2025届甘肃省平凉市第一中学等校高三下学期4月大联考物理试卷（解析版）-A4

这是一份2025届甘肃省平凉市第一中学等校高三下学期4月大联考物理试卷（解析版）-A4，共17页。试卷主要包含了6倍等内容，欢迎下载使用。
本卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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、选择题：本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线，这些射线分别为射线、射线和射线。原子核自发地放出、射线后，变成了另一种原子核，此现象称为衰变。下列属于衰变的方程是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．A项是铀238衰变为钍234的衰变方程，故A正确；
B．B项是卢瑟福用粒子（）轰击氮14原子核发现质子的核反应方程（人工转变），故B错误；
C．C项是轻核的聚变反应，故C错误；
D．D项是铀235重核裂变的一种核反应方程，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，在光滑水平地面上有两个大小相同的小球A和B，质量分别为、，小球B通过长为L的细绳竖直静止悬挂且对地面恰好无压力，小球A获得水平向右的初速度后，与B发生弹性碰撞，碰后小球A被弹回，小球B在竖直面内做小幅度（细绳偏离竖直方向的夹角小于5°）振动。已知细绳不可伸长且长度远大于小球直径，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 可能大于
B. 可能等于
C. 细绳越长，小球B振动得越慢
D. 越大，小球B振动得越慢
【答案】C
【解析】
【详解】AB．小球A与静止的小球B发生弹性碰撞，碰后A被弹回，根据动量守恒和能量关系，
解得
则
故AB错误；
C．小球B在竖直面内做小幅度（细绳偏离竖直方向夹角小于5°）振动，则认为B做简谐运动，由单摆周期公式
可知，细绳越长，小球B振动周期越大，振动得越慢，C正确；
D．由周期T的表达式可知，周期与质量无关，D错误。
故选C。
3. 2024年，我国载人航天工程继续顺利推进，全年共实施了4次飞行任务，包括两艘天舟货运飞船和两艘神舟载人飞船，共运送6名航天员进入天宫空间站。天宫空间站距地面的高度约为400km~450km，地球同步卫星距地面的高度大约为35786km，对比天宫空间站、地球同步卫星与在地球赤道上放置的物体A，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站绕地运行的周期一定小于物体A绕地运行的周期
B. 空间站的运行周期一定大于地球同步卫星的运行周期
C. 空间站的动能一定大于地球同步卫星的动能
D. 空间站的发射速度一定大于地球同步卫星的发射速度
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据
解得
可知，轨道半径越大，周期越大，而地球赤道上的物体A绕地运行的周期与地球同步卫星绕地运行的周期相等，故A正确，B错误；
C．由于不知道空间站和地球同步卫星的质量关系，所以无法比较二者的动能大小，故C错误；
D．轨道越高，发射速度越大，所以空间站的发射速度一定小于地球同步卫星的发射速度，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，一个表面为球冠的实心光学元件放置在水平桌面上，O为球心，球的半径为R，球冠上表面水平且圆心为，球冠圆弧AB所对的圆心角为120°。一细束单色光竖直向下射入元件后在圆弧上的D点恰好发生全反射，反射光线水平，然后经E点再次发生全反射后竖直向上射出元件。已知真空中的光速为c，A、D、E、B在同一竖直面的大圆圆弧上，A、B为该大圆圆弧的两个端点。下列说法正确的是（ ）
A. 该光学元件对单色光的折射率为
B. 光线在该元件中传播的速度大小为
C. 光线在该元件中传播的时间为
D. 仅使入射光线向右平移少许后射入元件，则光线第一次射到大圆圆弧AB时仍发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知，光线在D点恰好发生全发射，光路改变90°，如图所示，则临界角C=45°
由知，元件对单色光的折射率
A错误；
B．光线在该元件中传播的速度大小
B错误；
C．由几何关系可知，光线在元件内传播的时间
解得
C正确：
D．仅使入射光线向右平移少许后射入该元件，光线在圆弧面上的入射角将变小，不会发生全反射，D错误。
故选C。
5. 质量为m的小球以初动能自空中的O点沿某一方向抛出，该小球抛出后运动过程中的动能与水平方向运动的位移x的关系图像如图所示，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球做倾角为53°的斜上抛运动
B. 小球动能最小时所在位置距抛出点O的竖直高度为
C. 小球动能最小时所在位置距抛出点O的水平位移为
D. 小球从抛出到动能最小时经历的时间为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据小球抛出后的图像知，小球做的是斜上抛运动，动能最小时对应于小球运动至最高点且速度方向水平。设小球抛出时的速度大小为，与水平方向间的夹角为，根据，，，
联立可得可得，
故A错误；
BCD．小球从抛出到动能最小时经历的时间
距抛出点O的竖直高度
运动的水平位移
故B正确，CD错误。
故选B。
6. 如图所示，质量为m的带电小球A通过绝缘丝线悬挂于O点，另一带电小球B固定于O点正下方，此时A球静止，丝线与竖直方向夹角，A、B连线与丝线垂直。由于B球漏电，将B球上移到其正上方的C点时才能保证A球仍静止在原位置，且A、C连线水平。已知，，下列说法正确的是（ ）

A. B球在C点时，A、B球间的库仑力大小为原来的1.5倍
B. B球在C点时，丝线张力为原来的1.25倍
C. 漏电后，A、B球电荷量乘积减小为原来的0.6倍
D. 漏电后，A、B球电荷量乘积减小为原来的0.8倍
【答案】D
【解析】
【详解】取初始时A、B距离为a，对A受力分析如图所示：

由平衡条件可得，
且
B球在C点时，设两球距离为b，对A受力分析如图所示：

由平衡条件可得，
且
又
联立各式解得，，
故选D。
7. 水平桌面上方区域内存在一垂直于桌面的磁感应强度大小为B的匀强磁场，科研人员将内部均匀涂抹有荧光物质的无底正方形纸盒，放置于水平桌面上，如图所示，正方形ABCD为纸盒的水平截面，E点为AB边的中点。大量相同的带电粒子以相同的速率v0经过E点，在水平面内沿不同的方向射入磁场，科研人员观测到整个纸盒内部只有AF段和AE段发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会将动能转化为光能）。已知正方形纸盒的边长为2a，，不计带电粒子的重力以及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中做圆周运动的周期
B. 粒子在磁场中做圆周运动的半径
C. 通过A点的粒子在磁场中运动的时间
D. 粒子的比荷为
【答案】C
【解析】
【详解】B．只有AF段和AE段有荧光发出，且这些位置中F点距离E点最远，故EF连线长度为带电粒子运动的直径，其运动轨迹如图中的轨迹1所示
由几何关系有
故B错误；
A．粒子运动的周期
故A错误；
C．通过A点的粒子在磁场中运动的轨迹如图中的轨迹2所示，由几何关系知，轨迹2的圆弧所对的圆心角为120°，运动的时间
故C正确；
D．根据洛伦兹力提供向心力可得
则
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，小物块从倾角的固定斜面底端A点，以的速度沿斜面上滑，经过时间t后小物块的速度大小为4m/s，此时小物块到A点间的距离为x，一段时间后小物块又回到A点。已知物块与斜面间的动摩擦因数，物块可视为质点，取重力加速度，则下列说法可能正确的是（ ）
A. 、
B. 、
C. 斜面长度至少为5m
D. 斜面长度至少为9m
【答案】AD
【解析】
【详解】ACD．物块上滑时有
解得
小物块沿斜面上滑的距离
上滑的时间
则斜面长度至少为9m；
根据运动学公式有，
则在上滑速度为4m/s时，代入可得、，故AD正确，C错误；
B．小物块上滑至最高点时，由于
则物块将沿斜面下滑，有
解得
根据运动学公式有，
则在下滑速度为4m/s时，代入可得、
此时
故B错误。
故选AD
9. 如图所示，在竖直面内作一个虚线圆，圆心为O点，在圆的最高点A处固定一个带电小球，其电荷量为，在圆心O处有一个质量为m、电荷量为的带电小球恰好保持静止。已知重力加速度为g。带电小球可视为点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A. 虚线圆的半径为
B. B点和D点的电场强度相同
C. B点和D点的电势相同
D. C点的电场强度大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由受力平衡可知
解得
A错误；
B．两个点电荷在B点、D点产生的场强如图所示：
叠加后可知B点、D点的电场强度大小相同、方向不同，B错误；
C．电势没有方向，由对称性可知，点电荷在B、D点电势相同，在B、D点电势相同，叠加后B、D点电势相同，C正确；
D．C点的电场强度大小
D正确。
故选CD。
10. 如图所示，在水平平台上有一个质量为的长木板，其上端放置一个质量为小物块A，长木板右端连接不可伸长的细绳，细绳跨过定滑轮连接质量为的物块B，木板与平台之间及物块A与木板之间的动摩擦因数均为。初始时用手压着物块A使整体静止，在木板左端施加一个水平向左的拉力，时手离开物块A，取重力加速度，不计滑轮处摩擦和空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板、水平平台及细绳均足够长，平台上方的细绳始终水平。下列说法正确的是（ ）
A. 时，平台对木板的摩擦力大小为35N
B. 时，平台对木板的摩擦力大小为20N
C. 时，物块A受到的摩擦力大小为10N
D. 时，细绳中的张力大小为52.5N
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由可知时，
木板和平台间的最大静摩擦力为
故整体静止，平台对木板的摩擦力大小为30N，A错误；
B．由可知时，
因此
故整体静止，平台对木板的摩擦力大小为20N，B正确；
C．由可知时，
因此
假设物块A、B和木板整体向左运动，有
解得，
物块A受到的摩擦力大小
假设成立，C错误；
D．由可知，
假设物块A与木板发生相对滑动，有
解得
假设成立
设细绳中的张力大小为，有
解得细绳中的张力大小为
D正确。
故选D。
二、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 某实验小组利用光电门替换了打点计时器来测量物体的加速度，简化了验证牛顿第二定律的实验装置，改进后的实验装置如图1所示。下面是实验小组进行实验的主要操作：
（1）实验小组用螺旋测微器测量了遮光条的宽度d，示数如图2，则__________mm。
（2）实验小组按照图1进行了实验器材安装，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。
（3）挂上装有沙的沙桶后，将小车由静止释放，测出释放点到光电门的距离x，遮光条通过光电门的时间，则小车加速度的表达式为___________。（用d、x和表示）
（4）将小车与遮光条的总质量记为M，沙与沙桶的总质量记为m，不断增大m得到小车加速度变化的数据。若实验小组利用实验数据绘制的a-m图线如图3，图线右方出现明显弯曲，原因是__________。
【答案】 ①. 4.364##4.365##4.366 ②. ③. 未满足（合理即可）
【解析】
【详解】（1）[1]遮光条的宽度。
（3）[2]由可得
又
则
（4）[3]随着沙桶与沙子的质量的不断增大，不再满足，测出的加速度，图线将向下弯曲。
12. 助听器电池主要有四种型号，分别是10号、312号、13号和675号。这些电池都是锌空电池，电动势在1.4V到1.45V之间。如图1所示，某实验小组从一个助听器中取出一个13号电池要测定其电动势和内阻，请你帮忙完成下列问题。

器材：待测电池（电动势为1.4V到1.45V之间，内阻约为几十毫欧）
电压表（量程为0~2V，内阻约为）
电流表（量程为0~0.6A，内阻为）
滑动变阻器（阻值范围为0~）
开关一个、导线若干
（1）为了进行更精准地测量，请在下面方框内画出电路图__________；

（2）连接电路，闭合开关后调节滑动变阻器得到几组电压表和电流表的示数；
（3）作U-I图如图2所示，根据图像可知电池的电动势__________V（结果保留3位有效数字），内阻__________（结果保留2位有效数字）；
（4）本实验中若不考虑偶然误差，则电源电动势的测量值__________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。
【答案】 ①. ②. 1.43 ③. 0.048 ④. 等于
【解析】
【详解】（1）[1]电流表内阻已知，所以采用如图所示电路。

（3）[1][2]由
得
则图像的纵截距为
斜率为
得
（4）[4]若不考虑偶然误差，将电流表内阻视为电源内阻，可知电压表和电流表的测量都是准确的，则电动势的测量值等于真实值。
13. 如图所示，一个导热性能良好的柱形汽缸竖直放置在冷柜中，柱形汽缸内通过横截面积为、质量的活塞封闭一定质量的理想气体。冷柜未通电时，环境温度为27°，柱形汽缸内空气柱的长度为；现接通冷柜的电源并缓慢降低冷柜的温度，一段时间后空气柱长度变为。已知冷柜内的气体压强恒为，热力学温度，取重力加速度。。求：
（1）此时封闭气体的热力学温度；
（2）气体长度变化过程中，气体对外做的功W。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
初态：，
末态：，
气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律，有
解得
【小问2详解】
对活塞受力分析，有
解得
降温过程中，气体对外做的功
解得
14. 如图所示，长为R的细线上端固定，下端连接一个质量为m、电荷量为的带电小球，竖直虚线MN右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平向右的匀强电场，磁场的磁感应强度大小，绝缘粗糙圆弧细管道AC竖直固定在虚线右侧，圆弧的圆心为O，半径为R，A点位于虚线上，OA与竖直方向夹角为37°，OC与竖直方向夹角为53°。现将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向夹角为60°，由静止释放小球，小球运动至最低点时细线断开，小球恰好可以无碰撞地进入圆弧管道，小球从C点离开圆弧管道后做直线运动。已知重力加速度为g，不计空气阻力，小球可以看作质点，小球运动中电荷量保持不变，，，求：
（1）小球在A点的速度大小；
（2）匀强电场的电场强度大小E；
（3）小球在C点的速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球从释放到细线断开前瞬间，由动能定理有
解得
细线断开后，小球做平抛过程并恰好无碰撞地进入圆弧管道，由几何关系知
代入解得
【小问2详解】
小球由管道C点离开后做直线运动，由平衡条件有
解得
【小问3详解】
小球在点，由平衡条件有
解得
15. 如图所示，倾角为的斜面与水平面通过半径较大的圆弧平滑连接，在斜面上有垂直斜面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场区域1，在水平面上有竖直向上、磁感应强度大小也为B的匀强磁场区域2和区域3，各区域边界虚线及长度在图中已标出。一个边长为L、电阻在数值上等于的粗细均匀的正方形导线框从距离边界上方L处由静止释放，线框恰好可以匀速进入磁场区域1，线框离开磁场区域1过程中产生的焦耳热为Q。边界距离水平面的竖直距离为4.25L，线框刚要进入磁场区域2时（整个线框已水平），立即对线框施加一个水平向左的恒力F（未知），在力F作用的时间为t时，线框在水平面上运动时恰好能够滑离磁场区域3。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，线框在圆弧部分运动时不考虑能量损失，各物理量单位均为国际单位制单位。求：
（1）线框的质量m；
（2）线框完全离开磁场区域1瞬间的速度大小v；
（3）恒力F的大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
线框从释放至线框下边刚要进入磁场区域1过程，由
得
线框匀速进入磁场时应有
联立解得
【小问2详解】
线框完全区域1中时，做匀加速直线运动由
解得
线框离开磁场区域1过程中，由能量守恒定律可知
解得
【小问3详解】
线框从完全离开磁场区域1至刚要进入磁场区域2过程中，由动能定理有
解得
线框在水平面运动的整个过程中，由动量定理可得
线框进，出磁场区域2或3过程中，