山东省德州市六校2025-2026学年高三上学期1月期末联考物理试卷（含答案）

这是一份山东省德州市六校2025-2026学年高三上学期1月期末联考物理试卷（含答案），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.如图所示的火灾自动报警器工作原理为：放射源处的镅发生α衰变生成镎，α粒子使壳内气室空气电离而导电.当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，于是锋鸣器报警.下列说法正确的是( )
A. 发生火灾时温度升高，的半衰期变长
B. 这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点
C. 发生α衰变过程中需要吸收能量
D. 发生α衰变的核反应方程是
2.如图所示为密封性好、充满气体的塑料袋，物品快递运输过程中常用它包裹易碎品。若充气袋瞬间被挤压但未被挤破，则袋内气体( )
A. 体积增大，温度升高B. 体积减小，温度降低
C. 压强增大，内能增大D. 压强增大，内能减小
3.如图所示的正六边形abcdef，O点为正六边形的中心，g为aO的中点。现在a、O两点垂直纸面固定两长直导线甲、乙，两导线中通有恒定电流，g点的磁感应强度方向垂直aO向下、磁感应强度大小为B0，d点的磁感应强度大小为0。已知长直通电导线在周围空间产生的磁感应强度为B=kIr，I为导线中的电流大小，r为空间某点到直导线的距离。下列说法正确的是( )
A. 导线甲、乙中的电流均垂直纸面向外B. 导线甲、乙中的电流之比为2:1
C. c、e两点的磁感应强度相同D. b点的磁感应强度大小为 33B0
4.热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，平行板电容器的电容C=εS4πkd，S是电容器极板的正对面积，d是极板间的距离，其余均为常量。闭合开关S，若材料在竖直方向热胀冷缩，下列说法正确的是( )
A. 材料温度升高，极板所带电荷量减小
B. 滑动变阻器滑片向上滑动少许可以降低检测仪的工作电压
C. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度升高
D. 检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流
5.一起重器的电路示意图如图甲所示，理想变压器的原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，照明灯的规格为“22V 11W”，电动机线圈的内阻r=1Ω，装置工作时，重物以的速率匀速上升，照明灯正常工作，电表均为理想交流电表，电动机的输入功率PM=209W。电动机的输出功率全部用来提升重物，取重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A. 原、副线圈的匝数比为10 2:1
B. 电流表的示数为9.5A
C. 重物的质量为23.75kg
D. 若电动机被卡住不转动，且电路尚未被烧坏，则原线圈中电流的有效值为225A
6.如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经过一系列变化最终到达d状态。其中bc为等容变化，cd为等温变化，直线ab的延长线过原点O,ad在一条直线上。关于这部分理想气体，下列说法正确的是( )
A. c到d过程中，气体分子平均动能变大
B. a到b的过程，气体释放的热量大于外界对气体所做的功
C. a状态的单位时间气体分子对器壁单位面积碰撞次数比b状态的多
D. b到c的过程，气体从外界吸收的热量全部用来对气体做功
7.如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0∼2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. t0∼2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向向左
B. 0∼t0内，通过导体棒的电流方向为M到N
C. 在t0∼2t0内，通过电阻R的电流大小为SB0Rt0
D. 在0∼t0时间内，通过电阻R的电荷量为B0SR
8.如图所示，两平行虚线MN、PQ间无磁场。MN左侧区域和PQ右侧区域内均有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从MN左侧O点以大小为v0的初速度射出，方向平行于MN向上。已知O点到MN的距离为3mv02qB，粒子能回到O点，并在纸面内做周期性运动。不计重力，以下说法正确的是( )
A. 粒子在左侧磁场中运动的半径R=mv02qB
B. 粒子一个周期内在右边磁场运动的时间t2=πm3qB
C. 粒子一个周期内在左边磁场运动的时间t1=2πm3qB
D. 粒子第一次和第二次经过PQ时位置的间距x=mv02qB
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.关于光学现象，下列说法正确的是( )
A. 图甲是双缝干涉示意图，若只减小两孔S1、S2的距离d，则相邻两亮条纹的间距将增大
B. 图乙中的M、N是偏振片，P是光屏，当固定偏振片M，缓慢转动偏振片N时，光屏P上光的亮度发生变化，此现象说明光是纵波
C. 图丙是一束复色光进入水珠后传播的示意图，a光在水珠中传播的速度大于b光在水珠中传播的速度
D. 图丁是一束单色光进入平行板玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值(仍小于90°)后不会再有光线从bb′面射出
10.某艺术体操过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，t=1 s时的波形图如图甲所示，质点Q的振动图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 简谐波沿x轴正方向传播B. 再经过0.75 s，P点到达波谷位置
C. 该时刻P点的位移为5 3 cmD. 质点Q的振动方程为y=10sinπtcm
11.地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为10.55eV，下列说法正确的是( )
A. 若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小
B. 题述b光为氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时发出的光
C. 图丙中电压Uc2=2.20V
D. 题述条件下，光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为1.54eV
12.如图所示，电容C=0.15F的平行板电容器MN、极板间距d=0.2m，在上极板的中心位置用绝缘细绳悬挂质量m1=0.2kg的带电小球A、小球A所带电荷量大小q=3.2×10−5C，极板右边缘位置焊接有电阻不计的金属棒PQ、金属棒与两极板的总质量m2=0.3kg，平行于水平绝缘长木板的轻质绝缘细绳绕过定滑轮后，一端连接金属棒PQ，另一端连接质量m3=0.5kg的不带电的物块B，整个空间处于垂直于纸面向里的匀强磁场之中。当释放物块B后，悬挂小球A的细绳与竖直方向的夹角为θ，经历时间t0=4.0s，金属棒运动到定滑轮左侧的D位置(图中没有画出)。重力加速度g取10m/s2，电容器与木板间的动摩擦因数μ=0.2,sinθ= 1717。整个过程中电容器处于正常工作状态，则在金属棒运动到D位置的过程中，下列分析正确的是( )
A. 金属棒中能够产生恒定电流
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为5T
C. 连接物块B的细绳中拉力大小为3.75N
D. 该过程结束后，电容器储存的电能可以令额定功率为7.5W的小灯泡正常发光4.5s
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
13.如图甲所示为用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置。请回答以下问题。
(1)虚线框内从左向右的三个元件依次为
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，此时手轮上的示数如图乙所示，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，此时手轮上的示数如图丙所示，则相邻两条亮条纹的间距为 mm；(保留三位有效数字)
(3)已知双缝间的距离d=0.8mm，双缝到光屏间的距离L=1.60m，则光的波长为 nm(保留整数)。
14.某实验小组想要测量电池组的电源电动势E和内阻r，部分实验器材如下：
(1)某同学按照图甲所示将电源E1接入电路来测量电流表的内阻。图甲中的滑动变阻器应选择 (选填“R1”或“R2”)；
(2)在图甲中，仅闭合开关S1，调节滑动变阻器，使电流表满偏。保证滑片P位置不变，再闭合开关S2，当电阻箱R3的读数为3.5Ω，电流表的读数如图乙所示，应为 A，则认为电流表的内阻为 Ω；
(3)将测量完的电流表和电阻箱R3按照图丙所示将待测电池组接入电路，闭合开关S3，调节电阻箱R3的阻值，记录多组电阻箱阻值R3和对应的电流表示数I，将其绘制成如图丙所示的1I−R3的图像，则待测电池电动势E= V，内阻r= Ω。(结果均保留两位有效数字)
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
15.如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一导热良好的钢制罐体，罐体的容积为4×10−3m3，两端分别焊接了支撑轴和摇柄。在P0=1atm(1个标准大气压)的气压，27 ∘C的干燥环境下打开阀门向罐体内放入1×10−3m3的谷物，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，谷物内部分水分汽化成高压水蒸气与罐内空气形成混合气体(可视为理想气体)。当罐内混合气体温度为327 ∘C、压强达5atm时，打开阀门，因为压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。忽略谷物间隙气体的体积和在罐体内加热过程中谷物体积的变化。已知绝对零度为−273 ∘C。求：
(1)从开始加热到压强变为5atm时，罐体内水蒸气的分压强。(已知混合气体的压强等于在同温度同体积条件下组成混合气体的各成分单独存在时的分压强之和)
(2)打开阀门后的混合气体迅速膨胀对外做功使得谷物全部喷出，当混合气体温度为127 ∘C，罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比。
16.水平放置的某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R，M点为半圆形玻璃砖最低点；矩形玻璃砖EFGH的边EH在OM的延长线上且长度等于 33R，EF边平行于AB边且长度等于R。横截面所在的平面内，单色光在P点垂直入射AB边，在半圆形玻璃砖上的D点刚好发生全反射。现将该单色光逆时针旋转α=60∘后，仍从P点入射，单色光从半圆形玻璃砖射出后会射入到矩形玻璃中。已知OP= 33R，ME=2 39R，半圆形玻璃砖和矩形玻璃砖的折射率相同，该单色光在空气中的传播速度为v，不考虑多次反射，求：
(1)玻璃砖的折射率n；
(2)该单色光在矩形玻璃砖的传播时间。
17.如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内，存在半径为R的半圆形匀强磁场区域，半圆与x轴相切于M点，与y轴相切于N点，直线边界与x轴平行，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B；在第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从M点以速度v0沿y轴正方向进入第一象限，正好能沿直线穿过半圆区域，之后打到y轴上的Q点(图中未标出)，不计粒子的重力。
(1)求电场强度E的大小；
(2)求Q点到O点的距离；
(3)x轴上有一点P，M、P间的距离为 3R；撤去电场，粒子仍从M点射入，仅改变速度大小，求能到达P点的粒子的速度大小。
18.如图所示，I、III区域有间距为L的水平平行金属导轨，II区域内有半径为r的四分之一圆弧平行金属导轨，II区域和III区域通过绝缘材料平滑连接，II区域内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场，III区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B2的匀强磁场，I区域内金属导轨连接灵敏电流计和阻值为R的定值电阻，一质量为2m、电阻为2R的金属棒b静止在III区域。现将一质量为m、电阻为R的金属棒a从圆弧轨道顶端由静止释放，当金属棒a到达圆弧轨道最低点时，灵敏电流计(电阻不计)的示数为I，两金属棒在运动过中没有相碰，导轨电阻与一切摩擦不计。求：
(1)金属棒a到达圆弧轨道最低点时的速度大小v；
(2)金属棒a从释放至运动到圆弧轨道最低点的过程中，金属棒a上产生的热量Q；
(3)从金属棒a进入III区域开始到两金属棒稳定运动的过程中，金属棒a与金属棒b运动的位移之差Δx。
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.C
5.C
6.C
7.D
8.B
9.AC
10.AB
11.BC
12.AC
13.C
1.49
745

14.R2
0.20
7
4.5
2.1

15.(1)对原有空气，根据查理定律 p0T0=p1T1 其中 T0=27+273K=300K ， T1=327+273K=600K
联立解得 p1=2p0
代入数据得 p1=2atm
从开始加热到压强变为 5atm 时，罐体内水蒸气的分压强为 p′=5p0−p1=3atm；
(2)设罐体的体积为 V0 ，对混合气体分析，由理想气体状态方程可得 5p0×34V0T1=p0V2T2
其中 T2=127+273K=400K 可得 V2=10×10−3m3
则有罐体内剩余混合气体质量占原有混合气体质量的百分比为 mm0=V0V2×100%=40%。

16.(1)从 P 点垂直入射的光在 D 点发生全反射，设临界角为 C ， sinC=OPOD
由折射定律 sinC=1n
得 n= 3
(2)单色光逆时针旋转 α=60∘ 后，由几何关系可得单色光从 M 点射出半圆形玻璃砖， θ=θ1=30∘
由折射定律 n=sinθ2sinθ1,θ2=60∘
同理可得 θ3=30∘
在 ▵MEN 中， tanθ2=NEME
解得 NE=23R
所以 NF=13R
设该单色光在矩形玻璃砖的底边 HG 的某一位置射出，该位置与 N 点的水平距离为 x ，由几何关系 x=EHtanθ3 ， x=13R=NF
该单色光从 G 点射出，光在方形玻璃砖的路程为 l=NG=EHcsθ3
在玻璃砖的传播速度 v′=vn
所以传播时间 t=lv′
解得 t=2 3R3v

17.(1)由于粒子沿直线匀速穿过半圆区域，由平衡条件有 qE=qv0B
解得 E=v0B；
(2)带电粒子飞出半圆区后，仅受沿x轴负方向的电场力，可知粒子带负电。
粒子做类平抛运动，由牛顿第二定律有 qE=ma
x方向R=12at2
y方向y1=v0t= 2Rmv0qB
Q点到O点距离y=y1+R
联立解得y= 2Rmv0qB+R；
(3)设粒子入射速度为v时恰能过P点，粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，如图所示
由几何关系得tanθ= 3RR= 3，得 θ=60 ∘
由几何关系得tanθ2=rR= 33
又qvB=mv2r
联立解得v= 3qBR3m。

18.解：(1)金属棒a到达圆弧轨道最低点时，根据闭合电路的欧姆定律可得 E=I(R+R)=2IR
根据法拉第电磁感应定律可得 E=B1Lv
联立，解得 v=2IRB1L
(2)金属棒a从释放至运动到圆弧轨道最低点的过程中，根据动能定理可得 mgr−W安=12mv2−0
根据功能关系可得回路中产生的热为 Q总=W安
金属棒a上产生的热量为 Q=Q总2
联立解得 Q=12mgr−mI2R2B12L2
(3)从金属棒a进入Ⅲ区域开始到两金属棒稳定运动的过程中，系统水平方向不受外力，动量守恒。取向右为正方向，根据动量守恒定律可得 mv=(m+2m)v1
对b根据动量定理可得 B2ILΔt=2mv1−0
其中 IΔt=B2L(va−vb)Δt3R=B2LΔx3R
联立，解得 Δx=4mIR2B22L3B1
待测电池组(E,r)滑动变阻器R1(0～30Ω)滑动变阻器R2(0～100Ω)开关、导线若干
已知电源(E1较大)电流表A(量程为0～0.6A)电阻箱R3(0～9999.9Ω)