2025届东北地区高三下学期3月高考名师联席命制（信息卷）物理试卷（解析版）

这是一份2025届东北地区高三下学期3月高考名师联席命制（信息卷）物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试时间75分钟。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 如图所示，该文物为战国青铜机械零件，由单模铸成，中为方孔，周列斜齿40个，体积小，铸造比较精密，保存完好，反映出战国时期机械零件铸造的精密和进步，是一件重要的中国古代工艺实物。分析古人使用齿轮时，各轮齿具有相同的（ ）
A. 角速度B. 线速度C. 向心力D. 向心加速度
【答案】A
【解析】齿轮转动时做圆周运动，线速度、向心力、向心加速度的方向均时刻发生改变，而角速度的大小、方向都不变。
故选A。
2. 近年来我国科研团队攻克关键技术难题，开启了石墨烯芯片制造领域的“大门”，石墨烯是碳的同素异形体。目前已知碳的同位素共有15种，其中具有放射性，可衰变为，其半衰期为5730年。下列说法正确的是（ ）
A. 发生的上述衰变为α衰变
B. 发生上述衰变时质量发生了亏损
C. 半衰期随温度的变化而发生改变
D. 质量为1kg的经过11460年将全部发生衰变
【答案】B
【解析】A．反应方程为
属于β衰变，选项A错误；
B．衰变时发生质量亏损，释放出能量，选项B正确；
C．半衰期不随外界条件变化而变化，温度不能改变半衰期，选项C错误；
D．经过经过11460年即两个半衰期，质量为1kg的碳还剩0.25kg没有衰变，选项D错误。故选B。
3. 如图所示，竖直平面内蜘蛛网上A、B、C三点的连线构成正三角形，一只蜘蛛静止于蛛网的重心O处，三根蜘蛛丝a、b、c的延长线过三角形的中心O，蜘蛛丝c沿竖直方向，c中有张力。则（ ）
A. a中张力大于b中张力 B. a中张力等于b中张力
C. a中张力等于c中张力 D. 蜘蛛网在风的吹拂下晃动，a中张力大小一定不变
【答案】B
【解析】ABC．以网和蜘蛛研究对象，受力分析如图所示
由平衡条件得
可得
故AC错误，B正确；
D．蜘蛛网在水平风吹拂下晃动，与以及在垂直蜘蛛网的方向均有分力，根据力的合成可知，a中张力大小发生变化，故D错误。
故选B。
4. 在某户外大型实景演出中，为了做出灯光特效，工作人员在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为6m，已知水的折射率，要想在水面看到如图所示的灯光效果，细灯带到水面的最远距离为（ ）
A. mB. mC. mD. m
【答案】B
【解析】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值
则
灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图甲所示，根据几何关系可得
则一个点发出的光在水面上能看到半径为r的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，如图乙所示，等腰直角三角形发光体的内切圆半径满足
由于图中有空缺，可得
解得
m
故选B。
5. 如图所示，三个带电小球a、b和c（均可看作点电荷）分别固定于正三角形的三个顶点上。已知a、b所带电荷量均为+q，c所带电荷量为-q，M、N为ac、bc连线的中点，O为三角形的中心。则（ ）
A. O点的电场强度方向垂直于ab连线向上
B. M点和N点的电场强度相同
C. O点的电势高于N点的电势
D. 将负电荷从O点移动到N点，电场力做正功
【答案】C
【解析】A．因ab两点的正电荷在O点的合场强方向垂直ab连线向下，而c点的负电荷在O点的场强也是垂直ab连线向下，可知O点的电场强度方向垂直于ab连线向下，选项A错误；
B．由对称性可知，M点和N点的电场强度大小相同，但是方向不同，选项B错误；
C．由电势叠加可知，ac两点的电荷在O点的电势为零，则O点的电势等于b点的正电荷在O点的电势；同理N点的电势等于A点的正电荷在N点的电势，可知O点的电势高于N点的电势，选项C正确；
D．因O点的电势高于N点的电势，则将负电荷从O点移动到N点，电势能增加，则电场力做负功，选项D错误。故选C。
6. 一定质量的理想气体从状态开始，经三个过程后回到初始状态，其图像如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 在过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
B. 在过程中，气体向外界放热
C. 在过程中，气体吸收的热量小于
D. 气体在一个循环过程中吸收的热量等于
【答案】C
【解析】将题中的图像转化为 图像如图所示
A．在a→b过程中，气体压强不变，根据理想气体状态方程有
体积减小，则温度降低，则分子的平均动能减小，即平均撞击力减小，故单位时间与单位面积器壁碰撞的分子数增多，故A错误；
B．在b→c过程中，气体做等容变化，体积不变，压强增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，气体内能增大，由热力学第一定律有
由于气体体积不变，做功为0，可知，气体增加的内能等于从外界吸收的热量，故B错误；
C．在过程中，由
可得
由于图像过程图像的延长线过原点，此过程为等温变化，体积增大，气体对外做功，气体内能不变，故气体吸收的热量等于气体对外界所做的功，根据图像与坐标轴所围面积表示做功大小可知，再此过程中气体对外界做的功
故C正确；
D．同理在一个循环过程中，内能不变，气体对外做功等于吸收热量，而对外做的功
故D错误。故选C。
7. 北斗卫星导航系统是由24颗地球中圆轨道（）卫星、3颗地球静止轨道（）卫星和3颗倾斜地球同步轨道（）卫星共30颗卫星组成。已知地球半径为R，地球表面赤道处重力加速度为，两种地球同步卫星到地心的距离均为，地球中圆轨道卫星周期为同步卫星周期T的一半，如图所示。有关地球静止轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B与地球中圆轨道卫星C，下列说法正确的是（ ）
A. 地球静止轨道卫星A和倾斜同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B. 倾斜地球同步轨道卫星B的动能大于地球静止轨道卫星A的动能
C. 地球表面赤道处重力加速度
D. 某时刻B、C两卫星相距最近，则再经时间两卫星间距离为
【答案】D
【解析】A．地球静止轨道卫星相对于赤道表面静止，倾斜同步轨道卫星只是周期等于地球自转周期，并不相对于赤道表面静止，故A错误；
B．由于不知道卫星A、B的质量，所以无法比较两者动能，故B错误；
C．B卫星受到的万有引力完全提供向心力，
对任意地表赤道处物体受力分析有
则，故C错误；
D．某时刻B、C两卫星相距最近，则再经时间，B卫星运动半周，C卫星运动一周，此时两卫星相距最远，距离为两者轨道半径之和。对于B、C卫星，由开普勒第三定律得
则
故D正确。故选D。
8. 一简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的部分波形如图甲所示，a、b是介质中的两个质点。图乙是介质中某一质点的振动图像。下列说法中正确的是（ ）
A. 波的传播速度为1m/sB. 图乙可以表示质点a的振动图像
C. t＝0时质点a的速度比质点b的小D. t＝3s时质点a的加速度比质点b的大
【答案】AC
【解析】A．由图可知，波长和周期分别为
，
可得波的传播速度为
故A正确；
B．因为波沿x轴正方向传播，质点a在t＝0时在最低点将要向y轴正方向振动，而质点b在t＝0时向y轴负方向振动，故图乙可以表示质点b的振动图像，故B错误；
C．t＝0时质点a位于最大位移处，质点b的位于平衡位置，所以t＝0时质点a的速度比质点b的小，故C正确；
D．t＝3s时质点a在平衡位置，质点b在最大位移处，所以t＝3s时质点a的加速度比质点b的小，故D错误。
故选AC。
9. 如图，两个质量均为m的小球M、N通过轻质细杆连接，杆与水平面的夹角为53°，M套在固定的竖直杆上，N放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与N相连，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g。当弹簧处于原长状态时，M到地面的距离为h，将M由此处静止释放，在小球M向下运动至与地面接触的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球M释放的瞬间，小球N的加速度等于
B. 小球N的对水平面的压力先减小后增大。
C. 当小球N的速度最大时，小球M的加速度大小等于
D. 若小球M落地时弹簧的弹性势能为，M的动能大小为
【答案】BD
【解析】A．设小球M释放的瞬间，细杆的弹力为F，则有
，
由关联加速度，可得
解得
故A错误；
B．依题意，小球M先加速后减速，即小球M、N系统先处于失重状态后处于超重状态，所以地面对小球N的支持力先减小后增大，由牛顿第三定律可知小球N的对水平面的压力先减小后增大。故B正确；
C．当小球N的速度最大时，弹簧处于伸长状态，细杆对小球N的水平推力等于弹簧的拉力，细杆对小球M有向上的推力，所以小球M的加速度大小小于g。故C错误；
D．整个系统机械能守恒，则有
则此时M的动能大小为
故D正确。
故选BD。
10. 某科技小组利用物理知识研究一款无接触驱动的游戏装置，如图所示，导轨a、b由半径为的四分之一光滑圆弧平行导轨与水平导轨组成，其右端与水平导轨c、d良好衔接，导轨a、b部分宽度为，导轨c、d部分宽度为，金属棒Р与金属棒Q上分别固定有绝缘卡通玩偶，营造出猫追老鼠的氛围，两者将随金属棒始终无翻转水平运动，金属棒Р与“猫”总质量为，金属棒Q与“老鼠”总质量为，接入导轨间的电阻大小均为，Q棒静止在c、d导轨上并被锁定，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现将Р棒从圆弧导轨圆心等高处无初速释放，经过时间Р棒到达圆弧轨道最低点，此时Р棒对导轨压力为其重力的两倍，金属棒与轨道接触良好，不考虑一切摩擦，重力加速度为g取10m/s2，则（ ）
A. 从释放Р棒到运动至圆弧轨道最低点过程中通过金属棒的电荷量为0.3C
B. 在Q棒一直锁定下，要使Р棒不能带“猫”进入c、d轨道，则a、b轨道水平部分长度至少为2m
C. 当Р棒到达圆弧最低点时，若Q棒立即解除锁定，水平导轨均足够长，且P棒始终在ab上运动，Q棒始终在cd上运动，则两金属棒运动稳定时速度大小分别为m/s，m/s
D. Р棒在导轨ab的水平部分运动过程，两者运动状态第一次稳定后，Р棒进入cd导轨时，若此时距Q棒1m，则此后两者将会相碰
【答案】BC
【解析】A．从释放P棒到运动至圆弧轨道最低点过程中通过金属棒的电荷量
故A错误；
B．导体棒P到达圆弧导轨最低点时速度为，由牛顿第二定律有
且
解得
在Q棒一直锁定下，P棒将减速到停，由动量定理
为平均电流，由
为平均感应电动势，联立可得
解得
故B正确；
C．解除锁定后，P棒做减速运动，，Q棒做加速运动，两棒最终均做匀速运动，回路中电流为零，设两棒最终速度分别为和，由于
即
由动量定理对P棒有
对Q棒有
得
故C正确；
D．P棒在导轨ab的水平部分运动过程两者运动状态第一次稳定后速度小于Q棒，上到cd轨道后虽然加速，但距离还会加大，最后速度相等，不可能碰上，故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz。
（1）实验的部分步骤如下：
①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，断开开关；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作。
（2）图1是钩码质量为0.03kg，砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v，测量结果在表1中的相应位置。
（3）在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，______做正功，小车所受摩擦阻力做负功。
（4）实验小组根据实验数据绘出了图2中的图线（其中），根据图线可获得的直接结论是______。
（5）要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和______。
【答案】（3）钩码的重力 （4）见解析 （5）小车的质量
【解析】（3）[1]在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码的重力做正功，，小车所受摩擦阻力做负功。
（4）[2]令钩码质量为，砝码质量为，小车质量为M，对钩码、砝码和小车组成的系统，根据动能定理有
由于
则有
可知，若动能定理成立，与成正比，根据图像是一条过原点的直线，可知根据图线可获得的直接结论是：在误差允许的范围内，对于钩码、砝码和小车组成的系统，合外力做的功等于系统动能的变化量。
（5）[3]根据上述有
可知，要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和小车的质量。
12. 利用如图（a）所示的电路测量电流表的内阻，实验仪器有：
待测电流表（量程0~3，内阻约）；
电流表（量程0~6，内阻约）；
直流电源E（电动势，内阻不计）；
滑动变阻器（0~2000，额定电流）；
电阻箱（最大阻值）。
主要实验步骤如下：
（1）①开关闭合，断开，调节滑动变阻器的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，读出此时电流表的示数。
②开关、均闭合，同时调节滑动变阻器和电阻箱，使电流表的示数仍为，并使电流表指针偏转到满刻度的一半，记录此时变阻箱的阻值；
若步骤②中记录的电阻箱的阻值为，则电流表内阻的测量值为______。
（2）若将该电流表改装成量程为0~100的电流表A，则改装表A的内阻______（结果保留2位有效数字）。
（3）为测量一节旧干电池的电动势E和内阻r，现利用电流表A和其他实验器材设计了如图（b）所示的电路。在实验中，多次改变电阻箱阻值，记录每组的电阻箱阻值和电流表A的读数I，画出。图像为一条直线，如图（c）所示。由图中数据可计算出该电池的电动势_____V，内阻______（结果均保留3位有效数字）。
【答案】（1）9.9 （2）0.30
（3）1.13 11.0
【解析】【小问1详解】
先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表的指针满偏，闭合，同时调节滑动变阻器和电阻箱，使电流表的示数不变，电流表的指针半偏，则此时回路电流不变，则电阻箱的电流也为，此时电阻箱的示数为，则电流表的阻值为。
【小问2详解】
若将该电流表改装成盘程为0~100的电流表A，则改装后的电流表A的内阻。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
结合图（c）可得，
解得，。
13. 图为“S”形单行盘山公路示意图。弯道1、2可看作两个不同高度的水平圆弧，圆心分别为、，弯道2比弯道1高，两弯道中心虚线对应的半径分别为、，倾斜直道AB与两弯道平滑连接。一质量的汽车沿着中心虚线从弯道1经过倾斜直道AB进入弯道2，已知汽车在AB段做匀加速直线运动，加速时间，汽车在两个弯道运动时，路面对轮胎的径向摩擦力始终等于汽车所受重力的，取重力加速度大小，求：
（1）汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能E；
（2）汽车在AB段运动时受到的支持力大小。
【答案】（1）； （2）
【解析】【小问1详解】
汽车在弯道上做匀速圆周运动，设汽车在弯道1、2上运动时的速度大小分别为、，有
汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能
解得
【小问2详解】
设AB段的长度为x，倾角为，有
则
14. 如图所示，在轴下方空间内存在竖直方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内同时还存在垂直坐标平面向里，磁感应强度大小为的匀强磁场。将一群带负电的微粒从第Ⅱ象限内的不同位置以初速度沿轴正方向抛出，发现这些带电微粒均能经过坐标原点。带电微粒通过点后进入第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，经过磁场偏转后都能再次到达轴。已知带电微粒电量为，质量为，重力加速度为。求：
（1）这群带电微粒从第Ⅱ象限内射出位置坐标满足的方程；
（2）第Ⅳ象限内匀强磁场区域的最小面积；
（3）若在第Ⅲ象限所在的立体空间内充满沿轴正方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小也为，求带电微粒在这个区域运动时到轴的最远距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
设带电微粒从第Ⅱ象限内射出的初始位置坐标为，微粒做平抛运动，由平抛运动规律可得
联立解得
【小问2详解】
微粒进入第Ⅳ象限内做匀速圆周运动，可知微粒的重力大小等于库仑力，即二力平衡，设微粒经过O点时的速度方向与y轴负方向夹角为，速度大小为，如图所示，可知微粒沿y轴方向移动的距离为
可知所有微粒经磁场偏转后都经过y轴同一位置，则有第Ⅳ象限内匀强磁场区域的最小面积为
其中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
【小问3详解】
由题意可知，微粒在第Ⅲ象限受重力与库仑力平衡，在第Ⅲ象限所在的立体空间内，微粒沿y轴方向做匀速运动，沿垂直y轴方向做匀速圆周运动，运动半个周期时离y轴最远，最远距离为
15. 如图（a），一固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道圆心为O，半径，底端C点切线水平。原长、劲度系数的轻弹簧，一端挂在过O点的光滑水平轴上，另一端拴接一个质量的小球，小球静止在C点。轨道右边水平地面上有一长，质量的木板AB，A端与C端的距离，AB上表面与C点等高。时，一质量的滑块以的水平初速度滑上木板的B端，之后一段时间内滑块和木板的速度v与时间t的关系图像如图（b）所示。滑块和小球均可视为质点，木板A端碰到C端会立即被粘住，取重力加速度大小。
（1）求滑块与木板之间的动摩擦因数以及木板与地面之间的动摩擦因数；
（2）求滑块运动到木板A端时速度大小；
（3）滑块与小球在C点发生弹性正碰后，小球随即沿圆弧轨道运动，试通过计算分析小球能否到达圆弧轨道的最高点。若能到达，求出在最高点处小球对轨道的压力大小；若不能到达，求出小球脱离轨道时，弹簧与竖直方向夹角的余弦值。
【答案】（1）0.4，0.1
（2）2m/s （3）不能到达最高点，0.9
【解析】【小问1详解】
由图乙可得滑块的加速度大小为
木板的加速度大小为
对滑块由牛顿第二定律得
对木板由牛顿第二定律得
解得，
【小问2详解】
内，设滑块的位移大小为，木板的位移大小为，有，
由于，故时，滑块还未到木板A端，1s后，滑块与木板一起做匀减速运动，加速度大小设为，有
解得
设木板A端运动到C端时滑块速度大小为，由匀变速直线运动规律有
解得
A端运动到C端之后，滑块做匀减速运动，加速大小为，有
解得
【小问3详解】
滑块和小球在C处发生弹性正碰，设碰后瞬间小球的速度为，滑块的速度为，由动量守恒和机械能定律可得，
解得，
假设小球不能到达圆轨道最高点，脱离圆轨道时速度大小为，则有
刚要脱离圆轨道时，由牛顿第二定律有
联立解得
可见，假设成立，离开圆轨道时，弹与竖直方向夹角的余弦值为0.9。
表1纸带的测量结果
测量点
0
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
5.08
0.49
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60