2025届山东省实验中学高三下学期第四次诊断考试物理试卷（含答案解析）

这是一份2025届山东省实验中学高三下学期第四次诊断考试物理试卷（含答案解析），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题(本大题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分)
1. 玉兔二号月球车采用核电池来提供能量，其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是，其衰变方程为，的半衰期为88年。已知、α粒子、X的质量分别为、、，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
2. 如图所示为山边公路的横截面，实线EF表示倾角为的软层面，沿着这个层面可能产生滑动。质量为的石块与上面的岩石之间有一大裂缝（称为节理），仅靠与层面间的摩擦力使它不致滑落，石块与层面间的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若有水渗入节理，会结冰膨胀，对石块施加一个平行于EF层面的作用力，使石块向下滑动（已知，，g取），下列说法正确的是（ ）
3. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻、均为10Ω，电表均为理想电表。在原线圈c、d两端加上图乙所示的交变电压，下列说法正确的是（ ）
4. 空间存在一沿x轴方向的电场，一电荷量为+q的试探电荷只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其所受电场力随位置变化的图像如图所示，以x轴正方向为电场力的正方向，设无穷远处电势为零。以下说法正确的是（ ）
5. 如图所示，P是纬度为θ的地球表面上一点，人造地球卫星A、B均做匀速圆周运动，卫星B为地球赤道同步卫星。若某时刻P、A、B与地心O在同一平面内，其中O、P、A在一条直线上，且∠OAB＝90°，下列说法正确的是（ ）
6. 如图所示，支架固定在底座上，它们的总质量为M。质量分别为2m和m的小球A、B（可视为质点）固定在一根长度为L的轻杆两端，该轻杆通过光滑转轴O安装在支架的横梁上，O、A间的距离为，两小球和轻杆一起绕轴O在竖直平面内做圆周运动，运动过程中支架和底座一直保持静止。当转动到图示竖直位置时，小球A的速度为v，重力加速度为g。对于该位置，下列说法正确的是（ ）
7. 如图所示，均匀透明材料制作成的半圆柱的截面为半圆形ABC，O为圆心，半径为R，AB为直径边界，ACB为半圆弧边界，该材料对绿光的折射率n＝2，有一点光源嵌于S点，点光源在纸面内向各个方向发射绿光。已知SO⊥AB，且。若不考虑光在材料内部的反射，则直径边界与圆弧边界有光线射出的总长度为（ ）
8. 某实验室内充满匀强磁场和匀强电场，磁场、电场与水平地面夹角均为45°且斜向右上，如图所示。房间内在离地面h处的位置有一个粒子发射源，源源不断地发射出质量为m、电荷量为q的粒子，粒子在房间内以v做匀速直线运动。某次实验中，撤去磁场，电场不变，粒子发射后经过一段时间落到地面上（不计空气阻力），重力加速度为g，以下说法正确的（ ）

二、多选题(本大题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分)
9. 关于下列物理情景图片，说法正确的是（ ）
10. 如图所示，在x＝0.6m处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在x＝－0.6m处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时刻两波源开始振动，t＝0.5s时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（ ）
11. 如图甲所示，光滑水平面右端与半径为R的粗糙半圆弧轨道平滑连接，劲度系数为k的轻质弹簧左端与墙拴接，弹簧处于自然长度时其右端在B点左侧，底面装有力传感器的滑块在水平力作用下静止于图示位置，滑块与弹簧不拴接。现在撤去水平力，滑块在从A运动到D的过程中，传感器记录了滑块底面的弹力大小随时间变化关系，如图乙所示，、、均为已知量。弹性势能表达式为，重力加速度大小为g。下列表述正确的是（ ）
12. 如图所示的水平装置置于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，电源电动势为E、内阻为R，两副平行且光滑的导轨间距分别为d与2d。材质均匀的导体棒b、c的长度均为2d、电阻均为R、质量均为m，垂直置于导轨上，导轨足够长且不计电阻。从闭合开关到两导体棒达到稳定状态的全过程中，下列说法正确的是（ ）
三、实验题(本大题共 2 小题，每小题 6 分，共 12 分)
13. 某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、光电门、轻质弹簧和滑块等器材设计了测量物体质量和验证动量守恒的实验，组装摆放好的装置如图甲所示。
主要步骤如下：
a.测得A、B滑块上固定的挡光片的宽度均为d，并根据挡光片调节光电门到合适的高度；
b.将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块A上；
c.接通气源，放上滑块，调节气垫导轨，使滑块能在导轨上保持静止状态；
d.弹簧处于原长时右端位于O点，将滑块A向左水平推动，使弹簧右端压至P点，稳定后由静止释放滑块A，并开始计时；
e.计算机采集获取数据，得到滑块A所受弹力大小F、加速度大小a随时间t变化的图像，如图乙所示；
f.滑块A与弹簧分开后，经过光电门1，记录遮光时间Δt，然后滑块A、B发生碰撞，碰撞时间极短，B、A分开后依次通过光电门2的时间分别为和；
回答以下问题：
(1)利用测量数据，验证动量守恒定律的表达式是________（用字母、、Δt、、表示）；
(2)图乙数据包含大量隐含信息，假设和图像与坐标轴围成的面积分别、，则滑块A与加速度传感器以及挡光片的总质量可表示为________；将弹簧右端压缩至P点时，弹簧具有的弹性势能可表示为________（结果均用，、表示）。
14. 图甲为简易多用电表电路原理图，已知电流表G满偏电流、内阻，该多用电表具有直流0~1mA量程电流表、直流0~10mA量程电流表、直流0~3V量程电压表及欧姆挡四种挡位。
(1)下列说法正确的是______。
(2)由已知条件可以算出电阻，______Ω，______Ω。
(3)某同学欲测量多用电表欧姆挡内部总电阻r和电池的电动势E，设计如图乙所示的电路，将电阻箱和电压表V并联后接在两表笔上，已知多用电表内部总电阻r远小于电压表V的内阻。通过改变电阻箱R的阻值多次测量，描点连线得到如图丙所示的图线。根据图线得到欧姆挡内部总电阻r＝______Ω。（结果保留两位有效数字）
四、解答题(本大题共 4 小题，每小题 10 分，共 40 分)
15. 汽缸是在自动化设备中广泛应用的执行机构，如图所示，某汽缸主要部件由缸体、活塞B、活塞杆C、气阀组成。活塞、活塞杆与缸体的导热以及密封性能均良好，且活塞与活塞杆运动过程中与缸体的摩擦力可以忽略不计。活塞连同活塞杆的质量，汽缸缸内横截面积以及活塞横截面积均为，汽缸内部长为，忽略活塞厚度。某次测试时，竖直固定汽缸，打开气阀，将活塞杆提升至汽缸顶部，然后只关闭气阀，释放活塞和活塞杆，已知重力加速度取，标准大气压。
(1)求活塞静止时距汽缸底部的距离。
(2)保持气阀与大气连通，在原有气体不泄露的情况下打开气阀，使用增压气泵通过与连接的导管向汽缸的下部分充气，最终使活塞回到汽缸顶部，求增压气泵充入的空气在1个标准大气压下的体积。
16. 图示是一水上娱乐项目的简化模型，半径为R的光滑球固定在水中的平台上，O为球心，可视为质点的人静止在球的最高点，人、球心和固定点在同一竖直线上。某时刻人以微小（可忽略）的初速度开始下滑。已知水面到球心的距离为，重力加速度为g，人的质量为m，忽略空气阻力的影响。求：
(1)人与球分离时的速度大小v；
(2)人落水位置到球心的水平距离d。
17. 利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图1所示，yOz平面左侧存在沿y轴负方向的匀强电场，右侧存在沿x轴正方向的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从M（-2l，，0）点以初速度、沿着x轴正方向射入电场，恰好从O点进入磁场，再次从N（l，0，0）点通过x轴，不计粒子的重力。
(1)求匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度大小B；
(2)从O点进入磁场后运动时间为时，求粒子的位置坐标；
(3)如图2所示，若在yOz平面左侧再加垂直xOy平面向里的匀强磁场，将上述带正电粒子从点以初速度、沿着x轴正方向射入电磁场，运动轨迹恰好与x轴负半轴相切。求带电粒子在x轴负半轴运动过程中获得的最大速度。
18. 如图所示，在足够长的光滑水平面上有两个小物块A、B和凹槽C。物块A的质量为m，物块B的质量为3m，凹槽C的质量为3m，A、B相距为l，凹槽C的左端与B相距为3l，凹槽左、右槽壁的距离为3l且槽壁的厚度忽略不计，凹槽C内放一质量为6m的小物块D。物块D与左边槽壁的距离为l，与凹槽之间的动摩擦因数μ＝0.01。开始时物块、凹槽均静止，现给物块A施加水平向右的恒力F，物块A向右做匀加速运动，一段时间后与B发生弹性碰撞。当A与B发生第二次弹性碰撞时立刻撤去恒力F。B与凹槽C碰撞立即粘在一起运动。已知m＝1kg，l＝1m，F＝8N，取重力加速度，物块A、B、D均可视为质点，物块D与凹槽壁的碰撞没有能量损失，且所有碰撞时间均忽略不计。求：
(1)小物块A从开始运动到与小物块B发生第一次碰撞所用的时间；
(2)小物块A和B第二次碰撞后各自的速度大小；
(3)物块D与凹槽相对静止时，物块D距凹槽左壁的距离；
(4)从物块D开始运动到物块D与凹槽相对静止时，物块D运动的位移大小。
2025届山东省实验中学高三下学期第四次诊断考试物理试卷
整体难度：适中
考试范围：近代物理、力学、电磁学、光学、物理实验
试卷题型
试卷难度
细目表分析
知识点分析
试题答案解析
第1题：
第2题：
第3题：
第4题：
第5题：
第6题：
第7题：
第8题：
第9题：
第10题：
第11题：
第12题：
第13题：
第14题：
第15题：
第16题：
第17题：
第18题：
A．X的质子数为92
B．温度升高，的半衰期缩短
C．一个核衰变成X，释放的核能为
D．经过176年后，核电池内核的质量减少
A．没有水渗入节理时，石块受到层面的作用力为0
B．当有水渗入节理结冰后，石块仍然静止时，石块受到层面的摩擦力减小
C．当有水渗入节理结冰后，石块仍然静止时，石块受到层面的作用力增大
D．当有水渗入节理结冰后，冰对石块的力增大到时石块开始滑动
A．当S与a连接后，理想电流表示数为1.1A
B．当S与a连接后，理想电压表示数为22V
C．当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为100Hz
D．当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的2倍
A．处电势最高
B．+q在处的速度大于在处的速度
C．+q在处电势能最大
D．+q在处电势能为零
A．P点物体的向心加速度小于卫星A的向心加速度
B．卫星A、B与P点均绕地心做匀速圆周运动
C．卫星A、B的线速度之比为
D．卫星A、B的周期之比为
A．小球A、B的向心加速度大小相等
B．小球A的向心力大于B球的向心力
C．若，则底座对水平地面的压力为Mg＋2mg
D．A、B两球恰好做匀速圆周运动
A．
B．
C．
D．
A．粒子带负电，磁感应强度为，电场强度为
B．电场力做功为
C．粒子运动过程中机械能增大
D．落地点到发射点的水平距离
A．图甲3D眼镜是利用光的全息照相原理
B．图乙用单色光检查工件表面的平整度是利用光的干涉原理
C．图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，电磁波也会产生多普勒效应
D．图丁直接把墙壁上一个亮条纹的宽度当作条纹间距计算光的波长，结果会偏大
A．两列波的波速大小均为2m/s
B．再经过0.1s，平衡位置在x＝－0.2m处的质点位移为－0.1m
C．平衡位置在x＝－0.4m处的质点为振动减弱点
D．平衡位置在x＝0.2m处的质点前0.5s内运动的路程为50cm
A．
B．释放滑块后，弹簧的弹性势能与滑块的动能相等时，弹簧弹力的功率为
C．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，圆轨道对滑块的冲量方向水平向左
D．滑块沿圆轨道BCD运动过程中，机械能减少了
A．稳定前b、c棒均做加速度增大的加速运动
B．稳定前b、c棒的加速度大小之比始终是1∶2
C．稳定时导体棒c的速度大小为
D．导体棒b中产生的焦耳热为
A．测量时红表笔应接插孔A，黑表笔应接插孔B
B．用多用电表的欧姆挡位测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小
C．测量某二极管的反向电阻时，应使接在插孔A的表笔接二极管的正极
D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更大的挡位进行测量
题型
数量
单选题
8
多选题
4
实验题
2
解答题
4
难度
题数
容易
1
较易
2
适中
11
较难
4
题号
难度系数
详细知识点
一、单选题
1
0.85
半衰期的概念；α衰变的特点、本质及其方程的写法；结合能与比结合能
2
0.65
动态平衡问题；正交分解法解共点力平衡
3
0.65
变压器两端电路的动态分析
4
0.65
电势的概念、定义式、单位和物理意义；电势能的概念及其相对性
5
0.85
同步卫星、近地卫星与赤道上物体的比较
6
0.4
杆/管道模型；机械能守恒定律在杆连接系统中的应用；向心力的计算
7
0.65
折射和全反射的综合问题
8
0.4
带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算；带电粒子在叠加场中做直线运动
二、多选题
9
0.94
薄膜干涉现象和原理；偏振现象及其解释；多普勒效应；Δx=Lλ /d公式简单计算
10
0.65
波的图像；波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区
11
0.65
动量定理的内容；弹簧类问题机械能转化的问题
12
0.65
双杆在不等宽导轨上运动问题
三、实验题
13
0.65
弹簧类问题机械能转化的问题；利用光电门和气垫导轨验证动量守恒定律；动量定理的内容
14
0.65
用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻
四、解答题
15
0.65
16
0.65
机械能与曲线运动结合问题
17
0.4
带电粒子在叠加场中做旋进运动；带电粒子在叠加场中的一般曲线运动；粒子由电场进入磁场
18
0.4
两物体多次碰撞问题
序号
知识点
对应题号
1
近代物理
1
2
力学
2,5,6,9,10,11,13,16,18
3
电磁学
3,4,8,12,17
4
光学
7,9
5
物理实验
13,14