山东省日照市2025届高三下学期一模试题 物理 含解析

这是一份山东省日照市2025届高三下学期一模试题 物理 含解析，共23页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置．
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。
4．本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24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. 在物理学的发展过程中，科学家们创造了许多物理思想与研究方法，下列说法正确的是（ ）
A. “重心”概念的建立，体现了等效替代的思想
B. “瞬时速度”概念的建立，体现了理想模型的研究方法
C. 电场强度的公式，利用了比值定义法
D. 卡文迪什利用扭秤测量引力常量，利用了类比法
【答案】A
【解析】
【详解】A．重心概念建立体现了等效替代的思想，故A正确；
B．瞬时速度概念的建立体现了极限的方法，故B错误；
C．电场强度是匀强电场场强与电势差的关系，没有应用比值定义法，故C错误；
D．卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想，故D错误；
故选A。
2. 一辆汽车从静止出发做加速直线运动，加速度的方向一直不变。在第一段时间内加速度大小不变，在接下来的相同时间内，加速度大小变为原来的一半。则汽车在这两段时间内运动的路程之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设相同的时间为，第一段时间内的加速度大小为，第二段相同时间内的加速度大小为，则第一段时间内的路程为
第一段时间的末速度大小即第二段时间的初速度大小为
则第二段时间内的路程为
则两段时间内的路程之比为
故选C。
3. 如图所示，水平地面上固定着一个竖直圆形轨道，圆心为O，轨道内壁光滑。轨道内放置一个质量为m的小球，在水平拉力F的作用下静止在轨道内侧A点，AO连线与竖直方向的夹角，轨道对小球的支持力大小为，重力加速度为g。改变拉力F，小球始终静止在A点。下列说法正确的是（ ）
A. 将拉力F逆时针缓慢旋转45°的过程中，F的最小值为
B. 将拉力F逆时针缓慢旋转45°的过程中，的最小值为
C. 将拉力F顺时针缓慢旋转45°的过程中，F先减小后增大
D. 将拉力F顺时针缓慢旋转的过程中，的最小值为2mg
【答案】B
【解析】
【详解】AB．将拉力F逆时针缓慢旋转45°的过程中，小球若能静止在A点，根据三角形法则，画出小球的受力变化情况，如图所示
由图中可以看出，F先变小后变大，当F与垂直时拉力最小为
一直减小，根据正弦定理可知最小值为
解得
故A错误，B正确；
CD．将拉力F顺时针缓慢旋转的过程中，如图
则拉力F、都在增大，的最小值为
故CD错误；
故选B。
4. 一般河流的河道是弯曲的，外侧河堤会受到流水冲击产生的压强。如图所示，河流某弯道处可视为半径为R的圆弧的一部分。假设河床水平，河道在整个弯道处宽度d和水深h均保持不变，水的流动速度v大小恒定，，河水密度为，忽略流水内部的相互作用力。取弯道某处一垂直于流速的观测截面，则在一段极短时间内（ ）
A. 流水速度改变量的方向沿河道的切线方向
B. 流水速度改变量的大小为
C. 通过观测截面水的动量改变量大小为
D. 外侧河堤受到的流水冲击产生的压强为
【答案】D
【解析】
【详解】A．依题意，流水做匀速圆周运动，根据
可知流水速度改变量的方向与其向心加速度方向相同，沿轨迹圆的半径指向圆心，故A错误；
B．由
联立，解得流水速度改变量的大小为
故B错误；
C．依题意，极短时间内水流的距离
横截面积
根据
可得水流的质量为
则通过观测截面水的动量改变量大小为
故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
水流与外侧河堤作用的面积
则外侧河堤受到的流水冲击产生的压强为
故D正确。
故选D。
5. x轴上O、P两点分别固定点电荷甲、乙，电荷量的绝对值分别为。一个带负电的试探电荷沿着x轴运动时，在O、P之间的电势能随x变化关系如图所示，在P点右侧，运动到B点时电势能最大。已知，A点为O、P之间的中点，C点为P、B之间的中点，试探电荷运动到A点时加速度大小为a。若试探电荷仅受静电力的作用，下列判断正确的是（ ）
A. 点电荷甲带正电，点电荷乙带负电B. 两个点电荷的电荷量满足
C. P、B之间的电场方向沿着x轴负方向D. 试探电荷运动到C点时加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
又因为试探电荷带负电，所以两电荷间的电势沿着轴的负方向降低，即电场线沿轴的负方向，即甲带负电，乙带正电，故A错误；
B．因为试探电荷运动到B点时电势能最大，即点的电场强度为零，即
解得
故B错误；
C．由B分析可知，点的电场强度为零，则P、B之间的电场方向沿着x轴正方向，故C错误；
D．设试探电荷的质量为，则试探电荷在点时，根据牛顿第二定律
在点时，根据牛顿第二定律
联立，解得
故D正确
故选D。
6. 某型号农田喷灌机如图所示，喷口出水速度的大小和方向均可调节。该喷灌机的最大喷水速度，取重力加速度，，忽略喷头距离地面的高度及空气阻力。则下列判断正确的是（ ）
A. 当喷口出水速度方向与水平面夹角时，喷灌的射程最远
B. 喷灌的射程最远时，水在空中的运行时间为
C. 喷灌的射程最远为10m
D. 该喷灌机的最大喷灌面积为
【答案】C
【解析】
【详解】A．水流做斜抛运动，则有，
解得
可知，当喷口出水速度方向与水平面夹角时，喷灌的射程最远，故A错误；
B．结合上述可知，当喷口出水速度方向与水平面夹角时，喷灌的射程最远，此时水在空中的运行时间为
故B错误；
C．结合上述可知，喷灌的射程最远为
故C正确；
D．结合上述可知，该喷灌机的最大喷灌面积
结合上述解得
故D错误。
故选C。
7. 某简谐横波在时刻的波形图如图中实线所示，处质点的位移为，处的质点P位于平衡位置。时刻的波形图如图中虚线所示。已知该波的周期大于2s，则（ ）
A. 该波的波长为13m
B. 该波的波速为4m/s
C. 该波沿x轴负方向传播
D. 时刻，质点P的振动方向沿y轴负方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．设该简谐横波的波动方程为
将在时，代入可得
解得
则该简谐横波的波动方程为
将在t1=0时x=7m时，则有
可得
解得
故A错误；
BC．由题知，该波的周期大于2s，若该波沿x轴正方向传播，则该波在0.5s内向右传播的距离为，则波速度为
周期；
若该波沿x轴正方向传播，则该波在0.5s内向右传播的距离为，则波速度为
周期
故该波沿x轴正方向传播，波速为，周期为，故B正确，C错误；
D．因该波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法，可知时刻，质点P的振动方向沿y轴正方向，故D错误。
故选B。
8. 在足够大的水池底部水平放置细圆环状的发光体（忽略发光体的粗细），圆环的半径，发光体可以交替发出红绿两种颜色的光。已知水对红光的折射率，发光体到水面的距离，光在真空中传播速度。下列说法正确的是（ ）
A. 在水面上观察发光体到水面的距离大于
B. 无论发红光还是绿光，水面被照亮的区域均为圆环状
C. 发红光时，能从水面射出的光在水中传播的最长时间为
D. 发红光时，水面被照亮的区域面积为
【答案】D
【解析】
【详解】A．从灯带上发出红光射向水面时折射角大于入射角，射到人的眼睛中，由光的可逆性可知光线从发光体上方沿直线射到眼睛里，则观察到发光体的位置比实际位置偏高，即在水面上观察发光体到水面的距离小于，故A错误；
C．红光恰能射出水时，如图
根据全反射临界角有
根据几何关系有
光在水中的传播速度为
发红光时，能从水面射出的光在水中传播的最长时间为
解得s
故C错误；
BD．根据几何关系可知
发红光时，水面被照亮的区域面积为
解得，m=r
可知若为红光，则水面被照亮的区域均为圆形状，绿光折射率较大，则绿光照亮的区域均为圆环状，故D正确，B错误；
故选D。
二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在火星上，太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，半衰期是87.7年。下列说法正确的是（ ）
A. 发生衰变生成的新核中，中子数为142
B. 10000个经过175.4年后，还剩下2500个
C. 无论存在于化合物中，还是以单质的形式存在，半衰期都不变
D. 衰变过程发生了质量亏损，会吸收能量
【答案】AC
【解析】
【详解】A．发生衰变根据质量守恒和电荷数守恒可得，生成新原子核的质量数为234，电荷数为92，则中子数为142，故A正确；
B．半衰期的规律是一个统计规律，只针对大量的原子核才成立，对少数、个别原子核不成立，因此10000个经过175.4年后不确定还会剩余多少个，故B错误；
C．的半衰期跟核内部自身因素有关，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，故C正确；
D．衰变过程发生了质量亏损，会放出能量，故D错误。
故选AC。
10. 某风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100、面积为，不计线圈的电阻，磁体转动的角速度为。发电机产生的交变电流经过变压器升压后向远处输电，升压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线总电阻为8Ω，输电线上损失的功率为5kW，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 当磁场与线圈平行时，感应电动势为零B. 发电机输出电压的有效值为450V
C. 输电线上的电流为D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．当磁场与线圈平行时，线圈切割磁感线最快（垂直切割），此时感应电动势最大，故A错误；
B．发电机输出电压的最大值为
发电机输出电压的有效值为
故B正确；
C．输电线上损失的功率为
代入数据，解得
故C错误；
D．根据
可知，升压变压器的输出电压为
输电线上损失的电压为
则减压变压器的输入电压为
根据
解得降压变压器原、副线圈的匝数比为
故D正确。
故选BD。
11. 将一质量为m的物体放在地球赤道上时，该物体的重力为；将该物体放在地球的北极点时，该物体的重力为mg。地球可视为质量分布均匀的球体，地球的半径为R。已知引力常量为G，下列判断正确的是（ ）
A. 地球的质量为B. 地球的自转周期为
C. 地球的平均密度为D. 地球同步卫星的高度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．在地球北极点时，物体受到的重力与万有引力大小相等
解得
故A正确；
B．由于在地球赤道上该物体的重力为，则有
解得
故地球自转的周期为
故B错误；
C．地球的体积为
则地球的平均密度为
故C正确；
D．由于地球同步卫星围绕地球转动的周期等于地球自转的周期，故由万有引力定律可得
联立解得地球同步卫星的高度为
故D正确。
故选ACD
12. 如图所示，间距为L的平行光滑金属导轨水平固定，定值电阻大小为R，电容器的电容大小为C。质量为m的金属棒始终与导轨接触良好并保持垂直，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，金属导轨和金属棒的电阻均不计。开关S开始处于闭合状态，对金属棒施加水平向右的恒定拉力，使其从静止开始运动，经时间t金属棒达到最大速度，此时断开开关S，改变水平拉力大小，使金属棒保持速度匀速运动。整个过程中电容器始终未击穿，下列说法正确的是（ ）
A. 开关断开前水平拉力大小为
B. 开关断开前金属棒运动的位移为
C. 开关断开后，当外力的功率为定值电阻功率的3倍时，电容器两端的电压为
D. 从开关断开到外力功率为定值电阻功率的3倍时，外力做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．开关S闭合后，当外力与安培力相等时，金属棒的速度最大，则
由闭合电路欧姆定律
金属棒切割磁感线产生的感应电动势为
联立可得，恒定的外力为
故A正确；
B．开关断开前，金属棒达到最大速度过程，由动量定理
又
解得金属棒运动的位移大小
故B错误；
CD．开关闭合后，金属棒做匀速直线运动，当外力的功率为定值电阻功率的3倍时，设回路的电流为I，则
由平衡条件知，外力
联立，解得
金属棒产生的感应电动势
则电容器两端的电压
此时电容器所带的的电荷量即通过电源的电荷量，为
由功能关系知，外力做功
故C错误；D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题包括6小题，共60分。
13. “用双缝干涉测光的波长”的实验装置如图所示。
（1）下列说法中正确的是______
A. 滤光片应置于单缝与双缝之间
B. 保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变
C. 保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变大
（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，记下此时手轮上的示数，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第10条亮纹中心对齐，记下此时手轮上的示数。则两相邻亮条纹中心间的距离为______，已知双缝间距为d，测得双缝到屏的距离为L，则所测光的波长为______（用所给物理量的符号表示）。
【答案】（1）B （2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
A．滤光片应置于单缝的前面，故A错误；
BC．根据
可知保持双缝位置不变，减小单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变；保持双缝位置不变，减小双缝到屏的距离，干涉条纹间距变小；故B正确，C错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]两相邻亮条纹中心间的距离为
[2]根据
可得所测光的波长为
14. 欧姆表是用电流表改装而成的电学仪器。某欧姆表内部电路（部分）如图甲所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率。
改装所用器材如下：
A．电池（电动势，内阻）；
B．电流表G（满偏电流，内阻）；
C．定值电阻（阻值为2Ω）；
D．滑动变阻器（最大阻值为150Ω）；
E．定值电阻；
F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
（1）表笔A是______（填“红”或“黑”）表笔。
（2）虚线框内是改装电流表的电路图，已知，当使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，那么定值电阻______。
（3）当开关S拨向______（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”。
（4）该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为4.35V，内阻变大为3.6Ω，欧姆表仍可调零。某次开关接到“×10”，规范操作后测得一电阻的读数如图乙所示，则该电阻实际的阻值为______。
【答案】（1）红 （2）9
（3）b （4）145
【解析】
【小问1详解】
电流从红表笔流进，黑表笔流出，由图甲可知，表笔A是红表笔。
【小问2详解】
使用虚线框内P、Q两个端点时，对应电流表量程是0~0.3A，则
解得
【小问3详解】
由（2）可知，当S接a时，对应电流表量程是0～0.3A，则欧姆表内阻为
当S接b时，设满偏电流为，根据并联电路分流特点有
解得
则欧姆表内阻为
欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，即
所以当开关S拨向b，欧姆表的倍率是“×10”。
【小问4详解】
某次开关接到“×10”倍率时，电池的电动势变小为，内阻变大为，欧姆表调零后，欧姆表内阻为
如图乙所示，指针指示表盘的中央，被测电阻的阻值等于欧姆表的内阻，则该电阻实际的阻值为。
15. 如图所示，一个形状不规则而又不便装入液体的导热容器，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管接口以上的长度为l，内部横截面积为S。将厚度不计的活塞轻轻从玻璃管上端放入，静止时恰好到达接口处。已知大气压强为，环境温度为，重力加速度为g，活塞的质量为，封闭气体可视为理想气体，整个过程不漏气，活塞与玻璃管之间无摩擦。
（1）求容器内气体的压强和不规则容器的容积；
（2）若环境温度升高，活塞缓慢上升，静止时恰好到达开口处，求此时环境的温度。
【答案】（1），
（2）
【解析】
【小问1详解】
对活塞受力分析可知
容器内气体压强
设不规则容器体积为，压强为，放入活塞前气体的体积
放入活塞后气体的压强为，体积
根据玻意耳定律
解得
【小问2详解】
当环境升温后，活塞缓慢上升到玻璃管顶口处，气体压强不变，根据查理定律
解得
16. 如图甲所示，在水平地面上固定一倾角为的足够长的光滑斜面，质量的滑块静止在斜面底端挡板处（滑块与挡板不粘连）。现对滑块施加沿着斜面向上的拉力F，拉力F随时间t变化的规律如图乙所示。重力加速度，。（如果加速度a与时间t成正比，即，当初速度为0时，位移与时间的关系满足）求：
（1）6.5s时拉力F的瞬时功率；
（2）0~6.5s的时间内拉力F做的功。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，时，拉力
滑块开始做加速度增大的加速运动，时，根据牛顿第二定律可得
解得
可得时的速度为
之后滑块做匀加速直线运动，时的速度为
则6.5s时拉力F的瞬时功率为
【小问2详解】
在内，加速度表达式为
位移为
内的位移为
根据动能定理可得
解得拉力做功为
17. 如图所示，一水平传送带的左右两端均与水平地面平滑连接，左侧地面粗糙，右侧地面光滑，传送带两轮轴间的距离，传送带以的速度顺时针传动。质量m均为1kg的A、B两物块间有一压缩的轻弹簧（弹簧与两物块不连接），开始弹簧的压缩量，弹性势能。两物块与左侧地面和传送带间的动摩擦因数均为0.2。紧靠传送带右端地面上依次排放着三个完全相同的小球1、2、3，质量M均为2kg，相邻两小球间的距离d均为1m。现由静止同时释放A、B两物块，B脱离弹簧时恰好滑上传送带，此时开始计时。物块A、B和三个小球均在同一直线上，所有的碰撞为弹性碰撞，且碰撞时间忽略不计，物块和小球都可视为质点，取重力加速度。求：
（1）物块B滑上传送带时的速度大小；
（2）小球3开始运动的时间；
（3）物块B与传送带间由于摩擦产生的总热量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
对A、B和弹簧组成的系统根据动量守恒
根据能量守恒
联立，解得
【小问2详解】
因为
所以B在传送带上减速，假设B可以减速到与传送带共速，则设经过时间与传送带共速，根据牛顿第二定律
根据运动学公式有
联立，解得
减速的位移大小为
所以假设成立。则匀速位移大小为
匀速的时间为
物块B与小球1碰撞，根据动量守恒
根据动能守恒
解得，
因为小球1、2、3完全相同，所以小球1与小球2发生弹性碰撞后，交换速度，所以从小球1运动到小球3运动所需时间为
小球3开始运动的时间为
【小问3详解】
物块B第一次在传送带上相对传送带的路程为
物块B第一次与小球1碰撞后返回到传送带上，与传动带作用后以相同的速度大小反向再次与小球1发生碰撞，物块B第二次在传送带上相对传送带的路程为
物块B与小球1第二次碰撞，根据动量守恒和能量守恒可得，
解得
物块B第三次在传送带上相对传送带的路程为
物块B与小球1第三次碰撞，根据动量守恒和能量守恒可得，
解得
物块B第四次在传送带上相对传送带的路程为
所以，物块B与传送带间由于摩擦产生的总热量为
18. 如图所示，以O为坐标原点建立坐标系，x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，z轴正方向垂直纸面向外（图中未画出），沿x轴正方向从左到右依次存在四个区域，区域之间的边界均平行于平面。Ⅰ区存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小；Ⅱ区存在沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小；Ⅲ区存在沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小；Ⅳ区存在沿y轴负方向的匀强电场和沿z轴负方向的匀强磁场，电场强度大小，磁感应强度大小，Ⅳ区足够宽。Ⅰ区右边界与x轴的交点为，轴上的A点到O点的距离。一个比荷的带电粒子从A点以速度、沿x轴正方向射入Ⅰ区，经点进入Ⅱ区时第一次穿过xOz平面，进入Ⅲ区时恰好第二次穿过平面，进入Ⅳ区时恰好第三次穿过平面，之后在Ⅳ区内继续运动。不计粒子所受重力。求：
（1）带电粒子进入Ⅱ区时的速度；
（2）带电粒子第二次穿过平面时的位置坐标；
（3）Ⅲ区的宽度d；
（4）带电粒子在Ⅳ区运动时距平面的最大距离和每次穿过xOz平面时距Ⅳ区左边界的距离。
【答案】（1）大小为，方向与x轴正方向成角
（2）
（3）
（4）；（n=1，2，3……）
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在Ⅰ区中做类平抛运动，根据动能定理有
求得
设速度方向与x轴正方向夹角为，则
即
【小问2详解】
粒子进入Ⅱ区后，粒子速度方向与磁场方向不垂直，所以粒子做螺旋线运动，一边沿x轴正方向以速度做匀速直线运动，一边在垂直于x轴的平面内以速度做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有
求得
粒子进入Ⅱ区后转过半周第二次穿过xOz平面，所经历的时间为
粒子第二次穿过xOz平面时的x坐标为
y坐标为0
z坐标为
即粒子第二次穿过xOz平面时的坐标为
【小问3详解】
粒子进入Ⅲ区时速度大小仍为，方向与平面平行、偏向y轴正方向且与x轴正方向成，粒子在Ⅲ区匀速圆周运动过程有
得
Ⅲ区的宽度
【小问4详解】
粒子进入Ⅳ区时速度大小仍为，方向与平面平行偏向y轴负方向夹角且与x轴正方向成，粒子进入Ⅳ区后，受到沿y轴负方向的电场力，将速度分解为水平向右的分速度，使带电粒子受到竖直向上的洛伦兹力与电场力平衡，即
解得
由运动的合成分解得另一分速度大小为，方向与y轴负方向夹角为偏向x轴负方向。带电粒子以在竖直平面内做匀速圆周运动有
解得
带电粒子在Ⅳ区运动时距xOz平面的最大距离
带电粒子在Ⅳ区运动时沿y轴正方向穿过xOz平面时的时间
在此过程中沿x轴正方向运动的距离（n=0，1，2，3……）
带电粒子在Ⅳ区运动时沿方向穿过xOz平面时的时间
在此过程中沿x轴正方向运动的距离（n=1，2，3……）