2025合肥一中高三上学期12月阶段性诊断检测物理试题含解析

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（考试时间：75分钟满分：100分）
注意事项：
1.答题前，务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。
2.答题时，每小题选出答案后，用2B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。
3.答题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。
4.考试结束，务必将答题卡和答题卷一并上交。
一、单项选择题（共8题，每题4分，共32分。）
1. 在人类对物理规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述正确的是（ ）
A. 伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是改变物体运动状态的原因”观点
B. 第谷总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律
C. 法拉第利用油滴实验测定元电荷的数值
D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
【答案】D
【解析】
【详解】A．伽利略通过理想实验提出力并不是维持物体运动的原因，从而推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点，故A错误；
B．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律，故B错误；
C．密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故C错误；
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在竖直向上的力F作用下，共同向上匀速运动，则A物块的受力个数是（ ）
A. 2个B. 3个C. 4个D. 5个
【答案】B
【解析】
【详解】对AB的整体，一起向上匀速运动，水平方向不受力，则墙面对A无弹力和摩擦力，物体A受力平衡，则物体A受到物体B对它的作用力的大小等于物体A的重力，所以物体A受到重力，B对A的支持力和摩擦力，共3个力的作用。
故选B。
3. 2024年9月，我国在山东海域利用海上平台，成功完成一箭八星发射任务，顺利将卫星送入预定轨道。已知其中一颗名为“天仪”的卫星在距地面高度约为h1 = 500 km的轨道上绕地球做匀速圆周运动。天宫空间站在距地面高度约为h2 = 390 km的轨道上绕地球做匀速圆周运动。地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. “天仪”卫星的向心加速度不变
B. “天仪”卫星的周期为
C. “天仪”卫星的角速度小于天宫空间站的角速度
D. “天仪”卫星与天宫空间站的线速度之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀速圆周运动的物体向心加速度大小不变，但方向时刻发生变化，故向心加速度时刻在发生变
化，故A错误；
B．设地球的质量为M，半径为R，对“天仪”卫星，根据万有引力提供向心力，有
另在地球表面上物体所受重力近似等于万有引力，即
两式联立，得
故B错误；
C．设卫星的轨道半径为r，根据万有引力提供向心力，有
可得
即卫星的轨道半径越大角速度越小，因“天仪”卫星的轨道半径比天宫空间站的轨道半径大，所以，“天仪”卫星的角速度小于天宫空间站的角速度，故C正确；
D．根据万有引力提供向心力，有
可得
所以，“天仪”卫星与天宫空间站的线速度之比
故D错误。
故选C。
4. 如图所示为某闭合电路电源的输出功率随回路总电流电流变化的图像，由此图像可以判断（ ）
A. 电源的输出功率最大时，电源效率为100%
B. 电源的内阻为3Ω
C. 电源的输出功率最大时，外电路的总电阻不一定为4Ω
D. 电源的电动势为9V
【答案】C
【解析】
【详解】A．电源的输出功率最大时，电源内阻r等于外电路总电阻R，此时电源效率
故A错误；
B．图像可知电源输出功率最大为9W，电源的输出功率最大时，电源内阻r等于外电路总电阻R，且最大功率为
当输出功率为零时，外电路短路，结合图像此时有
联立解得
故B错误；
C．电源的内阻为，由于不能明确外电路是否为纯电阻电路，故无法求得输出功率最大时外电路的总电阻大小，故C正确；
D．由B选项分析可知，电源电动势为12V，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，一带正电小球在光滑绝缘水平桌面上，在水平匀强电场作用下从A到B与从B到C的时间
均为1s。∠ABC为120°。AB、BC距离均为10m，带电小球在A到C运动过程中下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子在A处电势能大于C处电势能
B. 运动过程中加速度为
C. 带电粒子的最小速度为
D. 电场线方向由AC连线中点指向B
【答案】C
【解析】
【详解】AB．将小球在A点速度v沿水平方向和竖直方向分解，分量分别为，将小球的加速度a沿水平方向和竖直方向分解，分量分别为，如图
则从A到B点，A到C点，根据匀变速直线运动规律，水平方向有
联立解得
，
则从A到B点，A到C点，根据匀变速直线运动规律，竖直方向有
联立解得
，
故加速度大小
方向左下，且与水平方向成角，如图
则
故
几何关系可知，a方向刚好从B点指向AC连线的中点，由于小球带正电，a方向与电场强度E（或电场线）方向同向，所以AC为等势线，所以AC电势相等，根据电势能
可知带电粒子在A处电势能等于C处电势能，故AB错误；
C．以上分析可知，小球在A点的速度大小
设小球在A点速度方向与水平方向成角，如上图，则
则带电小球的最小速度为
联立以上解得
故C正确；
D．由AB选项分析，电场线方向由B点指向AC连线中点，故D错误。
故选 C。
6. 如图，半径为的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（），质量为的粒子沿平行于直径的方向射入磁场区域，射入点与的距离为，已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为（不计重力）（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意知，粒子运动轨迹如图所示
圆心角就为60°，为等边三角形
所以带电粒子运动的半径为
由
解得
故选B。
7. 如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的足够长的光滑斜面上。用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为10kg，C的质量为40kg，重力加速度为细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放C后C沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度，则（ ）
A. 从释放C到B速度达到最大过程，地面对斜面的支持力不断减小。
B. A、B、C组成的系统机械能守恒
C. B的最大速度为2m/s
D. 当C的速度最大时弹簧处于原长状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．从释放C到B速度达到最大过程，由于C对斜面的压力不变，故地面对斜面的支持力不变，故A错误；
B．运动过程中，由于A、B、C组成的系统有部分机械能转化为了弹簧的弹性势能，所以A、B、C组成
的系统机械能不守恒，故B错误；
C．当物体A刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离为
由于
弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，且物体A刚刚离开地面时，B、C两物体的速度相等，设为，题意知AB质量均为，C的质量，由动能定理得
题意知A刚离开地面时，A的合力为0，且BC速度均达到最大值，故BC也合力为0，对ABC和弹簧组成的系统，由平衡条件得
解得
故联立以上解得
故C正确；
D．当B的速度最大时，C的速度也是最大的，此时弹簧处于伸长状态，故D错误。
故选C。
8. 翡翠湖公园有一水流造景设施的截面如图所示，水平喷水口P横截面积为S、喷水的流速恒定为v，从P喷出的水柱恰好能垂直撞到倾角为的斜面AC上的B处，速度瞬间变为零，之后沿斜面流下。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力，则（ ）
A. 水流单位时间撞到B处的体积
B. 水流在B处的速度
C. 水流对B处冲击力
D. 空中水的质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．水流单位时间撞到B处的体积等于水流单位时间撞通过水平喷水口的体积，即体积为
故A错误；
B．水流从P到B做平抛运动，平抛初速度为，由于水柱恰好能垂直撞到斜面，几何关系可知在B的速度方向与水平方向成，则有
故B错误；
C．设时间内有质量为的水撞击斜面，设该过程斜面给水的支持力为N，规定方向为正方向，由动量定理有
因为
联立解得
根据牛顿第三定律可得，水流对B处的冲击力
故C错误；
D．结合B选项分析，由平抛规律可得水流在B的竖直方向速度
故平抛时间为
所以空中水的质量
故D正确。
故选D。
二、多项选择题（共2题，每题5分，共10分。）
9. 合肥一中课外物理研究小组探究这样一个课题：如图所示，假想沿地轴方向凿通一条贯穿地球两极的隧道PQ，隧道极窄，地球仍可看做一个球心为O、半径为R、质量分布均匀的球体，质量为M。万有引力常量为G．从隧道口P点由静止释放一小球，小球将会做什么样的运动？该小组查阅资料得知：一个质量分布均匀的薄球壳对位于球壳内任意位置质点的万有引力都等于0，简谐运动的回复力满足周期下面是该小组同学通过计算讨论得出的结论，其中正确的是（ ）
A. 小球先做匀加速运动，后做匀减速运动
B. 将小球由P点自由释放，同时将另一小球从P点以第一宇宙速度沿地球表面做匀速圆周运动，则两球将在Q点相遇
C. 小球在O点速度最大
D. 小球若从隧道中距O点R₂处由静止释放，则小球第一次到达O点的时间变为原来的一半
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．设小球的质量为m，地球的密度为，小球在P点时，由万有引力公式可得
解得
R是地球半径，可看做小球运动中的位置到地心的距离，可知小球在下落的过程中受到的引力大小与到地心的距离r成正比
，
且方向指向地心，可知小球以O点为平衡位置做简谐运动，小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，过O点时速度最大，A错误，C正确；
B.将小球由P点自由释放，运动到Q点的时间为半个周期
同时将另一小球从P点以第一宇宙速度沿地球表面做匀速圆周运动
解得
运动到Q点的时间为匀速圆周运动的半个周期
则两球将在Q点相遇，B正确；
D．由简谐运动的规律可知，简谐运动的周期与振幅无关，因此小球若从隧道中距O点R₂处由静止释放，则小球第一次到达O点的时间不会减小，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻R，建立Ox轴平行于金属导轨，在0≤x≤4m的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场（图中未画出），磁感应强度B随坐标x（以m为单位）的分布规律为B=0.8-0.2x（T），金属棒ab在外力作用下从的某处沿导轨向右运动，ab始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。设在金属棒从处，经，到的过程中，电阻器R的电功率始终保持不变，则（ ）
A. 金属棒在与处产生的电动势之比为1：1
B. 金属棒在与处受到磁场B的作用力大小之比为3：1
C. 金属棒从到与从到的过程中通过R的电量之比为5：3
D. 金属棒从到与从到的过程中电阻R产生的焦耳热之比为7：3
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由于电阻器R的电功率始终保持不变，故通过电阻器R的电流始终不变，即金属棒产生的感应电动势始终不变，故A正确；
B．金属棒在与处受到磁场B的作用力大小之比为
故B错误；
C．金属棒从从到过程中有
同理金属棒从到过程中有
故
而
故
故C正确；
D．同理
由于电流始终不变，故
金属棒从到与从到的过程中电阻R产生的焦耳热之比为
故D正确。
故选ACD。
二、实验题（每空2分，共16分）
11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中。
（1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。多次实验时，让小锤用不同的力击打弹性金属片，可以观察到（或听到）_____。
A. A、B两球总是同时落地
B. A、B两球的运动路线相同
C. 击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是_____。
A. 斜槽轨道末端切线必须水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接
D. 小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（3）一小球做平抛运动，某同学记录了运动轨迹上的三个点A、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图丙中标出。小球做平抛运动的初速度大小_____m/s，小球在B点时的速度大小为_____。（运算结果保留两位有效数字）（g取
【答案】（1）A （2）AD
（3） ①. 1.5 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
该实验中，A球做平抛运动，而B球做自由落体运动，当两球在同一高度处同时运动，得到的结果是两球同时落地。
故选A。
【小问2详解】
A．为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动，则斜槽末端必须水平，故A正确；
B．该实验中只要保证小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，则可保证小球每次做平抛运动的初速度相同，不需要斜槽轨道必须光滑，故B错误；
C．由于平抛运动的轨迹为抛物线，因此应该用平滑的曲线将坐标是上确定的点连接起来，故C错误；
D．为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同，该实验中必须保证小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，故D正确。
故选AD。
【小问3详解】
[1]由图可知A、B两点间的水平位移等于B、C两点间的水平位移，则A、B两点间的时间间隔等于B、C两点间的时间间隔，设该时间间隔为T，在竖直方向上，根据逐差公式有
解得
T=0.1s
则小球做平抛运动初速度大小为
[2]由于B点是AC中间时刻点，故球在B点的竖直方向速度为
故小球在B点时的速度大小为
12. 某物理爱好者设计了一个三挡位（“×1”“×10”“×100”）的欧姆表，其内部结构如图所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻，为定值电阻，表头G的满偏电流为Ig，内阻为Rg，干电池的电动势为E，内阻为r。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值，回答下列问题：
（1）欧姆表的两只表笔中，_____（选填“a”或“b”）是红表笔。
（2）当欧姆表的挡位为“×100”时，应将单刀三掷开关K与_____（选填“1”“2”或“3”）接通。
（3）若从“×10”挡位换成“×1”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻R的滑片应该_____（选填“向上”或“向下”）调节。
（4）在“×100”挡位进行欧姆调零后，在ab两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的；取走，在ab两表笔间接入待测电阻Rx，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则_____。
【答案】（1）a （2）1
（3）向下 （4）4000
【解析】
【小问1详解】
欧姆表内部电流从黑表笔流出，经待测电阻后，从红表笔流进欧姆表，黑表笔与内部电池正极相连，红表笔与内部电源负极相连，因此图中a是红表笔。
小问2详解】
欧姆表内阻大，中值电阻大，欧姆表的倍率越大，根据闭合电路的欧姆定律，欧姆表内阻
当开关K拨向1时，根据并联电路电流的分配原则可知，与表头并联的电阻越大，该支路的电流越小，回路中满偏电流越小，则欧姆表内阻越大，即为“”挡位。
【小问3详解】
从“”挡位换成“”挡位，即开关K从2拨向3，满偏电流由变成，欧姆调零电阻由变成，根据闭合电路欧姆定律有
又
则
即调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。
【小问4详解】
根据闭合电路的欧姆定律，在“”挡位进行欧姆调零，则
在a、b两表笔间接入阻值为6000Ω的定值电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则
在a、b两表笔间接入待测电阻，稳定后表头G的指针偏转到满偏刻度的，则
联立解得
则有
四、计算题（共3题，共42分）
13. 某同学利用无人机做“投球”游戏。如图所示，无人机从地面A点由静止开始斜向上做匀加速直线运动，加速度a=5m/s2，经时间t1=2s后释放小球。已知：θ=53°，sin53°=0.8，cs53°=0.6，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小球被释放时距地面的高度h；
（2）小球释放后运动到最高点的时间t2。
【答案】（1）8m （2）0.8s
【解析】
【小问1详解】
根据题意，无人机斜向上做匀加速直线运动，则
代入数据解得
【小问2详解】
小球释放时速度大小为
小球释放后运动到最高点的时间为
解得
14. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗如图甲所示。在这种疗法中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死其中的恶性细胞。如图乙所示来自质子源的质子初速度为零，经加速电压U加速后，形成细柱形的质子流；其中一些质子沿图中四分之一圆弧虚线通过辐向电场，再从P点竖直向上进入存在水平向右的匀强电场的圆形区域，最终轰击处在圆上Q点的肿瘤细胞。已知四分之一圆弧虚线处的场强大小恒定，方向沿半径指向圆心O，圆与相切于P点，，圆形区域的半径为点位于上方处，已知质子质量为m、电量为e。质子的重力和相互间的作用均忽略不计，求：
（1）质子在加速电场中获得的最大速度v；
（2）四分之一圆弧虚线处的场强大小；
（3）圆形区域中匀强电场的场强大小E。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据动能定理
质子在加速电场中获得的最大速度
【小问2详解】
质子在辐向电场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律
解得
【小问3详解】
质子在匀强电场中做类平抛运动，在初速度方向匀速直线
在垂直初速度方向，匀加速直线运动
其中，根据牛顿第二定律
联立，解得
15. 如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。质量分别为m
和的金属棒b和c静止放在间距为L的水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直且两金属棒电阻均为R。图中de虚线往右有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为m的绝缘棒a垂直于倾斜导轨静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h。已知绝缘棒a滑到水平导轨上与金属棒b发生弹性正碰，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞。重力加速度为g，求：
（1）绝缘棒a与金属棒b发生弹性正碰后分离时两棒的速度大小；
（2）两金属棒b、c上最终产生的总焦耳热；
（3）金属棒c初始位置距离磁场边界de的最小距离。
【答案】（1）0，
（2）
（3）
【解析】
小问1详解】
（1）设a棒滑到水平导轨时速度为，根据动能定理，有
解得
a棒与b棒发生弹性正碰，设ab碰后速度分别为，取向右为正方向，由动量守恒定律
由机械能守恒定律
联立解得
，
【小问2详解】
分析可知b、c最终以相同的速度匀速运动，设最终速度为，最终产生热量为Q，取向右为正方向，由动量守恒定律可得
由能量守恒定律可得
联立解得
【小问3详解】
设金属棒c初始位置距离磁场边界de的最小距离为x时，金属棒b进入磁场后恰好不能与与金属棒c发生碰撞，对c棒，从b棒进入磁场到bc共同匀速运动，动量定理有
而
由平均电动势
联立以上解得