2025届甘肃省金昌市金川高级中学高三下学期三模物理试题（解析版）

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注意事项：
1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案。不按以上要求作答的答案无效。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共43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5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.某些荧光物质在紫外线的照射下可以发出可见光,纸币的防伪技术中就应用了该原理。对此,下列说法正确的是( )
A.荧光物质在紫外线的照射下所发射的可见光光子能量大于紫外线光子能量
B.出现该现象是因为荧光物质被紫外线照射发生了光电效应现象
C.有些物质在红外线的照射下也可以发出可见光
D.这些荧光物质原子的核外电子在紫外线的照射下发生了多次跃迁
【答案】D
【解析】紫外线的频率大于可见光的频率,故紫外线光子的能量大于可见光光子的能量,A项错误;纸币荧光防伪技术中应用的是原子核外电子吸收紫外线光子的能量后跃迁到某个激发态,再向低能级跃迁时就会释放出可见光,应用是玻尔原子理论,光电效应是金属表层核外电子吸收足够大的频率的光子能量后,从金属表面电离射出的现象,两者不同,B项错误;物质吸收红外线后再发出的光,其光子的能量不可能大于该红外线光子的能量,即不会发出可见光,C项错误;荧光物质核外电子先吸收紫外线光子能量后跃迁到较高能级的激发态,再重新向低能级跃迁时释放出可见光光子,说明发生了多次跃迁,D项正确。
2.生活在尼罗河的反天刀鱼,它的器官能在其周围产生电场,电场线分布如图所示,M、N、P为电场中的点。下列说法正确的是( )
A.P点电场强度等于M点电场强度
B.P点电势小于N点电势
C.M点电势小于N点电势
D.某带电小颗粒只在电场力作用下从N点沿虚线轨迹运动到M点,其在N点的电势能小于在M点的电势能
【答案】C
【解析】电场线的疏密程度表示电场强度的大小,由题图可知,P点的电场强度小于M点的电场强度,A项错误;沿电场线方向电势逐渐降低,则P点的电势比N点的电势高,N点的电势比M点的电势高,B项错误,C项正确;带电小颗粒仅在电场力的作用下由N点沿虚线运动到M点,电场力方向指向虚线轨迹的凹侧,故小颗粒带正电,电场力对小颗粒做正功,小颗粒的电势能一定减小,即小颗粒在N点的电势能大于在M点的电势能,D项错误。
3.如图1所示,为了保持餐具安全卫生,学校食堂将清洗干净后的碗碟等餐具侧立着竖直放置于餐具架上,其侧视图如图2所示,其中固定光滑直杆a、b分别为两等高水平金属杆,图中碗外壁可看做半径为R的半球形。下列说法正确的是( )
图1 图2
A.若稍微增大a、b间距,且碗仍保持竖直静止,碗对a杆的压力不变
B.若稍微减小a、b间距,且碗仍保持竖直静止,碗对b杆压力变大
C.若将质量相同、半径R更大的碗竖直放置于a、b杆之间,碗对a杆的压力变小
D.若将质量相同、半径R更大的碗竖直放置于a、b杆之间,碗对b杆的压力不变
【答案】C
【解析】由牛顿第三定律可知,碗对杆的压力与杆对碗的弹力始终等大反向。对碗受力分析(如图),设b杆对碗的弹力F2与竖直方向的夹角为θ,则根据共点力的平衡条件可得F1=Gtan θ,F2=Gcsθ;若增大a、b间距,θ增大,则F1变大,A项错误;若减小a、b间距,则θ减小,F2减小,B项错误;将质量相同、半径更大的碗竖直放置于a、b杆之间,则θ减小,F1减小,F2减小,C项正确,D项错误。
4.学校科技活动丰富了同学们的课余生活。某同学制作的一台手摇式交流发电机如图所示,当缓慢摇动大皮带轮手柄时,连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪的发光。已知小皮带轮的半径为r,大皮带轮的半径为R=6r,摇动手柄的角速度为ω,且整个过程中皮带不打滑,则下列说法正确的是( )
A.发电机产生的交变电流频率为ω2π
B.小灯泡闪烁的频率为6ωπ
C.增大摇动手柄的角速度,小灯泡闪烁的频率增大,但亮度不变
D.增大摇动手柄的角速度,小灯泡闪烁的频率不变,但亮度增大
【答案】B
【解析】设小皮带轮转动角速度为ω1,皮带传动时,两皮带轮边缘线速度大小相等,即v=ω1r=ωR, 可得ω1=6ω,发电机产生的交变电流频率f=ω12π=3ωπ,A项错误;小灯泡闪烁的频率是交流电频率的两倍,即小灯泡闪烁频率f2=2f=6ωπ,B项正确;发电机产生感应电动势的峰值Em=NBSω1=6NBSω,增大摇动手柄的角速度ω,小灯泡的闪烁频率增大,电动势的峰值增大,其有效值增大,小灯泡的亮度也增大,C、D两项错误。
5.如图,在冬奥会跳台滑雪比赛中,一质量为50 kg的运动员在滑雪道上以速度v0=203 m/s从跳台a点飞出,着陆于斜坡b点,已知斜坡与水平方向的夹角为30°,不计空气阻力,重力加速度取g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.运动员从a点到b点的动量改变量的大小为1800 kg·m/s
B.运动员落到b点时重力的瞬时功率为2×104 W
C.运动员从a点飞出后经历1.5 s离斜坡最远
D.运动员离斜坡最远的距离为123 m
【答案】B
【解析】设a、b两点的水平距离与竖直距离分别为x、y,运动时间为t,由平抛运动规律有x=v0t,y=12gt2,又tan 30°=yx,可得t=4 s,运动员从a点到b点的动量改变量的大小Δp=mgt=2 000 kg·m/s,A项错误;运动员落到b点时重力的瞬时功率PG=mgvy=mg·gt=2×104 W,B项正确;设运动员从a点飞出后经历时间t1速度方向与斜坡平行,此时运动员离斜坡最远,有tan 30°=gt1v0,可得t1=2 s,C项错误;在t1时间内运动员垂直斜坡方向的平均速度大小v−=v0sin30°2,运动员离斜坡最远距离d=v−t1,可得d=103 m,D项错误。
6.中国科学院紫金山天文台近地天体望远镜发现了一颗近地小行星,这颗近地小行星直径约为43 m。已知地球半径约为6 400 km,若该小行星与地球的第一宇宙速度之比约为14×105,则该行星和地球质量之比的数量级为( )
A.10-15B.10-16C.10-17D.10-18
【答案】C
【解析】根据万有引力提供向心力有GMmR2=mv2R,解得第一宇宙速度v=GMR,所以M=v2RG。行星与地球的半径之比R1R2=21.5m6400×103m≈13×105,它们的第一宇宙速度之比v1v2=14×105,代入数据计算可得行星和地球的质量之比约为M1M2=2.1×10-17,C项正确。
7.一质量为m的小球从离地足够高的位置由静止开始释放,已知小球下落过程中受到一个始终垂直于速度方向的外力,已知外力F的大小与小球速率v的关系为F=kv(k >0且为常数),重力加速度为g,则小球下落的最大高度h与此时小球的速率v分别为( )
A.h=2m2gk2,v=2mgk
B.h=2m2gk2,v=4mgk
C.h=4m2gk2,v=2mgk
D.h=4m2gk2,v=4mgk
【答案】A
【解析】小球运动到最低点时,受到竖直向上的外力F=kv和重力mg,设小球运动轨迹最低点的曲率半径为R,由牛顿第二定律及向心力公式有kv-mg=mv2R,即mv2 -kRv+mgR=0。小球在最低点的速度v具有唯一解,则有(kR)2-4m2gR=0,可得R=4m2gk2,v=2mgk;小球下落过程由于外力F始终与速度方向垂直,故只有重力做功,由动能定理有mgh=12mv2,可得h=2m2gk2,A项正确。
8.一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,介质中质点P的平衡位置坐标xP=16 cm,质点Q的平衡位置坐标xQ=32 cm,从图示位时刻起经历最短时间Δt =0.4 s质点P与质点 Q的速度第一次相同。下列说法正确的是( )
A.简谐横波的频率可能为0.25 Hz
B.波在介质中传播的波速可能为 0.4 m/s
C.从图示时刻起,质点Q比质点 P先回到平衡位置
D.介质中平衡位置xM=20 cm处质点M的振动方程为y=10 sin(2πt+π) cm
【答案】AB
【解析】由图可知波长λ=40 cm,P、Q两质点平衡位置间距xPQ=16 cm