14.（10分）某实验小组采用如图所示的电路（图略）测量电源的电动势E和内阻r，其中R₀为定值电阻（R₀=5Ω），R为滑动变阻器，V为理想电压表，A为理想电流表。（1）实验步骤：①闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，记录多组电流表示数I和电压表示数U；②以U为纵轴，I为横轴，绘制U-I图像；③根据图像求解电源的电动势和内阻。（2）请根据实验原理，写出U与I的关系式：________。（3）若实验中得到的U-I图像如图所示（图略），图像与纵轴的交点坐标为（0，1.5V），与横轴的交点坐标为（0.3A，0），则电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（4）实验中，若电流表不是理想电表，而是有一定的内阻R_A，则测得的电动势E测________E真（填“大于”“小于”或“等于”），测得的内阻r测________r真（填“大于”“小于”或“等于”）。（5）为了减小实验误差，该小组改进实验电路，将电压表并联在电源两端（不包含电流表），则改进后，测得的电动势E测________E真（填“大于”“小于”或“等于”），测得的内阻r测________r真（填“大于”“小于”或“等于”）。四、解答题：本题共4小题，每小题11分，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。15.（11分）如图所示（图略），某段公路的坡度为i=1:10（即tanθ=0.1，θ为坡面与水平面的夹角），重G=1×10⁵N的货车从坡底由静止匀加速启动，5s末的速度增为10m/s，此时的功率达到额定值，此后货车保持额定功率继续行驶。货车受到路面及空气的阻力恒为车重的0.1倍，当θ角较小时，sinθ≈tanθ。求货车的：（1）额定功率；（2）最大速度。16.（11分）容积V=9L的密闭容器中装有一定质量的理想气体，开始时气体的压强p₀=5×10⁴Pa，温度T₁=300K。一段时间后，气体的温度升为T₂=360K。为保证容器中气体的压强不超过p₀，需用抽气筒对容器抽气，每次可以抽取V₁=1L的气体，抽气过程温度不变。求：（1）温度刚升为T₂时气体的压强；（2）至少需要抽气的次数。（取lg1.2≈0.079，lg3≈0.477，lg2≈0.301）17.（11分）如图所示（图略），长木板B静止在水平地面上，其右端固定一弹性挡板。半圆形光滑管道竖直固定在长木板B上方一定距离处，O为圆心，半径R=0.5m。小物块C紧挨O点正下方管道出口，静止在B的P点，B的上表面P点左侧部分粗糙，右侧部分光滑。小球A以v₀=4m/s的速度水平射入管道上端口，与C在管道出口处碰撞，A、C碰后粘在一起组成物体D，此时撤掉管道，D继续向右运动与挡板发生弹性碰撞，一段时间后，D返回P点正下方时的速度v=2m/s。已知A、C的质量均为m=1kg，B及挡板的质量M=2kg，D与B粗糙部分间的动摩擦因数μ=0.2，B与地面间的动摩擦因数μ'=0.1，所有碰撞时间及空气阻力忽略不计，长木板足够长，A、C、D可视为质点，重力加速度g=10m/s²。求：（1）A离开管道出口时对管道的压力大小；（2）D与挡板碰撞后的速度大小；（3）整个过程中D对B的摩擦力做的功；（4）从开始运动到静止，D、B间产生的热量。18.（11分）如图甲所示（图略），三维空间中，x≥0的空间存在沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E，x=x₀（未知）处存在平行于yOz平面的无限大界面MN；界面MN与x=0间存在沿y轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B；界面MN左侧（x≥x₀）空间存在周期性变化的磁场，变化规律如图乙所示（图略），沿y轴负方向为磁场的正方向，磁感应强度大小也为B。质量为m，电荷量为q的带电粒子，从某位置沿x轴负方向射入，经过x=0点时的速度大小为v₀，方向与x轴负半轴的夹角为θ=37°；当粒子到达界面MN时，速度方向平行于yOz平面，该时刻为周期性变化磁场的计时起点（t=0）；在t=t₁（未知）时粒子的速度方向沿x轴负方向，不计粒子重力。求：（1）粒子在x=0到x=x₀间运动的轨迹方程；（2）t₁的可能值；（3）x₀的值。参考答案及解析一、单项选择题（每小题3分，共24分）1.D【解析】A．由质量数和电荷数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，所以X是中子，故A错误；B．该反应放出核能，有质量亏损，不满足质量守恒（满足质量数守恒），故B错误；C．该反应是氢弹的工作原理（核聚变），原子弹是核裂变，故C错误；D．核反应后原子核更稳定，比结合能更大，故24He的比结合能大于122.A【解析】波速v=xt=3.C【解析】A．环状条纹是圆台底面与平面玻璃间的空气薄膜上下表面反射光叠加形成的（薄膜干涉），故A错误；B．圆台纵截面为等腰梯形，条纹间距从第二条起为等间距，并非越来越稀疏，故B错误；C．干涉条纹间距与波长成正比，紫光波长小于红光，改用紫光后条纹间距变小，故C正确；D．同一单色光下，圆台与平面玻璃夹角越小，空气薄膜增厚越缓慢，条纹间距越大，故D错误。4.A【解析】初始时，对Q受力分析：2mgsin⁡37∘=kx1，解得弹簧压缩量x1=5.B【解析】交流电源有效值E=2022=20V；将副线圈电阻等效到原线圈，等效电阻R等效=(n1n2)2R=4R；当等效电阻等于原线圈等效电阻（本题中原线圈无其他电阻，等效电阻即为R等效）时，功率最大，此时R=10Ω，等效电阻=40Ω，原线圈电流I6.C【解析】对钢梁AB受力分析，重力mg（作用点在中点）、拉力F、A点作用力N，三力平衡，构成力的封闭三角形，由相似三角形：mgAC7.D【解析】将运动员速度分解为平行于着陆坡和垂直于着陆坡的分量，垂直分量v⊥=v0sin8.B【解析】最大速度时，mgsin⁡θ=BIL=B2L2v二、多项选择题（每小题4分，共16分）9.BC【解析】A．由理想气体状态方程pVT=C，A→B过程pV乘积先增大后减小，温度先升高后降低，内能先增大后减小，A错误；B．B→C过程等容变化，压强增大，温度升高，分子平均动能增大，B正确；C．A→B过程外界做功W110.BD【解析】系统平衡时，中间电荷电性与两侧相反，即Q₁与Q₃电性相同，与Q₂相反，A错误，B正确；对Q₂：kQ1Q2r12211.ACD【解析】A．近地圆轨道速度v=GMR，A正确；B．由开普勒第三定律，椭圆轨道半长轴a=R+2R2=1.5R，a3T2=R3T012.ACD【解析】A．0~t₀内，感应电动势E=ΔB⋅SΔt=ΔB⋅St0，电流I=三、实验题（共18分）13.（8分）（1）④P₁、P₂的像（2分）；⑥sini【解析】（1）④实验中需使P₃挡住P₁、P₂的像，P₄挡住P₃及P₁、P₂的像，确保P₃、P₄在折射光线上；⑥折射率定义式为n=sinisin14.（10分）（2）U=E−I(R【解析】（2）由闭合电路欧姆定律，E=U+I(R0+r)，整理得U=E−I(R0+r)。（3）U-I图像纵轴截距为电动势E=1.5V，横轴截距为短路电流I=0.3A，内阻r=EI−四、解答题（共44分）15.（11分）解：（1）货车匀加速阶段的加速度a=v由牛顿第二定律：F−Gsin已知sin⁡θ≈0.1，f=0.1G，m=F=Gsin额定功率P=Fv=4×10（2）当货车达到最大速度vₘ时，牵引力F′由P=F′v答：（1）额定功率为4×1016.（11分）解：（1）温度升高过程，气体等容变化，由查理定律：p0代入数据：5×1