海南省海中、文中、海口一中、嘉中2024-2025学年高三下学期3月联考物理试卷（解析版）

这是一份海南省海中、文中、海口一中、嘉中2024-2025学年高三下学期3月联考物理试卷（解析版），共22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。
1. 据新闻报道， 我国科学家在江门地下700m的实验室捕捉到中微子v。中微子是最基本的粒子之一， 它几乎没有质量且不带电， 民间戏称为“幽灵粒子”。中微子与水中的发生核反应的方程式为，则x粒子为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知x粒子的电荷数为0，质量数为1，即x粒子为。
故选C。
2. 甲图为某小型发电机原理图，不计发电机线圈电阻，外接电阻，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（ ）
A. 电压表的示数为12V
B. 线圈产生的电动势的表达式为
C. 电阻R的热功率为48W
D. 若将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿
【答案】A
【解析】A．电压表的示数为电压的有效值
故A正确；
B．由图乙可知周期
则
线圈产生的电动势的表达式为
故B错误；
C．电阻R的热功率为
故C错误；
D．电容器的击穿电压是交变电压的最大值，将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器会被击穿，故D错误。
故选A。
3. 2024年8月4日在巴黎奥运会体操男子吊环决赛中，中国选手刘洋和邹敬园包揽冠亚军。如图甲所示是刘洋在比赛中的“十字支撑”动作。要完成该动作，运动员先双手向下撑住吊环，此时两根等长的吊绳沿竖直方向，然后双臂缓慢张开身体下移，如图乙所示。若吊环的两根绳的拉力大小均为，它们的合力大小为F，则在运动员双臂张开两手距离增大的过程中（ ）
A. 增大，F不变B. 不变，F增大
C. 减小，F不变D. 增大，F增大
【答案】A
【解析】对运动员受力分析，受到两根绳的拉力和重力，两根绳拉力的合力F与重力等大反向，所以
设两根绳的夹角为，则
在运动员双臂张开两手间距增大的过程中，增大，减小，而不变，所以增大。故选A。
4. 一定质量的理想气体从状态a开始分别变化到状态b和状态c，气体的p-T图像如图所示。已知气体在a状态时的体积为1L。下列说法正确的是（ ）
A. 状态b气体分子的平均动能小于状态c气体分子的平均动能
B. a到c过程，单位体积内的气体分子数减少，单位时间内撞击到单位面积器壁上的气体分子数减少
C. 气体在c状态时的体积为0.5L
D. a到c过程，气体向外界放出热量
【答案】B
【解析】A．温度是分子平均动能的标志 ，图像可知状态b、状态c温度相等 ，所以状态b和状态c气体分子的平均动能相等，故A错误；
B．图像可知a到c过程，压强p不变，温度T升高，则体积V增大 。单位体积内的气体分子数减少；又因为压强不变，温度升高，分子平均动能增大，根据压强的微观解释，单位时间内撞击到单位面积器壁上的气体分子数减少，故B正确；
C．a到c过程，压强p不变，根据盖-吕萨克定律有
可得气体在c状态时的体积
故C错误；
D．a到c过程，温度升高，气体内能增加，体积V增大，气体对外做功，根据热力学第一定律
可知，气体从外界吸收热量，故D错误。
故选B。
5. 质量为m的某国产新能源汽车在平直道路上以恒定功率P由静止启动，经过时间t达到最大速度，汽车在行驶时所受阻力恒为f，该过程中（ ）
A. 汽车做匀加速直线运动B. 汽车达到的最大速率为
C. 汽车的平均速率为D. 汽车行驶的距离为
【答案】D
【解析】A．对汽车，由牛顿第二定律可得
因为
可知功率不变时，随着速度增大，减小，合力减小，加速度减小，故A错误；
B．速度最大时，汽车加速度为0，此时牵引力等于阻力，即
得最大速度
故B错误；
C．若汽车做匀加速运动，则汽车的平均速率为
但汽车做的是加速度减小的加速运动，故平均速率不等于，故C错误；
D．对汽车，由动能定理有
联立解得汽车行驶的距离为
故D正确。
故选D。
6. 利用全反射棱镜可以方便地获取指纹图像而制成指纹锁。如图所示，在棱镜的两个直角边外侧分别放置照明光源和摄像孔，当手指按在斜边的折射面上时，指纹的突出部分因与棱镜的折射面紧密接触而破坏了全反射条件，因而相应位置的反射光较弱，而指纹的凹槽部分因其未与折射面接触而反射光线强，从而在摄像机所在位置可以清楚地摄得折射面上明暗相间的指纹图像。光在真空中的传播速度为c。关于全反射棱镜，下列说法正确的是（ ）
A. 能形成明暗相间的指纹图像是因为光的干涉
B. 光在棱镜中的传播速度可能为0.75c
C. 制作棱镜材料的折射率应不小于
D. 棱镜截面可以是一个顶角为的直角三角形
【答案】C
【解析】A．能形成明暗相间的指纹图像是因为指纹的突出部分与棱镜折射面紧密接触破坏全反射条件，反射光弱；凹槽部分未接触，反射光强，这是基于全反射原理，而非光的干涉，故A错误；
BC．题图中光路可知，该棱镜为等腰直线三角形，若恰好在斜面发生全发射，则有
解得折射率
则光在棱镜中的传播速度
题意知棱镜得全反射临界角小于等于，则棱镜对光的折射率大于等于，则光在棱镜中的传播速度小于等于
故B错误，C正确；
D．若棱镜截面顶角为，几何关系可知光在棱镜斜面上的入射角与反射角均为，则光线在直角边的入射角为，大于了棱镜的临界角，将发生全发射，光不能从棱镜直角边射出，则收集不到指纹，故D错误。
故选C。
7. 采用如图甲所示电路来研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射同一光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 若直流电源左端为正极，将滑动变阻器滑片P向右滑动，则电流表示数一定增大
B. 若直流电源右端为正极，电流表示数可能为零
C. 用a光照射时比用b光照射时，所获得的光电子最大初动能大
D. a光照射时的遏止电压大于b光照射时的遏止电压
【答案】B
【解析】A．若直流电源左端为正极，光电管两端是正向电压，将滑动变阻器滑片P向右滑动，正向电压增大，若电流达到饱和电流后不再增大，故A错误；
B．若直流电源右端为正极，光电管两端是反向电压，将滑动变阻器滑片P向右滑动，反向电压增大，达到遏止电压后电流表示数是零，故B正确；
CD．根据可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，其对应的遏止电压越大，所以a光的频率比b光的小，用a光照射时，遏止电压小于b光照射时的遏止电压，获得的光电子最大初动能较小，故CD错误。
故选B。
8. 如图所示，边长为L的正四面体ABCD的中心为O，A、B两点分别固定等量异种点电荷-q、+q，设无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A. C、D两点电场强度大小相等，方向不同
B. O点场强大小为
C. 电子在C点的电势能比在D点的电势能小
D. 将位于A点的-q电荷移到C点，D点的电势不变
【答案】D
【解析】A． A、B两点分别固定等量异种点电荷-q、+q，根据几何关系可知C、D两点位于A、B两点连线的中垂面上，根据等量异种点电荷中垂线电场分布特点可知，C、D两点电场强度大小相等，方向相同，故A错误；
B．正四面体的高为
设，根据几何关系可得
解得
A、B两点的点电荷在O点产生的场强大小均为
设、与的夹角为，则
则O点场强大小为
故B错误；
C．C、D两点位于A、B两点连线的中垂面上，因为等量异种点电荷连线的中垂面为等势面，所以C、D两点的电势相同，则电子在C点的电势能等于在D点的电势能，故C错误；
D．将位于A点的-q电荷移到C点，由于D、A两点距离与D、C两点距离相等，所以D点的电势不变，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分）
9. 6G通信技术有望在未来引领新的通信变革，相较于5G，它有着更卓越的性能提升。已知5G网络通信技术采用3.3GHz-5GHz频段的电磁波，而6G网络预计将使用太赫兹频段的电磁波。以下关于5G和6G的说法正确的是（ ）
A. 6G信号是横波，5G信号是纵波
B. 6G信号的光子能量比5G信号的光子能量大
C. 相同情况下6G信号衍射现象比5G信号衍射现象更明显
D. 6G信号和5G信号相遇不会发生干涉现象
【答案】BD
【解析】A．5G信号和6G信号都是横波，选项A错误；
B．根据可知，6G信号的光子能量比5G信号的频率更大，则光子能量大，选项B正确；
C．6G信号比5G信号的波长短，则相同情况下6G信号衍射现象比5G信号衍射现象更不明显，选项C错误；
D．6G信号和5G信号频率不同，则相遇不会发生干涉现象，选项D正确。
故选BD。
10. 某高层住宅楼层高为3m，小明从一楼乘电梯回家，用智能手机记录了电梯运行的速度随时间变化关系，如图所示。取竖直向上为正方向，根据图像可知（ ）
A. 2s末电梯速度方向与8s末速度方向相反
B. 2s末电梯加速度方向与8s末加速度方向相反
C. 0~3s内，小明处于超重状态
D. 小明家所在楼层为14层
【答案】BC
【解析】A．电梯在10s内一直向上运动，可知2s末电梯速度方向与8s末速度方向相同，选项A错误；
B．图像的斜率等于加速度，可知2s末电梯加速度方向与8s末加速度方向相反，选项B正确；
C．0~3s内，小明加速度向上，处于超重状态，选项C正确；
D．图像的面积等于位移可知，电梯向上运动的位移
小明家所在楼层为8层，选项D错误。
故选BC。
11. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻波传播到处的M点，波形如图1所示；图2是处质点N的振动图像，Q是位于处的质点。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的传播速度是1m/s
B. 该简谐横波的起振方向为y轴正方向
C. 时质点Q首次到达波谷位置
D. 从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为50cm
【答案】AD
【解析】A．由图1可知波长
由图2可知周期
所以这列波的传播速度是
故A正确；
B．由图1可知质点M的起振方向是y轴负方向，所以该简谐横波的起振方向为y轴负方向，故B错误；
C．波从M传播到Q的时间
时质点Q振动的时间
时质点Q首次到达波峰位置，故C错误；
D．从开始计时到波刚传到Q点用时
从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，且，电容器的电容为C，灯泡电阻也为且保持不变，电表均为理想电表。闭合开关S，电流稳定时，灯泡正常发光，电压表示数为U，电流表示数为I，向右调节滑动变阻器滑片P到特定位置，待电路稳定，该过程电压表示数的变化量为，电流表示数的变化量为，则（ ）
A.
B. 电压表、电流表示数均变大，灯泡变亮
C. 通过的电荷量为
D. 电源的输出功率减小，总功率增大
【答案】C
【解析】A．由电路图可知
故A错误；
B．滑动变阻器滑片P向右滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得电流表示数增大，灯泡变亮，电源内压增大，则路端电压减小，故B错误；
C．通过的电荷量为
故C正确；
D．电源的输出功率
当时电源输出功率最大，由于，滑动变阻器接入电路中的电阻减小时，电源的外阻依然大于内阻，但更接近内阻，电源的输出功率增大；电源的总功率，增大，故D错误。
故选C。
13. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的宽度均为d，电场强度为E，方向水平向右；磁感应强度为，方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直，粒子在电场、磁场交界处只受磁场力的作用。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动。不计粒子重力及运动时的电磁辐射，不考虑相对论效应。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在第1层磁场中运动的时间为
B. 粒子无法进入第5层磁场
C. 粒子运动的最大速度为
D. 若粒子恰好不能从第n层磁场右边界穿出，换成比荷较大的其它带正电粒子也无法从第n层磁场右边界穿出
【答案】ABD
【解析】A．粒子在第一个电场中被加速
进入第一个磁场时
解得
可知
粒子在第1层磁场中运动的时间为
选项A正确；
B．粒子在磁场中所示洛伦兹力不做功，运动到第n层磁场时，则有：
设粒子在进入第n层磁场时，速度方向与水平方向的夹角为αn，从第n层磁场射出时，速度方向与水平方向的夹角为θn，局部轨迹图如下图所示：
由于粒子穿过电场的过程，垂直于电场方向分速度不变，因此有：vn-1sinθn-1=vnsinαn
同时由几何关系得：rnsinθn-rnsinαn=d
联立可得：
由等差数列的知识，可得到关系式：
由几何关系可得粒子在第一层磁场偏转时有：r1sinθ1=d
可得：rnsinθn=nd
联立解得：
令θn=90°，则有：sinθn=1，即：
解得：
代入
可得：n=4
说明粒子穿过第四层磁场时速度方向恰好沿边界竖直向上，粒子无法进入第5层磁场，选项B正确；
C．根据
当n=4时粒子速度最大，可知粒子运动的最大速度为
选项C错误；
D．若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，则θn=90°，sinθn=1
在其他条件不变的情况下，换用比荷更大的粒子，设其比荷为，假设能穿出第n层磁场右侧边界，粒子穿出时速度方向与水平方向的夹角为θn'，由于，则导致sinθn'＞1，说明θn'不存在，即原假设不成立。所以比荷较该粒子大的粒子不能穿出该层磁场右侧边界，故D正确。
故选ABD
三、实验题（其中14题10分，15题10分，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处）
14. 某学习小组进行“用油膜法估测分子大小”的实验。
（1）该实验中，将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是_______。
A. 等效替代法B. 理想模型法C. 控制变量法D. 比值定义法
（2）在实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积百分比为A，N滴溶液的总体积为V。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为x。用以上字母表示油酸分子的半径约为_______。
【答案】（1）B （2）
【解析】【小问1详解】
在这个实验中，将油酸分子看成球形，且认为它们紧密排布形成单分子油膜，把油酸分子简化成了一个理想的球形模型，用单分子油膜厚度来等效油酸分子直径，采用的就是理想模型法。
故选B。
【小问2详解】
题意可知一滴溶液所含纯油酸体积为
每一滴所形成的油膜的面积为
所以油膜的厚度，即为油酸分子的直径为
15. 某同学用如图甲所示装置测量滑块与水平桌面间的动摩擦因数，重力加速度g取。
（1）在砂桶中放入适量细砂，接通电源，由静止释放滑块，打出一条纸带。从比较清晰的点迹起，每5个点取1个计数点，在纸带上连续标出5个计数点A、B、C、D、E，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。电源频率为50Hz，则滑块运动的加速度_______（结果保留1位小数）
（2）实验中多次改变砂桶中细砂的质量，重复实验，测得多组力传感器示数F及对应的滑块运动的加速度a，以a为纵坐标、F为横坐标描点得到如图丙所示的a-F图像。由图中数据可知，滑块和动滑轮的总质量为_______，滑块与桌面间的动摩擦因数_______。
【答案】（1）1.0 （2）2 0.04
【解析】【小问1详解】
每5个点取1个计数点，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得加速度为
小问2详解】
[1][2]以滑块和动滑轮为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
由图丙可得，
解得，
16. 某实验小组使用某个多用电表测量电学中的物理量，并探究欧姆表的原理。
（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“”挡，经欧姆调零后进行测量，指针指在如图甲所示的位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡_______挡（选填“”或“”）；
（2）该小组进一步探究欧姆表的原理，设计了如图乙所示的电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“×1”和“×10”的两种倍率，可用器材如下：
A.干电池（电动势，内阻不计）；
B．电流表G（满偏电流，内阻）；
C．定值电阻（阻值为5.0Ω）；
D．滑动变阻器（最大阻值为150Ω）；
E．定值电阻（阻值为1.0Ω）、（阻值未知）；
F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干
虚线框内是双量程电流表，已知当S接a时，对应电流表量程是0~0.1A；
①．定值电阻_______Ω；
②．测电阻时，B表笔应是_______（填“红”或“黑”）表笔。
③．当开关S拨向_______（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×10”
④．使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.45V、内阻增大到3Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为150Ω，则这个电阻的实际阻值应为_______Ω。
【答案】（1）
（2）9 黑 a 145
【解析】【小问1详解】
使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“”挡，经欧姆调零后进行测量，指针指在如图甲所示的位置，即指针偏角过大，倍率档选择过大，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡挡；
【小问2详解】
①．[1]由电路可知
解得定值电阻；
②．[2]测电阻时，B表笔接内部电源的正极，可知应是黑表笔。
③．[3]当开关S拨向a时，电流表量程较大，根据
则欧姆表内阻较小，即欧姆表的倍率是“×10”。
④．[4]电池没有老化时，满偏电流Im=0.1A，当读数为150Ω时对应的电流为I，可知，
电池老化时，指针对应的电流仍为I，，
解得
四、计算题（本题共3小题，第16题8分，第17题12分，第18题16分，共36分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
17. 2024年5月3日，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，进入地月转移轨道，6月2日，嫦娥六号探测器组合体成功着陆月背预选着陆区，并从月背上采集月壤，为我国研究月球做出巨大的贡献。假设嫦娥六号在月球表面做如下实验，在距离月球表面高度为h的位置将一小球以初速度为水平抛出（不计阻力），实验测量落点离抛出点水平距离为x。将月球视为质量分布均匀且不考虑自转的球体，月球半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）月球表面的重力加速度g的大小及月球质量M；
（2）月球第一宇宙速度ν。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
根据平抛运动规律有
联立解得
由黄金代换式有
联立解得月球质量
【小问2详解】
第一宇宙速度是卫星在星球表面附近做匀速圆周运动的速度，此时万有引力提供向心力，在星球表面重力等于万有引力，则有
联立解得
18. 某轨道模型如图所示，AB为光滑弧形轨道，在B处与光滑水平轨道BC平滑相接。CDE为半径的光滑圆形光滑轨道，C、E略微错开，圆形轨道在E处与光滑水平轨道EF平滑相接，轨道EF末端F处放置一长度，质量的木板。质量可视为质点的滑块从距水平轨道高h处静止释放。已知滑块与木板间的动摩擦因数为，滑块在通过各连接处时均无能量损失。重力加速度，求：
（1）滑块静止释放高度，滑块在通过圆轨道最高点D时对轨道的压力大小；
（2）滑块始终不脱离轨道前提下，讨论h不同时滑块与木板摩擦所产生的热量Q与滑块静止释放高度h的关系。
【答案】（1）0.6N
（2）见解析
【解析】【小问1详解】
滑块从A点静止释放到D点，根据机械能守恒定律
在D点根据牛顿第二定律
联立解得
根据牛顿第三定律，滑块在通过圆轨道最高点D时对轨道的压力大小
【小问2详解】
滑块恰好通过圆轨道最高点D时，在D点由重力提供向心力
解得
从A点到D点，由机械能守恒定律
解得
当时，滑块不会脱离轨道，且滑块不会滑上木板，此时热量为
当时，滑块能通过D点，从A点到木板上停止，设x为滑块在木板滑行的距离，根据能量守恒定律
若滑块恰好滑到木板右端，设滑块滑上木板速度为，共同速度为，由动量守恒
再由能量守恒
联立解得
从A点到F点，由机械能守恒
解得
当时，根据
由动量守恒
再由能量守恒
联立可得滑块在木板上滑行热量为
当时，滑块从木板右端滑落，热量为
19. 如图所示，一质量为、电阻，边长为的正方形单匝线框abcd放在平板小车上，线框abcd的ab边刚好与小车左端对齐，小车上表面与水平台AC等高，小车长度，小车和线框一起以速度向右匀速运动。当小车与水平台左侧碰撞后立即停止运动，线框abcd继续向右运动进入水平台。AB间距离为。在离台面高度为空间上方（以虚线NQ为边界），有一匀强磁场区域MNQP，区域内磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为。当线框abcd的cd边刚到达虚线MA时，给线框施加一个水平外力F，使线框匀速进入匀强磁场区域MNQP，当线框abcd的ab边刚到达虚线MA时，撤去外力F。已知线框与小车和水平面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为。求：
（1）线框abcd进入磁场区域MNQP的过程中，线框abcd中的电流大小；
（2）外力F做功的大小；
（3）已知水平台BC区光滑，在虚线PB右侧存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小随距离均匀增强的磁场。紧靠虚线PB竖直放置一个边长，质量、匝数匝、电阻的正方形线框efhj。在线框左边界ef处的磁感应强度大小为，线框右边界hj处的磁感应强度。线框abcd的cd边运动到虚线PB时，与静止的线框efhj发生弹性碰撞，线框abcd与线框efhj碰撞后，直到两线框都静止时，求线框abcd的cd边与线框efhj的ef边间的距离大小。
【答案】（1）1A （2）2.08
（3）1.72m
【解析】【小问1详解】
线框和小车一起向右以匀速运动
当小车与水平台相撞后小车立即停止运动，此后滑块将向右减速运动
设滑块运动到磁场时的速度为v，根据牛顿第二定律
则线框进入磁场后cd边部分切割磁感线，则
回路电流
解得
【小问2详解】
线框cd边刚进入磁场时，在外力F作用下做匀速运动，则
因为线框匀速运动，则外力F为恒力，所以外力F做的功
解得
【小问3详解】
线框abcd的cd边恰好运动到PB边界时的速度为
则
解得
线框abcd与线框efhi发生弹性碰撞。则
解得，
①对线框abcd分析
解得
②对线框efhi分析
磁场
当时，
故
则线框切割磁感线产生的电动势为
电流
联立得
由动量定理得
解得
所以最终停下来cd与ef的间距为