物理：2025届苏北八市高三下学期三模补偿训练（解析版）

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1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．
1．猫脚底的肉垫中包含大量脂肪和弹性纤维，使猫从高处跳下时能够减轻冲击力，同时厚厚的肉垫也能减少行走时发出的声音，帮助猫悄悄接近猎物或避免被猎物发现。猫脚底肉垫结构可以减轻冲击力，蕴含的物理规律是（ ）
A．动能定理B．动量定理C．机械能守恒定律 D．动量守恒定律
【答案】B
【解析】根据动量定理可得
可知动量变化相同时，猫脚底肉垫结构可以增加作用时间，从而减轻冲击力；所以蕴含的物理规律是动量定理。故选B。
2．炎热的夏天，柏油马路附近空气的折射率随高度降低而减小，太阳光斜射向马路的过程中会发生弯曲，下列光路图中能描述该现象的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，又由题意可知，地球表面附近空气的折射率随高度降低而减小，则太阳光应向上弯曲，B选项符合题意。故选B。
3．著名物理学家G·P汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，则（ ）

A．该图样说明了电子具有粒子性
B．高速运动的电子是一种波，不再是粒子了
C．加速电压越大，电子的物质波波长越大
D．实验中换成晶格间隔更小的多晶薄膜，衍射现象会更明显
【答案】D
【解析】A．电子通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，衍射现象是波特有的现象，该图样说明了电子具有波动性，故A错误；
B．电子具有波粒二象性，故B错误；
C．加速电压越大，电子的运动速度增大，电子动量增大，根据德布罗意波长公式
可知加速电压越大，电子的物质波波长越短，故C错误；
D．障碍物的波长比电子物质波的波长小时，衍射现象会更明显，故D正确。故选D。
4．如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）
A．夏至时地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积最大
B．从冬至到春分的运行时间等于从春分到夏至的运行时间
C．地球公转的线速度最大值与最小值之比等于地心到太阳中心最大距离与最小距离之比
D．地球公转轨道半长轴的三次方与公转周期平方之比与月球公转轨道半长轴三次方与公转周期平方之比相等
【答案】C
【解析】A．由开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等，故A错误；
B．地球经历春夏秋冬由图可知是逆时针方向运行，冬至为近日点，运行速度最大，夏至为远日点，运行速度最小；所以从冬至到春分的运行时间小于从春分到夏至的运行时间，故B错误；
C．在极短时间内地球与太阳的连线扫过的面积为，根据开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等，可得地球公转的线速度最大值与最小值之比等于地心到太阳中心最大距离与最小距离之比，故C正确；
D．地球绕太阳运动，月球绕地球运动，中心天体不同，则地球公转轨道半长轴的三次方与公转周期平方之比与月球公转轨道半长轴三次方与公转周期平方之比不相等，故D错误。故选C。
5．石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种结构规则的新材料，其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则（ ）
A．新材料在物理性质方面表现为各向同性
B．超低温下新材料中碳原子停止运动
C．单层石墨烯的厚度数量级约
D．碳原子的运动为布朗运动
【答案】C
【解析】A．新材料由多层石墨烯叠加而成，可知结构规则的新材料为晶体，晶体具有固定的熔点，新材料在物理性质方面表现为各向异性，故A错误；
B．由分子动理论可知，一切物质的分子做永不停息的无规则运动，故B错误；
C．石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料，故厚度等于原子的直径，故其数量级为10-10m，故C正确；
D．碳原子的运动为无规则的热运动，故D错误。故选C。
6．把光敏电阻（光照越强，阻值越小）接入如图所示电路，制成光电报警装置。闭合开关，当光照达到一定强度时，报警器的蜂鸣器发声，则（ ）
A．干簧管应用了电磁感应原理
B．增大电阻箱R的阻值，报警器在光照更强时才可能报警
C．增加电源B的电动势，报警器在光照更强时才可能报警
D．增加电源A的电动势，报警器在光照更强时才可能报警
【答案】B
【解析】A．干簧管上的线圈通电形成的磁场使簧片磁化时，簧片的触点部分就会被磁力吸引，当吸力大于簧片的弹力时，常开接点就会吸合，当磁力减小到一定程度时，接点被簧片的弹力打开。则干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，A错误；
B．报警时线圈中电流不变，总电阻不变，若增大电阻箱R的阻值，则光敏电阻应变小，光照更强，所以报警器在光照更强时才会报警，B正确；
C．报警时线圈中电流不变，若增加电源B的电动势，则电路中总电阻应变大，光敏电阻变大，所以报警器在光照更弱时就会报警，C错误；
D．增加电源A的电动势，不影响线圈中电流，报警器在原光照强度时会报警，D错误。
故选B。
7．如图所示，物块放在光滑水平台面上，用一轻绳绕过小定滑轮将物块和长为L的直杆OP连接，若使直杆OP从图示位置绕水平轴O以恒定的角速度顺时针转动到水平位置（物块未碰到滑轮），则该过程中（ ）
A．物块做匀速运动
B．物块做匀变速直线运动
C．物块的最大速度小于L
D．物块的速度先增大后不变
【答案】D
【解析】将P点速度分解如图
设绳所在线与杆之间所成锐角是θ，则P点沿绳方向速度分量
在直杆OP从图示位置绕水平轴O以恒定的角速度顺时针转动到水平位置（物块未碰到滑轮）的过程中θ先增大到90然后减小，又
故先增大到L再减小；开始时物体在绳的牵引下运动，物体的速度与P点沿绳方向的速度分量相等，所以物体的速度先增大到L，由于物体在光滑水平面上速度不会减小，故当θ从90减小时，P点沿绳方向速度分量减小但物体的速度不变；即物体的速度先增大后不变。
故选D。
8．如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表、电流表示数变化量的绝对值分别为、，则在电阻R增大的过程中（ ）
A．两电表的示数都变大B．电容器支路中有向右的电流
C．电流表的示数大于电阻R中的电流D．与的比值增大
【答案】C
【解析】增大可变电阻R的阻值，则电路中电流减小，根据
可知路端电压增大，根据
可知两端电压减小，则电阻两端电压变大，电压表示数变大，根据
可知电容器极板上所带电荷量变大，电容器充电，则电容器支路中有向左的电流，可知电流表示数示数大于电阻R中的电流，电容器充电完成相当于断路，电容器充电过程中，电容器等效为电阻，阻值变小，则相当于与电容器并联部分电路电阻变小，则与的比值变小，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．如图所示，一根不可伸长的轻质细线一端悬于O点，另一端系一小球A，将A拉至细线与水平方向成θ夹角，细线刚好伸直。由静止释放A，在A从释放点运动到最低点的过程中，其重力势能Ep、动能Ek、机械能E、重力的瞬时功率P与下落的高度h的关系图像可能正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】A．小球下落过程中重力势能随下落高度h的增大均匀减小，即图线的斜率保持不变，故A错误；
B．A从释放点开始做自由落体运动，根据机械能守恒定律可知
小球运动到与水平方向对称的位置后，细线被拉直的瞬间有能量损失，动能瞬间减小，然后小球做圆周运动，根据机械能守恒定律有
故B正确；
C．由于细线被拉直瞬间，有机械能损失，故C错误；
D．小球自由下落过程中，重力的瞬时功率为
当细线被拉直瞬间，小球竖直方向的速度减小，重力的瞬时功率突然减小，即小球开始做圆周运动瞬间，重力的功率应发生突变，故D错误。
故选B。
10．如图所示，将一铝质的薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小与时间成正比（B=kt）的均匀磁场中。则从t=0时刻开始，下列说法正确的是（ ）
A．圆管中的感应电流随时间的推移而增大
B．圆管中所受安培力随时间的推移而增大
C．圆管所受安培力的合力方向竖直向下
D．台秤的读数随时间的推移不发生变化
【答案】D
【解析】A．磁感应强度大小与时间成正比，根据电磁感应定律可知圆管中的感应电流大小恒定，故A错误；
BC．圆管中的感应电流在水平面内，构成闭合回路，根据左手定则可知，各段微小电流所受安培力的合力为零，故BC错误；
D．台秤的读数始终等于圆管的重力，大小不变，台秤的读数随时间的推移不发生变化，故D正确。
故选D。
11．在某装置中的光滑绝缘水平面上，三个完全相同的带电小球，通过不可伸长的绝缘轻质细线，连接成边长为d的正三角形，如图甲所示。小球质量为m，带电量为，可视为点电荷。初始时，小球均静止，细线拉直。现将球1和球2间的细线剪断，当三个小球运动到同一条直线上时，速度大小分别为、、，如图乙所示。该过程中三个小球组成的系统电势能减少了，k为静电力常量，不计空气阻力。则（ ）
A．该过程中小球3受到的合力大小始终不变
B．该过程中系统能量守恒，动量不守恒
C．在图乙位置，，
D．在图乙位置，
【答案】D
【解析】AB．该过程中系统动能和电势能相互转化，能量守恒，对整个系统分析可知系统受到的合外力为0，故动量守恒；当三个小球运动到同一条直线上时，根据对称性可知细线中的拉力相等，此时球3受到1和2的电场力大小相等，方向相反，故可知此时球3受到的合力为0，球3从静止状态开始运动，瞬间受到的合力不为0，故该过程中小球3受到的合力在改变，故AB错误；
CD．对系统根据动量守恒
根据球1和2运动的对称性可知，解得
根据能量守恒
解得
故C错误，D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（15分）某同学利用如图甲所示的实验装置和若干质量为m0的钩码来测量当地的重力加速度和待测物（带有挡光片）的质量，实验操作如下：

①用游标卡尺测量挡光片的挡光宽度d；
②调节配重物的质量，向下轻拉配重物后释放，当配重物能够匀速向下运动时，可认为配重物质量与待测物质量相等；
③将待测物压在地面上，保持系统静止，测量出挡光片到光电门的距离h；
④在配重物下端挂1只钩码，释放待测物，测量挡光时间为Δt，可得加速度a；
⑤依次增加钩码数量n，由相同位置静止释放待测物，测量Δt并得到对应的加速度a。根据以上实验步骤，回答以下问题：
（1）游标卡尺的示数如图乙所示，挡光片的宽度d = ____ mm。
（2）加速度a的表达式为 ____（用d、h和Δt表示）
（3）该同学作“”图像，若所作图像斜率为k，纵截距为b，则当地重力加速度为____，待测物质量为____。（选用k、b、m0表示）
（4）实际中滑轮存在着摩擦阻力，若认为该阻力大小恒定，则请判断在上面测量方法中该阻力是否对重力加速度的测量值引起误差，并请简要说明理由。____
【答案】（1）4.75 （2） （3）
（4）该阻力不会对重力加速度的测量值引起误差。
理由如下：根据牛顿第二定律可得，可见图像的纵截距与阻力无关
【解析】（1）挡光片的宽度d =4mm+0.05mm×15=4.75 mm。
（2）根据
其中
解得
（3）由题意可知待测物的质量等于配重物的质量，设为M，则根据牛顿第二定律
其中
可得
可知，
解得，
（4）该阻力不会对重力加速度的测量值引起误差。
理由如下：若考虑阻力，则可将阻力等效为加在待测物上的质量为的物体，则根据牛顿第二定律
可得
可见图像的纵截距与阻力无关。
13．（6分）“祝融号”火星车，其动力主要来源于太阳能电池。现将“祝融号”的动力供电电路简化如图，其中电热丝（定值电阻，太阳能电池电动势E=150V，内阻r未知，电动机线圈电阻，当火星车正常行驶时，电动机两端的电压，电热丝上消耗的功率为125W。求：
（1）太阳能电池的内电阻r。
（2）电动机的输出效率。（保留两位有效数字）
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）电热丝为定值电阻，其消耗的功率为125W，有
解得电流和电压为
，
根据全电路的电压关系有
解得电源的内阻为
（2）电动机的输出效率为
14．（8分）镭（Ra）元素在1902年由居里夫妇首先发现，原子序数为88。镭的所有同位素都具有强烈的放射性，其中最稳定的同位素为镭226（），它会发生α衰变变成氡（Rn）。设有一个静止的镭原子核发生了α衰变，认为衰变产生的总能量等于α粒子（）的动能与氡原子核的动能之和，其中α粒子的动能为E，忽略衰变过程释放光子的动量和能量，认为原子核的质量之比等于质量数之比。
（1）写出核反应方程，求衰变产生的总能量；
（2）若产生的α粒子和氡原子核以垂直于磁场方向的速度进入同一个匀强磁场中，求两个粒子的偏转半径rα和rRn之比。
【答案】(1) (2)
【解析】（1）核反应方程为
衰变过程动量守恒，可知
由题粒子的动能
氡原子核的动能
由题意，可得
产生的总能量
（2）原子核进入磁场后做圆周运动，由，可得
带入数字得
15．（12分）人工智能在现代工业生产中的应用越来越普遍。某自动化生产过程可简化如下：如图所示，足够长的水平工作台上从左向右依次有A、B、C三点，相邻两点之间的距离均为L=2m；质量m=2kg长度也为L的薄木板静止放置在工作台上，其右端刚好在A点；现对木板施加大小F=4N的水平向右恒力，当板右端运动到B点时，位于B点的机器人将质量也为m的物块轻放（无初速）在木板右端，当木板右端运动到C点时，撤去恒力F。已知木板与台面间的动摩擦因数，木板与物块间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）木板右端运动到B点时的速度大小；
（2）试判断撤去恒力F前，物块与木板能否达到共同速度？如能，达到的共同速度多大？
（3）从木板开始运动到木板右端刚好运动至C点的过程中，摩擦力对木板的总冲量。
【答案】（1）2m/s；（2）能，1m/s；（3），负号表示与正方向相反，水平向左
【解析】（1）以水平向右为正，木板右端从A运动到B的过程中，
解得：
m/s2
s
m/s
（2）物块放上木板后，对物块有
对木板有
解得
m/s2
m/s2
假设撤去F前经时间物块与木板共速且在木板上，则有
解得
1m/s
s
设两者之间的相对位移为，对系统有
此过程中木板发生的位移为x，由运动学规律有
因，
可知假设成立，撤去F前两者能达到共速
1m/s
（3）设共速后两者一起匀速运动直到撤去F所用时间为
对木板从A到C过程有
解得
负号表示与正方向相反，水平向左
16．（15分）某种离子收集装置的简化模型如图所示，x轴下方半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小B1=B，圆心所在位置坐标为（0，-R）。在x轴下方有一线性离子源，沿x轴正方向发射出N个（大量）速率均为v0的同种离子，这些离子均匀分布在离x轴距离为0.2R~1.8R的范围内。在x轴的上方，存在方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，该磁场上边界与x轴平行，磁感应强度大小B2=2B。在x轴整个正半轴上放有一厚度不计的收集板，离子打在收集板上即刻被吸收。已知离子源中指向圆心O1方向射入磁场B1的离子，恰好从O点沿y轴射出。整个装置处于真空中，不计离子重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用。
（1）求该种离子的电性和比荷；
（2）若x轴上方的磁场宽度d足够大，发射的离子全部能被收集板收集，求这些离子在x轴上方磁场中运动最长和最短时间差∆t，以及离子能打到收集板上的区域长度L；
（3）若x轴上方的有界磁场宽度d可改变（只改变磁场上边界位置，下边界仍沿x轴），请写出收集板表面收集到的离子数n与宽度d的关系。
【答案】（1）带负电，；（2），0.4R；（3）见解析
【解析】（1）已知沿圆心O1射入的离子，恰好从O点沿y轴射出，则可知离子在B1中向上偏转，根据左手定则，可知离子带负电，根据该离子运动轨迹，画出半径，如图所示

粒子运动的轨迹半径为
解得
（2）离子经过圆心磁场区域均能到达O点，到达O点时，速度方向与y轴夹角为θ，如图所示

根据几何关系
可知
且左右对称；
在B2中，有
可得
在磁场中所花时间最少的粒子轨迹为如图所示的劣弧，其轨迹对应的圆心角为
在磁场中所花时间最长的粒子为如图所示的优弧，其轨迹对应的圆心角为
根据周期
所以
离子打到收集板上的区域长度L，取决于离子打到收集板上的最近距离和最远距离，其中，最远距离为沿y轴正方向射出的离子，如上图所示
最近距离为速度方向与y轴正方向夹角为53°射入的离子，如上图所示
所以
（3）如图所示

①当所有离子均到达不了收集板时，此时磁场宽度为
即当时，；
②当离子方向在y轴右侧与y轴夹角度为θ时，有
对应离子在第三象限的带宽为
对应收集的离子数
当离子方向在y轴左侧与y轴夹角度为θ时，有
对应离子在第三象限的带宽为
对应收集的离子数
所以当时，；
③粒子能全部打到收集板时，，；
综上所述
，
，
，