重庆市西南大学附属中学2025届高三上学期一诊模拟物理试卷（Word版附解析）

这是一份重庆市西南大学附属中学2025届高三上学期一诊模拟物理试卷（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
（满分：100分；考试时间：75分钟）
2024年12月
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上。
2．答选择题时，必须使用2B铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整。
3．考试结束后，将答题卡交回（试题卷学生保存，以备评讲）。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 平衡木上运动员行云流水般的优美姿态令人惊叹。如图所示，某运动员静止在水平的平衡木上，其双手手臂与平衡木的夹角均为。若该运动员所受重力为，则平衡木各部分对她的作用力的合力大小为（ ）
A. B. C. D. 0
【答案】A
【解析】
【详解】某运动员静止在水平的平衡木上，所以人所受到的合力为0，人受到重力和平衡木各部分对他的作用力，所以平衡木各部分对他的作用力的合力与人的重力大小相等，方向相反。
故选A。
2. 跳伞爱好者在竖直下降过程中速度v随时间t的变化曲线如图所示。图中0到t3过程为曲线，t3到t4可视为与t轴平行的直线。则（ ）
A. 0到t2，跳伞者的加速度增大B. t2到t3，跳伞者处于超重状态
C. t3时刻跳伞者降落在地面D. t3到t4，跳伞者的机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A．v − t图像的斜率表示加速度，如图所示，0到t2的斜率在减小，所以跳伞者的加速度减小，A错误；
B．t2到t3向下做减速运动，加速度方向向上，为超重状态，B正确；
C．t3时刻跳伞者还在运动，之后向下做匀速直线运动，C错误；
D．t3到t4，跳伞者做匀速运动，动能不变，下落过程中重力势能减小，所以机械能减小，D错误。
故选B。
3. 如图所示，平行板电容器两极板、滑动变阻器、电源和开关S相连，当S处于闭合状态，板间一带电微粒恰好处于静止状态。某时刻观察到微粒突然向下运动，则可能的原因是（ ）
A. 开关突然断开
B. 滑动变阻器的滑片向左移动
C. 保持两极板水平，并减小二者间距离
D. 保持两极板水平，并增大二者间距离
【答案】D
【解析】
【详解】A．开关S断开，电容器的带电量、两板间的电压和电场强度不变，因此微粒不会运动，故A错误；
B．开关S保持闭合，电容器两板间的电压等于电源电动势，大小保持不变。滑动变阻器的滑片P向左移动时，电容器两板间的电场强度不变，微粒不会运动，故B错误；
C．开关S保持闭合，电容器两板间的电压等于电源电动势，大小保持不变。当两板间的距离减小时，由
可得电场强度E增大，微粒向上运动，故C错误；
D．开关S保持闭合，电容器两板间的电压等于电源电动势，大小保持不变。当两板间的距离增大时，由
可得电场强度E减小，微粒向下运动，故D正确。
故选D。
4. 人体接触高压线极其危险，如图所示小鸟站在一条通电的铝质裸露的高压线上却平安无事。小明为搞清楚其中的原因，查阅相关数据知：导线横截面积为150 mm2，导线上通过的电流为350 A，鸟两爪间的距离为5 cm，铝的电阻率为3 × 10−8 Ω⋅m。结合数据分析正确的是（ ）
A. 小鸟的双脚绝缘，没有电流通过小鸟，所以小鸟不会触电
B. 小鸟两脚间的输电线电阻约为1.0 × 10−4 Ω
C. 小鸟两脚间电压约为3.5 × 10−3 V
D. 小鸟两脚间电压约为3.5 × 10−4 V
【答案】C
【解析】
【详解】A．小鸟双脚间的电压太小，通过小鸟的电流太小，小鸟才不会触电的，A错误；
B．小鸟双脚间输电线电阻
B错误；
CD．小鸟两脚间电压约为
C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示，空间中同一高度上固定两根平行长直导线、，两导线通有大小相等、方向均垂直于纸
面向里的电流。现将另一质量为，长为的直导线（图中未画）平行于、放置在二者连线的中垂线的某点处，当中通以电流大小为时，其恰好处于静止状态。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 可能在、连线的中点
B. 所在位置处磁感应强度一定为
C. 中电流的方向一定垂直于纸面向外
D. 中电流的方向一定垂直于纸面向里
【答案】B
【解析】
【详解】A．当L3位于L1、L2连线的中点时，L1、L2对L3的安培力等大反向，L3所受合力大小等于其重力，无法保持静止，A错误；
B．由受力平衡
可知L3所在位置的磁感应强度大小为
B正确；
CD．由安培定则和左手定则可知，通电长直导线之间的安培力的特点是“同向相吸、反向相斥”，如图所示
由受力分析可知L3中电流方向可能垂直于纸面向里，也可能垂直于纸面向外，CD错误。
故选B。
6. 某空间的轴上只存在沿此轴方向的静电场，轴上各点电势分布如图。一电子只在电场力作用下由轴上某点无初速释放，下列说法正确的是（ ）
A. 到范围内，处的电场强度最大
B. 若电子在位置释放，不能通过点
C. 若电子沿轴运动过程中的总能量恒为零，则电子的运动区间可能为
D. 若电子在处释放，电子将一直向右加速运动到点
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像的斜率大小表示电场强度大小，由图可知原点图像的切线斜率为零，故原点的电场强度零，不是最大，A错误；
BD．若电子在位置释放，电子在处的动能为零，由图可知，电子在和两个位置的电势相等，则电子在两处的电势能也相等，根据总能量守恒可知，粒子在的动能才为零，即电子运动到位置时，速度才会减为零，故电子可以通过点，且电子先加速运动，而后减速运动，在和间来回往复运动，BD错误；
C．电子带负电荷，开始时由电势低处向电势高处运动，又因为电子沿x轴运动过程中的总能量恒为零，则开始运动时动能为零，电势能也为零，则粒子的活动区间是，C正确。
故选C。
7. 依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，我国科学家发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞LB-1。这个黑洞与一颗恒星形成了一个双星系统，黑洞和恒星都绕二者的质量中心做圆周运动，恒星的质量约为，恒星距黑洞的距离约为，恒星做圆周运动的周期约为，为太阳的质量、为日地距离，为地球绕太阳的运动周期。由此估算该黑洞的质量约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设该黑洞质量为，其轨道半径，恒星的质量为，其轨道半径，两者相距为L，运动周期为，黑洞与一颗恒星形成了一个双星系统，根据万有引力提供向心力有
因为
联立解得
地球绕太阳做匀速圆周运动，设地球质量为m，根据万有引力提供向心力
解得
题意知
，，
联立以上解得
故选 B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某自行车所装车灯发电机如图甲所示，其结构如图乙所示。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与灯泡L相连。当车轮匀速转动时，发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。在磁铁从图示位置匀速转过的过程
中，下列说法正确的是（ ）
A. 通过的电流方向为B. 通过的电流方向为
C. L中的电流先变大后变小D. L中的电流大小不变
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据题意，由楞次定律可知，通过L的电流方向由c到d，故A正确，B错误；
CD．由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，当转过时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，可知，转动过程中L中的电流先变大后变小，故C正确，D错误；
故选AC。
9. 某型号汽车以的速度匀速行驶过程，其发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。该汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（为恒量），且所受路面的阻力大小恒定。当该汽车以速度匀速行驶过程，汽车受到的驱动力大小为，汽车发动机的效率为，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．汽车匀速行驶时，汽车受到空气阻力
汽车受路面的阻力
汽车匀速行驶时，牵引力和阻力平衡，则有
A错误，B正确；
CD．由图示可知，发动机的输出功率
故汽车发动机的效率
C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，一倾角为θ、上端接有阻值为R的定值电阻的光滑导轨，处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量为m的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。金属棒在导轨间连接的阻值为R，且重力加速度为g，则金属棒从起点b沿导轨向上运动x0的过程中（ ）
A. 金属杆所受安培力的大小与速率成正比
B. 金属棒做匀加速直线运动
C. 定值电阻产生的焦耳热为
D. 拉力F做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】B．根据图乙可知v − x图像为一条倾斜的直线，若金属棒做匀加速直线运动，金属棒运动的速度位移之间的关系为
此时v − x图像应该为曲线，所以金属棒做变加速直线运动，故B错误；
A．金属杆所受安培力的大小为
故金属杆所受安培力的大小与速率成正比，故A正确；
CD．金属棒从静止开始从ab处沿导轨向上加速运动过程ab棒产生a流向b的感应电流，受到沿斜面向下的安培力，从开始到向上运动x0的过程中，根据动能定理得
这段时间v − x图像与横轴围成图形的面积为，所以
解得
电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以定值电阻产生的焦耳热为
故C错误，D正确。
故选AD。
三、非选择题：共57分。
11. 某小组探究小球做平抛运动的规律。
步骤一：探究平抛运动竖直分运动的特点
在如图甲所示实验中，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落。
（1）请预测可能观察到的实验现象是：_____。
（2）分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现实验现象类似。上述实验表明，平抛运动在竖直方向分运动为：_____。
步骤二：探究平抛运动水平分运动的特点
让小球从如图乙装置上由静止释放，用手机录像功能拍摄小球做平抛运动的过程。录像每秒30帧，即每相邻两帧的时间间隔为。现采用逐帧分析的办法，拼叠各帧画面，还原小球平抛运动轨迹如图丙。标记1、2、3分别为小球运动轨迹上相邻三帧的位置，坐标分别用、表示，以下角标作为区分。
（1）标记1、3两处的时间间隔为：_____。
（2）O为抛出点，且。若要证明水平分运动为匀速直线运动，则需证明比例式：_____成立。
【答案】 ①. 在误差允许的范围内两球同时落地或听到同时落地的撞击声 ②. 自由落体运动 ③. ④.
【解析】
【详解】步骤一（1）[1]根据平抛运动规律可知，可观察到的现象是：在误差允许的范围内两球同时落地或者听到同时落地的撞击声；
（2）[2]实验表明平抛运动在竖直方向分运动为自由落体运动；
步骤二（1）[3]由于每相邻两帧的时间间隔为，则标记1、3两处的时间间隔为
（2）[4]O为抛出点，且，根据匀变速直线运动规律可知时间之比为，若水平
方向为匀速直线运动，则根据水平方向匀速直线运动规律
可知
12. 某实验小组按图甲的电路测定一节干电池的电动势和内阻。图乙已将实验器材进行了部分连接。
（1）结合图甲，将图乙中的实物电路补充完整_____。
（2）调节滑动变阻器测得6组电流和电压的数据，并做出电池路端电压U随电流I变化的U − I图像，如图丙。结合图像分析，得到电池电动势E = _____V，内阻r = _____Ω。（保留三位有效数字）
（3）此后，实验组更换了实验器材重测一次。移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器。重新连接电路，测量多组电压和电阻的数据，并做出电池路端电压U随电阻R变化的图像。通过图像可测得电池电动势和内阻。在图丁的虚线框中画出相应的实验电路图_____，电阻箱用符号“”表示，其余器件符号参考图甲。电压表内阻很大，根据方框中电路图，某次电阻箱阻值读数为R0，电压表示数为U0，结合闭合电路欧姆定律，可得电动势E = _____（用本题中字母r、U0、R0表示）
【答案】（1） （2） ①. 1.49##1.48##1.50 ②. 0.509（0.509 ~ 0.556均可）
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据电路图连接实物图如图
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可知
则图线的纵轴截距表示电源电动势，图线的斜率绝对值表示电源内阻，故有
【小问3详解】
[1]根据实验原理设计电路图如图
[2]根据闭合电路欧姆定律有
13. 现有一把的铁锤钉钉子，打击前瞬间铁锤的速度为，打击后铁锤的速度变为0，打击时间为0.01s。重力加速度，求上述打击过程：
（1）铁锤的动量变化量；
（2）考虑铁锤所受的重力，钉子受到的平均作用力大小。
【答案】（1）
（2）186N
【解析】
【小问1详解】
规定铁锤初速度方向为正方向，对铁锤分析
即动量变化量的大小为，方向与初速度的方向相反；
小问2详解】
钉子对铁锤的平均作用力为，对于铁锤，以初速度的方向为正方向，由动量定理可得
解得
根据牛顿第三定律可得，钉子受到的平均作用力的大小
14. 如图所示，半径为R的光滑圆弧面AB与光滑水平面BC平滑连接（圆弧的圆心在B的正下方），其中A、B两点的水平距离和竖直距离分别为d、h。长为的轻杆上端固定在光滑水平转轴O，下端固定一个小球，小球刚好与水平面接触。质量为M的物块在水平恒力作用下从A点由静止运动到B点、物块在B点处时撤去水平恒力，此时物块对圆弧面的压力为零。最后物块与小球发生一次弹性正碰，使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。忽略一切阻力，重力加速度为g，求：
（1）物块到达B点的速度v0；
（2）水平恒力F的大小；
（3）小球质量m的取值范围。
【答案】（1）或
（2）或
（3）或
【解析】
【小问1详解】
由B点压力为零，则有
可得
（或者，）
【小问2详解】
物块从A到B由动能定理，有
解得
（或者）
【小问3详解】
物块与小球发生弹性正碰，有
小球恰做完整圆周运动，最高点v > 0；碰后小球从最低点运动到最高点，由动能定理得
解得
所以小球质量取值范围
（或者）
15. 如图所示直角坐标系平面内，位于点的粒子枪由粒子源和加速电场组成。粒子源C可以不断提供初速度为零、比荷（即：）为的正电粒子，粒子枪从点沿轴正方向发出粒子。区域内存在磁感应强度为、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场，区域内存在电场强度为、方向沿轴正方向的匀强电场，区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小仍为。不计正电粒子的重力以及它们之间的相互作用，完成下列问题：
（1）当加速电场电压为时，求粒子枪射出粒子的速度；
（2）调节加速电场电压，发现全部粒子第一次到达轴的位置范围为，求电压的取值范围；
（3）研究其中垂直穿过轴的粒子，求该粒子最终离开磁场的位置坐标。
（粒子枪发射粒子后，不再影响粒子的运动。计算中可能用到：，，，，，）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据动能定理
得
【小问2详解】
全部粒子第一次到达轴的位置范围为，粒子在I磁场中运动的半径最小为
根据几何关系有
解得
故粒子在I磁场中运动的半径最大为
故，根据牛顿第二定律
根据动能定理
联立解得
【小问3详解】
垂直穿过轴粒子
根据牛顿第二定律
解得
在II区域电场中加速过程，根据动能定理
解得
在III区域运动一个半圆，根据牛顿第二定律
解得
之后将进入电场减速运动，由对称性速度变为，在I区域运动半径为
运动一个半圆穿过轴坐标为，之后重复前一过程，在II区域第二次加速，III区域运动半圆周离开磁场坐标为，进入无场区
匀速运动后，在I区域运动半径为之后在II区域第3次加速，根据动能定理
又
在II区域第4次加速后在III区域运动半径
恰好与右边界相切，在II区域第5次加速后在III区域运动半径
粒子将从右边界离开III区域磁场，由几何关系可知，粒子离开磁场的坐标为