辽宁省大连市2024-2025学年高三上学期双基考试物理试卷

这是一份辽宁省大连市2024-2025学年高三上学期双基考试物理试卷，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题）
1．我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池，它最大的特点是可以实现50年稳定发电。该核电池利用镍63来工作，其核反应方程为，则是（ ）
A．B．C．D．
2．某花样滑板场如图（a）所示，其截面示意图如图（b）所示，一同学站在弧面部分时，所站位置越高，则（ ）
A．受到的摩擦力越大
B．受到的支持力越大
C．受到的合力越大
D．受到的支持力与摩擦力的合力越大
3．如图（a）所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，输入电压随时间变化的图像如图（b）所示，副线圈接额定电压为的灯泡，灯泡正常发光，原线圈理想交流电流表的示数为，则下列说法正确的是（ ）
A．原副线圈匝数比为B．原副线圈匝数比为1：4
C．灯泡的额定功率为D．灯泡的额定功率为
4．如图所示，某实验小组利用掠入射法测定透明材料制成的圆柱体的折射率。其操作如下：先在纸上画下圆柱体的底面圆形轮廓，然后在点画一条圆的切线，将圆柱体放在画好的轮廓上方，打开激光器使入射光线接近切线并缓慢调整其方向直到恰好有折射光线出现，记录下折射光线射出圆柱体的位置，连接。经测量，折射光线与切线的夹角为，则激光对这种材料的折射率约为（ ）（）
A．B．C．D．
5．2024年1月18日，大连理工大学研制的“大连1号—连理卫星”从天舟六号货运飞船成功释放入轨。若“连理卫星”绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（ ）
A．“连理卫星”的绕地周期和地球半径
B．“连理卫星”的绕地角速度和绕地周期
C．“连理卫星”的绕地线速度和绕地半径
D．“连理卫星”的绕地半径和地球表面重力加速度
6．如图为利用霍尔元件进行微小位移测量的实验装置。在两块完全相同、同极相对放置的磁体缝隙中放入金属材料制成的霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时磁感应强度为0，霍尔电压（霍尔元件前后两表面的电势差）也为0，将该点作为直角坐标系的原点。已知沿轴方向磁感应强度大小（为常数，且），霍尔元件中通以沿轴正方向的恒定电流，当霍尔元件沿轴移动时，即有霍尔电压输出，下列说法正确的是（ ）
A．霍尔元件有轴正方向位移时，前表面的电势高于后表面的电势
B．的大小与元件在水平方向位移的大小成正比
C．霍尔元件的位移一定时，只增大方向恒定电流的大小，的大小不变
D．霍尔元件的位移一定时，只增大元件垂直磁场方向的面积，的大小增大
7．如图（a）所示在均匀介质中有A、、三点，，，。时，位于A、两点的两个横波波源同时开始振动，A、两点振动图像分别如图（b）甲和图（b）乙所示，振动方向与平面垂直，两列波在该介质中的传播速度均为，下列说法正确的是（ ）
A．点始终位于位移最大处
B．两列波的波长均为
C．A、间有3个振动减弱点
D．时点的位移为
二、多选题（本大题共3小题）
8．一定质量的理想气体从状态A开始，经、、三个过程至状态，其图像如图所示。已知气体在状态A时的体积为。下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态时的体积为
B．从状态到状态的过程中气体分子的平均动能减小
C．从状态到状态的过程中气体向外界放出热量
D．从状态A到状态的过程中，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增加
9．如图所示，竖直平面内有一半径为的圆形区域内存在着垂直于该平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带电粒子（不计重力）以速度沿水平方向从点射入磁场，其速度方向与半径的夹角为，经过一段时间后，粒子恰好从点正下方的点射出磁场，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子入射的速度大小为
B．该粒子在磁场中运动的时间为
C．若只改变带电粒子的入射方向，其在磁场中的运动时间可能变长
D．若带电粒子的入射点向下平移，其射出磁场的位置在点左侧
10．如图所示大连东港音乐喷泉是大连市的一道靓丽风景线，若其中一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为，喷水的功率为，水的密度为，喷头的方向可以调节，不考虑喷头距离水面的高度及空气阻力的影响，取重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．喷头单位时间内喷出水的体积为
B．喷头喷水的速率为
C．空中水柱的最大质量为
D．水流能够被喷射的最大水平距离约为
三、实验题（本大题共2小题）
11．如图（a）所示，某物理兴趣小组为验证机械能守恒定律，以学校体育馆的瓷砖墙面为背景，用数码相机对沿水平导轨抛出的小球进行高速连拍，再将所得照片合成为一张图片，如图（b）所示。
(1)小球的质量为，相机连拍的频率为，如图（c）所示每块瓷砖（含一条缝隙）的竖直高度为，水平长度为，当地重力加速度为。根据图（b）可以得出小球平抛的初速度为 （用、表示），小球在从到的过程中减少的重力势能 ，增加的动能 （用、、表示），代入数据，在误差允许的范围内，与近似相等，则可验证机械能守恒定律。
(2)如果墙面略向外倾斜则会导致的测量值 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）
12．某学习小组将电压表改装成电子秤。实验器材有：
直流电源（电动势为，内阻为）；
电压表（量程0~3V，内阻很大）；
滑动变阻器（最大阻值）；
竖直固定的滑动变阻器（总长，最大阻值）；
竖直弹簧下端固定于水平地面，上端固定秤盘且与滑动变阻器的滑动端连接，
滑片接触良好且无摩擦（弹簧劲度系数）；
开关以及导线若干。
取重力加速度，不计摩擦和其他阻力。
实验步骤如下：
①静止的托盘中未放被测物时，的滑片P恰好置于的最上端，电压表的示数为零，调节滑动变阻器的滑片位于阻值最大端。
②在弹簧的弹性限度内，在托盘中轻轻放入砝码，直至托盘静止后，滑片P恰好置于变阻器的最下端，调节滑动变阻器，使电压表达到满偏，此时为电子秤的最大称重。
请回答下列问题（所有计算结果保留两位有效数字）：
(1)电子秤达到最大称重时，滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω。
(2)该电子称的最大称重为 kg。
(3)在图（b）中画出被测物体质量与电压表示数的图像。
(4)直流电源使用一段时间后，电动势不变，内阻略增大。则被测物体质量的测量值与真实值相比 （选填“偏大”或“偏小”）；
四、解答题（本大题共3小题）
13．如图（a）所示的小区儿童滑梯可简化为图（b）所示的模型。滑梯下滑区长为，倾角。一个质量的儿童从滑梯顶部点由静止滑下，最后停在水平缓冲区上。若儿童与、间的动摩擦因数均为，、间用一小段光滑圆弧连接，取重力加速度。求：
(1)儿童经过部分时加速度的大小；
(2)儿童经过和部分所用的总时间；（结果可用根式表示）
(3)整个过程中儿童克服摩擦阻力所做的功。
14．如图（a）所示，竖直平面内有一半径为的光滑绝缘圆环，空间存在水平方向的匀强电场，A与圆心位于同一水平高度，设圆环上的某点与点的连线与连线的夹角为，其电势与的关系图像如图（b）所示，其中，初始时刻一电量为、质量为、可视为质点的小球，在环内A点以速度竖直向下运动，重力加速度为，求：
(1)电场强度的大小和方向；
(2)小球对圆环的最大压力的大小；
(3)小球运动的过程中一个周期内通过的弧长。
15．如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧、段为半径的四分之一圆弧，中间、段水平，右侧、段与水平面夹角为且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻，质量、在轨道间的电阻的导体棒，从圆弧顶端位置由静止释放，磁场内的导体棒静置于导轨上，其质量，在轨道间的电阻。、棒始终不发生碰撞，导体棒在位置离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度，求：
(1)导体棒刚进入磁场时的加速度；
(2)从开始运动到出磁场过程中，导体棒中产生的焦耳热；
(3)若在离开磁场的时间内，对施加一水平向右的恒力，恰好能使、都不再离开磁场，最后静止，求从离开磁场到、棒停止过程中，、棒产生的总焦耳热以及停下时与间的距离。
参考答案
1．【答案】B
【详解】根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为
选B。
2．【答案】A
【详解】AB．受力分析如图所示。
根据平衡条件可得摩擦力
支持力
当该同学所站位置越高，则越大，则受到的摩擦力越大，受到的支持力越小，A正确，B错误；
CD．该同学始终处于平衡状态，则受到的合力不变，受到的支持力与摩擦力的合力始终与重力大小相等，CD错误。
选A。
3．【答案】C
【详解】AB．因为灯泡正常发光，所以副线圈电压的有效值为
由图（a）可得，原线圈电压的峰值为
所以，原线圈的电压的有效值为
根据
可得原副线圈匝数比为
AB错误；
CD．原线圈理想交流电流表的示数为
根据
可得，副线圈的电流大小为
灯泡的额定功率为
C正确，D错误。
选C。
4．【答案】A
【详解】由题意可知，入射角和折射角如下图所示
由折射率的定义，根据图示光的传播，结合几何关系，即可知折射率满足
可得
选A。
5．【答案】C
【详解】根据“连理卫星”做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供，可得
在地球表面的物体
整理得
可知已知“连理卫星”的绕地周期和地球半径、“连理卫星”的绕地角速度和绕地周期以及已知“连理卫星”的绕地半径和地球表面重力加速度，都不能求解地球的质量；若已知“连理卫星”的绕地线速度和绕地半径可求解地球的质量。
选C。
6．【答案】B
【详解】A．霍尔元件有轴正方向位移时，磁场方向沿轴负方向，根据左手定则可知，霍尔元件中的自由电子受到洛伦兹力的作用而向前表面运动，所以前表面的电势低于后表面的电势，A错误；
B．霍尔元件中的自由电子受到的电场力等于洛伦兹力
又，
整理得
因为、、、、为定值，所以的大小与元件在水平方向位移的大小成正比，B正确；
CD．由B选项分析可知
霍尔元件的位移一定时，只增大方向恒定电流的大小，的大小变大；只增大元件垂直磁场方向的面积，的大小不变，CD错误。
选B。
7．【答案】D
【详解】B．两列波的周期和波速相同，则两列波的波长均为
B错误；
A．B点到两波源的距离差为
由图（b）可知，两波源振动完全相反，所以B点为振动加强点，是振幅最大的点，但不是一直处于振幅最大处，A错误；
C．设、间的振动减弱点为，则
其中，
则解得
即A、间有5个振动减弱点，C错误；
D．波源在A点的波传播到B点所用时间为
波源在C点的波传播到B点所用时间为
所以波源在A点的波传播到B点振动的时间为
所以此时振动到负向最大位移处，即此时的位移为
D正确。
选D。
8．【答案】AD
【详解】A．状态A与整体D压强相等，根据盖吕萨克定律有
解得
A正确；
B．从状态到状态的过程中，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，B错误；
C．从状态到状态的过程中，气体温度不变，压强减小，根据玻意耳定律可知，气体体积增大，由于温度不变，气体内能一定，体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，C错误；
D．从状态A到状态的过程中，图像经过坐标原点，根据查理定律可知，气体体积不变，气体分子分布的密集程度不变，由于气体温度升高，气体分子运动的平均动能增大，即气体分子运动的平均速率增大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数增加，D正确。
选AD。
9．【答案】AC
【详解】A．由题可知，粒子圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
A正确；
BC．该粒子在磁场中偏转的圆心角，则运动的时间
粒子的运动周期为
联立解得
只改变粒子的入射方向，其对应得圆心角可能会增大，则粒子在磁场中运动得时间可能就边长，B错误，C正确；
D．若带电粒子的入射点向下平移，其圆周运动的半径不变，其射出磁场的位置仍在Q点，D错误。
选AC。
10．【答案】BCD
【详解】AB．设时间内从喷头流出的水的质量为
喷头喷水的功率等于时间内喷出的水的动能增加量，即
联立解得
喷头单位时间内喷出水的体积为
A错误，B正确；
C．水从喷出到落地所需的时间为
空中水柱的最大质量为
C正确；
D．设水喷出时与水平方向的夹角为，竖直方向
水平方向
联立可得
根据数学知识可知当时，最大，水流能够被喷射的最大水平距离约为
D正确。
选BCD。
11．【答案】(1)
(2)偏大
【详解】（1）[1]由图可知，水平方向的位移
相邻计数点间的时间间隔
小球的水平速度为
[2]小球在从到的过程中减少的重力势能
[3]小球到B点的速度
小球到E点的速度
小球球在从到的过程中增加的动能
（2）如果墙面略向外倾斜，导致小球下落的高度比理论高度要小，则的测量值会偏大。
12．【答案】(1)9.0
(2)10
(3)
(4)偏小
【详解】（1）设此时滑动变阻器R接入电路的阻值为，根据欧姆定律
代入数据，解得
（2）电子称的最大称重为，则由平衡条件可得
解得
（3）根据闭合电路欧姆定律可得
由平衡条件可得
整理得
则图线为过原点的直线，将，描点连线，如图。
（4）因为
直流电源使用一段时间后，电动势E不变，内阻r略增大，但计算时还用较小的内阻r计算，则测量的质量m与真实值相比偏小。
13．【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）儿童经过部分时，根据牛顿第二定律
代入数据，解得
（2）儿童经过部分时，根据运动学公式
代入数据，解得
又
解得
儿童经过部分，根据牛顿第二定律
解得
又
解得
所以总时间为
（3）整个过程对儿童由动能定理
代入数据，解得
14．【答案】(1)，沿方向
(2)
(3)
【详解】（1）如图所示
沿电场线方向上，点为，点为时，两点间的电势差
又因为
联立，解得
因为
所以
即电场强度的方向沿方向。
（2）小球所受合力即等效重力大小为
方向斜向左下方与夹角为，如图所示
则点为等效最低点，此处小球对圆环的压力最大，设小球在点的速度大小为，小球从点到点过程，根据动能定理
在点对小球根据牛顿第二定律
解得圆环对小球的最大支持力大小为
根据牛顿第三定律得，小球对圆环的最大压力大小为
（3）设小球到达等效圆心等高点的速度大小为，小球从点到点过程根据动能定理
解得
说明小球刚好能到达等效圆心等高点，不脱离轨道，然后关于合力方向对称做周期性的往复运动，所以一个周期内通过的弧长为
15．【答案】(1)，方向向左
(2)
(3)，
【详解】（1）设导体棒到位置时的速度为，根据动能定理可得
解得
导体棒刚进入磁场产生的电动势为
回路电流为
导体棒受到的安培力大小为
则导体棒刚进入磁场时的加速度大小为
方向向左。
（2）从开始运动到出磁场过程中，、组成的系统动量守恒，则有
解得
根据能量守恒可得
导体棒中产生的焦耳热为
联立解得
（3）离开磁场在斜面上运动到再次进入磁场过程，根据对称性有
解得离开磁场的时间为
从返回磁场到均静止，组成的系统满足动量守恒，则有
解得
时间内对导体棒由动量定理可得
又，
联立解得时间内的位移为
根据能量守恒可得
解得、棒产生的总的焦耳热为
从返回磁场到静止过程中，对导体棒根据动量定理可得
又
由
可得
解得停下时与间的距离为