2025届山东省济宁市高三下学期5月三模物理试题（解析版）

这是一份2025届山东省济宁市高三下学期5月三模物理试题（解析版），共19页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 一列车进站时可视为匀减速直线运动，若测得从车头经过某地标线到车尾恰好停在该地标线的时间间隔为t，则从列车中点经过该地标线到车尾停在该地标线所需的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设列车的长度为l，根据位移时间关系可得，
解得
故选B。
2. 核反应方程，其中X为新生成的粒子，为释放的核能。已知的比结合能为E，下列说法正确的是（ ）
A. X是中子B. X来源于原子核外部
C. 的结合能为D. 的结合能比的结合能小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X是电子，可知发生的是衰变，X来源于原子核内部一个中子转化为一个质子和一个电子，故AB错误；
CD．由于衰变后的比更稳定，所以的比结合能比的比结合能大，由于核子数相等，所以的结合能比的结合能大；设的结合能为，的结合能为，则有
可得
故C正确，D错误。
故选C。
3. 密闭容器内一定质量的理想气体，从状态a出发，经历ab和bc两个过程，其体积V与热力学温度T的变化图像如图所示，ab的反向延长线过原点O，bc与横轴平行。下列说法正确的是（ ）
A. a→b过程中，气体分子的平均动能不变
B. a→b过程中，单位时间内、单位面积上碰撞容器壁的气体分子数减少
C. b→c过程中，气体分子数密度增大
D. a→b→c过程中，气体分子势能先增大后不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．a→b过程中，气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故A错误；
B．a→b过程中，体积增大，压强不变，根据压强的微观解释可知，单位时间内、单位面积上碰撞容器壁的气体分子数减少，故B正确；
C．b→c过程中，气体的体积不变，则分子数密度不变，故C错误；
D．对理想气体而言，分子间无相互作用势能，所谓“分子势能”并不会先增大后不变，故 D 错误。
故选B。
4. 如图为LC振荡电路，P为电路上一点。某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该时刻通过P点的电流方向由左向右
B. 线圈的磁场能正在增大
C. 电路中的电流正在减小
D. 若只增大电容器极板间距离，LC振荡电路的频率将减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．由线圈中磁场方向及安培定则可知，该时刻通过P点的电流方向由右向左，故A错误；
BC．该时刻通过P点的电流方向由右向左，且电容器上极板带正电，所以电容器正在放电，电路中的电流正在增大，所以线圈的磁场能增在增大，故B正确，C错误；
D．若只增大电容器极板间距离，由可知，电容将减小，由可知，LC振荡电路的频率将增大，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，一束单色光由真空从光纤左端中心O点进入，已知光纤对该单色光的折射率为n。若光从O点进入到光纤时入射角为，为了使进入光纤的单色光能够全部约束在光纤中传播，则的最大值是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设光以最大的入射角入射时，折射角为r，则有
由于单色光不能从侧面射出，则需满足
因为
联立解得
故选A。
6. 某发电机结构示意图如图甲所示，绕有300匝线圈的“”形铁芯开口处装有磁铁，线圈两端c、d作为发电机输出端与额定电压为15V的灯泡L相连。传动轴带动磁铁一起匀速转动，从而使铁芯中磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。其中为磁铁转动的角速度，此状态下小灯泡恰好正常发光，线圈电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁处于图甲所示位置时，穿过线圈的磁通量为零
B. 磁铁处于图甲所示位置时，c点电势高于d点电势
C 灯泡正常发光时，
D. 灯泡正常发光时，
【答案】C
【解析】
【详解】AB．磁铁处于图甲所示位置时，穿过线圈的磁通量最大，线圈产生的感应电动势为零，通过小灯泡的电流为零，c点电势等于d点电势，故AB错误；
CD．灯泡正常发光时，线圈产生的感应电动势的有效值为
峰值为
又，
可求得
故C正确，D错误。
故选C。
7. 在铅球比赛中，某运动员投出的铅球在空中的某段运动轨迹如图所示，铅球在A点时的速度大小，在B点的速度v恰好与方向垂直，且A、B两点的竖直高度差为0.9m。若将铅球视为质点，忽略空气阻力，已知重力加速度，则铅球在A点的速度方向与水平方向的夹角为（ ）
A. 30°B. 37°C. 53°D. 60°
【答案】A
【解析】
【详解】设铅球在A点的速度方向与水平方向的夹角为，水平方向速度不变，则
竖直方向有
解得
故选A。
8. 将圆心为O的半圆形匀质木板锯成完全相同的三个扇形部分后拼在一起，平放在粗糙的水平面上，俯视图如图所示，E为圆弧BC的中点。当在E点施加一沿EO方向的水平恒力F时，三块木板保持相对静止一起向右匀速运动。则木板BCO对木板ABO的弹力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设每个扇形面受地面的滑动摩擦力为f，则对整体分析可知F=3f
对扇形面AOB分析可知，受地面向左的摩擦力f，扇形面COB的弹力FN和摩擦力f1，如图，则由平衡可知FN=fcs60°
即
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 在xOy平面内，x轴上有两个波源、，坐标分别为和。时刻起，两波源开始在同一均匀介质中，沿y轴方向做简谐运动，振动图像如图所示。已知两波源的振动传播到坐标原点O处的时间差为2s。下列说法正确的是（ ）
A. 两列波在介质中的传播速度均为2m/s
B. 两列波在原点O处叠加后振动加强
C. 时，O处的质点正位于平衡位置向上振动
D. 时，O处的质点位移为0
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波速由介质决定，两波源的振动传播到坐标原点O处的时间差为2s，则有
解得
故A正确；
B．根据图示，两波源的周期相等，即频率相同，0时刻， 波源、起振方向分别沿y轴向上与沿y轴向下，即两波源振动频率相等、振动步调相反，根据
结合上述解得
由于
可知，两列波在原点O处叠加后振动减弱，故B错误；
C．结合上述可知， 波源的波形传播到O点所需时间为一个周期
波源的波形传播到O点所需时间为两个周期
由于
可知，3s时，波源的波形已经传播到O点，而波源的波形还没有传播到O点，即3s时O点位置的振动情况与波源在时的振动情况相同，根据图示可知，时，O处的质点正位于平衡位置向下振动，故C错误；
D．由于
结合上述可知，此时两波源的波形均已经传播到O点，且O点位置的振动情况与波源、在时的振动叠加后的情况相同，根据图示可知，此时O点位于平衡位置，即时，O处的质点位移为0，故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示，地球卫星仅在地球万有引力作用下沿椭圆轨道绕地球运动，在任意位置，将卫星与地心的距离记为r，卫星的加速度a在轨迹切线方向上的分量记为切向加速度。卫星Ⅰ和卫星Ⅱ从近地点到远地点过程中的大小随r的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的轨道半长轴之比为
B. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的轨道半长轴之比为
C. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ加速度最大值之比为
D. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度最大值之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由图乙可知，卫星I的半长轴为
卫星II的半长轴为
故卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的轨道半长轴之比为
故A错误，B正确；
CD．由乙图可知，当卫星在近地点时，加速度最大，根据牛顿第二定律有
解得
由乙图可知，卫星Ⅰ在近地点离地球的距离为，卫星II在近地点离地球的距离为
则卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度最大值之比为
故C正确，D错误。
故选BC。
11. 如图甲所示，O点为AB连线的中点，M、N两点在AB连线的中垂线上，A、B、M、N四点距O点的距离均为L。A、B两点分别固定电荷量均为Q的正点电荷。以O为原点，沿ON方向建立x轴。若取无穷远处为电势零点，ON上的电势随位置x的变化关系如图乙所示。已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（ ）
A. M点与N点的电场强度相同
B. M点的电场强度大小为
C. 沿x轴从O点到N点的电场强度一直增大
D. 一试探电荷从O点移到N点的过程中，电场力做功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．等量同种电荷连线的中垂线上的对称点的电场强度大小相等，方向相反，A错误；
B．A、B两点与M点的距离均为，所以A、B两点的点电荷在M点的电场强度大小均为
根据电场叠加原理
B正确；
C．电势随位置图像的斜率绝对值表示电场强度的大小，由乙图可知，图像斜率的绝对值先增大后减小，所以从O点到N点电场强度也是先增大后减小，C错误；
D．根据乙图从O点到N点电场力做功
D正确。
故选BD。
12. 如图甲所示，a、b两物块（均视为质点）用轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，b的质量为m。时刻，使a获得水平向右、大小为的初速度，a、b运动的速度—时间图像如图乙所示。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的弹性势能，其中x为弹簧的形变量，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A. a的质量为2m
B. 时刻，a、b间的距离最大
C. 时间内，b所受冲量的大小为
D. 图乙中阴影部分的面积为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，时刻两者速度相等，根据动量守恒定律有
解得
故A正确；
B．根据图乙可知，时刻两者速度相等，此时弹簧压缩量达到最大值，之后b做加速运动，a做减速运动，时刻，b加速至速度达到最大值，a减速至速度达到最小值，此时弹簧恰好处于原长，之后弹簧处于拉伸状态，a做加速运动，b做减速运动，此时弹簧处于拉伸状态，时刻，拉伸量达到最大值，两者速度再次达到相等，之后，a继续做加速运动，b继续做减速运动，弹簧拉伸量减小，可知，时刻，a、b间的距离最大，故B错误；
C．时间内，对b进行分析，根据动量定理有
即时间内，b所受冲量的大小为，故C正确；
D．图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，时间内，令弹簧的压缩量为，对a、b构成的系统，根据机械能守恒定律有
解得
图乙中阴影部分的面积为a相对于b的相对位移，大小等于弹簧的最大压缩量，即图乙中阴影部分的面积为，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 如图甲所示为“用双缝干涉实验测量光波长”的实验装置，请回答以下问题。
（1）图甲中虚线框内从左向右的三个元件依次排列，最佳排列顺序为______。
A. 单缝、双缝、滤光片B. 单缝、滤光片、双缝C. 滤光片、单缝、双缝
（2）用测量头测量相邻两条亮条纹的间距时，先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的读数为1.650mm，然后转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，如图乙所示，此时手轮上的读数为______mm。
（3）已知双缝间的距离，双缝到毛玻璃屏间的距离，则光的波长为______nm。
【答案】（1）C （2）9.150
（3）750
【解析】
【小问1详解】
实验装置中，虚线框内从左向右放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选C。
【小问2详解】
螺旋测微器的精确度为，由图乙可知第6条亮纹的读数为
【小问3详解】
由（2）可得，条纹间距
根据条纹间距公式
代入数据可得
14. 某实验兴趣小组研究一光敏电阻的阻值随光的照度（表示光的强弱，单位为“lx”）的变化规律，进行了下列实验。
（1）为了精确测量一定照度下此光敏电阻的阻值，按图甲连接好电路进行测量。请把下列实验步骤补充完整。
①闭合开关前，应将滑动变阻器R的滑片滑到______（选填“a”或“b”）端；
②将电阻箱调为某一阻值，开关合向1，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录电压表、电流表的示数；
③用一定照度的光源照射光敏电阻，保持不变，将开关由“1”拨到“2”，调节滑动变阻器R，记录电压表、电流表的示数，断开开关；
④由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值______（用表示）。
（2）用上述方法，该小组继续测得多组不同照度下该光敏电阻的阻值，并描绘出其阻值随照度的变化曲线，如图乙所示。
（3）小组利用该光敏电阻、直流电源E（电动势3V，内阻不计）、定值电阻（，，限选其中之一）、开关S及导线若干，设计一自动控制照明电路如图丙所示。当1、2两端所加电压等于或大于2V时，控制开关将自动启动照明系统，电路中1、2两端应接在______两端（选填“”或“R”）。若要求照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，定值电阻R应选用______（选填“”“”或“”）。
【答案】 ①. b ②. ③. ④.
【解析】
【详解】[1]为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器R的滑片滑到b；
[2]根据欧姆定律有，
解得
[3]由题可知，电源电动势为3V，为达要求，光敏电阻两端电压为2V，图乙可知照度越小，越大，分压越大，越容易达到2V，故电路中1、2两端应接在两端；
[4]控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，且光敏电阻两端电压应为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用。
15. 某池塘水面温度，一个体积为的气泡从深度为的池塘底部缓慢上升至水面，由状态a变化到状态b，其压强随体积的变化图像如图所示（图中ab为直线）。已知气泡从池塘底部上升至水面的过程中内能增加，热力学温度与摄氏温度的关系，水的密度为，水面大气压强，气泡内气体看作理想气体，重力加速度。计算结果均保留两位有效数字，求：
（1）池塘底部的温度；
（2）气泡从池塘底部上升至水面的过程中，气体吸收的热量Q。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
气泡在池底时压强
由理想气体状态方程得
解得
【小问2详解】
气泡上升过程中，外界对气体做功为
由热力学第一定律
解得
16. 如图所示，两条平行光滑金属导轨固定在倾角为的斜面上，斜面区域存在垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨上端接有线圈，线圈的匝数为n，线圈中存在垂直于线圈平面的磁场，磁场均匀减小到零后不再变化。在磁场减小过程中，放置在导轨上的金属棒MN恰好静止。金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中通过的位移为x。已知导轨间距和金属棒长度均为L，线圈和金属棒的电阻均为R，金属棒的质量为m，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨足够长，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g，不计线圈自感。求：
（1）穿过线圈磁通量变化率k；
（2）金属棒从开始运动到达到最大速度所用的时间t。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
金属棒恰好静止，有
根据欧姆定律有
根据法拉第电磁感应定律有
解得磁通量的变化率
【小问2详解】
速度最大时，有
金属棒加速运动过程中，有
根据欧姆定律有
其中
解得
17. 如图所示，在空间直角坐标系O-xyz中，yOz平面设有一挡板，其左侧区域存在沿z轴负方向的匀强磁场，其右侧区域同时存在着沿x轴正方向的匀强磁场和匀强电场（图中未画出），磁感应强度大小均为B，电场强度大小为E，在挡板右侧垂直于x轴放置一接收屏。在y轴上，距离坐标原点O为2L的位置P处有一粒子源，在xOy平面内向y轴左侧180°的范围内持续发射质量均为m、电荷量均为的粒子，且速度分布在0至某一值之间。挡板在坐标原点O处有一小孔，打到挡板上的粒子均被挡板吸收，穿过小孔的所有粒子中，粒子发射速度的最大值为最小值的倍，这些粒子恰好打在接收屏上的同一点处。假设接收屏和挡板的尺寸足够大，粒子间的相互作用力及重力可忽略不计。求：
（1）穿过小孔的粒子的最小速度的大小；
（2）穿过小孔的所有粒子中，在挡板右侧能到达的位置与x轴的最大距离；
（3）接收屏到O点的可能距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据洛伦兹力提供向心力
由题意可知最小半径为
解得
【小问2详解】
由题意可知最大速度
最大半径
设与轴夹角为，则
在点，粒子的最大速度在轴方向上的分速度
粒子穿过小孔后在平行于平面上做匀速圆周运动，由
得粒子做匀速圆周运动的最大半径
穿过小孔的粒子到达接收屏前离开轴的最大距离
【小问3详解】
设在点发射的速度为介于与间的粒子与轴的夹角为，则粒子在磁场中的运动半径
粒子穿过小孔后沿轴方向的分速度
粒子做圆周运动的周期
当粒子运动时间为整数个周期时，这些粒子打在接收屏上同一点
解得
18. 如图所示，由粗糙水平轨道与光滑圆弧轨道组成的轨道A放在足够长的光滑水平台面上，水平轨道长度，竖直圆弧轨道半径，水平轨道与圆弧轨道在P点平滑连接，Q点为轨道的最高点。不可伸长的轻绳一端固定在轨道的左端，另一端绕过桌面左侧的光滑定滑轮与质量为的重物B相连接。质量为（未知）的小物块C静置在轨道的左端，C与水平轨道之间的动摩擦因数。不断改变重物B的质量，A、B、C同时由静止释放，小物块C未到达P点且B未落地时，轨道A的加速度a与B的质量之间的关系如图乙所示。在运动过程中轨道与滑轮不发生碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B和C均可视为质点，重力加速度。求：
（1）时，小物块C的加速度；
（2）轨道A的质量M和小物块C的质量；
（3）当时，B下落一段高度h后落地（不反弹），此时C还没有到达P点，继续运动一段时间后，C恰好能到达Q点，求B下落的高度h。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知时，A与C恰好一起运动，对C受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
【小问2详解】
B质量为时，对整体受力分析，由牛顿第二定律可得
B的质量时，由图乙可知A的加速度
对A、B整体受力分析，由牛顿第二定律可得
联立解得
【小问3详解】
当时，设B运动时间后落地，则由运动学知识可知此时C的速度为
A的速度
从B落地到C恰好到达点的过程中，A与C组成的系统在水平方向上动量守恒，由动量守恒定律有
联立解得
由运动学知识可知时间内，A与C的相对位移为
解得
从B落地后到C恰好到达点的过程中，由能量守恒定律可得
B下落的高度
联立解得