2025届山东省十三校高三下学期4月联考物理试题（附答案解析）

这是一份2025届山东省十三校高三下学期4月联考物理试题（附答案解析），共23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
1．上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光分别照射金属材料甲、乙，得到遏止电压随频率变化的图像如图所示。已知金属甲、乙的逸出功分别为、；用同一种光分别照射金属甲、乙时，甲、乙逸出光电子的最大初动能分别为、，下列说法正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．一定质量的理想气体从状态开始，依次经状态、、再次回到状态的图像如图所示。已知由到和由到均为等温过程、由到和由到均为等容过程，下列说法正确的是（ ）
A．由到的过程中，气体对外界做功
B．由到的过程中，气体向外界放热
C．由到的过程中，气体内能保持不变
D．由到的过程中，气体内能不断增大
3．如图所示，水平固定直杆上套一滑块，用轻弹簧将小球连接在滑块上，小球保持静止。现对小球施加一水平向右的拉力，使弹簧的长度缓慢变为原来的2倍。已知滑块始终保持静止，则在小球缓慢移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球的位置不断升高
B．小球的位置始终与原位置等高
C．滑块受到直杆的支持力不断增大
D．滑块受到直杆的摩擦力保持不变
4．杭州宇树科技公司研发的人形机器人已能顺利完成侧空翻动作。某次调试过程中，质量为的机器人向上跳起并落回原地，跳起后其重心上升的最大高度为。不计空气阻力，则机器人在上升第1个与上升第3个过程中重力的平均功率之比为（ ）
A．B．
C．D．
5．华为推出搭载麒麟9000s芯片的手机，可通过地球同步轨道的“天通一号01”卫星实现全球通信。已知地球半径为，该卫星离地高度为，地球表面的重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．该卫星运行的速率比近地圆轨道卫星的速率大
B．该卫星运行的周期比近地圆轨道卫星的周期小
C．该卫星的向心加速度大小为
D．该卫星轨道与近地卫星圆轨道处的重力加速度大小之比为
6．如图所示，发电机线圈的直流电阻，理想变压器原线圈的匝数，定值电阻，电压表、电流表均为理想交流电表，不计导线电阻。闭合开关S，当发电机线圈以的转速匀速转动时，电压表、的示数分别为、。若将发电机转速变为原来的2倍，下列说法正确的是（ ）
A．变压器副线圈的匝数匝
B．电流表A的示数
C．变压器副线圈中的电流方向每秒改变100次
D．若从中性面开始计时，发电机电动势的瞬时表达式
7．如图所示，半径为的水平固定绝缘圆环上均匀分布着正电荷，点为圆环的圆心，点位于点正上方处。若从圆环上的点处取走长为的小圆弧，剩余电荷分布不变，则剩余电荷在点产生电场的电场强度与竖直向上方向夹角的正切值为（ ）
A．B．
C．D．
8．如图所示，套在光滑竖直杆上的轻弹簧与杆一起固定在水平地面上，弹簧的另一端与穿在杆上的小球相连，绕过定滑轮点的轻绳一端连接小球，另一端连接放在光滑固定斜面上的小滑块。初始时托住小滑块，使轻绳刚好伸直但恰好无拉力，之后由静止释放小滑块，小球从点沿杆向点运动。已知斜面的倾角为，小球的质量为，小滑块的质量为，长度为，与垂直。初始时轻绳与杆的夹角为，点左侧的轻绳与斜面平行，小球经过点时弹簧的弹力大小与初始时相等，重力加速度为，。在小球从点向上运动到点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球和小滑块组成的系统机械能守恒
B．弹簧的劲度系数为
C．在运动过程中小滑块的速度始终大于小球的速度
D．小球运动到点时的速度大小为
二、多选题
9．为检测两长方体工件、的上表面是否平行，检测人员将一块高精度的标准透明平板置于、上方，此时平板分别与、间形成了劈尖形空气薄层。当用单色光从平板上方向下照射时，可从平板上方观察到明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（ ）
A．条纹来自平板上、下表面反射光的干涉
B．条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光的干涉
C．若上方条纹比上方条纹间距宽，则上表面与平板间的夹角小
D．若上方条纹比上方条纹间距宽，则上表面与平板间的夹角大
10．激光雕刻时能在材料表面形成波动，可将其视为沿轴正方向传播的简谐横波。时的波形如图甲所示，图乙为某质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．质点平衡位置的坐标可能为
B．时，处质点的位移为0
C．时，处质点的速度沿轴正方向
D．处质点的振动方程为
11．在2024年巴黎奥运会中，我国运动员郑钦文获得女子网球单打冠军。决赛中某次回球时，球被斜向上击出，之后依次经过、、三点，如图所示。已知网球经过点时的速度大小为，方向与、连线的夹角为；经过点时的速度与、连线平行；经过点时的速度与、连线成、大小为。已知重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．网球由运动到的时间为
B．和的水平距离相等
C．与水平方向的夹角为
D．点到点的竖直高度为
12．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一边长为的正方形区域，内有两宽度相等、方向均垂直于水平面的匀强磁场I、II，其中I内的磁场竖直向下、磁感应强度大小为；II内的磁场竖直向上、磁感应强度大小为。置于桌面的正方形金属线框用粗细均匀的导体制成，其边长均为、总电阻为。现对线框施加一水平向右的拉力，使线框以速度匀速穿过两磁场，穿过磁场的过程中线框的边始终与磁场左边界平行。在线框穿过两磁场的过程中，下列关于线框、两点间的电势差、线框中的感应电流、线框受到的拉力以及安培力对线框冲量的大小随时间变化的关系图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
三、实验题
13．某小组用如图甲所示的装置探究了小滑块做圆周运动时，向心力与质量、转动半径、角速度大小之间的关系。直杆水平固定在竖直转轴上，一端套有小滑块，另一端竖直固定一挡光条，在水平直杆上固定一力传感器，用轻绳将滑块与力传感器水平相连，竖直转轴由电动机带动匀速旋转。
该小组利用实验所测数据，描点作出两条力传感器示数与小滑块转动角速度的平方的关系图像分别如图乙中、所示，则：
(1)测得挡光条的宽度为，到竖直转轴的距离为，某次挡光条通过光电门时的挡光时间为，则该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为 （用所给物理量符号表示）；
(2)由图像可知，在分别测量、两图像对应数据时，测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力 （选填“大于”、“等于”或“小于”）测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力；
(3)已知测量图像对应数据时所用小滑块的质量为200g，则由图像可知，测量图像对应数据时小滑块到竖直转轴的距离为 m（结果保留2位有效数字）。
14．某同学为精确测量阻值大于的电阻的阻值设计了如下实验。实验室提供的器材有：
A．待测电阻
B．多用电表
C．电压表（量程1V，内阻）
D．电流表（量程30mA，内阻约为）
E．滑动变阻器（最大阻值）
F．电阻箱（）
G．电源（电动势3V）
H．开关、导线若干
(1)为便于设计测量电路，该同学先用多用电表粗测待测电阻的阻值。选用“”挡位并欧姆调零，测量时发现指针偏转角度过大；换合适挡位并再次调零，测量时指针如图甲所示，则待测电阻的阻值为 ；
(2)由于电压表的量程太小，需将其改装为量程3V的电压表，则应将电阻箱调至 并与电压表串联；
(3)根据上述要求，在图乙中用铅笔画线代替导线，将实物图补充完整 ；
(4)根据测得的、值作出图像，拟合得到一条斜率为的倾斜直线，则待测电阻 （用、表示）。
四、解答题
15．某氧气站对一容积为40L的氧气瓶充气，充装完毕时瓶内气体的温度为，压强为。已知该氧气瓶导热良好，装置不漏气。
(1)若将其置于温度为的环境中，求瓶内气体稳定时的压强（结果保留2位有效数字）；
(2)若该氧气瓶安装了自动泄压阀，当内部气体压强大于时能自动向外界排气，求瓶内气体温度为时，瓶内气体稳定时剩余的气体质量与排气前内部气体总质量的比值。
16．如图所示，水平实验台上放有两块由同种透明材料制成的柱体玻璃砖和，其中的横截面是半径为的半圆形，的横截面为半圆环形，其纵截面均为矩形，半圆环形玻璃砖外侧竖直固定一平行于的光屏，整个装置置于真空中。两玻璃砖的圆心重合于点，、、、、、、均处于同一直线上。将激光束从点沿垂直于的方向水平射入玻璃砖，光束经过两玻璃砖后照射在光屏上的点。现保持激光束的入射方向不变，仅将入射点从向缓慢水平移动，当入射点恰位于中点时，刚好无光线从玻璃砖的弧形侧面射出。已知，，点到光屏的距离为，光屏足够长，光在真空中传播的速度为，不考虑光的二次反射。
(1)求激光束从点传播到点的时间；
(2)在入射点移动的过程中，求光束从侧面射出时出射角正弦值的最大值。
17．如图所示，在轴左侧半径为的圆形区域内，存在磁感应强度大小未知、方向垂直平面向外的匀强磁场，磁场的边界与轴相切于点，圆心位于轴上；在范围内存在沿轴负方向、大小也未知的匀强电场，其右边界与轴相交于点；在的区域内存在垂直平面向里的匀强磁场，其磁感应强度的大小也未知。一群质量为、电荷量为的带正电粒子，均以大小为、方向沿轴正方向的速度射入圆形磁场区域，之后均能从点进入电场。其中从点射入的粒子先后经圆形磁场和电场后从点射入匀强磁场，之后经点返回电场。已知与轴垂直，粒子经过点时的速度与轴正方向的夹角，不计粒子重力及粒子间的相互作用。求：
(1)圆形磁场的磁感应强度的大小；
(2)电场强度的大小；
(3)粒子从点运动到点的时间。
18．如图所示，水平地面上静置一质量为的长木板，左端放有质量为的小物块，质量为的小球用细线悬挂在点，线长为。长木板右端位于地面的点，点为点在地面的投影。点右侧静置一质量为、半径的半圆形凹槽，槽内静置质量为的小球。槽的内壁光滑，为其水平直径，、两点的水平距离大于木板长度。小物块与长木板间的动摩擦因数，长木板与点左侧地面间的动摩擦因数，点右侧地面光滑。现使小物块以某一初速度水平向右运动，当滑到长木板最右端时恰与木板相对静止，同时小物块与小球发生正碰，碰后两者立即粘在一起，之后细线偏离竖直方向的最大摆角。当小物块和小球刚摆至最高点时立即被取走。已知，，，重力加速度。
(1)求细线中最大拉力的大小；
(2)求长木板的长度；
(3)已知长木板通过点的过程中，所受地面的摩擦力大小与长木板未通过点部分的重力大小成正比，比例系数为。若长木板与凹槽碰后粘在一起，求碰后凹槽的最小速度的大小（结果可保留根号）。
《2025届山东省十三校高三下学期4月联考物理试题》参考答案
1．A
【详解】AB．根据光电效应方程
因为
联立整理得
可知图像纵截距绝对值
结合图像可知乙的纵截距绝对值大，则
故A正确，B错误；
CD．如果用频率的光照射两种金属，根据光电效应方程，当相同的频率入射光时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此Ek甲＞Ek乙
故选A。
2．B
【详解】A．到的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，A错误；
B．到的过程等温，
外界对气体做功，
由知
即气体向外界放热，B正确；
CD．到的过程，体积不变，压强减小，气体温度降低，内能减少，CD错误。
故选B。
3．A
【详解】AB．小球保持静止，小球受到重力、弹簧拉力和水平拉力F，假设为弹簧与竖直方向夹角，竖直方向上有
水平拉力为
由于小球重力不变，弹簧伸长量在竖直方向的分量不变，但小球向右摆动，原长末端位置升高，故小球的位置不断升高，故A正确，B错误；
CD．对滑块受力分析，其受重力、支持力、弹簧拉力以及摩擦力，由于其处于静止状态，则在竖直方向上，弹簧拉力在竖直方向上的分力不变，则可知竖直方向上弹簧拉力在竖直方向上的分力与重力的合力不变，即滑块受到直杆的支持力不变；在水平方向上，弹簧拉力在水平方向上的分力增大，则摩擦力增大，故CD错误。
故选A。
4．D
【详解】机器人做竖直上抛运动到最高点过程，可看成逆向做初速度为0的自由落体运动，则机器人在上升第1个与上升第3个过程的时间比
由于这两个阶段重力做功相同，故这两个过程重力的平均功率之比与这两个过程运动的时间成反比，即
故选D。
5．C
【详解】ABD．由万有引力提供向心力
可得，，
由于该卫星运行的半径比近地圆轨道卫星的半径大，则该卫星运行的速率比近地圆轨道卫星的速率小，该卫星运行的周期比近地圆轨道卫星的周期大，该卫星轨道与近地卫星圆轨道处的重力加速度大小之比为
故ABD错误；
C．由万有引力提供向心力
在地球表面有
联立可得该卫星的向心加速度大小为
故C正确。
故选C。
6．B
【详解】A．由理想变压器原副线圈电压与线圈匝数关系得
代入数据可得，变压器副线圈的匝数匝，故A错误；
B．将发电机转速变为原来的2倍，根据
其中得、均加倍，则当转速加倍前有
根据可得
根据闭合电路欧姆定律可得，
当转速加倍后
将原副线圈、和R等效成一个电阻，则
根据欧姆定律可得此时电流表A的示数为
故B正确；
C．发电机转速加倍前
发电机转速加倍后
故变压器副线圈中的电流方向每秒改变200次，故C错误；
D．结合选项BC可知，，
所以若从中性面开始计时，发电机电动势的瞬时表达式
故D错误。
故选B。
7．C
【详解】由几何关系可知，与的夹角满足
解得
设整个圆环的电荷量为Q，每一段长为小圆弧的电荷量为，由于圆环上的电荷均匀分布，可知，每一段长为小圆弧在M处产生的电场强度沿方向的分量为
被取走的A处弧长为的小圆弧在M处产生的电场强度沿垂直OM方向的分量为
故可知当从圆环上的点处取走长为的小圆弧，剩余电荷场强沿OM方向的分量为
沿垂直OM方向的分量与等大反向，故剩余电荷在点产生电场的电场强度与竖直向上方向夹角的正切值为

故选C。
8．D
【详解】A．由题意可知，小球、小滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误；
B．由几何关系可知，在M点弹簧的压缩量为
在M点由平衡条件
联立可得弹簧的劲度系数为
故B错误；
C．设轻绳与杆的夹角为，根据关联速度关系
当小球运动到N点时，此时滑块的速度为0，则滑块的速度先增大后减小，故在运动过程中小滑块的速度不是始终大于小球的速度，故C错误；
D．由于小球经过点时弹簧的弹力大小与初始时相等，故在M、N两点弹簧的弹性势能相等，由系统机械能守恒定律
解得小球运动到点时的速度大小为
故D正确。
故选D。
9．BC
【详解】AB．当用单色光从平板上方向下照射时，是平板与工件间空气薄层上、下表面反射光发生干涉，从而形成明暗相间的条纹 。因为平板是标准透明平板，其自身上、下表面平行，不会产生这种干涉条纹，所以条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光的干涉，故A错误，B正确；
CD．根据劈尖干涉条纹间距公式（其中是条纹间距，是光的波长，θ是劈尖夹角，n为透明介质折射率）
可知波长一定时，θ越小，条纹间距越大，故若上方条纹比上方条纹间距宽，则上表面与平板间的夹角小，故C正确，D错误。
故选BC。
10．BD
【详解】A．由图乙可知，周期为，则质点的振动方程为
时，质点的位移为
且向上振动，由图甲可知，时的波动方程为
可知，平衡位置的坐标的质点的位移为，由同侧法可知，该质点向下振动，故A错误；
BCD．结合上述分析可知，处质点在时的位移为
设处质点的振动方程为
解得
则处质点的振动方程为
则时，处质点的位移为0，速度沿轴负方向，故C错误，BD正确。
故选BD。
11．AB
【详解】A．将网球的运动分解在ac方向与垂直ac方向，则在ac方向，
垂直ac方向，
且
解得
故A正确；
BD．a到b过程中
b到c过程中
解得，
且
的水平距离为
的水平距离为
可知
点到点的竖直高度为
故B正确，D错误；
C．假设与水平方向的夹角为，则
解得
故C错误。
故选AB。
12．ABD
【详解】①在时间内，只有在磁场I内切割磁感线，电动势为
电流为（方向为逆时针方向）
、两点间的电势差
根据受力平衡可得（力F方向水平向右）
安培力对线框冲量的大小与时间关系为
当时，可得
②在时间内，在磁场II内切割磁感线，在磁场I内切割磁感线，电动势为
电流为（方向为顺时针方向）
、两点间的电势差
根据受力平衡可得（力F方向水平向右）
安培力对线框冲量的大小与时间关系为（）
当时，可得
③在时间内，只有在磁场II内切割磁感线，电动势为
电流为（方向为逆时针方向）
、两点间的电势差
根据受力平衡可得（力F方向水平向右）
安培力对线框冲量的大小与时间关系为（）
当时，可得
故选ABD。
13．(1)
(2)小于
(3)0.14
【详解】（1）挡光条通过光电门时速度大小为
根据可得该过程中小滑块绕竖直转轴转动的角速度大小为
（2）对小滑块由牛顿第二定律
化简可得
将图像中图线延长，纵截距，则由图可知
故测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力小于测时小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力。
（3）对小滑块由牛顿第二定律
化简可得
将图像中坐标、代入联立解得
14．(1)150
(2)2000.0
(3)
(4)
【详解】（1）选用挡位并欧姆调零，测量时发现指针偏转角度过大，说明待测电阻阻值相对所选倍率较小，应选择倍率，并再次调零，测量时指针如图甲所示，则待测电阻的阻值为
（2）由于电压表的量程太小，需将其改装为量程3V的电压表，则有
解得
可知应将电阻箱调至并与电压表串联。
（3）由于滑动变阻器阻值比待测电阻小得多，所以滑动变阻器应采用分压接法，电压表分流可知，所以电流表应采用外接法，则完整实物连线如图所示
（4）根据欧姆定律可得
整理可得
则有
解得待测电阻为
15．(1)
(2)
【详解】（1）气体进行等容变化，则由查理定律
得
（2）由理想理想气体状态变化方程
得
故剩余气体质量与原有总质量的比值为：
16．(1)
(2)
【详解】（1）由光从中点入射时，刚好无光线从半圆柱形玻璃砖侧面射出可知，此时光在弧形侧面内壁恰好发生全反射，由几何关系可知
解得
由可知
当光线从点垂直入射时，在玻璃砖中传播的速度均为
故光从点传播到点的时间
解得
（2）当光从中点入射时，光屏上恰好无光线，若该光线能从半圆形玻璃砖射出，则照在光屏上离点最远，此时折射角最大。该过程的光路图如图所示。
由几何关系可知，
即
由知
由可知
由可知
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由题意可知粒子经过圆形磁场出现磁聚焦现象，根据磁聚焦原理，粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动的半径
由洛伦兹力提供向心力得
解得
（2）粒子从点运动到点运动轨迹如图所示
进入电场后做类平抛运动，由
因为
解得
（3）从点射入的粒子应从点水平射出，从点到点的时间
进入磁场后，粒子做匀速圆周运动，由几何关系可知粒子做圆周运动的半径
因
则粒子在磁场中运动的时间
因
粒子从点到点的时间
18．(1)
(2)L=4m
(3)
【详解】（1）对、，由能量守恒有
解得
由牛顿第二定律有
联立解得
（2）对小物块与小球的碰撞过程，由
解得
小物块在长木板上相对滑动时的加速度大小
长木板运动的加速度大小
对长木板，由
解得
对小物块，由
联立解得
在小物块与小球碰撞前，小物块的位移
长木板的位移
可知长木板的长度
（3）长木板通过点的过程中，所受地面摩擦力的平均作用力大小为
对长木板，由
联立解得
对长木板和凹槽，由
联立解得
若长木板、凹槽和小球共速时，小球未滑离凹槽，对三者有
且
解得
故小球始终未滑离凹槽，则可知当小球再次滑回凹槽最低点时凹槽的速度最小。由能量守恒有
可知
由能量守恒有
联立解得或（舍）
即碰后凹槽的最小速度
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
B
A
D
C
B
C
D
BC
BD
题号
11
12








答案
AB
ABD