三省G20示范高中2025届高三上学期12月联考物理试卷(含答案)

这是一份三省G20示范高中2025届高三上学期12月联考物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下面若干描述中错误的说法是( )
A.结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
B.普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子
C.铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
D.电场和磁场是一种客观存在的物质，是相互联系的，统称为电磁场，它具有能量和动量，以有限速度——光速在空间中传播
2．2024年11月中旬，“天舟八号”货运飞船由“长征七号”遥九运载火箭发射入轨。“天舟八号”除了承担了向空间站运送货物的运输使命，还肩负着一次“特殊”的科学任务——把我国科研人员根据月壤样品所研究出来的月壤砖送到月球上，这样人们就能够在月球上如愿建立属于地球人的月球基地。“天舟八号”多次变轨简化示意图如图所示。从近地轨道1的P点变轨到椭圆轨道2，在远地点Q再次变轨转移到330千米的圆轨道3，在距天宫一号目标飞行器后下方约52千米处，飞船采用快速交会对接模式对接于中国空间站“天和”核心舱后向端口。对“天舟八号”此次变轨及对接过程，下列说法中正确的是( )
A.“天舟八号”在近地轨道1的速度大于轨道2在P点的速度
B.“天舟八号”在椭圆轨道2上任何一点的速度一定小于7.9km/s
C.“天舟八号”需在轨道3再次加速才能到达天宫一号所在轨道与之对接
D.“天舟八号”在轨道3稳定运行时，经过Q点的加速度小于轨道2上经过Q点的加速度
3．为了形成更合理的全国产业布局，优化资源配置，中央政府决定将沿海的产业迁往中西部，沿海和中西部可以实现互补，带动整个国家的经济发展。为配合这次即将到来的产业大迁移，国家电网积极配合，加快我国西部地区电力基础设施建设。如图所示为改造的某发电厂向用户供电的线路示意图，已知发电厂的输出功率为10kW，输出电压为500V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原，副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是( )
A.升压变压器原线圈的电流为1AB.输电线上损耗的功率为1000W
C.用户端的电流为45AD.降压变压器的匝数比
4．离子电推引擎，是利用电场将处在等离子状态的“工作物质”加速后向后喷出而获得前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，气体也全无污染物排放，是环保型机器。2012年10月，中国发射的首颗民用新技术试验卫星“实践9号”采用了510所研制的离子电推进系统，达到了国际先进水平。这也是国内第一次在卫星上使用离子电推进系统，打破美俄技术垄断。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子和电子，而后正离子飘入电极A、B之间的加速电场（正离子初速度忽略不计），使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。“实践9号”在轨道上调整姿态时，需要启动离子电推引擎，已知A、B间的电压为U，飘入加速电场的正离子数目为N，每个离子的质量为、电荷量为ne（其中n是正整数，e是元电荷），引擎总质量为M，不考虑离子从引擎内喷出时引擎质量的变化，则离子从引擎内喷出时引擎的速度大小为( )
A.B.C.D.
5．正方形区域abcd边长为L，质量为m、带电量为的粒子（不计重力），在纸面内从d点沿着dc方向以速率射入该区域，若在该区域加上方向垂直纸面向里的大小为B的匀强磁场，粒子恰好从b点离开。若在该区域加上竖直方向的匀强电场E，粒子也恰好从b点离开。下列判断正确的是( )
A.
B.
C.粒子在磁场中运动的轨迹半径为
D.若只改变粒子的速度方向，则在磁场中运动的最长时间为
6．如图所示，O是半圆柱形玻璃体的圆心，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，a、b是与轴等距且平行的两束不同单色细光束，有一个垂直放置的光屏（点是垂足），沿方向不断上下移动光屏，可在屏上得到一个光斑P（图中未画出），已知半圆柱形玻璃体的半径是R，，，a光的折射率，则( )
A.光斑P到点的距离为
B.光斑P到点的距离为
C.用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距大于b光条纹间距
D.若仅将a、b光入射的位置互换，与O的距离不变，光斑到点的距离将变大
7．如图所示，长为L轻绳一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，将小球从水平位置A（轻绳处于拉直状态）无初速度释放，不计空气阻力，重力加速度为g。小球在摆动至竖直位置B的过程中( )
A.重力的瞬时功率一直增大B.在B处重力的瞬时功率最大
C.重力的冲量大小为D.小球合外力的冲量为
二、多选题
8．如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极K，已知阴极K的逸出功为5.32eV，则( )
A.阴极K逸出的光电子的最大初动能为8eV
B.这些氢原子最多向外辐射21种频率的光
C.向右移动滑片P时，电流计的示数一定增大
D.波长最短的光是原子从激发态跃迁到基态时产生的
9．一定质量的理想气体从状态A沿直线变化到状态B再变化到状态C过程的关系图像如图所示。已知气体在状态A时的温度为，对于该过程( )
A.气体的温度一直升高
B.气体在状态B的温度为
C.该过程气体的最高温度为
D.若气体从外界吸收热量为Q，则气体的内能改变量为
10．如图所示，竖直平面直角坐标系xOy所在平面内存在一匀强电场，电场的方向与x轴负方向成60°角。A、B是以坐标原点O为圆心的竖直圆周上的两点，O、A两点的连线与一条电场线重合。一质量为m、电荷量为q的带电小球从A点沿平行于x轴正方向射出，小球经过时间t到达x轴上的B点，到达B点时小球的速度大小与在A点射出时相同。已知重力加速度大小为g。则( )
A.场强
B.小球从A点运动到B点过程中增加的电势能为
C.小球从A点运动到B点过程中重力势能减小了
D.小球从A点运动到B点过程中机械能不守恒
三、实验题
11．晨晨同学利用如图所示的装置探究动能定理。ABC为在B点平滑连接的斜槽装置，AB倾斜，BC水平。该同学操作如下：
A.安装好斜槽装置，并调节斜槽末端C点的切线水平
B.将一木板竖直放置在斜槽末端的前方水平距离为d处固定，在木板上依次固定好白纸、复写纸
C.将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度h，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y
D.改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量
（1）若不计小球与斜槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，验证动能定理成立的关系式是________（用题中已知物理量和测量的物理量表示）。
（2）在满足（1）问条件下，若想利用图像比较直观的得到实验结论，应以h为横坐标，以________为纵坐标，描点作图。
（3）锐锐同学受到晨晨同学的启发，利用此装置来测量小球与斜槽之间的动摩擦因数μ，锐锐同学在晨晨同学测量的基础上，利用刻度尺只需要再测量一个物理量即可，则此物理量为________。
12．某实验小组测量一节干电池的电动势和内电阻，他们在实验室找到了如下器材：
A.电压表（0～3V，内阻约为3kΩ）
B.灵敏电流计（0～50mA，内阻为33.0Ω）
C.滑动变阻器（0～30Ω）
D.电阻箱（0～99.9Ω）
E.开关和导线若干
（1）他们首先将灵敏电流计改装成量程为0～0.6A的电流表，他们需要将电阻箱调为________Ω后与灵敏电流计________（填“串联”或“并联”），改装后电流表的电阻________Ω。
（2）他们设计了甲、乙两个实验电路，为了减小误差实验时应该选择________（填“甲”或“乙”）。
（3）他们正确的电路完成实验，记录了6组数据，并画出了图线如图丙所示，根据此图可得出于电池的电动势________V，内阻________Ω（结果均保留三位有效数字）。
四、计算题
13．如图所示，一列横波沿x轴方向传播，实线表示某时刻的波形图，虚线表示后的波形图，则该波在介质中传播的速度可能是多少？
14．如图所示，质量的木板高为1.25m，静止放在水平面上，在其顶部距左方边缘处放有一个质量为的物块。物块与木板、木板与水平面间的滑动摩擦系数分别为、。现在木板的右端施加一个水平向右的恒力F作用，2s后物块从木板上掉下。（取）求：
（1）水平恒力F的大小。
（2）物块落地时与木板左端的水平距离。（结果保留到两位有效数字）
15．如图甲所示，线圈A匝数匝，所围面积，电阻。A中有截面积的匀强磁场区域D，其磁感应强度B的变化如图乙所示。时刻，磁场方向垂直于线圈平面向里。电阻不计的宽度的足够长的水平光滑金属轨道MN、PO通过开关S与A相连，两轨间存在的垂直平面的匀强磁场（图中未画出）。另有相同的金属轨道NH、OC通过位于O、N左侧一小段光滑的绝缘件与MN、PO相连（如图），两轨间存在的磁场方向垂直平面向外。以O为原点，沿OC直线为x轴，ON连线为y轴建立平面直角坐标系xOy后，磁感应强度沿x轴按照（单位为T）分布，沿y轴均匀分布。现将长度为L、质量为、电阻为的导体棒ab垂直放于MN、PO上，将边长为L、质量为、每边电阻均为的正方形金属框cdfe放于NH、OC上，cd边与y轴重合。闭合开关S，棒ab向右加速达最大速度后，在越过绝缘件的同时给金属框一个的向左的水平速度，使之与棒发生弹性正碰。碰后立即拿走导体棒ab，框运动中与轨道处接触良好。求：
（1）刚闭合开关S时导体棒ab的加速度大小及导体棒ab的最大速度大小。
（2）求碰后瞬间金属框克服安培力的功率。
参考答案
1．答案：A
解析：原子核的比结合能越大越稳定，A错误;普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，B正确;铀核()衰变为铅核()的过程中的衰变方程为:，C正确;根据麦克斯韦电磁场理论得知电场和磁场是一种客观存在的物质，是相互联系的，统称为电磁场.它们都具有能量和动量，在真空中传播速度等于光速，D正确。
2．答案：C
解析：“天舟八号”在近地轨道1需要加速才能变轨到轨道2，故“天舟八号”在近地轨道1的速度小于轨道2在P点的速度，“天舟八号”在近地轨道的线速度为7.9 km/s，故“天舟八号”在椭圆轨道2上经过P点的速度大于7.9 km/s，AB错误;“天舟八号”需在轨道3再次加速才能到达天宫一号所在轨道与之对接，C正确;“天舟八号”在轨道3稳定运行时，经过Q点的加速度等于轨道2上经过Q点的加速度，D错误.
3．答案：C
解析：升压变压器原线圈的电流为，输电线电流为，输电线上损耗的功率为，AB错误;用户端的电流为，解得，C正确;降压变压器的匝数比为，D错误。
4．答案：B
解析：飘入加速电场的正离子质量，电荷量，电场对离子加速，由动能定理有，则离子的速度，有动量守恒定律，解得引擎的速度大小，B正确。
5．答案：A
解析：粒子从b点离开磁场，运动轨迹为圆周，故粒子在磁场中运动的轨迹半径，C错误;在磁场中运动时间，θ为轨迹对应的圆心角，由题意知，该轨迹为劣弧，故弦长越大，θ越大，bd为最长的弦，故从d点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，为，D错误;粒子在磁场中运动的轨迹半径，故，粒子在匀强电场中做类平抛运动，根据，解得，故，A正确，B错误.
6．答案：B
解析：光路图如图所示。由几何关系可知，两光的入射角θ为:，解得，则是正三角形，边长为，对a光由折射定律得，解得也是正三角形，其边长，光斑P到点的距离，A错误，B正确；a光的折射率大于光，则a光的频率大于b光，a光的波长小于b光，用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距，C错误；由对称性知，仅将光入射的位置互换，而与O的距离不变，光斑到点的距离不变，D错误。
7．答案：D
解析：小球在处重力的瞬时功率均为0，故小球在摆动至竖直位置B的过程中，重力的瞬时功率先增大后减小，AB错误;球在摆动至竖直位置B的过程中，由机械能守恒有，则小球动量的变化，即合外力的冲量为，C错误，D正确。
8．答案：AB
解析：氢原子从到基态跃迁，释放的光子能量最大，阴极K逸出光电子的最大初动能为，，A正确;这些氢原子最多向外辐射21种频率的光，B正确;若光电流达到饱和，增大电压，光电流将不变，C错误;由可知，波长越长，频率越小，光子的能量越小，波长最长的光是原子从激发态跃迁到时产生的，波长最短的光是从激发态跃迁到产生的，D错误.
9．答案：BC
解析：气体从状态A沿直线变化状态C过程，气体的温度先升高后降低，A错误;气体从状态A到B，由理想气体状态方程，解得状态B的温度为，B正确;由理想气体状态方程，可知当pV乘积最大时，T有最大值;根据图像可以看出图线的函数关系式为p，则.可见，当时，pV有最大值，最大值为，可得此过程的最高温度为，C正确;气体从状态A变化到状态C过程，气体体积变大，对外做功，所做的功等于此段图线与坐标轴所围的面积，由热力学第一定律气体的内能改变量，D错误.
10．答案：BD
解析：小球从A点运动到B点动能不变，设圆半径为R，由动能定理知，解得，A错误;小球沿y轴方向，由牛顿第二定律知，则，又，解得，小球沿电场线方向上的位移大小为，则电势能的增加量，重力势能减小量，B正确，C错误;小球A运动B过程中，电场力做负功，机械能减小，故不守恒，D正确。
11．答案：（1）（2）（3）小球释放点与斜槽末端的水平距离x
解析：（1）小球从斜槽上下滑到斜槽末端时速度为v，根据动能定理有，小球离开O点后做平抛运动，水平方向有，竖直方向有，联立解得.
（2）由（1）可知，要利用图像直观得到实验结论，图像应为直线，因而若以h为横坐标，则应以为纵坐标，描点作图即可.
（3）根据动能定理有 (x为小球释放点与斜槽末端的水平距离)，由于晨晨同学所用测量工具只有刻度尺，故只需要测量出小球释放点与斜槽末端的水平距离x即可.
12．答案：（1）3.0；并联；2.75（2）乙（3）1.50；1.25
解析：（1）将灵敏电流计的量程扩大，需要将电阻箱调为R后，与灵敏电流计并联，由题意有，解得，此时电流表的内阻.
（2）由于此时电流表的内阻的准确值已知，所以电路图选择乙图。
（3）由闭合电路欧姆定律有，结合图乙可知，，解得.
13．答案：见解析
解析：由图示知，波长
若波沿x轴正方向传播，内波传播的距离至少为:
则沿x轴正方向传播的距离
故波在介质中传播的速度
若波沿x轴负方向传播，内波传播的距离至少为:
则沿x轴负方向传播的距离
故波在介质中传播的速度
14．答案：（1）86N（2）1.5m
解析：（1）对物块:
物块的加速度:
物块从木板上掉下时，物块与木板的位移分别为，由题意知:
解得木板的加速度为:
对木板，由牛顿第二定律:
联立解得水平恒力
（2）物块离开木板时的速度:
此时木板的速度:
物块离开木板后作平抛运动，平抛运动的时间:
平抛运动的水平距离:
此时对木板:
这段时间内木板的位移:
物块与木板左端的水平距离:
15．答案：（1）10m/s（2）18W
解析：（1）由法拉第电磁感应定律，线圈A中的感应电动势:
由闭合电路欧姆定律得
刚闭合开关S时导体棒ab所受的安培力
由牛顿第二定律得，刚闭合开关S时导体棒ab的加速度大小
当ab到达最大速度时，ab切割磁感线产生的电动势与E相等，所以有
得
（2）ab棒与线框发生弹性碰撞，设向右为正方向，设碰撞后的瞬间ab棒与线框速度分别为、，由动量守恒和机械能守恒得
解得
碰后瞬间金属框的速度大小为6m/s.
碰后cd切割磁感线产生的感应电动势大小
碰后ef切割磁感线产生的感应电动势大小
线框两边被导轨短路，则线框中的电流
cd受到的安培力，方向向右.
ef受到的安培力，方向向左.
线框受到安培力的合力，方向向左.
所以线框所受安培力的功率