2025届吉林省白城市东北地区高考名师联席命制4月信息卷物理（解析版）

这是一份2025届吉林省白城市东北地区高考名师联席命制4月信息卷物理（解析版），共21页。
1. 放射性剂量的标准单位叫做西弗（符号为Sv），定义是每千克人体组织吸收1焦耳能量为1西弗。则“Sv”用国际单位制基本单位表示应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
故A正确。
故选A。
2. 用中子轰击静止的锂核，得到氚核、频率为的光子和原子核X；已知锂核的结合能为，氚核的结合能为，X的结合能为，普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A. X的电离作用弱
B. 光子的动量为
C. 该核反应的质量亏损为
D. 该核反应释放的核能为
【答案】D
【解析】A．根据核反应的核电荷数和质量数守恒可知，是粒子，其电离作用强，穿透能力弱，A错误；
B．光子的动量应为，B错误；
C．光子的能量是核能的一部分，核反应的质量亏损为，C错误；
D．根据结合能的定义可知，该核反应释放的核能为核反应后的结合能与核反应前的结合能之差即，D正确；故选D。
3. 在x轴上O、P两点分别放置电荷量为、的点电荷，一带正电的试探电荷在两电荷连线上电势能随x变化关系如图，其中A、B两点电势能为零，BD段中C点电势能最大，则（ ）
A. BC间场强方向沿x轴负方向
B. 和都正电荷
C. C点的电场强度大于A点的电场强度
D. 任意点电荷在B点的电势能一定小于其在D点的电势能
【答案】A
【解析】A．由图可知：从B到C，电势升高，根据顺着电场线电势降低可知，BC间电场强度方向沿x轴负方向，故A正确；
B．由图知A点的电势为零，由于沿着电场线电势降低，所以O点的电荷带正电，P点电荷带负电，故B错误；
C．点C为电势的拐点，若正点电荷从D到B点，电势能先增大后减小，则C点电场强度为零，故C错误；
D．负电荷在B点的电势能大于其在D点的电势能，故D错误。故选A。
4. 同一“探测卫星”分别围绕某星球和地球多次做圆周运动。“探测卫星”在圆周运动中的周期二次方T2与轨道半径三次方r3的关系图像如图所示，其中P表示“探测卫星”绕该星球运动的关系图像，Q表示“探测卫星”绕地球运动的关系图像，“探测卫星”在该星球近表面和地球近表面运动时均满足T2=c，图中c、m、n已知，则（ ）
A. 该星球和地球的密度之比为m:n
B. 该星球和地球的密度之比为n:m
C. 该星球和地球的第一宇宙速度之比为
D. 该星球和地球的第一宇宙速度之比为
【答案】C
【解析】AB．由图像可得，P、Q两条直线的函数关系式分别为
当探测卫星在该星球近表面运动时，轨道半径为星球半径R1，此时
联立可得
当探测卫星在地球近表面运动时，轨道半径为地球半径R2，此时
联立可得
设“探测卫星”质量为m，星球质量为M1，地球质量为M2，当“探测卫星”在该星球近表面做圆周运动时，有
当“探测卫星”在地球近表面做圆周运动时，有
联立上面两式可得
所以星球密度为
地球密度为
所以
故AB错误；
CD．根据万有引力提供向心力有
可得
所以星球第一宇宙速度为
地球第一宇宙速度为
所以两速度之比为
故C正确，D错误。
故选C。
5. 把一压力传感器固定在水平地面上，轻质弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。时，将金属小球从弹簧正上方由静止释放，小球落到弹簧上后压缩弹簧到最低点，又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。压力传感器中压力大小F随时间t变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，小球的动能最大
B. 时间内，小球始终处于失重状态
C. 时间内，小球所受合力的冲量为0
D. 时间内，小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，在时刻，小球落到弹簧上，开始压缩弹簧，此后弹簧的弹力开始增大，小球受到的重力与弹力的合力方向向下，逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向下，且逐渐减小，小球的速度仍在增大，当弹力增大到大小等于重力时，小球的速度最大，则动能最大，A错误；
B．由图乙可知，时刻弹力最大，此时压缩弹簧到最低点，可知在时间内，弹力先小于重力后大于重力，则加速度方向先向下，后向上，小球先失重后超重，B错误；
C．时间内，小球与弹簧组成的整体机械能守恒，可知在时刻小球落到弹簧上，时刻小球离开弹簧，则有两时刻小球的速度大小相等，方向相反，设此时的速度大小为v，小球的质量为m，取向上方向为正方向，则有小球的动量变化量为
由动量定理可知，小球在时间内，所受合力的冲量
C错误；
D．时间内，弹力逐渐减小，是小球被弹起直至离开弹簧的过程，此过程小球和弹簧组成的整体机械能守恒，则有小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧弹性势能的减少量，即小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量，D正确。
故选D。
6. “战绳”是一种近年流行的健身器材，健身者把两根相同绳子的一端固定在一点，用双手分别握住绳子的另一端，上下抖动绳子使绳子振动起来（图甲）。以手的平衡位置为坐标原点，图乙是健身者右手在抖动绳子过程中某时刻的波形，若右手抖动的频率是0.5Hz，下列说法正确的是（ ）
A. 该时刻P点的位移为
B. 再经过0. 25s，P点到达平衡位置
C. 该时刻Q点的振动方向沿y轴负方向
D. 从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为
【答案】B
【解析】ABC．由题可知，振幅，频率，由图可知波的波长为，波向右传播，该时刻P点得振动方向沿y轴负方向，Q点的振动方向沿y轴正方向，故从该时刻开始计时P点的振动方程为
故时P点的位移为
当时P点的位移为
P点到达平衡位置，AC错误，B正确；
D．从该时刻开始计时，质点从平衡位置向上振动，故质点Q的振动方程为
D错误。
故选B。
7. 如图所示，在直角坐标系中，先固定一个不带电的金属导体球B，半径为，球心的坐标为。再将一点电荷A固定在原点处，带电量为。是轴上的两点，两点对称地分布在轴两侧，点到坐标原点的距离均为与金属导体球B的外表面相切于点，已知金属导体球B处于静电平衡状态，为静电力常量，则下列说法正确的是（ ）
A. 图中两点的电势相等
B. 两点处电场强度相同
C. 金属导体球B上的感应电荷在外表面处的场强大小一定为
D. 金属导体球B上的感应电荷在球心处产生的电场强度大小一定为
【答案】D
【解析】A．由于感应电荷对场源电荷的影响，且沿着电场线方向电势逐渐降低，可得，故A错误；
B．b、c两点处电场强度大小相等，方向不同，故B错误：
C．点电荷A在d处的场强大小为
但金属导体球外表面场强不为零，则金属导体球B上的感应电荷在外表面d处的场强大小不等于，故C错误；
D．点电荷A在处的场强大小为
方向沿x轴正方向，金属导体球B处于静电平衡状态，其内部电场强度为零，则金属导体球B上的感应电荷在球心处产生的电场强度为，方向x轴负方向，故D正确。
故选D。
8. 一质点以某一速度水平抛出，选地面为重力势能的零点，运动过程中重力做功为W、重力的功率为P、物体的动能为Ek、物体的机械能为E。不计空气阻力的作用，则这四个量随下落时间t或下落高度h变化的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】A．质点下落高度为
重力做功为
W与成正比，A错误；
B．质点下落竖直方向速度为
重力的功率为P
重力的功率P与成正比，B正确；
C．质点下落速度为
物体的动能Ek
从图像上看Ek与高度h成一次函数关系，且不过原点，C正确；
D．平抛运动中，机械能守恒，物体的机械能E与高度无关，D错误。
故选BC。
9. 如图，容积为的汽缸竖直放置，导热良好，右上端有一阀门连接抽气孔。汽缸内有一活塞，初始时位于汽缸底部高度处，下方密封有一定质量、温度为的理想气体。现将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门，然后缓慢加热活塞下方气体。已知大气压强为，活塞产生的压强为，活塞体积不计，忽略活塞与汽缸之间摩擦。则在加热过程中（ ）
A. 开始时，活塞下方体积为
B. 温度从升至，气体对外做功为
C. 温度升至时，气体压强为
D. 温度升至时，气体压强为
【答案】AD
【解析】A．由于初始时位于汽缸底部高度处，则初始时，活塞下方体积为，由于大气压强为，活塞产生的压强为，则初始时，气体的压强
将活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门过程，末状态气体的压强为，根据玻意耳定律有
解得
即加热开始时，活塞下方体积为，故A正确；
B．若活塞上方缓慢抽至真空并关闭阀门之后缓慢加热，活塞恰好到达气缸顶部，与顶部没有相互作用的弹力，气体压强始终为，此时，根据盖吕萨克定律有
解得
可知，温度从升至过程，活塞没有到达顶部，气体做等压变化，则有
解得
则温度从升至，气体对外做功为
故B错误；
C．结合上述可知，温度升至时，活塞恰好到达气缸顶部，与顶部没有相互作用的弹力，气体压强为，故C错误；
D．结合上述可知，温度升至时，活塞已经到达气缸顶部，与顶部有相互作用的弹力，温度由升高至过程为等容过程， 根据查理定律有
解得
故D正确。
故选AD。
10. 航母上的舰载机返回甲板时有多种减速方式。如图所示，为一种电磁减速方式的简要模型，固定在水平面上足够长的平行光滑导轨CE、DF，间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻，且处在磁感应强度为B、垂直导轨平面向下的匀强磁场中。现有一舰载机等效为质量为m、电阻为r垂直于导轨的导体棒ab。导体棒ab以初动量水平向右运动，最后停下来，导轨的电阻不计。则此过程中（ ）
A. 导体棒ab做匀减速直线运动直至停止运动
B. 航母甲板的最短长度为
C. 电阻R上产生的焦耳热为
D. 通过导体棒ab横截面的电荷量为
【答案】CD
【解析】A．导体棒获得向右的瞬时初速度后切割磁感线，回路中出现感应电流，导体棒ab受到向左的安培力，向右减速运动，由
可知，由于导体棒速度减小，则加速度减小，所以导体棒做的是加速度越来越小的减速运动直至停止运动，A错误；
BD．设初始速度为，通过导体棒ab横截面的电荷量为，根据动量定理可得
又因为
解得
由于
代入可得，导体棒ab运动的位移，即航母甲板的最短长度为
故B错误，D正确；
C．导体棒减少的动能
根据能量守恒定律可得
又根据电路知识可得
故C正确故选CD。
二、非选择题∶本题共5小题，共54分。
11. 小明同学为测量某运动鞋鞋底与木板间的动摩擦因数，进行了如下实验：
（1）如图（a）所示，在质量为的运动鞋内放入质量为的铁块，将鞋放在质地均匀的水平木板上，鞋的右端连接一固定的拉力传感器，然后水平向左拉动木板，拉力传感器的示数与时间的关系如图（b）所示。已知重力加速度为，则图像中表示________，运动鞋与木板间的动摩擦因数________（用已知量和测量量表示）。
（2）该同学向左拉动木板时，因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜，则测得的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）该同学穿着运动鞋在水平地面走路时，发现当小腿对脚作用力与地面间的夹角大于某个值时，无论该同学小腿对脚沿该方向施加多大的力，鞋与地面间都不会发生相对滑动，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则鞋子与地面间的动摩擦因数与夹角应满足的条件为_______。
【答案】（1） 运动鞋与木板间的最大静摩擦力
（2）偏小 （3）
【解析】【小问1详解】
[1]图像中表示运动鞋与木板间的最大静摩擦力；
[2]由图像运动鞋与木板间的滑动摩擦力为
又，
联立可得运动鞋与木板间的动摩擦因数为
【小问2详解】
该同学向左拉动木板时，因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜，设倾角为，如图所示
根据平衡条件可得
又
联立可得
可知测得的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比偏小。
【小问3详解】
设该同学小腿对脚施加的力为，同学的质量为，受力分析如图所示
由共点力平衡条件可得
其中，
联立解得
当时，可得
12. 某同学利用半偏法测量量程为2mA电流表的内阻（小于），实验电路如图所示。可供选择的器材有：
A．电阻箱（最大阻值）
B．电阻箱（最大阻值）
C．直流电源E（电动势3V）
D．开关两个，导线若干。
实验步骤如下：
①按图正确连接线路；
②闭合开关、断开开关，调节电阻箱，使电流表满偏；
③保持电阻箱接入电路的电阻不变，再闭合开关，调节电阻箱使电流表示数为1mA，记录电阻箱的阻值。
（1）实验中电阻箱应选择________（选填“A”或“B”）。
（2）在步骤③中，若记录的电阻箱阻值，则可得到电流表的内阻为________；若考虑到在接入电阻箱时，干路上电流发生的微小变化，则用该办法测出的电流表内阻的测量值________真实值（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
（3）若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表，则应将电流表________（选填“串”或“并”）联一个阻值为________的电阻（保留两位有效数字）。
【答案】（1）A （2）75.0 小于
（3）并 0.25
【解析】【小问1详解】
当电流表满偏时电流为2mA，此时回路中电阻值为
所以变阻箱选最大阻值，故选A。
【小问2详解】
[1]闭合开关、断开开关，调节电阻箱，使电流表满偏即回路中电流为2mA，保持电阻箱接入电路的电阻不变，再闭合开关，调节电阻箱使电流表示数为1mA，回路中总电流为2mA，所以流过的电流与流过电流表的电流相等，两者是并联关系，电压也相等，则电阻也相等，表示电流表的电阻为。
[2]由于接入电阻箱与电流表并联，导致干路上电流变大，当电流表示数为1mA，则流过变阻箱的电流大于1mA，这样导致测量值小于真实值。
【小问3详解】
[1]若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表，由并联电阻分流作用可知，则应将电流表并联一个电阻。
[2]改装后的电流表量程变为满偏电流的300倍，则流过并联电阻的电流是满偏电流的299倍，所以并联的电阻阻值
13. 使用石英玻璃作为光纤材料可以显著降低光信号的衰减，这一发现开启了光纤通信的新时代，使得长距离数据传输成为可能，极大地促进了全球信息技术的进步。如图模拟光纤通信，将直径为的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求：
（1）圆环内径的最小值；
（2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
在圆柱形玻璃棒A端最下方射入的光线在玻璃棒外侧边界上的入射角最小，令其为，根据几何关系有
若所有光线均能够发生全反射，则有
根据临界角与折射率的关系有，解得
即圆环内径最小值为。
【小问2详解】
在（1）问情况下，解得
作出光路图如图所示
光传播的路程
根据折射率与光速关系有
从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间
结合上述解得
14. 如图所示，竖直平面内有一段固定的光滑圆弧轨道PQ，所对应圆心角，半径为，O为圆心，末端Q点与粗糙水平地面相切。圆弧轨道左侧有一沿顺时针方向转动的水平传送带，传送带上表面与P点高度差为现一质量（可视为质点）的滑块从传送带的左侧由静止释放后，由P点沿圆弧切线方向进入圆弧轨道，滑行一段距离后静止在地面上，已知滑块与传送带、地面间的动摩擦因数均为，重力加速度g取，，，求：
（1）传送带最短长度及最小运行速度；
（2）滑块经过Q点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）在（1）问情景下，滑块运动全过程因摩擦产生的热量。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）滑块离开传送带做平抛运动，竖直方向有
滑块沿点切线滑入圆弧轨道，由几何关系则有
联立解得传送带的最小运行速度大小为
滑块在传送带上只做匀加速运动时，传送带的长度最短，由动能定理有
解得传送带的最短长度为
（2）滑块在点的速度大小为
滑块从到，由动能定理有
在点，由向心力公式有
联立解得
由牛顿第三定律可知，滑块经过点时对圆弧轨道的压力大小为
（3）滑块做匀加速运动的时间为
传送带的位移大小为
滑块和传送带组成的系统产生的焦耳热
滑块由至最终静止，由能量守恒有
滑块运动全过程因摩擦产生的热量
15. 如图所示，空间坐标系O—xyz内有一由正方体ABCO—A′B′C′O′和半圆柱体BPC—B′P′C′拼接而成的空间区域，立方体区域内存在沿z轴负方向的匀强电场，半圆柱体区域内存在沿z轴负方向的匀强磁场。M、M′分别为AO、A′O′的中点，N、N′分别为BC、B′C′的中点，P、P′分别为半圆弧BPC、B′P′C′的中点，Q为MN的中点。质量为m、电荷量为q的正粒子在竖直平面MNN′M′内由M点斜向上射入匀强电场，入射的初速度大小为v0，方向与x轴正方向夹角为θ = 53°。一段时间后，粒子垂直于竖直平面BCC′B′射入匀强磁场。已知正方体的棱长和半圆柱体的直径均为L，匀强磁场的磁感应强度大小为，不计粒子重力，sin53° = 0.8，cs53° = 0.6。
（1）求匀强电场的电场强度E的大小；
（2）求粒子自射入电场到离开磁场时的运动时间t；
（3）若粒子以相同的初速度自Q点射入匀强电场，求粒子离开匀强磁场时的位置坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在电场中运动时，沿x轴方向
解得
沿z轴方向
由牛顿第二定律可知
解得
（2）粒子进入匀强磁场后，由牛顿第二定律可知
解得
由几何关系可知，粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为60°，粒子在磁场中运动的周期
粒子在匀强磁场中运动的时间
故
（3）若粒子以相同的初速度自Q点射入匀强电场，在匀强电场中运动的时间
进入磁场时，沿x轴方向的速度大小为
沿z轴方向的速度大小为
故粒子沿x轴方向做匀速圆周运动，半径
沿z轴方向做匀速直线运动，因粒子做圆周运动的半径不变，故在磁场中运动的时间不变，在磁场中沿z轴方向运动的位移大小为
在电场中沿z轴方向运动的位移大小为
故粒子离开磁场时，z轴方向的坐标
y轴方向的坐标
x轴方向的坐标
即离开磁场时的位置坐标为。