甘肃省白银市靖远县2024-2025学年高三上学期10月联考物理试卷（解析版）

这是一份甘肃省白银市靖远县2024-2025学年高三上学期10月联考物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了本卷侧重，本卷怎么考，本卷典型情境题，本卷测试范围等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷侧重：高考评价体系之基础性。
2.本卷怎么考：①考查对物理公式的基本认识（题1）；②考查对基本物理概念和规律的理解（题2）；③考查基本实验技能（题12）。
3.本卷典型情境题：题3、8.
4.本卷测试范围：高考全部内容。
一、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 如图所示，在离地面一定高度处把四个不同的球以不同的初速度竖直上抛。不计空气阻力，重力加速度。若后4个球均未着地，则内发生位移最小的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】取向上为正方向，根据竖直上抛位移公式
可求得内4个球的位移分别为
B项中球的位移为零，其他三个球的位移均不为零，B正确。
故选B。
2. 金属探测仪内部电路可简化为线圈与电容器构成的振荡电路。某时刻电流方向和电容器极板间电场方向如图所示，在该时刻，下列说法正确的是（ ）
A. 电路中的电流正在减小
B. 点电势比点电势低
C. 电容器所带电荷量正在减小
D. 电容器两极板间的电场能正在转化为线圈的磁场能
【答案】A
【解析】ACD．根据电路中电流方向和电容器极板间电场强度方向可知，该时刻电容器正在充电，电容器所带电荷量正在增大，电路中电流正在减小，线圈的磁场能正在转化为电场能，故A正确，CD错误。
B．根据电容器极板间电场方向可知，此时电容器上极板带正电，电容器下极板带负电，上极板电势高于下极板，点点分别与上下极板相连，所以点电势比点电势高，B错误。
故选A。
3. 2024年4月21日7时45分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号02星发射升空。小明同学查找相关资料，得到了该卫星和其他遥感卫星的轨道半径和周期的数据，若这些卫星均视为绕地球做匀速圆周运动，他以周期的二次方（）为纵轴，轨道半径的三次方（）为横轴，得到了线性图像。若引力常量为，地球的质量为，则线性图像的斜率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
故斜率为
故选B。
4. 如图所示，在某点电荷（电荷量为）形成的电场中，点到点电荷的距离为，点到点电荷的距离为。已知到点电荷的距离为的位置的电势，为静电力常量，则试探电荷（电荷量为）只在电场力作用下从点沿轨迹运动到点过程中的动能变化量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】点的电势
点的电势
、两点的电势差
由动能定理可知，试探电荷从点沿轨迹运动到点过程中动能的变化量
故ACD错误，B正确。
故选B。
5. 已知金属钨的逸出功为，氢原子在能级的能量与在基态的能量的关系为，其中氢原子在基态的能量。下列说法正确的是（ ）
A. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出4种单色光
B. 处于能级的氢原子直接跃迁至基态，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
C. 处于能级的氢原子跃迁至能级，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
D. 处于基态的氢原子跃迁至能级，会放出光子
【答案】B
【解析】A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出种单色光，故A错误；
B．由
可知处于能级氢原子的能量
处于能级的氢原子直接跃迁到基态，辐射出的光子能量
大于金属钨的逸出功，可以发生光电效应，故B正确；
C．处于能级的氢原子的能量
处于能级的氢原子跃迁到能级，辐射出的光子能量
小于金属钨的逸出功，不可以发生光电效应，故C错误；
D．处于基态的氢原子跃迁至能级，需要吸收光子，故D错误。
6. 如图甲，轻质弹簧下端挂一质量为的小球，小球处于静止状态。现将小球向下拉动距离后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，弹簧弹力与小球运动时间的关系图像如图乙（余弦图像），重力加速度为。由此可知（ ）
A. 小球做简谐运动的周期B. 小球做简谐运动的振幅为
C. 轻质弹簧的劲度系数D. 末小球的速度为0
【答案】C
【解析】A.小球从最低点运动至平衡位置的时间为，小球做简谐运动的周期
A项错误；
B.小球做简谐运动的振幅
B项错误；
C.设初始时弹簧的伸长量为，则有
将小球向下拉动距离，弹簧的伸长量为，弹力为，则有
联立解得
C项正确；
D.在末，小球经过平衡位置，所受合力为0，加速度为0，但是速度最大，D项错误。
故选C。
7. 第50届哈尔滨冰灯艺术游园会中，冰雕师们把现代光雕艺术与传统灯艺相结合，打造出璀璨梦幻的现场效果。如图所示，在半径的圆柱形冰块的底面有一个半径为的圆形面状光源，其圆心与冰块底面圆心重合，面状光源发出蓝光，冰对蓝光的折射率。已知真空中的光速为，不计面状光源的厚度，要使从面状光源发出的直接照射到冰块上表面的光线都能直接折射出去，圆柱形冰块的高度应满足（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】如图所示，在面状光源上任取一点，从发出的光直接照射到冰块上表面任一点，设光从射到时的入射角为，则
冰块的高度一定，且小于，所以越大，越小，则越大。设从面状光源发出的直接照射到冰块上表面的光线入射角的最大值为，此时光线为MN，根据几何关系有
要使从面状光源发出的直接照射到冰块上表面的光线都能直接折射出去，应有β小于临界角C，因
所以有
解得
A正确，BCD错误。
故选A
【典型情境题】
8. 如图所示，将篮球从地面上方点斜向上抛出，刚好垂直击中竖直篮板上的点，不计空气阻力。若抛出点向靠近或远离篮板方向水平移动一小段距离，仍要使抛出的篮球垂直击中点，下列方法可行的是（ ）
A. 靠近时，减小抛出速度，同时增大抛射速度与水平方向的夹角
B. 靠近时，减小抛出速度，同时减小抛射速度与水平方向的夹角
C. 远离时，增大抛出速度，同时减小抛射速度与水平方向的夹角
D. 远离时，增大抛出速度，同时增大抛射速度与水平方向的夹角
【答案】AC
【解析】AB．由于篮球始终垂直击中点，可应用逆向思维的方法，把篮球的运动看成从点开始的平抛运动。当点靠近篮板移动一小段距离时，从点抛出的篮球仍落在点，则竖直高度不变，水平位移减小，球到点的时间
不变，竖直分速度
不变，水平方向由
知，减小，减小
变大，因此只有增大，同时减小抛出的初速度，篮球才能仍然垂直打到篮板上的点，故A正确，B错误。
CD．由于篮球始终垂直击中点，可应用逆向思维的方法，把篮球的运动看成从点开始的平抛运动。当点远离篮板移动一小段距离时，从点抛出的篮球仍落在点，则竖直高度不变，水平位移增大，球到点的时间
不变，竖直分速度
不变，水平方向由
知，增大，增大
变小，因此只有减小，同时增大抛出的初速度，篮球才能仍然垂直打到篮板上的点，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，长方体内存在匀强电场和匀强磁场，长方体的三条棱分别在三个坐标轴上。一带电粒子从长方体的上表面沿轴负方向进入长方体内，并在长方体内做直线运动，不计重力的影响，则电场强度和磁感应强度的方向可能是（ ）
A. 沿轴正方向，沿轴负方向
B. 沿轴正方向，沿轴负方向
C. 沿轴正方向，沿轴正方向
D. 沿轴正方向，沿轴正方向
【答案】BC
【解析】A．不妨假设粒子带正电荷，则沿轴正方向、沿轴负方向时，粒子受到的电场力沿轴正方向，受到的洛伦兹力沿轴负方向，不可能做直线运动，故A错误；
B．同理，不妨假设粒子带正电荷，则沿轴正方向、沿轴负方向时，粒子受到的电场力沿轴正方向，受到的洛伦兹力为0，带电粒子做匀减速直线运动，如果粒子带负电，则做匀加速直线运动，故B正确；
C．同理，不妨假设粒子带正电荷，则沿轴正方向、沿轴正方向时，粒子受到电场力沿轴正方向，受到的洛伦兹力沿轴负方向，若二力平衡，则粒子做直线运动，故C正确；
D．同理，不妨假设粒子带正电荷，则沿轴正方向、沿轴正方向时，粒子受到的电场力沿轴正方向，受到的洛伦兹力也沿轴正方向，粒子不可能做直线运动，故D错误；
故选BC。
10. 如图甲，、、为三个完全相同的灯泡，灯泡和理想变压器的原线圈串联，灯泡、并联接在副线圈回路中，定值电阻，交流电流表为理想电表。当理想变压器原线圈电路中接如图乙所示的交流电源时，三个灯泡都正常发光，电流表示数为。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比
B. 电阻两端电压的有效值为
C. 灯泡的额定电压为
D. 电源输出的功率为
【答案】ACD
【解析】A．、、为三个完全相同的灯泡，电流表示数为，即，则灯泡的额定电流
有
故A正确；
B．电阻中电流有效值，由欧姆定律可得电阻两端电压有效值
故B错误；
C．电源的输出电压表达式为
有效值
设灯泡的额定电压为，有
解得
故C正确；
D．电源输出的功率
故D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 某实验小组做“探究加速度与物体所受合力关系”实验实验装置如图1所示，气垫导轨上滑块（含遮光条）的质量为，遮光条的宽度为，两光电门间的距离为，滑块在气垫导轨上运动时可以忽略其与导轨间的摩擦力，当地的重力加速度为，图中滑轮均为轻质滑轮。
（1）将气垫导轨调至水平，再将气垫导轨上连接滑块的细绳调至沿水平方向，气源开通后滑块在钩码重力的作用下由静止开始做匀加速运动，遮光条先后通过光电门1、2所用的时间分别为和，则滑块的加速度大小_______（用已知量表示）。
（2）保持滑块（含遮光条）的质量不变，多次改变所挂钩码的质量，记录相应的弹簧秤示数，通过计算各组的加速度，描绘出图像如图2所示（图中和为已知量），则滑块质量的表达式为______（用已知量表示）。
（3）根据图2中的和可以推算，当滑块的加速度大小为时，所挂钩码的质量的表达式为_______（用已知量表示）。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
由匀变速直线运动速度与位移关系式知
代入可得
【小问2详解】
由实验装置可知，滑块受到拉力为，根据牛顿第二定律知
变形得
由图像可知
解得
【小问3详解】
对钩码，根据牛顿第二定律有
当时，，解得
12. 某物理实验小组欲测量暖手器内部发热片的电阻率。
（1）如图甲所示，发热片的总长度，横截面的宽度，用螺旋测微器测量发热片的厚度，示数如图乙所示，___________mm。
（2）实验室有两节干电池、开关、若干导线及下列器材：
A.电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
B.电压表（0~15V，内阻约15kΩ）
C.电流表（0~0.6A，内阻约0.2Ω）
D.电流表（0~3A，内阻约0.1Ω）
已知发热片的电阻约为，要求较准确地测出发热片的阻值，电压表应选___________，电流表应选___________。（均填选项前的字母）
（3）该小组实验时得到从0开始的多组实验数据，描绘出图线如图丙，请用笔画线代替导线将图丁的实物图连接完整。
（4）由图丙所示的图像可知发热片的阻值R=___________Ω（保留两位有效数字）。
（5）发热片电阻率的表达式为___________（用d、L、b、R表示）。
【答案】（1）0.060
（2）A C
（3） （4）4.5
（5）
【解析】【小问1详解】
根据螺旋测微器读数规则，发热片的厚度
【小问2详解】
[1]两节干电池的电动势为，所以应该选择量程为的电压表，故第一空选A；
[2]发热片的电阻大约为，流过电流表的最大电流约为
应选量程为的电流表，故第二空选C。
【小问3详解】
由于图像中电压、电流从0逐渐增大，所以滑动变阻器采用分压式接法；因为待测发热片的阻值很小，所以电流表采用外接法，据此可连接电路。
【小问4详解】
根据图像可知图线的斜率为，由欧姆定律
可知发热片的阻值
【小问5详解】
根据电阻定律
可得
13. 一超重预警装置示意图如图所示，高为、横截面积为、质量为、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量也为的活塞，稳定时活塞正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞通过轻绳连接一重物后恰好下降至预警传感器处，触发超重预警。已知初始时环境的热力学温度为，预警传感器到容器底部的距离为，大气压强，重力加速度为，容器内气体内能与热力学温度的关系为为常量，不计一切摩擦阻力。
（1）求所挂重物的质量；
（2）若在刚好触发超重预警后，外界温度缓慢降低为，求在该过程中，容器内气体向外界放出的热量。
【答案】（1）5.5m
（2）
【解析】【小问1详解】
挂重物前，对活塞受力分析，有
挂上重物后，对重物和活塞组成的系统受力分析，有
气体发生等温变化，根据玻意耳定律有
解得
【小问2详解】
气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律有
解得
外界对气体做的功
气体内能的变化量
根据热力学第一定律
可得
可知气体放出的热量
14. 如图所示，水平导体棒的质量，长，接入电路的阻值，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为，电阻均不计。阻值为的电阻用导线（电阻可忽略）与圆环相连接，理想交流电压表V（未画出）接在电阻两端。整个空间有磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒在外力作用下以速率绕两圆环的中心轴匀速转动。时，导体棒在圆环最低点，重力加速度。
（1）推导出电阻两端电压随时间变化的表达式；
（2）求时间内，通过电阻的电荷量和外力做的功。
【答案】（1）
（2）2C，
【解析】【小问1详解】
时，导体棒在圆环最低点，速度方向与磁感线垂直，此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势最大，有
经过时间，导体棒端点与圆环圆心的连线转过的角度
此时导体棒垂直磁感线的分速度
此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势
通过电阻的电流的最大值
电阻两端电压的最大值
电阻两端电压随时间变化的表达式为
。
【小问2详解】
导体棒做圆周运动的周期
时间内，通过电阻的电荷量
时间内，电流的有效值
导体棒和电阻产生的总焦耳热
导体棒增加的重力势能
根据能量守恒定律可知，外力做的功
。
15. 某同学利用弹射装置研究碰撞问题的示意图如图，其中为足够长的水平光滑桌面。图中左侧部分为弹射装置的简化模型，弹射装置固定在水平桌面上，一质量的金属弹丸置于装置轨道中间。在发射前，假设弹丸对弹射装置中的轻质弹簧的压缩量，时刻，弹丸从静止自轨道左端向右滑行，以大小的速度射出。在弹丸出射方向的延长线上，静置着两小物块，的质量，与间有极小间隙。、、均可视为质点。不计空气阻力和弹丸与弹射装置的轨道间的摩擦力。
（1）求该轻质弹簧压缩时的弹性势能及弹簧的劲度系数；
（2）若的质量，且与之间的碰撞为弹性碰撞，与间的碰撞为完全非弹性碰撞，求与发生碰撞的过程中，两物块构成的系统损失的机械能；
（3）若与、与间的碰撞均为弹性碰撞，运动后立刻取走、，欲使碰后向右运动的速度最大，则的质量为多少？的最大速度又为多少？
【答案】（1），
（2）
（3），
【解析】【小问1详解】
小球弹出过程中，弹性势能转化为动能，根据能量守恒，弹性势能
又弹性势能等于弹开过程中弹力做的功
解得
【小问2详解】
与发生碰撞的过程，根据动量守恒定律，有
根据能量守恒定律，有
解得
与发生碰撞的过程，根据动量守恒定律，有
根据能量守恒定律，有
解得
【小问3详解】
由（2）可知
若与间的碰撞为弹性碰撞，有
解得
当
时，向右运动的速度最大，此时有