2024-2025学年陕西省安康市高三下学期4月联考物理试题（解析）

这是一份2024-2025学年陕西省安康市高三下学期4月联考物理试题（解析），共19页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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，只有一项符合题目要求。
1. 下图为研究光电效应的实验装置图，用某单色光照射金属K时发生了光电效应，若只减弱光的强度，而保持频率不变，下列说法正确的是（ ）
A. 有可能不发生光电效应
B. 逸出的光电子的最大初动能将不变
C. 饱和光电流将不变
D. 从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加
【答案】B
【解析】
【详解】AB．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若人射光的强度减弱，频率保持不变，仍然可以发生光电效应，根据光电效应方程
知光电子的最大初动能不变，故A错误，B正确；
C．光照强度影响光子数目，人射光的强度减弱，则人射光的光子的数目减少，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小，故C错误；
D．发生光电放应时，光电子的逸出几乎是瞬时的，与光照强度无关，即从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间不变，故D错误。
故选B。
2. 在一次模拟演习中，目标弹从地面上M点以速度v1=100m/s沿竖直方向做匀速直线运动，拦截弹从地面上N点开始做初速度为0、加速度a = m/s²，方向与水平方向的夹角为45°的匀加速直线运动，已知M、N两点相距4000m，要想拦截成功，则拦截弹应该在目标弹发射多长时间后开始发射（ ）
A. 10sB. 14sC. 18sD. 20s
【答案】D
【解析】
【详解】设目标弹发射发射时间后，拦截弹发射，且经过拦截成功，可知目标弹上升的高度为
拦截弹上升的高度为
且拦截弹水平方向有
由几何关系可知
代入题中数据，联立解得
故选D
3. 风力发电前景广阔，其简化模型如图所示，矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动。已知矩形线框的匝数为n=100，面积为S=0.01m²，匀强磁场的磁感应强度大小为B = T，线框转动的角速度为ω=100π rad/s。线框与理想变压器原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=2∶1，副线圈所在电路中的电阻R=10Ω。电流表为理想电表，不计线框的电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表 A 示数为
B. 线框中感应电动势的最大值为
C. 线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
D. 副线圈电流的频率为 100Hz
【答案】C
【解析】
详解】A．线圈转动电动势有效值
则副线圈电压
联立解得
则电流表 A 示数
故A错误；
B．线框中感应电动势的最大值
故B错误；
C．线框平面与磁场方向平行时，线圈电动势最大，流经线框的电流最大，故C正确；
D．因为
代入题中数据，解得副线圈电流的频率
故D错误。
故选 C。
4. 如图所示，用铝制易拉罐制作温度计，一透明薄吸管里有一段油柱（长度不计）粗细均匀，吸管与罐密封性良好，罐内气体可视为理想气体，不考虑大气压强变化，易拉罐和吸管处于水平方向，在吸管上标注等差温度值，下列说法正确的是（ ）
A. 吸管上标注的等差温度值刻度左密右疏
B. 若要扩大测温范围，可以在其余条件不变的情况下换用更粗的透明吸管
C. 若将易拉罐和吸管直立且开口向上，则测量值偏大
D. 若要提高测温灵敏度，可以在其余条件不变的情况下换用体积更小的易拉罐
【答案】B
【解析】
【详解】A．设初始温度为、罐中空气体积为、吸管内空气柱长度为、其横截面积为S，温度变化后温度为、罐中空气体积不变、吸管内空气柱长度为、其横截面积不变。在温度变化时，气体做等压变化，有
整理得
故温度变化量与距离的变化量成正比，则吸管上标注的等差温度值刻度是均匀的，故A错误；
B．根据题意及A选项分析，若更换更粗的透明吸管，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，则测量范围会变大，故B正确；
C．易拉罐和吸管处于水平方向时，罐内气体压强为大气压强，若将易拉罐和吸管直立且开口向上，罐内气体压强大于大气压强，根据理想气体状态方程可知，在温度相同时，压强增大则体积减小，油柱向易拉罐移动，测量值偏小，故C错误；
D．根据可得，若用更小的饮料罐，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，即该气温计的测温灵敏度会降低，故D错误。
故选B。
5. 2024 年 10 月 30 日，神舟十九号载人飞船点火升空，3 名航天员成功进入中国空间站。已知地球半径为 R，空间站绕地球做圆周运动的轨道半径为 kR，周期为 T，引力常量为 G。下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为 B. 地球的平均密度为
C. 空间站的线速度大小为 D. 空间站所在高度处的重力加速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．对空间站，由牛顿第二定律有
解得地球质量
故A错误；
B．地球的平均密度为
联立解得
故B正确；
C．空间站的线速度大小
故C错误；
D．空间站所在高度处有
联立解得空间站所在高度处的重力加速度大小
故D错误。
故选B。
6. 风洞是用人工产生可以控制的气流，模拟物体周围气体的流动，研究物体在气体中的运动规律。在风洞实验室中，先后两次将同一物体以相同的初速度v0竖直向上抛出并落回抛出点，第一次的空气阻力大小与速率成正比，物体运动的v-t图像如图甲所示，物体在t2时刻落回抛出点，落回时速率为v1；第二次的空气阻力大小恒定，物体运动的v-t图像如图乙所示，物体在t4时刻落回抛出点，落回时速率也为v1。则t2与t4的大小关系正确的是（ ）
A. B.
C. D. 条件不足，无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】空气阻力大小与速率成正比时，设空气阻力为kv，v-t图线可以看成f-t图线，其面积表示冲量，v-t图线面积表示位移为零，所以f-t图线面积表示冲量为零，对全过程由动量定理得
其中阻力的冲量
解得
空气阻力大小恒定时，物体上升和下落均做匀变速直线运动，设空气阻力为f，上升的最大高度为H，上升过程根据动能定理有
下落过程根据动能定理有
联立解得
故上升时间
同理下落时间
整个运动时间
因为
所以
故选A。
7. 、 所在水平直线垂直于均匀带电正方形薄板所在平面，且通过板的几何中心 ， 、 两点关于薄板对称，到薄板中心 的距离都是 ， 垂直于 连线且 构成等边三角形，在 点固定一点电荷， 点场强大小为 ，方向垂直于 连线，已知静电力常量为 ，则下列说法正确的是（ ）
A. 正方形薄板与 点的点电荷带同种电荷B. 薄板上电荷在 点产生的场强大小为
C. 点的点电荷的电量绝对值为 D. 、 两点的电势相等，场强不同
【答案】C
【解析】
【详解】A．a点电场强度方向垂直ab连线，可知正方形薄板与c点的点电荷带异种电荷，故A错误；
B．a点场强大小为E，方向垂直ab连线，则薄板上电荷在a点产生的场强大小为
对称性可知，薄板上电荷在 点产生的场强大小与薄板上电荷在a点产生的场强大小相等，即为，故B错误；
C．c点点电荷在a点产生的场强大小为
因为
联立解得点的点电荷的电量绝对值
故C正确；
D．由对称可知a、b两点的场强大小及电势均相等，故D错误。
故选C。
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. 一列简谐横波沿轴传播，波长为90cm，振幅为10cm。介质中有和两个质点，其平衡位置相距210cm。某时刻质点位于波峰位置，从此时刻开始计时，质点的振动图像可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】
【详解】由题知，该波波长为：λ=90cm，振幅为：A=10cm，介质中P和Q两个质点，平衡位置相距Δx=210cm
可得：
某时刻P质点位于波峰位置，则根据y=Asin（ωt+φ）
可得：10=10sinφ
解得：
由P和Q两个质点平衡位置之间的距离可知：
解得：
由此可知，此时Q点的位移为：
因为未告知波的传播方向，所以此时Q可能向上振动也可能向下振动，故Q的振动图像可能为CD。
故选CD。
9. 如图所示，水平传送带以顺时针转动，分别为传送带水平部分的左、右端点，时在其右端处无初速度地释放质量的物块（视为质点），同时对物块施加一水平向左的恒力，时撤去力，物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取，物块最后从点离开传送带，下列说法正确的是（ ）
A. 的长度至少B. 物块在传送带上运动的时间为
C. 全过程中摩擦力对物块做功D. 物块与传送带之间摩擦产生的热量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在时间内，由牛顿第二定律可得
解得
后，物块的加速度
以向左为正方向，画出物块和传送带运动的图像如图所示，物块向左运动的位移
则传送带至少长，A错误；
B．由图像可知物块在传送带上的运动时间为，B正确；
C．由图像可知后，摩擦力对物块做功为零，内，物块向左运动的位移，则摩擦力做功为，C错误；
D．由图可求得物块与传送带之间的相对位移大小
则摩擦生热
D正确。
故选BD。
10. 如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为，磁场内有一块足够长平面感光薄板，板面与磁场方向平行，在前距离处有一个点状的放射源，它在纸面内均匀地向各个方向发射比荷为的带正电的粒子，粒子的速度大小都是。不计粒子的重力和相互间作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 击中的粒子中，运动的最长时间为
B. 击中的粒子中，运动的最短时间为
C. 上被粒子击中的区域的长度为
D. 放射源发射的粒子中有的粒子可以击中板
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由牛顿第二定律得
解得
粒子运动的周期为
由S竖直向下射出的粒子，轨迹圆与ab相切，在击中ab的粒子中，运动的时间最长为周期，运动的最长时间为
故A正确；
B．由S沿与竖直方向成向右上方射出的粒子，在击中ab的粒子中，轨迹圆的弦长最短，在磁场中运动的时间最短为周期，运动的最短时间为
故B错误；
C．作出击中ab左右两端的粒子轨迹如图
ab上被粒子打中的区域的长度
故C正确；
D．沿竖直向上方向射出粒子与屏相切粒子走过的弧长为周长的，沿竖直向下方向射出粒子与屏相切粒子走过的弧长为周长的，二者夹角为，即由点射出从竖直向下到竖直向上的右侧的粒子都能击中，占总发射粒子的50%，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用阿特伍德机验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示，已知物块A（含遮光条）的质量为，物块的质量为，且，当地重力加速度为。请回答下列问题：
（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，示数如图乙所示，则其读数为___________。
（2）实验中，保持光电门1和A由静止释放的位置不变，多次改变光电门2的位置，测出遮光条通过光电门时的遮光时间，并测出两光电门间的高度差，根据测得的多组数据，可以作出___________图像，所得图线是一条线。
A. B. C. D.
（3）按照（2）问作出图像，若图像的斜率等于___________，图像与纵轴的截距等于___________，则机械能守恒定律得到验证。
【答案】（1）
（2）B （3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据螺旋测微器的读数规则可知，遮光条的宽度
【小问2详解】
如果A、B系统机械能守恒，则有
变形得
故应作出图像。故选B。
小问3详解】
[1][2]由可知，当图像的斜率为
纵轴的截距等于，则机械能守恒定律得到验证。
12. 某同学利用如图甲所示的电路，测量内阻很小的某电源的电动势和内阻，所用器材如图乙所示，为定值电阻（阻值）。请回答下列问题：
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整___________。
（2）实验中，定值电阻的作用有___________。
A. 保护电源
B. 在电流变化时使电压表的示数变化更明显
C. 在电压变化时使电流表的示数变化更明显
（3）实验中，当单刀双掷开关接1时，将滑动变阻器滑片置于两个不同位置，电压表和电流表的示数分别为、和、，则电源电动势___________，内阻___________（用和表示）。
（4）将单刀双掷开关分别接1和2时，调节滑动变阻器，记录若干组电压表和电流表的读数，分别作出两种情况下图像如图丙所示，图线是开关与___________（选填“1”或“2”）闭合时作出的；考虑避免系统误差，待测电源的电动势___________，其内阻大小___________。（结果均保留两位小数）
【答案】（1） （2）AB
（3） ①. ②.
（4） ①. 2 ②. 1.50 ③. 0.54##0.55##0.56##0.57##0.58##0.59
【解析】
【小问1详解】
根据电路图可连接实物如图所示
【小问2详解】
定值电阻有保护电源的作用，且由于电源内阻很小，则根据闭合电路的欧姆定律有
可知加了定值电阻后可以达到电流变化时使电压表的示数变化明显的效果。
故选AB。
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
联立解得，
【小问4详解】
[1]当接1时，路端电压与电流的关系式为
画出图像，当电流表的示数0时，可知测得的电动势是准确的，而内电阻测量值等于电源内阻与定值电阻和电流表内阻之和，由于电流表内电阻的影响，使得内电阻测量值偏大，即图像与纵坐标的交点是准确的，而斜率偏大；当接2时，路端电压与电流的关系式为
画出图像，实验主要误差就是电压表的分流作用，当电流表的示数时，测得的电动势
测得的电动势偏小，不过当路端电压等于零时，流过电压表的电流也为零，系统误差消失，因此短路电流是准确的；利用图像在纵轴的截距可知，接1时图像纵轴的截距等于电源电动势，接2时图像纵轴的截距小于电源电动势，故图线是开关与“2”连接。
[2]由于图像的电动势测量准确，结合以上分析，可知电动势为
[3]图像的短路电流测量准确，可知短路电流，因此电源的内电阻
13. 如图所示，直角△ABC为某光学元件的横截面，∠A=30°，∠C=90°，BC边长l=3cm，在A点正上方3cm处有一点光源S，发出的一束单色光恰好垂直AB边射入光学元件，在AC边恰好发生全反射。不考虑BC边的反射，光在真空中的传播速度为c = 3.0×108m/s。求
（1）光学元件对该光束的折射率n的大小；
（2）光束在元件中的传播时间。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
光束在AC边发生全反射，入射角为临界角，光路如图
几何关系可知入射角
则折射率
【小问2详解】
几何关系可知光在AB边的入射角为，光会在AB边的E点发生全反射，最终垂直于BC边的F点射出，几何关系可知AD=DE，则光束在元件中通过的路程
其中
代入题中数据，联立解得
因为
则光束在元件中的传播时间
联立解得
14. 如图所示，竖直平面内半径为R=2m的光滑圆弧轨道AB底端和切线水平，与水平传送带左端靠近，传送带右端C与一水平光滑平台靠近，圆弧轨道底端、传送带上表面及平台位于同一水平面，圆弧所对的圆心角为θ=60°，传送带以的恒定速度顺时针匀速转动， 之间的长。质量为的物块以从圆弧轨道的最高点 沿切线进入圆弧轨道，物块与传送带间的动摩擦因数，质量为 的物块静止在 点右侧的水平光滑平台上。物块与之间的碰撞为弹性碰撞，不计物块的大小，重力加速度为 。
（1）求物块第一次运动到圆弧轨道最底端 点时对轨道压力大小；
（2）判断物块与第一次碰撞后物块能否从点滑离圆弧轨道，若不能，求物块在圆弧轨道上所能达到的最大高度；
（3）求物块最终运动速度的大小。
【答案】（1）36N （2）不能，0.45m
（3）
【解析】
【小问1详解】
对物体1，由动能定理有
解得
在B点，由牛顿第二定律有
代入题中数据，联立解得在B点轨道对物体1的支持力大小
根据牛顿第三定律可知最底端 点时对轨道的压力大小为36N。
【小问2详解】
因为，故物体1滑上传送带后先做减速运动，物体1与传送带共速时，其位移
可知物体1一直减速到C点，则有
解得物体1在C点时速度大小
物体1与物体2碰撞为弹性碰撞，规定向右为正方向，则有
联立解得
可知物体1发生反弹，假设物体1能从A点滑出，对物体1碰后到A过程，由动能定理有
联立解得
说明假设失败，物体1不能从点滑离圆弧轨道。设物块在圆弧轨道上所能达到的最大高度为h，则由动能定理有
联立以上解得
【小问3详解】
（2）可知物体1将再次返回传送带B点，设此时速度，则有
联立解得
之后，物体1与传送带共速时，其位移
可知物体1回到传送带C点时的速度为传送带速度v，之后物体1以速度v和物体2相碰，则有
联立解得
可知物体物体1再次从传送带返回时将以的速度碰撞物体2，则有
联立解得
可知物体1从传送带返回时的速度小于物体2的速度，则二者不会再相碰，故最终物体2的速度为。
15. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，倾角 ，导轨间距离为 。导轨顶端接有阻值大小为 的定值电阻，其余电阻忽略不计，当单刀双掷开关 接 时，电容为 的电容器与 串联，质量为 、长度为 、电阻不计的导体棒垂直倾斜导轨放置，在运动过程中，导体棒始终与导轨保持垂直。整个装置处于垂直导轨平面向上且磁感应强度为 的匀强磁场中。已知 ， ，重力加速度为 。当电容器电压为 时，电容器储存的电场能为 。
（1）单刀双掷开关 接 ，导体棒由静止释放，求导体棒的最大速度 的大小；
（2）单刀双掷开关 接 ，导体棒由静止释放，当重力的功率为电阻 的功率的三倍时，求导体棒的速度 的大小；
（3）当导体棒的速度为第（2）问中的速度 时，立即将单刀双掷开关接 ，同时对导体棒施加一个沿斜面方向的外力 ，使导体棒做匀速运动，当导体棒克服安培力做功的功率为电阻 的功率的三倍时，求此时电容器两端的电压以及从单刀双掷开关接 到此刻电阻 上产生的焦耳热。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
导体棒速度最大时，导体棒匀速运动，由平衡条件有，
联立解得
【小问2详解】
根据题意有重力功率
电阻 的功率
因
联立解得
【小问3详解】
导体棒克服安培力做功的功率为电阻 的功率的三倍，可知导体棒克服安培力做功等于电阻产生热量的3倍，由能量守恒可知导体棒克服安培力做功等于电阻产生的热量和电容器储存的电场能，由此可知电容器容器储存的电场能为电阻产生热量的2倍，由于电容器与R串联，故电流相等，根据
可知电容器两端电压等于电阻R两端电压的两倍，由于棒匀速运动，产生的电动势
可知此时电容器两端的电压
因为电容器储存的电场能
则此刻电阻 上产生的焦耳热
联立以上解得