云南省普洱市2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题（解析版）

这是一份云南省普洱市2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题（解析版），共18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：本大题共7小题，共28分。
1. 在太阳内部存在两个主要的核聚变反应过程，碳循环和质子一质子循环。碳循环中有一个过程是放射性的氮13衰变为碳13，关于此衰变，下列说法正确的是（ ）
A. 氮13和碳13中子数相同B. 氮13和碳13质子数相同
C. 衰变放出的一个粒子是中子D. 衰变放出的一个粒子是正电子
【答案】D
【解析】根据题意可知，衰变方程为
可知衰变放出的一个粒子是正电子；氮13的质子数为7，中子数为6；碳13的质子数为6，中子数为7。
故选D。
2. 我国制造的高温超导磁悬浮列车成为世界最快的列车，最大时速达。假设该列车在进行极限刹车（列车在最快的车速下以最大的加速度刹车）实验时，沿直线行驶500 m后停下，则该列车极限刹车时的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题知，初速度为
沿直线行驶500 m后停下，根据运动学公式可得
解得该列车极限刹车时的加速度大小为
故选A。
3. 2024年巴黎夏季奥运会上，郑钦文获得女子网球单打冠军，创造了中国及亚洲网坛的记录。假设在某次击球过程中，质量为60g的网球以40m/s的水平速度飞来，郑钦文引拍击球，球拍与网球作用0.01s后，网球以50m/s的水平速度反方向飞出，在此过程中，不考虑网球重力及空气阻力的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 网球的平均加速度大小为
B. 网球的动量变化量大小为
C. 球拍对网球的平均作用力大小为60N
D. 网球受到的冲量大小为
【答案】D
【解析】A．根据加速度的定义可知，平均加速度大小
故A错误；
B．网球动量的变化量大小
故B错误；
C．球拍对网球的平均作用力大小
故C错误；
D．根据动量定理，结合上述，网球受到的冲量大小
故D正确。
故选D。
4. 高压输电线上有较高的电压和较大的电流，通常不能直接测量其电压和电流，如图所示电路中，正用电流互感器（变压器）、电压互感器（变压器）分别测量高压输电线的电流、电压，变压器的原、副线圈匝数比为，变压器的原、副线圈匝数比为，电流表的示数为m，电压表的示数为n，和均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 变压器为降压变压器B. 变压器为升压变压器
C. 高压输电线上的电压为D. 高压输电线输送的功率为
【答案】C
【解析】A．串联在高压电线上测量电流，是电流互感器，原线圈电流大于副线圈电流，根据变压器电流与匝数关系可知，原线圈匝数小于副线圈匝数，则变压器为升压变压器，故A错误；
B．并联在高压电线上测量电压，是电压互感器，原线圈电压大于副线圈电压，所以变压器为降压变压器，故B错误；
C．设高压输电线上的电压为，则有
解得
故C正确；
D．设输电线电流为，则有
解得
则高压输电线输送的功率为
故D错误。
故选C。
5. 一卷帘窗由帘布和底杆组成，帘布和轻质塑料拉珠套在半径不同的共轴定滑轮上，定滑轮固定在窗户顶端，侧视结构简图如图所示。已知拉珠所在滑轮半径为，帘布所在滑轮半径为现在用手向下缓慢匀速拉动拉珠，帘布上升，拉珠、帘布均与滑轮无相对滑动，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 帘布上升的速度大于拉珠向下运动的速度
B. 帘布上升的速度等于拉珠向下运动的速度
C. 帘布上升速度与拉珠向下运动的速度之比为
D. 卷帘窗被上拉的过程，手做的功等于帘布和底杆的机械能增加量
【答案】D
【解析】ABC．拉珠和帘布上对应的滑轮属于同轴转动，它们的角速度相等，帘布上升的速度与拉珠向下运动的速度之比为，故ABC错误；
D．上拉过程，手做功转化为帘布和底杆的机械能，即手做的功等于帘布和底杆的机械能增加量，故D正确。
故选D。
6. 一滴雨滴在空中由静止开始下落，一段时间后落到地面上，雨滴受到空气阻力与速率成正比，雨滴在下落的过程中，雨滴的速度v大小随运动时间t的变化图像，动能，重力势能、加速度a随位移x的变化图像，可能正确的是（ ）（以地面为重力势能零势能面）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AD．雨滴下落的过程中，加速度大小，雨滴做加速度逐渐减小的加速运动，则图像斜率的绝对值减小，故AD错误；
B．由动能定理可知图线的斜率为合外力，而合外力为，则斜率的绝对值逐渐减小，故B错误；
C．根据，可知图像斜率不变为倾斜直线，故C正确。故选C。
7. 如图，一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，振动周期T满足，P是波传播路径上的一个质点，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，质点P正沿y轴负方向运动
B. 质点P振动周期为1s
C. 波的传播速度大小为
D. 波的波长为4m
【答案】C
【解析】A．简谐横波沿x轴正向传播，，根据波形平移法可知，时刻，质点P正沿y轴正方向运动，故A错误；
D．由波形图可知波的波长为5m，故D错误；
BC．由于振动周期T满足，结合题图可知，在内波传播的距离为
则波的传播速度大小为
质点P振动周期为
故B错误，C正确。
故选C。
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 如图为某电子透镜中电场的等势面（虚线）的分布图，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，电子先后经过A、B、C三点，则电子从A点到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度一直减小
B. 速度先减小后增大
C. 在A点电势能比在C点电势能大
D. 从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍
【答案】AD
【解析】A．由等差等势面越密集的地方电场线也越密集，电场强度越大可知，电子先后经过A、B、C三点，可知电场强度逐渐减小，电子受到的电场力逐渐减小，则电子的加速度一直减小，A正确；
BC．电子受到的电场力方向指向轨迹的凹侧，则电场强度方向背离轨迹凹侧，并且垂直等势面，即电子受电场力方向与电场强度方向相反，可知电子从A点到C点的过程中，电场力方向与运动方向间的夹角是钝角，即电场力做负功，电子的动能减小，电势能增大，则速度一直减小，在A点电势能比在C点电势能小，BC错误；
D．从A点到B点电子经过两个等差等势面，从B点到C点电子经过一个等差等势面，由电场力做功与电势差关系公式可知，从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍，D正确。
故选AD。
9. 嫦娥六号返回地球的轨迹如图所示，嫦娥六号从A点进入大气层，实现第一次减速，从C点飞出大气层，再从E点进入大气层，实现第二次减速，精准地落在预定地点，从A→B→C→D→E打了一个9000km的水漂，其中B、D分别为轨迹的最低、最高点。则嫦娥六号打水漂的过程中（ ）
A. 在B点，嫦娥六号处于超重状态
B. 在C点，嫦娥六号的速度方向指向地心
C. 在D点，嫦娥六号受到地球的引力最大
D. 在E点，嫦娥六号受到的合力方向指向轨迹的下方
【答案】AD
【解析】A．在点，合力方向指向轨迹凹侧，向上，故嫦娥六号处于超重状态，故A正确；
B．在点，嫦娥六号的速度方向沿过点的切线方向，不指向地心，故B错误；
C．嫦娥六号从过程中，点离地心最远，根据
可得，在点，受到地球的引力最小，故C错误；
D．根据物体做曲线运动的受力特点，合力方向要指向轨迹的凹侧，故在E点，嫦娥六号受到的合力方向指向轨迹的下方，故D正确。
故选AD。
10. 如图为某粒子收集器的简化图，由加速、偏转和收集三部分组成。辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差为U。足够长的收集板MN平行于边界ACDB，O到MN的距离为L，ACDB和MN之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。现有大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们均匀地吸附在外圆弧面AB上，并从静止开始加速。不计粒子重力、粒子间的相互作用及碰撞，若测得这些粒子进入磁场后的运动半径为2L，下列说法正确的是（ ）
A. 外圆弧面AB上有的粒子能打在收集板MN上
B. 外圆弧面AB上有的粒子能打在收集板MN上
C. 外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差
D. 若增大外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差，则打在收集板MN的粒子数占比将增大
【答案】AD
【解析】AB．如图，由几何关系，得
解得
又
故外圆弧面AB上有
的粒子能打在收集板MN上，故A正确，B错误；
C．粒子加速过程
在磁场中
解得外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差为
故C错误；
D．若增大外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差，进入磁场的速度增大，则粒子在磁场中的半径增大，由
得变小，再由
打在收集板MN的粒子数占比将增大，故D正确。
故选AD。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 某同学在图甲所示的光具座上组装双缝干涉装置，用以测量某单色光的波长。
（1）安装装置时，要摆放好各元件的位置，两个光学元件依次为_____、______。
（2）已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图乙所示。分划板中心刻线在图中位置时，手轮上的示数为；然后同方向转动测量头，分划板中心刻线在位置时，手轮上的示数为，则该单色光的波长为_____。
【答案】（1）单缝 双缝 （2）
【解析】【小问1详解】
[1][2]器材从左到右的安装顺序为光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒，故填写单缝、双缝。
【小问2详解】
根据题意，相邻两亮条纹中心间距
根据
解得
12. 太阳能电池是环保零碳的能源之一，某兴趣小组设计如图甲电路探究某款太阳能电池的伏安特性，实验过程如下：
（1）用多用电表测量甲图中a、b间电压，多用电表的红表笔应接___________（选填“a”或“b”）点。
（2）调节电阻箱，当电流表示数为50mA时，多用电表示数如图乙所示（量程为直流50V），则指针所示的电压值为___________V。此后多次改变电阻箱的阻值，根据多用电表、电流表的示数得到了如图丙所示的图像。
（3）观察图丙的曲线，发现当输出电流时，U与I成线性关系，可得电池电动势___________V，在此条件下，该太阳能电池的内阻___________。（结果均保留2位有效数字）
（4）当电流大于100mA时，发现U与I成非线性关系，随着电流增大，该电池的内阻___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（5）由图丙可知，当时，该太阳能电池的输出功率为___________W（结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）a （2）17.0
（3）18 20
（4）增大 （5）2.1
【解析】【小问1详解】
由“红进黑出”可知，红表笔应接a点。
【小问2详解】
电压表分度值为1V，指针所示的电压值为17.0V。
【小问3详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律有
可知
[2]由图像斜率可得
【小问4详解】
当电流大于100mA时，随着电流增大，图像斜率变大，所以内阻增大。
【小问5详解】
当多用电表的示数为15.0V时，电流为140mA，电池的输出功率为
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图，导热性能良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，其顶部有一固定卡环，卡环与汽缸底部的高度差为h，活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，卡环对活塞有一定的压力，活塞的质量为m、横截面积为S，在活塞上放一质量为2m的重物，活塞向下移动，重力加速度大小为g，已知大气压强等于，环境温度为，求：
（1）不加重物时，卡环对活塞的压力大小；
（2）若不加重物，使环境温度缓慢降低，也使活塞下降，则降温后的温度为多少？
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
设不加重物时，缸内气体压强为，卡环对活塞的压力为F，则
解得
加重物后，缸内气体压强为，则
解得
气体发生等温变化，根据
解得
【小问2详解】
若不加重物，设环境温度降为T时，活塞下降，未降温时，缸内气体的压强
降温后缸内气体的压强为，则
解得
根据理想气体状态方程
解得
14. 某探究小组设计了如图所示的发电模型，模型由手摇柄、大齿轮、小齿轮、链条、绝缘大圆盘等组成。在大圆盘上对称地固定有四个完全相同的环状扇形线圈、、、，每个线圈对应的圆心角为，内径、外径分别为r和3r，圆心在转轴轴线上，线圈匝数均为N，电阻均为R。ab和cd为线圈的两个直边。小齿轮与绝缘大圆盘固定于同一转轴上，转轴轴线位于磁场边界处，方向与磁场方向平行，匀强磁场磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。现匀速转动手摇柄，大齿轮通过链条带动小齿轮和大圆盘转动。不计摩擦，忽略磁场边界处的磁场，若大圆盘逆时针匀速转动的角速度大小为，求：
（1）线圈的ab边刚进入磁场时，产生电动势E的大小；
（2）线圈的ab边刚进入磁场时，线圈受到的安培力F的大小；
（3）从线圈的ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场，线圈产生的焦耳热。
【答案】（1）；
（2）；
（3）
【解析】【小问1详解】
线圈的ab边刚进入磁场时，ab边平均的线速度大小为
根据法拉第电磁感应定律有
解得
【小问2详解】
线圈产生的电动势为
电流为
线圈受到的安培力大小为
解得
【小问3详解】
从ab边刚进入磁场，到cd边刚进入磁场经历的时间为
联立解得
15. 如图，小物块和长木板叠放在水平地面上，小物块质量，长木板质量，小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与水平地面间的动摩擦因数。某时刻长木板以某一初速度（未知）向右运动的同时，处于长木板右端的物块受到水平向右的力从静止开始运动。1s后，小物块与长木板第一次共速，F再作用一段时间后撤去，当小物块与长木板第二次共速时，小物块恰好没有从长木板右端掉下，重力加速度g大小取，小物块可视为质点，求：
（1）长木板的最短长度；
（2）力F作用的总时长；
（3）长木板从开始运动到停止，总的位移大小。
【答案】（1）9m （2）
（3）
【解析】【小问1详解】
在，小物块相对长木板向左运动，根据牛顿第二定律有
解得
长木板相对小物块向右运动，根据牛顿第二定律有
解得
1s后，小物块与长木板第一次共速
解得
小物块的位移
长木板位移
长木板的长度至少为
【小问2详解】
假设力继续作用了，在这段时间内，小物块相对长木板向右运动，根据牛顿第二定律有
解得
小物块的位移
小物块此时的速度
长木板相对小物块向左运动，根据牛顿第二定律有
解得
撤去力后，假设小物块和长木板运动了后两者第二次共速，小物块相对长木板向右运动，根据牛顿第二定律有
解得
小物块的位移
长木板相对小物块仍向左运动，加速度不变，则
解得
长木板的位移
解得
力作用总时长为
【小问3详解】
小物块与长木板第二次共速后，两者保持相对静止做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有
解得
两者的位移
长木板的总位移为