甘肃省张掖市某校2024-2025学年高三下学期检测物理试卷（解析版）

这是一份甘肃省张掖市某校2024-2025学年高三下学期检测物理试卷（解析版），共20页。
1. 核磁共振成像技术的基本原理是：当电磁波满足一定条件时，强磁场可使人体内含量最多的氢原子吸收电磁波的能量，然后吸收了能量的氢原子又把这部分能量以电磁波的形式释放出来形成核磁共振信号。氢原子从开始的能级能量依次为-13.6eV，-3.4eV，-1.51eV，-0.85eV，…，下列电磁波的能量，能被人体内处于基态的氢原子吸收的是（ ）
A. 9.2eVB. 10.6eVC. 12.9eVD. 12.75eV
【答案】D
【解析】根据玻尔理论，只有能量刚好等于氢原子两个能级差的光子（电磁波）才能被氢原子吸收，从到高能级的能量分别为10.2eV、12.09eV、12.75eV、13.06eV…。
故选D。
2. 如图所示，绝缘金属球壳的空腔M内、外各有一小球N和Q，下列说法不正确的是（ ）
A. 若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，Q上无感应电荷
B. 若Q、M不带电，M接地，则N带电时，Q上无感应电荷
C. 若Q、N不带电，M不接地，则Q带电时，N上无感应电荷
D. 若Q、N不带电，M接地，则Q带电时，N上无感应电荷
【答案】C
【解析】A B．若Q、M不带电，M不接地，则N带电时，由于静电屏蔽，Q上无感应电荷；若M接地，M与大地组成一个大导体，靠近N的一端和大地将出现感应电荷，Q上无感应电荷，故A、B正确；
C D．若Q、N不带电，M不接地，则Q带电时，Q产生的电场会影响N，N上有感应电荷；若M接地，Q产生的电场不会影响N，N上无感应电荷，故C错误，D正确。
故选C。
（新情境题）
3. 2024年6月25日，嫦娥六号返回器实现世界首次月球背面采样返回。返回器在返回过程中运用独特“打水漂”技术，在大气层上下做类似打水漂的曲线运动。返回过程中高度随时间变化如图所示，P点对应第一次进入大气层的最低点，Q点对应第一次离开大气层后的最高点，则（ ）
A. 该图像表示返回器的运动轨迹 B. 该图像的斜率表示返回器的速度
C. 在Q点时，返回器的加速度为零 D. 在P点时，返回器的竖直方向分速度为零
【答案】D
【解析】A．该图像表示返回器返回过程的高度随时间变化关系，不是运动轨迹，故A错误；
B．该图像不是位移时间图，所以图像的斜率不表示返回器的速度，故B错误；
C．在Q点时，返回器受到地球引力，所以加速度不为0，故C错误；
D．因为P点对应第一次进入大气层的最低点，所以在P点时，返回器的竖直方向分速度为零，故D正确。故选D。
（易错题）
4. 某兴趣小组剪裁、拼接偏振片来显示偏振光偏振方向。先将偏振片按图甲的虚线剪出18片顶角为20°的等腰梯形，偏振片透振方向与各个等腰梯形的对称轴均平行，后将其拼接成圆环如图乙，制作成了“新型偏振片”。将“新型偏振片”放置在液晶屏幕前，观察液晶屏幕发出的白色偏振光，可能观察到的现象是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为偏振片透振方向与各个等腰梯形的对称轴均平行，则假设沿某一方向偏振的光的偏振方向与该等腰梯形的偏振片的透振方向相同，则光线最强，与之共线对称的另一个等腰梯形透振方向也是与该偏振光平行的，光线也是最强的；与之垂直的两个等腰梯形的透振方向与该偏振光的方向垂直，则光线最暗，可知可能观察到的现象是图A所示。
故选A
5. 鹊桥二号中继星的成功发射，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯．如图所示，鹊桥二号采用周期为T的环月椭圆冻结轨道，远月点B距月心为近月点A距月心距离的9倍，为椭圆轨道的短轴，关于该卫星的说法正确的是（ ）
A. 从C经B到D的运动时间为
B. 在A、B两点的速度大小之比为
C. 在A、B两点的加速度大小之比为
D. 在地球表面附近的发射速度大于小于
【答案】D
【解析】A．根据开普勒第二定律，从C经B到D的运动平均速率小于从D经A到C的运动平均速率，可知从C经B到D的运动时间大于，选项A错误；
B．根据开普勒第二定律，在A、B两点时
其中
可得在A、B两点的速度大小之比为
选项B错误；
C．根据
可得
可得在A、B两点的加速度大小之比为
选项C错误；
D．鹊桥二号没有脱离地球的引力范围，则在地球表面附近的发射速度大于小于，选项D正确。故选D。
（高考风向题）
6. 如图所示，外力作用下小球A在竖直平面内做逆时针匀速圆周运动，圆心为O点。另一小球B用轻质弹簧竖直悬挂，且静止时小球B与圆心O在同一竖直高度。向下拉小球B到适当位置，静止释放，运动过程中小球A、B始终在同一竖直高度，不计阻力作用。下列说法正确的是（ ）
A. 小球A受到的合外力不变
B. 以小球A为参考系，小球B静止
C. 小球B在运动过程中机械能守恒
D. 小球A竖直方向合外力的大小与小球A到O点的竖直距离成正比
【答案】D
【解析】A．小球A做匀速圆周运动，合外力提供向心力，大小不变，方向时刻变化，故A错误；
B．以小球A为参考系，小球B在竖直方向的距离不变，但在水平方向的距离时刻变化。所以，以小球A为参考系，小球B运动，故B错误；
C．小球B在运动过程中小球B和弹簧组成的系统机械能守恒，小球B的机械能不守恒，故C错误；
D．设小球A做圆周运动的半径为，向心力即合外力为，某时刻到圆心的竖直高度为，与圆心连线和水平方向的夹角为，则
小球A竖直方向合外力为
因为小球A做匀速圆周运动，向心力大小不变，则小球A竖直方向合外力可表示为
，其中
即，小球A竖直方向合外力的大小与小球A到O点的竖直距离成正比。故D正确。
故选D。
7. 如图所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一束质量为m、电荷量为的带电粒子沿平行于直径MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，入射点P到直径MN的距离，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，则其入射速度为
B. 若粒子恰好能从N点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
C. 若粒子恰好能从K点（）射出，则其在磁场中运动半径大小为
D. 若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，则其入射速度为
【答案】B
【解析】A．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，粒子的轨迹如图所示
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力，则有
可得其入射速度为，故A错误；
B．若粒子恰好能从N点射出，粒子的轨迹如图所示
由几何关系得
，
即
解得
可知，则粒子在磁场中运动的时间为
故B正确；
C．若粒子恰好能从K点射出，其运动轨迹如图所示
可知POKO'是菱形，则粒子在磁场中运动的半径，故C错误；
D．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，其运动轨迹如图所示
根据几何关系可知
因为等腰三角形，则有
由于为等腰直角三角形，可知
由洛伦兹力提供向心力，可得
解得
故D错误。故选B。
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，每题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. 在探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系时，某同学分别在可拆变压器的铁芯上绕制了两个线圈，制作了一个如图所示的降压变压器，线圈a连接到学生电源的交流输出端，线圈b与小灯泡相连接，两线圈的电阻均可忽略不计。闭合电源开关，发现小灯泡很亮，为了降低小灯泡的亮度，下列措施可行的是（ ）
A. 适当减少线圈b的匝数B. 将交流输出电压适当减小
C. 将线圈a、b增加相同匝数D. 将线圈a改接在直流输出端
【答案】AB
【解析】为了降低小灯泡的亮度，即减小变压器的副线圈的电压，设线圈的匝数为，电压为，线圈的匝数为，电压为，因为变压器的规律是
可得
A．减少线圈的匝数可行，选项A正确；
B．将交流输出电压U减小，小灯泡会变暗，选项B正确；
C．将线圈a、b增加相同匝数，小灯泡会更亮，选项C错误；
D．直流电不能在副线圈产生电流，选项D错误。
故选AB。
9. 如图所示，一定质量的理想气体由状态1变化到状态2，图中，，状态1、2对应的温度分别为、，下列说法正确的是（ ）
A. 气体吸热，气体分子的平均动能增大，
B. 器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少
C. 若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功相等，则气体放出的热量也一定与图示变化过程吸收的热量相等
D. 气体从状态2变化到状态1的过程外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功一定相等
【答案】BC
【解析】A．根据理想气体状态方程得，可得，说明从状态1变化到状态2，气体内能增加，分子平均动能增加，气体对外做功，内能增加，说明气体吸热，故A错误；
B．分子平均动能增加，分子撞击器壁的力增大，由于气体压强减小，可得器壁单位面积上在单位时间内受分子撞击的次数减少，故B正确；
C．若气体由状态2再变化到状态1时外界对气体做的功与题图所示变化过程气体对外做的功相等，则根据热力学第一定律可知，气体放出的热量与题图所示变化过程吸收的热量大小也相等，故C正确；
D．气体由状态2变化到状态1，变化的过程没有确定，所以气体从状态2变化到状态1的过程外界对气体做的功与图示变化过程气体对外做的功不一定相等，故D错误。
故选BC。
（重难题）
10. 某同学投篮空心入筐，篮球在空中运动的轨迹如图所示，A为出手点，B为轨迹最高点，C为轨迹上的一点。AB连线与水平面的夹角，AB垂直于BC，不计空气阻力，篮球可视为质点。在篮球从A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. AB段速度变化和BC段速度变化一样快
B. 若A点篮球速度为，则篮球运动过程中的最小速度为
C. AB段运动时间为BC段的倍
D. AB段篮球重力的平均功率为BC段的3倍
【答案】AD
【解析】A．篮球运动过程仅受重力作用，加速度为重力加速度，根据加速度的定义式可知，AB段速度变化和BC段速度变化一样快，故A正确；
B．结合上述，篮球做斜抛运动，水平方向为匀速直线运动，篮球运动到轨迹最高点速度最小，等于水平方向匀速直线运动的分速度，令篮球抛出点速度方向与水平方向夹角为，则有
由于
可知
故B错误；
C．将斜抛运动从最高点位置可以看为左右两个平抛运动，令最高点速度为，对于左侧的平抛运动有
，
对于右侧的平抛运动有
，
解得
故C错误；
D．AB段篮球重力的平均功率大小
BC段篮球重力的平均功率大小
结合上述解得
故D正确。故选AD。
三、非选择题∶本题共5小题，共54分。
11. 如图所示，某兴趣小组利用电动机驱动轻杆带动小球做竖直面内的匀速圆周运动，改变小球质量，通过力传感器获得轻杆拉力最大值随小球质量变化的关系，并求得当地的重力加速度。
（1）为了测得当地的重力加速度，至少还应该知道 (填选项序号)。
A. 小球做圆周运动的周期T
B. 小球做圆周运动的半径L
C. 力传感器的质量M
（2）采用图像法处理数据时，应该作出_________(填“F-m”或者 图像，若图像斜率为k，当地的重力加速度g=_________[用k和(1)中已知量表示]。
【答案】（1）AB （2）F-m
【解析】【小问1详解】
小球在最低点时拉力最大，根据牛顿第二定律有
解得
可知还需要知道小球做匀速圆周运动的周期T和半径L。
故选AB。
【小问2详解】
[1]根据
可知应作 图像，得到一次函数图像，便于分析研究；
[2]根据公式可知，图像的斜率
解得
12. 2024年4月15 日，中国科学技术大学发布了我国首台特有体验交互AI美女机器人“佳佳”，其在人机对话理解、面部微表情、躯体动作搭配等方面取得重大突破，机器人对外界事物的感知是通过各类传感器来完成的。一物理兴趣小组对某型薄膜压力传感器的“压力曲线”展开探究，已知该型半导体薄膜压力传感器阻值会随所受压力F的增大而减小，其阻值约几十千欧，重力加速度g取10 m/s²，现利用以下器材测量压力传感器在不同压力下的阻值：
A. 压力传感器（压力感知范围：20g~600g）
B. 电源（电动势5V，内阻不计）
C. 电流表A（量程250μA，内阻约50Ω）
D. 电压表V（量程3 V，内阻约20kΩ）
E. 滑动变阻器R（阻值范围0~100 Ω）
F. 开关S，导线及砝码若干。
（1）请在图1所示的实物连线中，完成余下导线的连接_________ (要求实验尽量精确)。
（2）在薄膜压力传感器上放置适量砝码，调节滑动变阻器滑片使得两电表示数适当大些以便于精确测量。实验时薄膜压力传感器必须__________放置，且闭合开关前，应将滑动变阻器滑片调至最左端。某次操作，所放砝码质量为，电压表示数为 2.60 V，而电流表的示数如图2 所示，其中电流表的读数为I=______，进而可得此时薄膜压力传感器电阻的测量值__________(结果保留3位有效数字)，多次测量并描点连线得到如图3所示的 曲线。
（3）若将定义为压力传感器的灵敏度，则由图3可知该型薄膜压力传感器的灵敏度随着所受压力的增大而___________。
【答案】（1） （2）水平 223##224 11.7##11.6
（3）减小
【解析】【小问1详解】
依据题意可知，本实验采用伏安法测量压力传感器在不同压力下的电阻，由实验所给器材可知
所以电流表需采用内接法；而所给滑动变阻器的阻值远小于压力传感器的阻值，所以必须采用分压式接法，电路实物连线图如图所示
【小问2详解】
[1]实验采用平衡法来测量压力传感器所受到的压力大小，为保证压力等于砝码的重力，传感器应水平放置。
[2]实验所用电流表为250μA，最小分度值为5μA，读数时应采用五分之一估读法，即以1μA为单位进行估读。所以电流表的读数应为223μA或224μA。
[3]由欧姆定律，可得
或
【小问3详解】
因压力传感器的灵敏度定义为，其几何意义即压力曲线上各点切线的斜率。结合图3所示的压力曲线可知，该型压力传感器灵敏度随压力的增大而减小。
13. 如图所示，两波源分别位于和处，形成沿x轴正、负方向传播的甲乙两列简谐横波。0时刻波形图如图所示，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。已知两列波的波速均为2m/s，质点M的平衡位置位于处。求：
（1）两列波相遇的时刻；
（2）到时间内，质点M运动的路程。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
设t时刻两列波相遇，有
【小问2详解】
乙波传到M点用时为
此时甲波传到处，这段时间内质点M运动路程为
此时质点M处于平衡位置且正在向y轴正方向运动，接下来的内两列波又各向前传播（即），这段时间内两列波恰好完成波峰与波峰相遇，质点M通过的路程为
所以，到时间内，质点M运动的路程为
14. 如图所示，长为L的轻杆一端连接在光滑活动铰链O上，另一端固定一个质量为4m的小球A，穿过固定板光滑小孔P的足够长细线一端连接在小球A上，另一端吊着质量为m的小球B，用水平拉力F拉着小球A，使小球A处于静止状态。这时轻杆与竖直方向夹角为53°，A、P间细线与竖直方向夹角为37°，重力加速度为g，小球均可视为质点，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）水平拉力F的大小；
（2）撤去拉力的一瞬间，小球A的加速度大小；
（3）撤去拉力后，小球A摆至最低点时所具有的速度。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
在F作用下，A、B均处于静止状态，对A进行受力分析，设杆中弹力为FN，绳中拉力为T，有
以B为研究对象，有
解得
【小问2详解】
撤去F后，A、B沿绳方向加速度相等，即
以A为研究对象，有
以B为研究对象，有
解得
【小问3详解】
当A运动到最低点时，B也到达最低点，此时
在A下摆的过程中，A下降的高度
B下降的高度
在A开始运动至摆到最低点的过程中，有
解得
15. 如图所示，有两条不计电阻的平行光滑金属导轨MQN、M'Q'N'，导轨间距L=0.5m，其中MQ、M'Q'段倾斜放置，倾斜角θ=37°，MQ=M'Q'=4m，QN、Q'N'段水平放置，两段之间通过一小段（大小可忽略）光滑圆弧绝缘材料平滑相连，在倾斜导轨左端连接一电容C=2F的电容器，在N和N'两端与电阻器R=0.1Ω相连，在倾斜导轨MQ、M'Q'区域内加有垂直于倾斜导轨平面向下的匀强磁场B1=2T，在水平导轨的DD'E'E区域内加有垂直水平导轨平面向上的匀强磁场B2=0.8T，DD'、EE'均与导轨垂直，且DE=D'E'=L=0.5m，cdef是质量为3m、各边长度均为L的开口向左的U形金属框，已知其de边电阻为R=0.1Ω，其余各段电阻可忽略不计，开始时紧挨导轨静置于DD'E'E左侧，一不计电阻的质量为m的金属棒a紧贴MM'从静止释放，使其向下滑行，越过QQ'后与U形金属框发生碰撞，碰后粘在一起形成一个正方形导体框沿导轨穿过磁场B2区域.已知：m=1kg，不计一切摩擦，取重力加速度g=10m/s2，求：
（1）金属棒a在倾斜导轨上下滑的加速度大小；
（2）de边刚进入磁场B2区域时的速度大小；
（3）整个过程中电阻器R上产生的焦耳热.
【答案】（1）
（2）1m/s （3）0.48J
【解析】【小问1详解】
金属棒a沿倾斜轨道向下滑行过程中，有
又
所以电流为
则由牛顿第二定律，有
又有
则
又因为，所以可求得金属棒加速度为
【小问2详解】
金属棒a沿倾斜轨道向下滑行过程，由运动学公式得
金属棒a越过QQ'后与U形金属框发生碰撞，由动量守恒定律
解得
此后一起匀速向右运动直到de边进入磁场B2区域，即de边进入磁场B2区域时速度为1m/s。
【小问3详解】
在de边进入磁场区域时，de边左侧电阻为0，即右侧的电阻器R被短路，无电流。此时回路总电阻就等于de边的电阻R；在cf边进入磁场时，此时右侧de边和电阻器组成并联电路，此时总电阻为0.5R，根据，
则碰后粘在一起到全部进入磁场B2区域过程，根据动量定理，有
解得
cf边穿过磁场B2区域过程，有
解得
所以此过程中电阻器R上产生的焦耳热为
故电阻器R上产生的焦耳热为0.48J。