2025届山东省潍坊市高三下学期三模物理试卷（解析版）

这是一份2025届山东省潍坊市高三下学期三模物理试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
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。
4、本试卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。
一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 附有肥皂膜的铁丝圈竖直放置于单色线性光源一侧，肥皂膜的纵截面形状如图所示，则从光源一侧顺着入射光线看到的图样可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB．薄膜干涉是光照射到薄膜上时，薄膜前后表面反射的两列光相叠加，发生干涉现象，同一条亮条纹或暗条纹对应的薄膜厚度相等，所以条纹是水平的，AB错误；
CD．肥皂膜越厚，两列相干光源路程差越大，条纹越窄；从上往下，肥皂膜越来越厚，条纹越来越窄，C错误，D正确。
故选D。
2. 某新型“自清洁玻璃”具有特殊的微纳米结构，水滴在其表面会形成接近球形的液滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在玻璃表面留下痕迹。下列说法正确的是（ ）
A. 水能浸润该“自清洁玻璃”
B. 水滴呈球形是因为液体表面张力的作用
C. 水滴表面的水分子间只存在分子引力
D. 用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面比水面高
【答案】B
【解析】
【详解】A．如果水能浸润该 “自清洁玻璃”，水在玻璃表面应该是铺展开的，而不是形成接近球形的液滴，所以水不能浸润该 “自清洁玻璃”， 故A错误；
B．液体表面张力会使液体表面有收缩的趋势，使得水滴呈球形，故B正确；
C．分子间引力和斥力是同时存在的，在水滴表面的水分子间也不例外，只是分子引力大于分子斥力，表现为引力，故C错误；
D．因为水不能浸润该玻璃，用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面应该比水面低，故D错误。
故选B。
3. 钇-90具有放射性，其原子核发生衰变后能生成无辐射的（锆-90）。时钇-90的质量为，经时间t后剩余钇-90的质量为m，其图线如图所示。已知光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 中的
B. 若，则
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 质量为的钇-90在时间t内放出的核能为
【答案】B
【解析】
【详解】A．原子核发生衰变的方程为
根据电荷数和质量数守恒可得
故A错误；
B．由图可知，从到恰好衰变一半，根据半衰期的定义可得半衰期
若，根据半衰期公式有
变形得
解得
故B正确；
C．衰变过程中会释放能量，原子核变得更稳定，比结合能越大的原子核越稳定，所以的比结合能小于的比结合能，故C错误；
D．根据质能方程
其中
解得
但这部分质量亏损对应的核能并不是全部放出，因生成的新核也需要一定的能量，所以在时间t内放出的核能小于，故D错误。
故选B。
4. 如图所示为“嫦娥六号”在椭圆轨道上沿箭头所示方向绕月球运行的示意图，ab、cd分别为椭圆轨道的长轴与短轴。不考虑其他天体对“嫦娥六号”的作用，则“嫦娥六号”（ ）
A. 由a向c运动的过程中机械能不断减小
B. 经过a、b两点时的加速度大小相等
C. 从c运动到b的时间大于从d运动到a的时间
D. 若经过a点时沿运动方向瞬时加速，则其在新环月轨道上的周期将比原轨道小
【答案】C
【解析】
【详解】A．整个过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，由a向c运动的过程中机械能不变，A错误；
B．根据万有引力和牛顿第二定律可得
解得
a、b两点到月球的距离不同（），因此a、b两点时的加速度大小不相等（），B错误；
C．“嫦娥六号”在b点的速度最小，在a点的速度最达，从c到b的过程中，“嫦娥六号”的速度逐渐减小，故从c运动到b的时间大于，同理可知，“嫦娥六号”从a运动到d的时间小于，C正确；
D．若经过a点时沿运动方向瞬时加速，“嫦娥六号”将做离心运动，轨道半长轴增大，根据开普勒第三定律可知，“嫦娥六号”的周期将变大，D错误。
故选C。
5. 如图所示，两根短杆与不可伸长的光滑轻绳连接，并处于同一竖直面内，绳上穿一带孔小球，小球处于静止状态。B点附近正上方有C、D两个位置，B、D两点关于C点对称且A、C两点等高。现保持A的位置不变，只将B点缓慢上移至D点，则在该过程中，绳中的拉力（ ）
A. 变大B. 不变C. 变小D. 先变大后变小
【答案】B
【解析】
【详解】设绳子的拉力为，两绳的夹角为。对小球进行受力分析，根据平衡条件可得
解得
当B点缓慢上移到D点时，A、C等高，B、D关于C点对称，在这个过程中，两绳的夹角始终为，保持不变。
故选B。
6. 如图所示，匝数为50匝的矩形线圈置于磁感应强度大小为0.5T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈的面积为、电阻为1Ω，与两金属圆环相连的电路中有一理想变压器，其原副线圈的匝数比，两定值电阻的阻值分别为、。现使线圈以120r/min的转速沿逆时针方向（从上向下看）绕竖直轴匀速转动，则定值电阻消耗的电功率和图示时刻中的电流方向分别为（ ）
A. ，向右B. ，向左C. ，向右D. ，向左
【答案】A
【解析】
【详解】矩形线圈匀速转动产生的感应电动势的峰值为
有效值为
根据理想变压器的输入功率等于输出功率有
又
联立解得，
定值电阻消耗的电功率为
根据右手定则可知，图示时刻矩形线圈内的电流方向为顺时针（从前往后看），所以中的电流方向向右。
故选A。
7. 某次训练投掷中，运动员将质量的铅球以初速度斜向上抛出，忽略空气阻力，重力加速度。已知铅球在时动能达到最小值。以抛出点所在水平面为零势能面，下列反映铅球在空中运动过程中动能、重力势能，随时间t或高度h变化关系的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AC．铅球做斜抛运动，在时动能达到最小值，此时到达最高点，且重力势能最大；设抛出时的水平速度为v0x，则
解得
抛出时的竖直速度
可知抛出时的速度方向与水平方向夹角为30°；初动能
则上升过程中t时刻的动能
可知图像是二次函数，不是直线；因
其中h最大值
则图像是倾斜直线且上升时和下降时的图像重合，选项A错误，C正确；
BD．重力势能
可知图像是二次函数，不是直线；图像是一条直线，因h最大值为1.25m，则下降过程图像与上升过程重合，选项BD错误。
故选C。
8. 如图所示，一轻质刚性杆可在竖直平面内绕固定转轴O自由转动，杆长为2L。杆的中点M处固定一质量为2m的小球a，另一端N处固定一质量为m的小球b。现将杆从水平位置由静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 杆转动至竖直位置时，OM段杆对小球a的作用力大小为
B. 杆转动至竖直位置时，OM段杆对小球a的作用力大小为
C. 从释放到转动至竖直位置过程中，杆对小球a做的功为
D. 从释放到转动至竖直位置过程中，杆对小球a做的功为
【答案】A
【解析】
【详解】AB．轻杆由水平位置转动至竖直位置，系统机械能守恒，且两球具有相同的角速度，设为，则有
解得
对b球分析，根据牛顿第二定律有
解得
对a球分析，根据牛顿第二定律有
解得
故A正确，B错误；
CD．设杆对小球a做的功为，对a分析，根据动能定理有
解得
故CD错误。
故选A。
二、多项选择题：本题包括4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. x轴上两波源P、Q的平衡位置坐标分别为、，形成的简谐横波在同种均匀介质中相向传播，某时刻的波形如图所示。已知波的传播速度为2m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 两波源的起振方向相反
B. 从图示时刻经5s两列波相遇
C. 各质点振动稳定后，在P、Q之间的连线上共有10个加强点
D. 各质点振动稳定后，平衡位置在坐标原点的质点的振幅为45cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图可知，某时刻，波源产生的机械波刚好传到x=-6m处，根据上下坡法可知，x=-6m处的质点的速度方向沿y轴负方向，即波源的起振方向沿y轴负方向；同理，某时刻，波源产生的机械波刚好传到x=4m处，根据上下坡法可知，x=4m处的质点的速度方向沿y轴正方向，即波源的起振方向沿y轴正方向，故两波源的起振方向相反，故A正确；
B．由题知，在同种均匀介质中相向传播，则两列波的波速相等，为2m/s，设时间两列波相遇，则有
解得
故B错误；
C．由图可知，两列波的波长相等，都为，又两列波的波速相等，则两列波的周期相等，所以两列波频率相等，因Q波早振动半个周期，两列波的起振方向相反，则某振动加强点到两波源的距离的路程差等于波长的整数倍，设某振动加强点到P点的距离为，到Q点的距离为，则有
其中
则n的取值为-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5,共11个值，排除P、Q两点，则在P、Q之间的连线上共有9个加强点，故C错误；
D．两列波频率相等，叠加后可发生稳定的干涉现象，当波源振动形式传播到原点时，波源在处质点的振动形式传播到原点，且振动方向相同，则坐标原点的质点为振动加强点，质点振幅为
故D正确。
故选AD。
10. 某工艺摆件由透明材料制成，其矩形竖直截面如图所示，PQ、MN分别为其竖直截面的上、下底边，真空中一束单色红光从PQ边的O点斜向右下射入后直接到达MN，依次经MN反射、QM的中点E反射后，从PQ上的点射出，射出时出射光线与PQ的夹角为30°。已知PN厚为h，QM边恰好无红光射出，光在真空中的传播速度为c，只考虑第一次从点射出的光线。下列说法正确的是（ ）
A. 底座材料对该单色红光的折射率为
B. 底座材料对该单色红光的折射率为
C. 该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为
D. 该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题知，QM边恰好无红光射出，则光在E点发生全反射，则作出光路图，如图所示
根据几何关系可知在点，光在空气中的角度
光在介质中的角度
根据折射定律有
又光在E点发生全反射，则有
联立解得，，
故A错误，B正确；
CD．光从点入射到点射出，根据几何关系，可知光在两点的夹角相同，根据几何关系，可知光通过的路程为
根据几何关系有，
又
联立可得
光在介质中的速度为
则光在底座内从O点传播到点的时间为
故C错误，D正确。
故选BD。
11. 如图所示，无限大接地金属板MN的垂线Od上a、b、c三点恰将Od均分为四段，每段长度均为L。在O点固定一电荷量为Q的正点电荷，虚线分别为过a、b、c三点的等势线，实线为某试探电荷仅在电场力作用下运动的轨迹，轨迹与等势线分别交于e、f、c、g、h点。当该试探电荷运动到c点时，其电势能、动能。已知一个点电荷与无限大金属板间的电场与等量异种点电荷连线中垂线一侧的电场分布相同。单个点电荷Q周围某点的电势，r为该点到点电荷Q的距离，下列说法正确的是（ ）
A. 该试探电荷带负电
B. b点的场强大小为
C. 该试探电荷运动到f点时动能为7eV
D. 该试探电荷分别从e到f和从f到c的运动过程中，电场力做的功相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据等量异种点电荷电场分布特点，电场线方向指向MN，做曲线运动的物体合力指向轨迹凹侧，可知电场力在c点的向右，故粒子带负电，故A正确；
B．根据电场叠加可知b点场强
故B错误；
C．设电荷电量为-q，根据题意有
同理粒子在f点有
联立解得
根据能量守恒有
代入题中数据，解得
故C正确；
D．根据等量异种点电荷电场分布特点，可知ef平均场强大于fc平均场强，根据U=Ed
可知ef间电势差大于fc间电势差，根据电场力做功W=qU
可知该试探电荷分别从e到f和从f到c的运动过程中，电场力做的功不相等，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，质量的长木板静止在粗糙水平地面上，时刻对木板施加的水平向右恒力，同时质量的小物块以的初速度从左端滑上木板。已知木板长度，木板与地面、木板与小物块间的动摩擦因数分别为、，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 小物块刚滑上木板时，木板的加速度大小为
B. 时，小物块恰好运动到木板最右端
C. 时，小物块从木板左端脱离
D. 若时撤去外力F，小物块最终会从木板右端脱离
【答案】AC
【解析】
【详解】A．小物块刚滑上木板时，对木板进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
故A正确；
B．对小物块进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
时，小物块的速度
此时木板的速度
两者的相对位移
可知，时，小物块并没有运动到木板最右端，故B错误；
C．结合上述，在时，小物块与木板速度恰好相等，之后两者不能够保持相对静止，小物块以的加速度向右做匀加速直线运动，木板以比小物块更大的加速度向右做匀加速直线运动，对木板进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
上述过程小物块相对于木板向左运动，则有
解得
可知，小物块从木板左端脱离的时间
故C正确；
D．若时撤去外力F，由于
令，结合上述可知，此时小物块与木板的速度分别为，
此时间内小物块相对于木板向左运动，则相对位移为
撤去外力后小物块向右继续以的加速度做匀加速直线运动，木板向右做匀减速直线运动，对木板进行分析有
解得
令历时两者达到相等速度，则有
解得
此时间内小物块相对于木板向左运动，则相对位移为
由于
可知，撤去外力。两者达到相等速度后，小物块没有从左端滑轮木板，之后两者保持相对静止，做匀减速直线运动，一直到速度减为0后静止，即若时撤去外力F，小物块最终不会从木板右端脱离，故D错误。
故选AC
三、非选择题：本题包括6小题，共60分。
13. 某兴趣小组用如图甲所示的装置探究小滑块做圆周运动时向心力与质量、转动半径、角速度大小之间的关系。直杆水平固定在竖直转轴上，一端套有小滑块，另一端竖直固定一挡光条，在水平直杆上固定一力传感器，用轻绳将小滑块与力传感器水平相连，竖直转轴由电动机带动匀速旋转。
在探究向心力与角速度大小之间的关系时，分别用不同小滑块进行了两次实验。利用实验所测数据，描点作出力传感器示数F与小滑块转动角速度的平方ω2关系图像分别如图乙中a、b所示，则：
（1）已知20分度卡尺的游标尺零刻度线之后共20条刻度线，其单位刻度与1mm的差值为0.05mm，用此游标卡尺测量挡光条宽度d时，卡尺部分刻度如图丙所示，则d=______cm；
（2）由F-ω2图像可知，测量a、b图像对应数据过程中，两小滑块与水平直杆间的最大静摩擦力分别为fa、fb，则fa______（选填“大于”、“等于”或“小于”） fb；
（3）已知测量a图像数据时所用小滑块的质量为200g，则由F-ω2图像可知，此过程中小滑块到竖直转轴的距离为______m（结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）0.575
（2）小于 （3）0.14
【解析】
【小问1详解】
游标尺单位刻度是0.95mm，挡光条宽度
【小问2详解】
根据牛顿第二定律得
解得
纵轴截距的绝对值表示最大静摩擦力的大小，根据图像得

【小问3详解】
图像的斜率
解得
14. 某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，有如图甲、乙所示两种可供选择的实验电路图。图中部分器材规格为：电流表内阻约为0.50Ω，量程为0~0.6A；电压表内阻约为，量程为0~3V；被测干电池电动势约1.5V，内阻约1Ω。
（1）为使测量结果尽量准确，应选择________（选填“甲”或“乙”）电路图；实验小组想利用多用电表的欧姆挡粗略测量该电池的内阻，你认为________（选填“可行”或“不可行”）。
（2）A同学连接好如图甲所示的实验电路，闭合开关S，改变滑片的位置，记录多组电压表、电流表示数，并描绘出图像，如丙图中P图线所示；B同学用图乙所示的实验电路，实验操作与A同学相同，在同一坐标系中描点作出图像，如丙图中Q图线所示。若每次操作和读数均正确，则由图丙中的P和Q图线，可得该电池电动势和内阻的真实值为________V，________（结果均保留3位有效数字）。
【答案】（1） ①. 乙 ②. 不可行
（2） ①. 1.48 ②. 1.40
【解析】
【小问1详解】
[1]甲方案中实验的误差来源于电流表的分压，实验测得的电源内阻为电流表内阻和电源内阻之和，由于电源的内阻较小，因此实验的误差大；乙方案中实验的误差来源于电压表的分流作用，由于电压表的内阻很大，分流作用不明显，可以忽略，因此选择乙方案误差小；
[2]由于用多用电表在测量电阻时，内部电源对外提供电流，需要将待测电阻与外部电源断开，所以利用多用电表的欧姆挡粗略测量该电池的内阻不可行。
【小问2详解】
[1]采用图甲电路测量电源电动势和内阻时，考虑到电流表的分压作用，根据闭合电路欧姆定律有
整理得
显然利用该电路测量电源电动势和内阻，
所以通过P图线纵截距可得该电源电动势真实值为
[2]结合前面分析可知，采用图乙所示电路测量电源内阻误差较小，根据闭合电路欧姆定律
可知图像的斜率的绝对值表示电源内阻，由Q图线的斜率可得电源内阻
15. 某同学利用铝制空饮料罐制作的简易温度计如图所示，接口处插入一根透明吸管后用蜡密封，并在吸管内引入一小段长度可忽略的油柱。罐口外部吸管的长度为，当外界温度为时，油柱恰好位于吸管的最右侧，当外界温度缓慢降低到时，油柱恰好位于外部吸管的最左侧。已知外界大气压强恒为，吸管的厚度不计、横截面积为，罐内气体可视为理想气体。
（1）求该饮料罐内部的体积V；
（2）若该温度计的油柱从外部吸管的最右侧缓慢移动到最左侧的过程中，封闭气体的内能减少1.2J，求该过程中密封气体放出的热量Q。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
封闭气体的变化过程为等压变化过程，由盖-吕萨克定律则有
其中、
解得
【小问2详解】
温度降低，内能减小，
温度降低，体积减小，外界对气体做功为
根据热力学第一定律
得
放出热量为2J
16. 如图所示，空间中有一足够长光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面间的夹角，导轨所在区域存在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场，磁感应强度大小。金属棒a、b放在导轨上，金属棒b始终固定。时由静止释放金属棒a，时金属棒a开始匀速下滑，运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。已知导轨间距，金属棒a质量，两棒的长度均为、电阻均为，导轨电阻不计，重力加速度。求：
（1）金属棒a匀速下滑时的速度大小；
（2）到时间内，回路中产生的焦耳热。
【答案】（1）
（2）
【解析】
小问1详解】
设金属棒a匀速下滑时的速度大小为，金属棒a切割磁感线产生的电动势为
通过金属棒a的电流为
金属棒a做匀速直线运动时根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
从开始释放到金属棒a达到最大速度，以沿斜面向下为正方向，由动量定理得
知
解得
由能量守恒定律可得
解得
17. 某离子注入工艺原理如图所示。离子源产生的离子经小孔进入加速电场，初速度可忽略不计。加速后的离子竖直向上进入速度选择器，该区域存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场；通过速度选择器的离子射出后从小孔进入电场分析器，电场分析器内为圆弧辐射状电场，离子沿半径为（未知）的圆弧做匀速圆周运动；随后离子从小孔射出并沿水平方向进入磁场分析器，该区域存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场（未画出），离子偏转后沿 的方向竖直向下射入水平向左的匀强偏转电场，最终打在水平放置的晶圆（硅片）上。已知加速电场两水平极板间的电压为U，速度选择器电场、电场分析器内离子所经位置的电场强度大小均为E；速度选择器、磁场分析器中的磁感应强度大小均为B；偏转电场的上下边界MN和PQ间距为L，水平方向足够宽。晶圆半径为R，圆心为O，其上表面到PQ边界的距离为d。不计重力及离子间相互作用，忽略边缘效应，求：
（1）通过速度选择器离子的比荷；
（2）离子在电场分析器中运动轨迹的半径及运动时间t；
（3）磁场分析器中“圆形匀强磁场”区域的最小面积S；
（4）若离子需恰好打在晶圆上表面的边缘处，求偏转电场的电场强度大小。
【答案】（1）
（2），
（3）
（4）
【解析】
【小问1详解】
在速度选择器中，由
可知
在加速电场中，由
解得离子的比荷为
【小问2详解】
在电场分析器中，由
解得
在电场分析器中，由
离子在电场分析器中运动的时间
【小问3详解】
在磁场分析器中，由
由几何关系可知，当匀强磁场面积最小时，其半径
由
可得
【小问4详解】
在偏转电场中，竖直方向
水平方向
由几何关系可得
解得
18. 如图甲所示，光滑水平地面上固定一内壁光滑的竖直轨道D，轨道由圆心角为的圆弧轨道和倾角为的足够长直轨道连接而成，圆弧轨道左端与地面相切。一质量为2m的小球A用长为l的轻绳悬挂于P点，P点到地面的距离也为l，其正下方处有一钉子，另一小球B与轻质弹簧连接，静置于地面上。初始时轻绳拉至水平位置，现由静止释放小球A，轻绳碰到钉子后恰好断裂。时小球A与正前方弹簧接触，时与弹簧分离；从到时间内，小球B运动的距离为，弹簧始终处于弹性限度内。小球A与弹簧接触过程中，A、B的图像如图乙所示。已知，整个过程中系统没有机械能损失，重力加速度为g。求：
（1）轻绳最大张力；
（2）弹簧压缩量的最大值（用、表示）；
（3）若，，小球B以一定的速度从圆弧上端沿切向飞出，试通过计算分析小球B能否按原路返回圆弧轨道？
【答案】（1）
（2）
（3）能
【解析】
【小问1详解】
设A摆至最低点的速度为，根据动能定理有
解得
设轻绳即将断裂时其中的张力为，对A根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
设B的质量为，碰后B的速度为，A与B发生弹性正碰，碰撞前后动量守恒
机械能守恒
解得
易知时弹簧压缩量最大，记为。则，
利用动量守恒
两边同乘，得
则
即
又
解得
【小问3详解】
要想使小球B按原路返回，满足题目条件有两种情形，如图所示
沿斜面和垂直斜面分解小球的运动。沿斜面分量，
垂直斜面分量，
设小球B每隔时间与斜面碰撞一次，则
可得第次与斜面碰撞时
①情形1：小球B第次与斜面碰撞时，速度方向垂直于斜面
解得
不符合题意；
②情形2：小球B第次与斜面碰撞后，速度方向竖直向上