2025届云南省新高三上学情摸底考考后强化物理试卷(解析版)
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这是一份2025届云南省新高三上学情摸底考考后强化物理试卷(解析版),共20页。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 2024年2月 19日中国科学家成功合成两种新的核素:锇160()钨156()。锇160发生α衰变发射出的高能粒子能使空气电离,钨156发生 衰变(正电子)生成钽156()。下列说法正确的是( )
A. 不同温度下,锇160的半衰期不同
B. 能使空气电离的高能粒子主要是γ射线
C. 钨156发生β⁺衰变产生的新核与钨156是一对同位素
D. 锇160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能
【答案】D
【解析】A.半衰期与温度无关,故A错误;
B.能使空气电离的高能粒子主要是射线,故B错误;
C.由题意可知核反应方程为
由于钨156发生β⁺衰变产生的新核与钨156质子数不同,故二者不是同位素,故C错误;
D.比结合能越大越稳定,自然衰变的产物比结合能会变大,故锇160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能,故D正确。故选D。
2. 截至2024年2月23日,“蛟龙”号载人潜水器在南大西洋顺利完成23次下潜,并创造九天九潜的下潜新纪录。“蛟龙”号不只是一个深海装备,更代表了一种不畏艰险、赶超世界的精神。“蛟龙”号某次海试活动中,执行竖直下潜任务。如图所示,某段时间内做匀变速直线运动,连续经过A、B、C三点,已知BC=2AB,AB段的平均速度是0.1m/s,BC段的平均速度是0.05m/s。则“蛟龙”号经过A点时的瞬时速度为( )
A. 0.11m/sB. 0.09m/sC. 0.06m/sD. 0.04m/s
【答案】A
【解析】设“蛟龙”号加速度为a,AB间的距离为x,则BC间的距离为2x。联立
=0.1m/s
=0.05m/s
解得
=0.11m/s
=0.09m/s
=0.01m/s
故选A。
3. 2024年3月20日,我国“鹊桥二号”卫星发射成功,多次调整后进入周期为24h的环月椭圆轨道运行,并与在月球上开展探测任务的“嫦娥四号”进行通讯测试。已知月球自转周期27.3天,下列说法正确的是( )
A. 月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的中心位置
B. “鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小相同
C. “鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度
D. “鹊桥二号”与月心连线和“嫦娥四号”与月心连线在相等时间内分别扫过的面积相等
【答案】C
【解析】A.由开普勒第一定律可知,月球处于“鹊桥二号”椭圆轨道的一个焦点上,A错误;
B.“鹊桥二号”在近月点距离月球最近,受到的万有引力最大,加速度最大;在远月点距离月球最远,受到的万有引力最小,加速度最小,故“鹊桥二号”在近月点和远月点的加速度大小不相同,B错误;
C.“鹊桥二号”在远月点的速度小于轨道与远月点相切的卫星的线速度,轨道与远月点相切的卫星的线速度小于第一宇宙速度,故“鹊桥二号”在远月点的运行速度小于月球第一宇宙速度,C正确;
D.由开普勒第二定律可知,同一颗卫星与月球的连线在相同时间扫过的面积相等,但是“鹊桥二号”与 “嫦娥四号”是两颗轨道不同的卫星,相同时间扫过的面积不相等,D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,在x轴上有两个波源S1和S2,两波源在纸面内做垂直于x轴的简谐运动,其振动图像分别如图乙和图丙所示。两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为0.25m/s,则( )
A. 两波源形成的波振幅不同,不能产生干涉现象
B. x=0m处的点为振动减弱点,振幅为2m
C. x=1m处的点为振动加强点,振幅为6m
D. 两波源的连线间(不含波源)有12个振动加强点,且位移均恒为6m
【答案】C
【解析】A.由图乙、图丙可知两列波的周期都为,则两列波的频率都为
可知两列波的频率相同,相位差恒定,可形成稳定的干涉现象,故A错误;
B.两列波的波长均为
x=0点到两波源的波程差为
由于两波源的起振方向相同,可知x=0点为振动加强点,振幅为
故B错误;
C.x=1点到两波源的波程差为
由于两波源的起振方向相同,可知x=1点为振动加强点,振幅为
故C正确;
D.设振动加强点距离S1的距离为x,则两波源的连线上(不含波源)点与两波源的波程差满足
(n=0、1、2、3……)
即
式中n可取0、1、2、3、4、5,可知在中点(n=0)的两侧各有5个振动加强点,n=0时,一个加强点,即两波源的连线上(不含波源)有11个振动加强点,它们的振幅为6m,但位移在0到6m之间变化,故D错误。
故选C。
5. 水平架设的三根绝缘直流输电线缆彼此平行,某时刻电流方向如图所示,电缆线M在最上方,两根电缆线P、Q在下方,且位于同一水平高度处,PQM为等腰三角形,,O点是P,Q连线的中点,电缆线上的M点、P点、Q点在同一竖直平面内,忽略地磁场,下列说法正确的是( )
A. 输电线缆M、P相互吸引
B. 输电线缆M所受安培力的方向竖直向下
C. 输电线缆M在O点处产生的磁场方向竖直向下
D. O点处的磁场方向沿水平方向由Q指向P
【答案】D
【解析】A.输电线缆M、P电流方向相反,相互排斥,故A错误;
B.由右手螺旋定则及磁场的叠加可知P、Q两条线缆在M点所产生的合场强水平向右,根据左手定则知M线缆受到的安培力方向竖直向上,故B错误;
C.由右手螺旋定则可知M线缆在O点处产生的磁场方向由O点指向P点,故C错误;
D.由右手螺旋定则及题意可知P、Q线缆在O点处产生的磁场方向等大反向,M线缆在O点处产生的磁场方向由O点指向P点,故合场强的方向由Q点指向P点,故D正确。
故选D。
6. 如图,矩形线框切割磁感线产生交流电压,它的匝数、电阻,将其接在理想变压器的原线圈上。“220V 22W”的灯泡L正常发光,内阻为10Ω的电风扇M正常工作,电流表A的示数为0.3A。导线电阻不计,电压表和电流表均为理想电表,不计灯泡电阻的变化,矩形线框最大电流不能超过20A。以下描述正确的是( )
A. 矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为25V
B. 电风扇输出的机械效率约为99.1%
C. 原、副线圈匝数比
D. 若将电风扇去掉,则小灯泡变亮,电流表的示数变大
【答案】B
【解析】A.根据法拉第电磁感应定律,有
解得
故A错误;
B.副线圈电路中,灯泡与电风扇并联,灯泡L正常发光,则电风扇M的电压为
电风扇所在支路电流为
电风扇输出的机械效率约为
故B正确;
C.原、副线圈的匝数比为
又
由闭合电路欧姆定律,可得
联立解得
故C错误;
D.若将电风扇去掉,副线圈电阻增大,电流表示数减小,导致原线圈电流减小,原线圈的端电压增大,副线圈电压随之增大,则小灯泡变亮,故D错误。
故选B。
7. 如图所示为某弹跳玩具,底部是一个质量为m的底座,通过弹簧与顶部一质量的小球相连,同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接,稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放,小球运动到初始位置处时,瞬间绷紧细绳,带动底座离开地面,一起向上运动,底座离开地面后能上升的最大高度为h,已知重力加速度为g,则( )
A. 玩具离开地面上升到最高点的过程中,重力做功为
B. 绳子绷紧前的瞬间,小球的动能为
C. 绳子绷紧瞬间,系统损失的机械能为
D. 用手将小球按下一段距离后,弹簧的弹性势能为
【答案】C
【解析】A.玩具离开地面上升到最高点的过程中,重力做功为
WG=-(M+m)gh=-3mgh
选项A错误;
BC.设细绳绷紧后瞬间,小球和底座一起向上运动的速度大小为v,底座离开地面后能上升h高,则有
v2=2gh
得
设细绳绷紧前瞬间,小球的速度为v0。细绳绷紧过程,外力远小于内力,系统动量守恒,取竖直向上方向为正方向,根据动量守恒定律得
Mv0=(M+m)v
可得
则绳子绷紧前的瞬间,小球的动能为
则绳子绷紧瞬间,系统损失的机械能为
故B错误,C正确;
D.用手将小球按下一段距离后,在绳子绷紧前的瞬间,减小的弹性势能转化成小球的动能和重力势能,故弹簧的弹性势能满足
故D错误;
故选C。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求的。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图甲所示,在“观察电容器的充、放电现象”实验中,将单刀双掷开关S与“1”端相接,并将电阻箱的阻值调为R1和R2(R1>R2)两种情况,两次得到的电流I随时间t的变化图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 实线是电阻箱阻值为R1时的结果
B. 电路达到稳定时,电阻箱的阻值为R1时电容器所带的电荷量较大
C. S与“2”端相接时,电容器的放电时间与电阻箱阻值的变化无关
D. 电容器的其他参数不变,当两极板间的距离增大时,其电容变大
【答案】AC
【解析】A.单刀双掷开关S与“1”端相接瞬间,电容器可以认为短路,根据
由于,可知闭合开关瞬间,图线对应的初始电流较小,则实线是电阻箱阻值为时的结果,故A正确;
B.电路达到稳定时,电容器电压等于电动势,则电容器所带的电荷量为
可知稳定时电容器所带电荷量与电阻箱阻值无关,故B错误;
C.由于电容器充电达到稳定时电容器所带电荷量与电阻箱阻值无关,则S与“2”端相接时,电容器的放电时间与电阻箱阻值的变化无关,故C正确;
D.电容器的其他参数不变,当两极板间的距离增大时,根据
可知其电容变小,故D错误。
故选AC。
9. 如图为两点电荷Q、的电场等势面分布示意图,Q、位于x轴上,相邻等势面的电势差为3V。若x轴上的M点和N点位于0V等势面上,P为某等势面上一点,一个电子仅受电场力,在此电场中运动,先后经过N点和P点,则( )
A. Q为正电荷B. M点的电场方向沿x轴正方向
C. 电子经过N点时所受电场力小于P点D. 从N点运动到P点电子的电势能减少12
【答案】BD
【解析】A.沿着电场线的方向电势逐渐降低,结合各等势面的电势高低,由图可知电场线由N点指向Q,则Q为负电荷,故A错误;
B.沿着电场线的方向电势逐渐降低,结合各等势面的电势高低关系可知M点的电场方向沿x轴正方向,故B正确;
C.等差等势面的疏密程度反应电场强度的大小,由图可知N点的等差等势面比P点的更密,所以N点的电场强度大小比P点的大,因此电子经过N点时所受电场力大于P点,故C错误;
D.M点和N点位于0V等势面上,P点与N点的等势线间隔四个,而相邻等势面的电势差为3V,则P点与N点的电势差为12V,则从N点运动到P点,电子的电势能减少
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,MN和PQ是电阻不计的光滑平行金属导轨,弯曲部分与水平直导轨部分平滑连接,导轨两端各接一个阻值为R的定值电阻。水平导轨足够长且处在方向竖直向下的匀强磁场中。接入电路的电阻也为R的金属棒均从离水平导轨高度为h处由静止释放,金属棒与导轨垂直且接触良好,第一次电键K闭合,第二次电键K断开,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒刚进入磁场时的加速度大小之比为
B. 两次通过金属棒某一横截面的电荷量大小之比为
C. 两次运动金属棒中产生的焦耳热之比为
D. 金属棒在水平导轨上运动的距离之比为
【答案】AC
【解析】A.当金属棒进入磁场瞬间,其速度为v,有
则金属棒进入磁场瞬间,其产生的感应电动势为E,有
则第一次电路中的电流为,有
对导体棒有
则第而次电路中的电流为,有
对导体棒有
所以有
故A项正确;
B.当导体棒进入磁场中,对导体棒由动量定理有
又由于
所以整理有
由于导体棒两次进入磁场的速度大小相同,最后都静止下来,磁场的磁感应强度一致,所以两次通过导体棒的电荷量之比为
故B项错误;
C.设整个电路产生的热为Q,由功能关系有
导体棒第一次进入磁场,由于开关闭合,所以两个电阻并联再与金属棒串联,其总共产生热量为Q,由于
所以金属棒产生热量为
导体棒第二次进入磁场,开关断开,进入磁场,金属棒与一个电阻串联,其总共产生热量为Q,由于
所以金属棒产生的热量为
所以
故C项正确;
D.导体棒进入磁场,由动量定理有
结合之前的分析,第一次入磁场有
整理有
第二次进入磁场有
整理有
所以
故D项错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 在实验室用双缝干涉测光的波长,实验装置如图所示
(1)双缝、光屏、单缝,依次是图中的______(填图中的字母)。
(2)①图是实验得到的红光双缝干涉图样照片,根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距______(填“相等”或“不相等”)。
(3)在某次测量中,观察分划板中心线与乙图亮条纹中心对齐时的情形,如图②所示。然后转动测量头手轮,当分划板中心线与亮条纹中心对齐时,目镜中观察到的图应为③图中的______。
(4)已知单缝与光屏间距,双缝与光屏的间距,单缝与双缝间距为,双缝间距,图①中分划板中心线与亮条纹中心对齐时手轮读数为,与亮条纹中心对齐时手轮读数为,则实验测得该光的波长的表达式为______。
【答案】(1)DFC (2)相等 (3)A (4)
【解析】(1)[1]双缝干涉测光的波长的实验中,设备依次摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、滤光筒、光屏,双缝、光屏、单缝,依次是图中的D、F、C;
(2)[2]①图可判断双缝干涉的亮条纹间距相等;
(3)[3]转动测量头手轮,当分划板中心线与亮条纹中心对齐时,目镜中观察到的图应为③图中的A;
(4)[4]由
得
12. 某实验小组进行电压表改装实验,现有一块小量程电流表G,满偏电流,内阻未知,现要将其改装成量程为3V电压表并进行校对。
(1)用多用电表欧姆挡测电流表G的阻值,得粗测值约为105。
(2)精确测量电流表G的内阻;
①按如图所示的电路图连接好电路,先将电阻箱R的阻值调到最大,闭合开关,断开开关,调节电阻箱R,使标准电流表的示数大于量程的,且两电流表的示数都没有超过量程,读出标准电流表的示数为,电阻箱的示数为;
②保持开关闭合,再闭合开关S2,调节电阻箱R,使标准电流表的示数仍为,读出电阻箱的示数为。
以上实验可知电流表G内阻的表达式为_____________(用、表示)。
(3)用该电流表G和电阻箱R改装一个电压表;若通过(2)测量得到表头G内阻为,用该表头和电阻箱R改装成量程为0~3V的电压表,应将电阻箱R与电流表G__________(填“串联”或“并联”),并将电阻箱R的阻值调到__________。
(4)若由于电阻箱老旧,在用标准电压表(内阻视为无穷大)校准时,发现标准表示数3V时,改装好的电压表表头读数为14.5mA,则在不做大的电路改变的情况下,想修正这一误差,可在旧电阻箱旁边(填“串联”或“并联”)__________一个阻值为__________的定值电阻。
【答案】(2) (3)串联 100 (4)并联 1550
【解析】[1]由闭合电路欧姆定律,断开开关S2时
闭合开关S2时
故
解得
[2]用该表头和电阻箱R改装成量程为0~3V的电压表,应将电阻箱R与电流表G串联。
[3]用该表头和电阻箱R改装成量程为0~3V的电压表,需满足
可得
解得
[4]校对电表时标准表示数3V时,改装好的电压表表头读数为14.5mA,改装电压表示数小于真实值,所以是串联电阻分压过大,即分压电阻偏大造成的,所以需要减小分压电阻阻值,即需要在电阻箱旁边并联一个电阻。
[5]修正前
修正后
解得
13. 气体弹簧的原理是在一个密闭容器内充入压缩气体,利用气体的可压缩性实现类似弹簧的作用,其简化结构如图乙所示。直立圆柱形密闭汽缸导热良好,面积为S的活塞通过连杆与椅面连接。初始时汽缸内密闭一段长度为、压强为的理想气体。质量为m的人静坐在椅子上,汽缸与活塞间的摩擦忽略不计,气体温度保持不变,忽略椅面、活塞及连杆的重力,重力加速度为g。
(1)求人坐在椅面上稳定后汽缸内密闭气柱的长度;
(2)已知大气压强为,为使椅面升到初始位置,求需向汽缸内充入的与汽缸温度相同的大气的体积。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)设人坐在椅面上后稳定时汽缸内气体压强为p1,则
气体做等温变化,则
解得
(2)设充入的气体的体积为V,则有
解得
14. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、二象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,在第四象限存在与y轴正方向成37°角的匀强电场。一质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)从y轴负半轴上的M点以某一速度进入第三象限,经x轴负半轴上的N点进入磁场,经过一段时间,粒子运动到x轴正半轴上的P点,然后逆着电场线运动到M点,且到达M点时速度刚好为0,已知M、P两点间的电势差为U,粒子从P点运动到M点的时间为,取sin37°=0.6,cs37°=0.8,求:
(1)粒子在P点时的速度大小以及M、P两点间的距离;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)粒子从M点出发到回到M点的时间。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】(1)粒子从P点运动到M点,由动能定理有
解得
由匀变速直线运动的规律可知,M、P两点间的距离
解得
(2)由几何关系可知,粒子在P点的速度与x轴的负方向成53°角,根据圆周运动的对称性,粒子在N点的速度与x轴的负方向成53°角,△MNO与△MPO是全等直角三角形
设粒子在磁场中做圆周运动半径为R,由几何关系有
解得
由洛伦兹力充当向心力,有
解得
(3)粒子从M点运动到N点的时间
粒子从N点运动到P点的时间
粒子从M点出发再回到M点的时间
解得
15. 如图所示,长木板A、小车B紧靠在一起均静置在水平地面上,长木板A与光滑固定轨道PQ的底端接触,轨道PQ底端的切线水平且与长木板A和小车B的上表面齐平,滑块C与长木板A、小车B的上表面间的动摩擦因数均为,长木板A与地面间的动摩擦因数,小车B与地面间的摩擦可忽略。已知长木板A的质量,小车B的质量,长木板A和小车B的长度均为,重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑块C从轨道PQ上距底端切线某一高度h(未知)处由静止开始下滑。滑块C可视为质点。
(1)若滑块C的质量,恰好能滑上小车B,求滑块C释放时的高度;
(2)若滑块C的质量,为使滑块C滑上小车B后不会从小车B上滑落,求滑块C释放时高度的最大值;
(3)若滑块C的质量,滑块C从距底端切线高处由静止释放,求滑块C滑上小车B时的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)滑块C滑上长木板A后,滑块C受到的摩擦力
长木板A与地面间的最大静摩擦力
故长木板A静止。根据功能关系有
解得
(2)设滑块C从距底端切线高处下滑时,恰好不会从小车B上滑落,滑块C滑上小车B左端时,根据功能关系有
设滑块C与小车B共速时的速度为v,根据动量守恒定律有
对滑块C与小车B整体,根据功能关系有
联立解得
(3)滑块C滑上长木板A后,滑块C所受的摩擦力
长木板A与地面间的最大静摩擦力
长木板A会推动小车B一起运动,对滑块C受力分析有
对长木板A和小车B整体受力分析有
滑块C滑上长木板A时,根据功能关系有
滑块C的位移
长木板A的位移
滑块C滑离长木板A时有
设滑块C滑上小车B时的速度大小为,则
解得
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