2025届四川省新高考教研联盟高三上学期一模考试物理试题

试卷更新日期：2024-10-17 类型：高考模拟

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一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分，每小题给出的4个选项中只有一个答案符合要求。

1. 如图所示，（a）为氢原子能级图，（b）为某放射性元素剩余质量m与原质量 $m_{0}$ 的比值随时间t的变化图像，（c）为轧制钢板时动态监测钢板厚度的装置图，（d）为原子核的比结合能随质量数变化图像。下列与四幅图对应的四种说法，正确的是（　　）

A、图（a）中，能量为10.5eV的光子轰击处于基态的氢原子，可能使之发生跃迁 B、图（b）中，由放射性元素剩余质量m与原质量 $m_{0}$ 的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为 $115.1 d$ C、图（c）中，探测器接收到的可能是 $α$ 射线 D、图（d）中，比结合能越大，平均核子质量越大，原子核越稳定

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2. 如图示，物体放在弹簧台秤的托盘A上，处于静止状态，现用力F竖直向上拉物体，使它向上做匀速运动。从某一时刻开始计时，则下列四个图象中，哪一个图象能表示物体在脱离台秤托盘之前的过程中，力F的大小随时间t变化的规律（　　）

A、 B、 C、 D、

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3. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势 $φ$ 的分布图。一质量为m，电荷量大小为q的粒子从坐标 $x_{2}$ 处以初速度 $v_{0}$ 沿x轴正方向射出，仅在静电力作用下恰好在 $[x_{1}, x_{3}]$ 区间内往复运动，已知 $x_{1}$ 、 $x_{3}$ 处电势为 $φ_{0}$ ，下列说法正确的是（　　）

A、粒子一定带负电 B、粒子从 $x_{2}$ 运动到 $x_{3}$ 的过程中，加速度先增大后减小 C、粒子从 $x_{1}$ 运动到 $x_{3}$ 的过程中，电势能先增大后减小 D、粒子从 $x_{2}$ 射出后能运动到无穷远处至少需要动能 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} + q φ_{0}$

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4. 直角坐标系 $x o y$ 的y轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线。位于 $x = 0$ 处的波源发出的两列机械波a、b同时在Ⅰ、Ⅱ中传播。某时刻只画出了介于 $- 6 m$ 和6m之间的波形图，已知此时刻a波刚好传到 $x = 6 m$ 处，下列说法正确的是（　　）

A、波源的起振方向沿y轴正方向 B、此时刻b波也刚好传到 $x = - 6$ C、质点Q在某四分之一周期内路程可能为0.5A（A为振幅） D、平衡位置距 $x = 0$ 处1.5m的两质点P、Q中，质点Q先到达最大位移处

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5. 高血压的诱因之一是血管变细。为研究该问题，假设血液通过一定长度血管时受到的阻力与血液流速的平方成正比，即 $f = k v^{2}$ （其中k与血管粗细无关），为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d时所需的压强差为 $Δ p$ ，若血管内径减为d＇时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，压强差必须变为（）

A、 ${(\frac{d}{d'})}^{6} Δ p$ B、 ${(\frac{d}{d'})}^{4} Δ p$ C、 ${(\frac{d}{d'})}^{2} Δ p$ D、 $\frac{d}{d'} Δ p$

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6. 如图甲，某多级直线加速器由n个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，圆筒的长度依照一定的规律依次增加。序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和该电源的另一个极相连。交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。在t=0时，此刻位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个质子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1之后质子运动到圆筒与圆筒之间各个间隙中都能恰好使静电力的方向跟运动方向相同而不断加速。已知质子质量为m、电荷量为e，质子通过圆筒间隙的时间不计，且忽略相对论效应，则（　　）

A、质子在各圆筒中做匀加速直线运动 B、质子进入第n个圆筒瞬间速度为 $\sqrt{\frac{2 (n - 1) e U_{0}}{m}}$ C、各金属简的长度之比为 $1 : \sqrt{2} : \sqrt{3} : ...$ D、质子在各圆筒中的运动时间之比为 $1 : \sqrt{2} : \sqrt{3} : ...$

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7. 某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12小时内有 $t_{1}$ 时间该观察者看不见此卫星。已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转周期为T，卫星的绕地方向与地球转动方向相同，不考虑大气对光的折射。下列说法中正确的是（　　）

A、同步卫星离地高度为 $\sqrt[3]{\frac{g R^{2} T^{2}}{4 π^{2}}}$ B、同步卫星加速度小于赤道上物体向心加速度 C、 $t_{1} = \frac{T \sin^{- 1} \frac{R}{\sqrt[3]{\frac{g R^{2} T^{2}}{4 π^{2}}}}}{π}$ D、同步卫星的加速度大于近地卫星的加速度

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二、多选题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的4个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得部分分，有选错得0分。

8. 在如图所示电路中，已知电阻 $R_{1} = 1.5 Ω$ 、 $R_{2} = 3 Ω$ 、 $R_{3} = 4 Ω$ 、 $R_{4} = 9 Ω$ 、 $R_{5} = 6 Ω$ ，当AB端、CD端分别接电动势为12V、内阻不计的电源时，下列说法正确的是（　　）

A、当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为3V B、当AB端接电源时，CD端接理想电压表示数为6V C、当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为1.5V D、当CD端接电源时，AB端接理想电压表示数为4.5V

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9. 如图所示，以 $v = 5 m / s$ 的速度顺时针匀速转动的水平传送带，左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接。水平面上有位于同一直线上、处于静止状态的5个相同小球，小球质量 $m_{0} = 0.2 kg$ 。质量 $m = 0.1 kg$ 的物体从轨道上高 $h = 4.0 m$ 的P点由静止开始下滑，滑到传送带上的A点时速度大小 $v_{0} = 7 m / s$ ，物体和传送带之间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，传送带AB之间的距离 $L = 3.4 m$ 。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、物体从P点下滑到A点的过程中，克服摩擦力做的功为 $1.55 J$ B、物体第一次向右通过传送带的过程中，摩擦生热为 $1.2 J$ C、物体第一次与小球碰撞后，在传送带上向左滑行的最大距离为 $\frac{5}{18} m$ D、第1个小球最终的速度大小为 $5 m / s$

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10. 如图，在水平面内有四根相同的均匀光滑金属杆ab、ac、de以及df，其中ab、ac在a点固连，de、df在d点固连，分别构成两个“V”字形导轨，空间中存在垂直于水平面的匀强磁场，用力使导轨edf匀速向右运动，从图示位置开始计时，运动过程中两导轨的角平分线始终重合，导轨间接触始终良好，下列物理量随时间的变化关系正确的是（）

A、拉力F与时间t的关系 B、发热功率P与时间t的关系 C、回路电阻R与时间t的关系 D、电流I与时间t的关系

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三、实验题

11. 某实验小组用如图a所示的装置验证碰撞中的动量守恒。

(1)、实验时，为测量碰撞前入射小球的速度大小，先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板竖直；把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，建立xOy坐标系。然后从斜槽上固定的位置释放小球，小球落到挡板上并在白纸上留下印迹。上下调节挡板进行多次实验，测量各印迹中心点的坐标，并绘制“ $y - x^{2}$ ”图线如图b所示。由 $y - x^{2}$ 图线求得斜率 $k_{1}$ ，小球平抛运动的初速度表达式为 $v_{0} =$ （用斜率k和重力加速度g表示），带入图b中的数值，可得 $v_{0} =$ $m / s$ （重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，结果保留两位有效数字）。

(2)、把被碰小球静置于斜槽轨道末端，让入射小球仍从斜槽同一位置静止释放，两球在斜槽末端碰撞﹐碰后两小球从斜槽末端水平抛出，用与（1）同样的方法绘制出两球平抛过程的“ $y - x^{2}$ ”图线如图c所示，图中直线的斜率分别为 $k_{2}$ 、 $k_{3}$ ，已知 $k_{2} > k_{3}$ 。验证碰撞中两球组成的系统动量守恒的表达式为。（用入射小球质量 $m_{1}$ ，被碰小球质量 $m_{2}$ 和 $k_{1}$ 、 $k_{2}$ 、 $k_{3}$ 表示）

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12. 实验小组用如图甲所示电路图测定一节干电池的电动势（约 $1.5 V$ ）和内电阻（约 $1 Ω$ ）。要求尽量减小实验误差。

(1)、现有开关和导线若干，以及以下器材：
A．电流表 $A_{1}$ ：量程 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约 $0.1 Ω$
B．电压表 $V_{1}$ ：量程 $0 ~ 3 V$ ，内阻约 $1 k Ω$
C．电压表 $V_{2}$ ：量程 $0 ~ 15 V$ ，内阻约 $5 k Ω$
D．滑动变阻器 $0 ~ 10 Ω$
E．滑动变阻器 $0 ~ 1000 Ω$
实验中电压表应选用；滑动变阻器应选用（选填相应器材前的字母）；

(2)、实验小组根据记录的数据，并画出 $U - I$ 图线，如图乙所示。根据图线得出干电池电动势的测量值 $E_{测} =$ V，内电阻的测量值 $r_{测} =$ $Ω$ ；

(3)、设干电池的电动势为E，内电阻为r，电压表内阻为 $R_{V}$ ，实验中电压表、电流表示数分别为U、I。考虑电压表的分流，U与I的函数关系式为 $U =$ ；

(4)、实验过程中由于电表内阻的影响而存在系统误差。下图中实线是根据测量数据（电表是非理想电表的情况下）绘出的图像，虚线代表电表是理想电表的情况下，电压与电流关系的图像，则图中能正确表示二者关系的可能是__________（选填选项下面的字母）。

A、 B、 C、 D、

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四、解答题：本大题共3小题，共44分，解答应写出文字说明，证明过程及步骤。

13. 有些家庭或教室的门上安装有一种“暗锁”，在将门关闭的过程中，门锁会自动锁上，这种“暗锁”由外壳A、骨架B、弹簧C、连杆D、锁舌E以及锁槽F等部件组成，如图甲所示。若弹簧的劲度系数为k，锁舌E与外壳A和锁槽F之间的动摩擦因数均为 $μ$ ，且受到的最大静摩擦力 $f = μ N$ （N为正压力）。当需要在关门时顺便将门锁上，则应在如图乙所示的状态下（此时弹簧的压缩量为x，锁舌E与锁槽F之间的接触点为P），用力拉门，先使锁舌E进入外壳A内，待门关闭后有弹簧将其弹入锁槽F中，从而将门锁上。要顺利完成上述锁门过程，锁舌头部的倾角 $θ$ 应满足什么条件？

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14. 如图所示，倾角为 $θ = 37 °$ 的斜面体ABC固定在水平地面上。弹簧一端与斜面底部的挡板连接，另一端自由伸长到D点，将质量为 $M = 2 kg$ 的物块乙轻放在弹簧上端，不栓接。质量为 $m = 1 kg$ 的物块甲以初速度 $v_{0} = 10 m/s$ 沿斜面向下运动，到达D点后两物块相碰并粘连在一起，之后整体向下压缩弹簧至F点（F点图中未画出）后弹回，到E点时速度减为0，已知AD间的距离为 $s_{1} = \frac{11}{2} m$ ， DE间的距离为 $s_{2} = \frac{5}{16} m$ 。两物块均可视为质点，物块甲、乙与斜面间的动摩擦因数分别为 $μ_{1} = \frac{1}{4}$ ， $μ_{2} = \frac{3}{4}$ ，弹簧弹性势能表达式为 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ ，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。
（1）求物块甲到达D点时的速度；
（2）求F点与D点间的距离以及弹簧压缩至F点时弹性势能；
（3）若物块甲到达D点后两物块相碰不粘连，试求：
①两物块分离的位置距F点的距离；
②两物块分离时到物块再次相撞经历的时间（可用根号形式表示结果）

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15. 自由电子激光器是以自由电子束为工作物质，将相对论性电子束的动能转变成相干的电磁辐射能的装置，其中产生电磁波的核心装置为“扭摆器”（如图所示），由沿z方向交错周期排列的2n对宽度为a的永磁体组成（ $n ≫ 10$ ， 2a被称为扭摆器的“空间周期”），产生x方向的周期静磁场。本题我们利用高中知识，在被简化的模型中分析注入扭摆器的电子的运动。已知电子质量为m，带电荷-e，一束电子经加速后由弯曲磁体沿yOz平面引入扭摆器，不考虑引入过程速度损失，不考虑任何相对论效应，忽略电磁辐射过程的动能损耗。

(1)、假设一对永磁体间的磁感应强度恒定为 $B_{0}$ ，电子束中电子进入扭摆器的初速度与z轴夹角为30°，且能经过扭摆器后被完整收集，求：
①电子束加速器的加速电压U；
②该电子束中的一个电子在扭摆器中的运动时间T。

(2)、实际上，扭摆器的一个空间周期内，磁感应强度的大小是有变化的，一对永磁体间沿x轴的磁感应强度随与该对永磁体最左边的水平距离d近似满足 $B_{x} (d) = B_{0} (1 - \frac{2 d}{a})$ 的线性关系（ $0 < d < a$ ， $B_{0}$ 的方向由N极指向S极），电子束经电压 $U_{0} = 100 U$ 加速后沿z轴正方向进入扭摆器，仍然能经过扭摆器后被完整收集，求电子运动过程偏离z轴的最大距离 $Δ s_{\max}$ 。
（提示：①实验中， $B_{0}$ 可认为是相当弱的磁场；②可能用到的数学公式： $Δ x \to 0$ 时， $\sum_{x = 0}^{x_{0}} x^{n} Δ x = \frac{1}{n + 1} x_{0}^{n + 1}$ ）

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