辽宁省点石联考2024-2025学年高三下学期5月联合考试物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省点石联考2024-2025学年高三下学期5月联合考试物理试卷（解析版），共14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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.等效替代思想的核心在于“效果相同，形式简化”，以下不属于等效替代思想的是( )
A. 合力与分力B. 交流电的有效值C. 重心D. 点电荷
2.A、B两物体在摩擦力作用下以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，其v-t图像如图所示，则A、B两物体( )
A. 滑行距离之比为2:1B. 平均速度大小之比为2:1
C. 加速度大小之比为2:1D. 所受摩擦力大小之比为2:1
3.如图为原子核的比结合能曲线，横坐标为质量数A，纵坐标为比结合能，由图可知( )
A. 质量数A≈60的原子核比结合能最大，因此该核发生核反应时会释放大量能量
B. 铀核(92235U)的比结合能小于中等质量原子核，故铀核裂变生成两个中等核的过程会释放核能
C. 两个氢核(12H)聚变为氦核( 24He)的过程需要吸收能量
D. 56144Ba比 3689Kr更稳定
4.如图所示，一较大广场100m直道的P、Q两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个完全相同的扬声器，两个扬声器连续发出波长为10m的声波。O为直道的中点，MN为P、Q连线的中垂线。某同学沿直线PQ、MN缓慢行进的过程中会感觉到扬声器发出的声音时而增强时而减弱。图中a、b两位置距离O点的距离分别为22.5m、7.5m，c为MN上的一个位置，下列说法正确的是( )
A. 声音的增强和减弱是声波的衍射造成的B. 在a位置听到的声音增强
C. 在b位置听到的声音增强D. 在c位置听到的声音增强
5.如图所示，正点电荷置于x轴上的O点，现将一正的试探电荷由x轴上O点右侧的M点静止释放，试探电荷只在电场力作用下运动，则电势φ随位置x变化的φ-x图像、电场强度E随位置x变化的E-x图像，电荷运动速度v随时间t变化的v-t图像、电势能Ep随位移x变化的Ep-x图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.游泳池底部装有地埋式LED灯，主要用于水下照明，方便游泳的人看到泳池水底的情况。如图所示，表面积足够大的某泳池水的深度h=2m，LED灯可视为点光源，已知水的折射率为n= 2，空气中光速为c=3.0×108m/s。当灯以不同角度射出光线时，下列说法正确的是( )
A. 光在水中传播的速度大小为4×108m/s
B. 光线从水中射向空气时，入射角与折射角成正比
C. 在水面能看到的发光区域的面积约为12.6m2
D. 若水中含有杂质导致折射率增大，则发光区域的面积将变大
7.如图所示，一轻弹簧竖直固定在地面上，上端连接质量为2m的物体B，质量为m的物体A从B正上方某高度处自由下落，与B发生碰撞后(不粘连)两者立刻一起以相同的速度向下运动，此后，A、B在运动过程中恰好不分离。已知弹簧的弹性势能为Ep=kx22，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧处于弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。则( )
A. A、B碰后立刻向下做减速运动
B. A、B一起运动过程中加速度的最大值为2g
C. A、B碰撞过程中损失的机械能为8m2g2k
D. A、B运动至最低点时弹簧弹力大小为4mg
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.在哈尔滨冰雪大世界，游客们不可或缺的体验项目之一便是“冰雪大滑梯”。其简化模型如图所示。冰滑梯轨道AB固定在地面上，表面摩擦忽略不计，游客乘坐雪圈从高h处由静止开始下滑，并通过长度为L1=10m的水平雪面BC，最终进入长度为L2=15m的铺有地垫的缓冲区CD。已知雪圈与雪面BC和缓冲区CD间的动摩擦因数分别为μ1=0.1、μ2=0.5，游客与雪圈可视为质点，不计空气阻力和通过B点时的机械能损失。为了确保游客下滑后能够停在缓冲区内，h的取值可能为( )
A. 3mB. 6mC. 9 mD. 12m
9.中国天宫空间站全面建成，承担各项在轨科学实验任务。航天员在空间站长期处于失重状态，为缓解此状态带来的不适，如图甲所示，科学家设想建造一种环形空间站。如图乙所示，半径为r的圆环绕中心轴匀速旋转，航天员(可视为质点)站在圆环的内侧壁上，随着圆环空间站做匀速圆周运动，可受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知天宫空间站在距离地球表面高为h处做匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，不考虑地球的自转。下列说法正确的是( )
A. 环形空间站的旋转角速度为 gR
B. 天宫空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度为 gR2(h+R)3
C. 若h增大，则天宫空间站的线速度将增大
D. 天宫空间站的向心加速度小于环形空间站的旋转向心加速度
10.一固定光滑绝缘筒截面图如图所示，圆心为O，半径为R，SP为直径，筒内有垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从S点沿SP方向垂直射入磁场，已知粒子与筒壁碰撞时速率、电荷量都不变且碰撞时间极短，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 要使粒子与筒壁发生1次碰撞后恰好打在P点，则粒子射入磁场时速度的大小为qBRm
B. 若粒子仅在SP的一侧运动，最后打在P点，则粒子射入磁场时速度的大小可能为 3qBRm
C. 要使粒子与筒壁碰撞4次后恰好打在S点，则粒子在筒中运动的时间可能为3πmqB
D. 要使粒子与筒壁碰撞4次后恰好打在S点，则粒子在筒中运动的时间可能为πmqB
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。
实验步骤如下：
a.如图1所示，用电磁铁吸住小铁球，将光电门1、2分别固定在轨道上;
b.切断电磁铁电源，小铁球沿光滑轨道静止下滑，光电计时器测出小铁球通过光电门1、2所用的时间分别为t1、t2。
(1)用螺旋测微器测量铁球的直径d，如图2所示，可读出铁球直径d= mm。
(2)已知当地重力加速度为g。若要验证机械能守恒定律，本实验还需测量的物理量为 (用文字和字母表示)，本实验需要验证的物理量关系式为 (用题中给出的字母及还需测量的物理量的字母表示)。
12.欧姆表的工作原理基于闭合电路欧姆定律。如图所示，欧姆表由表头(灵敏电流计)、电源、调零电阻R和红黑表笔组成，改装的关键是通过调整电路元件，使表头指针偏转与待测电阻成对应关系，请结合所学知识完成以下问题：
(1)已知表头的满偏电流Ig=10mA、内阻Rg=100Ω，电源电动势E=1.5V，内阻r=1Ω，则该欧姆表的内阻R内= Ω。
(2)红、黑表笔对接，调节调零电阻 R使灵敏电流计指针满偏，保持R的阻值不变，红、黑表笔间接一个电阻Rx，则电流为3mA的刻度对应电阻Rx的阻值为 Ω。
(3)电源的电动势不变，若要改装成倍率更大的欧姆表，则需要用满偏电流更 (选填“大”或“小”)的灵敏电流计。
(4)欧姆表用久了，内部电池的电动势会变小，内阻会变大，当电源电动势由1.5V减少到1.2V、电源内阻变为2Ω时(仍然能够进行欧姆挡调零)，用这个欧姆表测电阻，测量值与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.在深海探测任务中，某探测器通过调节气囊内的气体体积来控制其上浮与下潜。探测器在距离海平面h1=200m处海底工作时，气囊内封闭一定质量的理想气体，气囊内气体体积V1=2.0m3，温度T1=280K。探测器上浮过程中，气体先保持温度不变膨胀，到距离海平面h2=50m时体积变为V2，随后由于海水温度升高，气体等压膨胀，到水面时温度T2=300K。已知水面大气压强p0=1.0×105Pa，海水密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度大小g=10m/s2，求：
(1)探测器上浮到距离海平面h2=50m时气囊内气体的体积V2;
(2)探测器上浮到水面时气囊内气体的体积V3。
14.足球比赛中，最惊心动魄的时刻莫过于点球大战。国际足联(FIFA)对于标准足球场的尺寸规定为：如图所示，罚球点距球门线中点的水平距离为s=11m，球门横梁高度为H=2.44m，宽为L=7.32m。足球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。
(1)若运动员在罚球点处正对球门中心以20m/s的速度、与水平方向成30∘角射门，通过计算，判断足球能否射入球门;(不考虑守门员的防守)
(2)若运动员在罚球点处斜向左上方以某速度、与水平方向成37∘角射门，足球恰好从左上角A点水平射入球门，试估算该运动员射门时足球的初速度大小(计算结果保留整数)。
15.如图所示，一边长为L、质量为m的“”形金属细框置于光滑绝缘水平桌面上，ab、cd、ef边电阻均为R，其余边阻值忽略不计。虚线右侧有范围足够大的方向垂直桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与虚线边界平行，cd边刚要进入磁场时金属框速度大小降为它初速度大小的13，求：
(1)ab边刚进入磁场时金属框的加速度大小;
(2)整个运动过程中，ef边产生的热量。
【参考答案】
1.【答案】D
【解析】合力与分力是用单个力等效多个力的作用，属于等效替代。交流电的有效值是用直流电的热等效交流电的效果，属于等效替代。重心是用一点等效物体整体的重力作用，属于等效替代。点电荷带电体简化为无体积的点，忽略次要因素，属于理想化模型而非等效替代。故 D正确，ABC错误。
2.【答案】C
【解析】C、从v-t图像中，我们可以直接读出物体的初速度、末速度以及运动时间。由于 A、B两物体都做匀减速直线运动直到停止，所以它们的末速度都为0。从图像中我们还可以看出， A物体的运动时间为t0， B物体的运动时间为2t0。图线斜率的绝对值表示加速度大小，故A、B两物体的加速度大小之比为2:1，故C正确；
B、平均速度都为v=v02，所以它们的平均速度大小之比为1:1，故B错误；
A、图线与坐标轴所围面积表示位移，故A、B两物体的滑行距离之比为1:2，故A错误；
D、由于题目中没有给出A、B两物体的质量，所以我们无法直接比较它们所受摩擦力的大小，故D错误。
3.【答案】B
【解析】A、质量数A≈60的原子核比结合能最大，意味着这些原子核的核子结合得最为紧密，要将其分开需要更多的能量，因此这些原子核最稳定，发生核反应时会吸收大量能量， 故A错误；
B、轴核裂变生成中等核，比结合能增大，释放能量， 故B正确；
C、两个氢核(12H)聚变为氨核(24He)的过程是一个轻核聚变的过程，在这个过程中，由于比结合能的增加，会有质量亏损，因此这个过程需要释放能量，而不是吸收能量，故 C错误；
D、比结合能越大，原子核越稳定， 故D错误。
4.【答案】D
【解析】A.声音的增强和减弱是声波的干涉现象，而非衍射现象，故 A错误。
BCD.若其位置到两个扬声器的距离差△d=(n+12)λ(n=0,1,2,⋯)，则听到的声音减弱;若△d=nλ(n=0,1,2,⋯)，则听到的声音增强，由a、b、c位置数值可知，a、b位置听到的声音均减弱，c位置听到的声音增强，故D正确，BC错误。
5.【答案】A
【解析】B.试探电荷受到沿x轴正方向的电场力的作用，沿x轴正方向运动，由于点电荷电场强度E=kQr2可知，电场强度E随位置x减小，但不是均匀减小，故B错误；
A.沿x轴正方向电势降低，且φ-x图像斜率绝对值表示电场强度的大小，由于电场强度随x减小，故斜率减小，故A正确；
C.试探电荷速度增加，v-t图像斜率表示加速度，由于电场强度、电场力减小，加速度减小，斜率应减小，故C错误；
D.Ep-x图像的斜率的绝对值表示电场力的大小，可知斜率应减小，故D错误。
6.【答案】C
【解析】A.光在水中的传播速度v=cn=3 22×108m/s≈2.12×108m/s，故A错误。
B.由折射定律可知，光线从水中射向空气时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，故B错误。
C.临界角sinC=1n= 22，C=45∘，由几何关系可知，发光区域半径r=2m，面积S=4πm2≈12.6m2，故C正确。
D.折射率增大，临界角减小，发光区域面积减小，故D错误。
7.【答案】C
【解析】A.碰前A自由下落，mgh=12mv02，A、B碰后系统所受合力向下，由3mg-kx=3ma可知，弹力变大，故碰后A、B一起先向下做加速度减小的加速运动，故 A错误。
BD.当加速度为零时，速度最大，此时为简谐运动的平衡位置。当 A和B恰好不分离时，在最高点时弹簧刚好达到原长，加速度为g，由对称性可知，在最低点加速度也为g，由kx-3mg=3ma可知， A、B运动至最低点时的弹簧弹力大小为6mg，故 B、D错误；
C.A、B相碰，mv0=3mv，碰撞过程中损失的机械能为△E=12mv02-12×3mv2，A、B碰后至运动到最高点过程有32mv2+kx122=3mgx1，B静止时有2mg=kx1，联立得△E=8m2g2k，故C正确。
8.【答案】AB
【解析】游客若恰好停在C点，由能量守恒得mgh1=μ1mgL1，
解得h1=1m，
若恰好到达D点，由能量守恒得mgh2=μ1mgL1+μ2mgL2，
解得h2=8.5m，
则要使游客能够停在缓冲区内，h的取值范围为1m≤h≤8.5m，
故AB正确，CD错误。
9.【答案】BD
【解析】A.由题意知，航天员在圆环空间站上受到与站在地球表面时相同大小的支持力mg=mω2r，解得ω= gr，故A错误。
B.天宫空间站绕地球做匀速圆周运动GMm(h+R)2=mω'2(h+R)，其中GM=gR2，解得ω'= gR2(h+R)3，故B正确。
C.天宫空间站绕地球做匀速圆周运动GMm(h+R)2=mv2h+R，GM=gR2；可得：v= gR2h+R；可知，h增大，v减小，故C错误。
D.天宫空间站的向心加速度满足GMm(h+R)2=ma天，其中GM=gR2，解得a天=gR2(h+R)2，环形空间站的旋转向心加速度a环=ω2r=g，故天宫空间站的向心加速度小于环形空间站的旋转向心加速度，故 D正确。
10.【答案】ACD
【解析】A、设粒子射入磁场时速度大小为v，在磁场中做匀速圆周运动qvB=mv2r，粒子与筒壁仅发生1次碰撞后从P点射出，则有r=R，联立解得v=qBRm，A选项正确。
B、粒子从S点射入，从 P点射出，设粒子与简壁碰撞 n次，将半圆 SP等分为n+1段，每段对应的圆心角为θ，有
(n+1)θ=π(n=1,2,3,⋯)。由几何关系可知tanθ2=rR，qvB=mv2r，联立解得
v=qBRmtanπ2(n+1)(n=1,2,⋯)，
粒子射入磁场时速度的大小不可能为 3qBRm，B错误。
C、第一种情况：入射速度较小时，依此打在4、3、2、1后恰好打在S点。粒子在圆筒中运动时间
t1=2πmqB.108∘×5360∘=3πmqB;
第二种情况：入射速度较大时，依此打在3、1、4、2后恰好打在S点。粒子在圆筒中运动时间
t2=2πmqB.36∘×5360∘=πmqB，CD正确。
故选ACD。
11.【答案】(1)7.884；(2)两光电门间的竖直高度h；gh=12(dt2)2-12(dt1)2
【解析】(1)问螺旋测微器的读数由固定刻度读数和可动刻度读数组成。固定刻度读数为7.5mm，可动刻度读数为38.4×0.01mm=0.384mm，所以铁球直径d=7.5mm+0.384mm=7.884mm；
(2)小铁球通过光电门1的速度v1=dt1，通过光电门2的速度v2=dt2。根据机械能守恒定律：
mgh=12mv22-12mv12，两边同时约去m，可得gh=12(dt2)2-12(dt1)2。所以本实验还需测量的物理量为两光电门间的竖直高度h，需要验证的物理量关系式为gh=12(dt2)2-12(dt1)2。
12.【答案】(1)150；(2)350；(3)小；(4)偏大
【解析】解：(1)该欧姆表的内阻：R内=EIg=Ω=150Ω；
(2)结合题意，该电阻的阻值为：Rx=EI-R内=Ω-150Ω=350Ω；
(3)欧姆表中值电阻等于其内阻。电源的电动势不变，若要改装成倍率更大的欧姆表，则欧姆表中值电阻扩大倍数，即其内阻变大，由R内=EIg可知，需要用满偏电流更小的灵敏电流计。
(4)当电池电动势E变小、内阻变大时，欧姆档重新调零，由于满偏电流Ig不变，
欧姆调零时欧姆表内阻为：R内=EIg，变小，
用欧姆表测电阻时：I=ERX+R内=IgR内RX+R内=Ig1+RXR内，
由于R内变小，则I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了，电阻测量值偏大。
13.【答案】解：(1)在海底时p1=p0+ρgh1，
距离海平面50m时p2=p0+ρgh2，
气体发生等温变化p1V1=p2V2，
解得V2=7m3；
(2)从距离海平面h2=50m处到上浮到水面过程，气体发生等压变化V2T1=V3T2，
解得V3=7.5m3。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：(1)设球到达球门时间为t1，
水平方向有s=v0cs30∘t1，
竖直方向有h=v0sin30∘t1-12gt12，
联立解得h≈4.3m>H=2.44m，
故足球不能射入球门；
(2)足球恰好从左上角A点水平射入球门，
竖直方向有H=12gt22，
水平方向有 (L2)2+s2=v0'cs37∘t2，
联立解得v0'≈21m/s。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：解：(1)设ab边刚进入磁场时的速度为v，则E=BLv，F=ma，F=BIL，I=ER总，R总=3R2，
联立解得2B2L2v3R=ma，
从开始到cd边刚要进入磁场的过程中-BILΔt=m⋅v3-mv(或∑2B2L2v3RΔt=23mv，其中∑vΔt=L)，
解得a=2B4L53m2R2；
(2)ab边进入磁场至cd刚要进入磁场过程中回路产生的热量Q=12mv2-12m⋅(v3)2，
ef边产生的热量Q1=16Q=2B4L627mR2，
cd进入磁场后的等效电路图如图
设cd运动位移x速度减为零，则-BI 'L△t '=-m⋅v3(或∑2B2L2v'3RΔt=23mv，其中∑v'Δt'=L)，
解得x=L2，
故金属框停止时，ef未进入磁场，此过程回路产生的热量Q'=12m⋅(v3)2，
ef边产生的热量Q2=23Q'=B4L627mR2，
整个运动过程中，ef边产生的热量Qef=Q1+Q2=B4L69mR2。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】