2025届广东省广州市高三下学期练习卷5物理试卷（解析版）

这是一份2025届广东省广州市高三下学期练习卷5物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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）
1．两间距为的光滑导轨水平放置于的竖直向下匀强磁场中。导轨左端接一单刀双掷开关，一电容为的电容器与定值电阻分别接在1和2两条支路上，其俯视图如图。导轨上有一质量为的金属棒与导轨垂直放置。将开关S接1，时刻起，金属棒ab在的恒力作用下由静止开始向右运动，经过时间t，ab的位移大小为。忽略导轨和导体棒的所有电阻，电容器耐压值很大，不会被击穿。下列说法正确的是（ ）
A．ab棒做加速度逐渐减小的加速运动
B．
C．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒做匀减速运动
D．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，R上消耗的焦耳热为8J
2．已知直导线在某点产生磁场的磁感应强度大小与流经导线的电流大小成正比。如图所示，一通有电流为、长为的直导线折成边长相等、夹角为的“”形，将其置于与其所在平面相垂直的磁感应强度大小为的匀强磁场中，平面上点到“”形导线两边的距离相等且该点处的磁感应强度大小为。现仅将导线中的电流反向，则点的磁感应强度大小为（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示为一简易发电机与理想变压器原线圈相接的简化图，发电机转子为电阻、面积的100匝矩形导线框，导线框在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动周期为0.02s。理想变压器原、副线圈匝数比，定值电阻，R是滑动变阻器（阻值变化范围为），电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A．增加发电机转速，电压表示数不变 B．时，理想变压器的输出功率最大
C．理想变压器的最大输出功率为
D．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为1.20A
4．如图甲所示，健身运动员抖动绳子时形成简谐横波，图乙为简化过程。在图乙中，简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在0~2s内运动的路程为9。则关于图乙，下列说法正确的是（ ）
A．简谐横波的波长为6m
B．到时间内，健身运动员的手完成13次全振动
C．简谐横波沿x轴负方向传播
D．简谐横波的传播速度为8
5．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处的冲击力
D．空中水的质量
6．如图甲所示，水平面与竖直面内的半圆形导轨在点平滑相接，各处摩擦因数相同，为半圆形导轨的中点。一质量为的物体（可视为质点）将弹簧压缩到A点后由静止释放，在弹力作用下获得向右的速度后脱离弹簧，从点进入半圆形导轨，物体沿半圆形导轨从运动到过程中速度平方与其上升高度的关系如图乙所示，重力加速度，则（ ）
A．弹簧压缩到A点时弹簧的弹性势能为
B．物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为
C．物体从运动到的过程中，合力对物体做的功为
D．物体从运动到的过程中，物体的机械能减少值
7．某行星的两卫星A、B绕以该行星为焦点的椭圆轨道运行，A、B受到该行星的引力随时间的变化如图所示，其中，卫星A、B与行星的距离分别为rA、rB，假设卫星A、B只受到行星的引力。下列叙述正确的是（ ）
A．A与B的绕行周期之比为
B．rA的最大值与rB的最小值之比为2∶1
C．rB的最小值与rA的最小值之比为2∶3
D．卫星A与卫星B的质量之比为32∶81
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．受2011年发生的大地震及海啸影响，日本福岛第一核电站1至3号机组堆芯熔毁，事故发生后，东京电力公司持续向1至3号机组安全壳内注水以冷却堆芯并回收污水，截至2021年3月，已储存了125万吨核污水，且每天新增140吨。2023年8月24日13时03分日本福岛第一核电站启动核污染水排海，2024年11月4日，日本福岛核电站第10次核污染水排放结束，目前累计的核污染水排放量已达7.83万吨。核污染水含高达64种放射性元素，其中氚衰变过程中产生的电离辐射可损害，是致癌的高危因素之一，半衰期为12.5年。其衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中，，
B．的比结合能大于的比结合能
C．秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度不变
D．经过25年，氚将全部衰变结束
9．如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃之间形成一个劈形空气薄膜。当某单色光从上方入射后，从上往下看，可观察到如图乙所示的等间距干涉条纹。下列说法正确的是（ ）

A．同一条纹所在位置下面的薄膜厚度不同
B．相邻的明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差相同
C．若用波长更长的单色光入射，干涉条纹会变疏
D．若抽去一张纸，干涉条纹会变密
10．如图所示，一竖直轨道由圆弧轨道AB、圆周轨道BECF、圆弧轨道BD组成，其中BEC半圆轨道粗糙，其他部分光滑，一质量可视为质点的小滑块从高处的位置A静止下滑，通过光滑圆弧轨道AB，经圆周轨道BECF后进入圆弧轨道BD，到达高度的D时速度刚好为0，已知重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．滑块第一次经过半圆轨道BEC过程中，克服摩擦力做的功为20J
B．滑块第一次经过位置C时对轨道的压力大小为10N
C．滑块可以两次经过半圆轨道BEC的最高位置C
D．滑块第一次回到轨道AB的高度为
三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答）
11．新春佳节将至，市民聚会活动增加，“喝酒不开车”应成为基本行为准则。如图甲所示为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学利用该酒精气体传感器及以下器材设计一款酒精检测仪。
A．干电池组（电动势E为3.0 V，内阻r为1.3 Ω）；
B．电压表V（满偏电压为0.6 V，内阻为80.0 Ω）
C．电阻箱R1（最大阻值9999.9 Ω）
D．电阻箱R2（最大阻值9999.9 Ω）
E．开关及导线若干
(1)该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱R1串联改装成量程为3 V的电压表，则应将电阻箱R1的阻值调为 Ω；
(2)该同学将酒精气体浓度为零的位置标注在原电压表表盘上0.4 V处，则应将电阻箱R2的阻值调为 Ω；
(3)已知酒精气体浓度在0.2 ~ 0.8 mg/mL之间属于饮酒驾驶，酒精气体浓度达到或超过0.8 mg/mL属于醉酒驾驶。在完成步骤（2）后，某次模拟测试酒精浓度时，电压表指针如图丁所示，则该次测试酒精气体浓度在 （选填“酒驾”或“醉驾”范围内）；
(4)使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
12．某实验小组利用如图1所示的实验装置测量当地重力加速度。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的总质量，槽码和挂钩的总质量。实验时，将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上。滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间和，以及这两次开始遮光的时间间隔，用游标卡尺测出遮光条宽度，计算出滑块经过两光电门速度的变化量。
(1)游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，其宽度 mm。
(2)打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时内保持静止，其目的是 。
(3)多次改变光电门2的位置进行测量，得到和的数据如下表所示请根据表中数据，在方格纸上作出图线。
(4)根据（3）中图像，可知当地的重力加速度为 （结果保留3位有效数字）。
13．如图所示是一种球形装饰品，A为一个半径为2R体积不变的透明密封的塑料球壳，B为一个气球（可看做球形），假设气球内外压强差与其半径的关系为，r为球的半径，k为常数（已知），C为一个可自由关闭的细充气管。起初气球未被吹起，其体积可忽略不计，A内空气压强为p0。已知A、B球均导热良好。
(1)现通过C向B球内充入压强为p0的空气，当B球半径为R时，求需要充入空气的体积。
(2)满足（1）条件时，因为某种原因B气球破裂，求稳定后A球内空气的压强。
14．如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管ADB固定在竖直平面内。圆管围成的圆的圆心为，内外管的间距远小于圆管半径，D点为圆管的最低点，A、B两点关于坐标原点O对称地分布在x轴上，B点坐标为。在x轴上方和下方均存在范围足够大的电场强度相等的匀强电场；x轴上方的电场水平向右，x轴下方的电场竖直向下。坐标原点O正上方有一坐标为的点P，在P处无初速释放一质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为质点）。经过一段时间，小球恰好从B点切线处无碰撞地进入圆管内，并继续运动。重力加速度用g表示。
(1)求小球从P点运动到B点的时间；
(2)求小球经过D点时圆管对小球支持力N的大小；
(3)小球从管口A离开后，经过一段时间运动到x轴上的M点（图中未标出M点），求M点的横坐标。
15．如图所示，粗糙水平面上有一长方体箱子，箱子内部固定有光滑斜面，斜面倾角，箱子右边固定有竖直挡板。现用水平恒力推动箱子使其由静止开始向右做匀加速直线运动，此时斜面上的小球P（可视为质点）与斜面保持相对静止。已知整个装置（包括箱子、斜面和小球）的质量，箱子与水平面间的动摩擦因数，P离箱底的高度，斜面底端与箱子底部右端相距，不计空气阻力。（，）
(1)求此时箱子的加速度大小和水平恒力的大小；
(2)现保持（1）中不变，设箱子与挡板碰撞后速度立即变为0且此后保持静止，而小球P则可能会与斜面、箱子底部或箱子右壁发生碰撞。将P自飞出到第一次发生碰撞的时间记为，P飞出后直接撞到箱子右壁时的速度大小记为，箱子右壁与挡板间的距离记为。
①当取多大时，有最小值，并求出该最小值；②通过分析计算，写出与间的函数关系。
【参考答案】
1．D【详解】A．ab棒由牛顿第二定律得
又，，得则
做匀加速直线运动，故A错误；
B．根据得，故B错误；
C．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2，导体棒受到的安培力与 v成正比，故加速度越来越小，故 C错误；
D．在t时刻撤去拉力F，并将开关拨向2， R上消耗的焦耳热为导体棒的动能转化而来，故
故 D正确。故选D。
2．A
【详解】根据安培定则，通电导线在点的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相反。点处的磁感应强度大小为，可知通电导线在点的磁感应强度大小为；将导线中的电流反向，则通电导线在点的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相同，点的磁感应强度大小为故选A。
3．B
【详解】A．根据题意匝数N=100，线框面积S=20cm2，磁感应强度，角速度
设原、副线圈电流有效值分别为，根据交变电流电动势有效值
转速增加，角速度增大，则电动势有效值变大，原线圈有效电流变大，根据电流与匝数关系，可得副线圈电流故增大，则副线圈电阻电压增大，故电压表示数变大，故A错误；
B．将原线圈匝数部分等效为一个电阻，则根据能量守恒有
因为整理得
则理想变压器的输出功率最大时，有
代入题中数据，解得故B正确；
C．以上分析可知，理想变压器的输出功率最大时，等效电阻等于内阻r，故最大输出功率为
代入题中数据，解得故C错误；
D．理想变压器的输出功率最大时，原线圈电流
则副线圈电流故D错误。故选 A。
4．B
【详解】A．由图可知简谐横波的波长为12m，故A错误；
B．由题意，处的质点在的时间内通过的路程为9cm，简谐横波的振幅为，简谐横波上的质点每个周期运动的路程为8cm，根据解得
故处的质点在2s内运动时间为解得由于
所以到时间内，健身运动员的手完成13次全振动，故B正确；
C．时刻处的质点位移为负值，由于，则结合题图可知时刻处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向的关系可知，该波的传播方向沿x轴正方向，故C错误；
D．简谐横波的传播速度为故D错误。故选B。
5．D
【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。
6．D
【详解】A．从图乙可以看出，物体到达点时的速度大小为
若水平面光滑，由能量守恒定律可知，弹簧压缩到A点时弹簧的弹性势能
由于轨道粗糙，故弹簧压缩到A点时弹性势能大于，故A错误；
B．从图乙可以看出，半圆轨道半径
到达点时的速度大小为
设运动到点时导轨对物体的弹力为，则由牛顿第二定律可得代入数据解得
由牛顿第三定律可知，物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为，故B错误；
C．由动能定理可得，物体从到过程中合外力做的功为故C错误；
D．由能量守恒定律可知，物体从到过程中减少的机械能为代入数据可解得
由于物体从到过程中速度一直减小，根据牛顿运动定律分析可知从到的过程中物体对半圆形导轨的压力逐渐减小，由摩擦力公式
可知，物体从到过程中所受的摩擦力大于从到过程中所受的摩擦力，由功能关系
可知，物体从到过程中克服摩擦力做的功大于从到过程中克服摩擦力做的功，由于整个过程中机械能减少了，故从到过程中机械能的减少量小于，故D正确。故选D。
7．D
【详解】A．由图可知卫星A、B的周期为；
故A与B的绕行周期之比为，A错误；
BCD．由图可知最小时，有最大时，有
由图可知最小时，有最大时，有
根据开普勒第三定律有联立解得；；
B错误，C错误，D正确。故选D。
8．ABC【详解】A．根据核反应方程中质量数和电荷数守恒。氚（）的质量数是3，电荷数是1；电子（）质量数是0，电荷数是-1；光子质量数和电荷数都是0。设，则电荷数
可得；质量数；可得；A正确；
B．氚发生衰变的过程中会释放能量，生成的比氚更稳定，比结合能越大的原子核越稳定，所以的比结合能大于的比结合能，B正确；
C．放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件（如温度、压强等）无关，所以秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度不变，C正确；
D．半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，经过 25 年，即经过 2 个半衰期，剩余氚的质量为原来的；并不是全部衰变结束，D错误。故选ABC。
9．BC
【详解】AB．根据薄膜干涉的特点可知，任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，A错误，B正确；
CD．光线在空气膜的上下表面上反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹．设空气膜顶角为处为两相邻明条纹，如图所示

由于下表面光线从光疏介质射向光密介质发生发射，存在半波损失，则两处光程差分别为，
即有设条纹间距为，由几何知识可得解得
若用波长更长的单色光入射，则增大，干涉条纹会变疏；若抽去一张纸，变小，减小，则增大，干涉条纹会变疏，C正确，D错误。故选BC。
10．AC
【详解】A．滑块第一次经过半圆轨道BEC过程中，设克服摩擦力做的功为，从A到D过程，由动能定理得
解得；A正确；
B．设圆周轨道达到允许的最大半径为R，滑块刚好通过最高点位置C，由重力提供向心力，此时，B错误；
C．滑块达到D点后，再次经过圆弧轨道BD、圆周轨道BFC返回到C点没有能量损失，滑块能通过最高点位置C，所以可以两次经过半圆轨道BEC的最高位置C，C正确；
D．由于滑块第一次回到轨道AB，再次经过粗糙的BEC半圆轨道，机械能有损失，所以沿BEC半圆轨道下滑平均速度比上滑平均速度小。下滑过程中滑块对轨道的平均压力变小，所受平均摩擦力变小，因此下滑过程中克服摩擦力做功小于，到达B点时小球的动能大于，滑块第一次滑回到轨道AB的高度为，D错误。
故选AC。
11．(1)320.0；(2)32.0；(3)醉驾；(4)偏大
【详解】（1）电压表V与电阻箱R1串联改装成量程为3 V的电压表，则有解得
（2）由电表改装可知改装后的电压表内阻为
由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该酒精气体传感器电阻
并联电阻为解得
电压表读数为0.4 V，则并联电压为
由串联分压原理可知解得
（3）电压表指针如图丁所示，并联电压为
由串联分压原理可知而
联立代入数据解得此时酒精气体传感器的电阻为
由图乙可知酒精气体浓度大于0.8 mg/mL，在醉驾范围内。
（4）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若在0.4 V处酒精浓度为0，则酒精气体传感器与改装后的电压表所并联的电阻也增大，酒精气体传感器的电阻也增大，而酒精气体传感器的电阻小于真实的电阻，即所测的酒精气体浓度比真实值偏大。
12．(1)；(2)检验气垫是否已调至水平；(3)见解析；(4)
【详解】（1）游标卡尺读数为
（2）滑块能在导轨上保持静止，说明了气垫已调至水平。
（3）根据表格中数据描点并用直线连接，如下图所示
（4）根据动量定理，对挂钩与槽码可由
对滑块（含遮光条）联立可得
则图像的斜率为由图像可知
联立得
13．(1)；(2)
【详解】（1）对A、B之间的气体分析，设B半径为R时B内气体压强为p2，A内气体压强为p1，由玻意耳定律得
由于；解得
依题意可知
则此时B内气体压强
由玻意耳定律得解得
（2）气球破了之后，两部分气体混合一起后压强为p3，有解得
14．(1)；(2)；(3)
【详解】（1）由于释放后的小球沿PB做初速为零的匀加速直线运动，则小球的合力方向必沿PB方向，根据分力与合力关系可知
根据牛顿第二定律，小球运动加速度
由几何关系可知PB之间距离为 ； ；由，得
（2）依题根据受力分析可知，电场力大小为；
圆的半径
小球由P到B由动能定理有解得
由B到D根据动能定理有
在D点圆管对小球的支持力为N，对小球受力分析有
代入数据解得
（3）根据功能关系可知小球在A点速度大小与B点速度大小相等
小球从管口B离开时，斜向左上，与水平方向夹角为，将小球的运动分解为沿y轴的类竖直上抛运动，则B到M时间为
小球沿x轴的匀加速直线运动且水平方向加速度
则小球在x轴上的位移为
小球在x轴上坐标
15．(1)，51N；(2)①，；②见解析
【详解】（1）对小球分析，根据牛顿第二定律有解得
对整体分析，根据牛顿第二定律有解得
（2）①根据速度—位移公式有；碰墙后，小球做平抛运动，根据速度的合成有
水平方向有；联立解得
易知，当，即时有最小值；解得，
假设当P恰落到点时，竖直方向有
水平方向有
上述最小值可以取到，故
②当P恰落到点时有
当，即时，有，解得
当，即时解得
当，即时，有0.721
0.790
0.854
0.913
0.968
1.38
1.52
1.64
1.75
1.86