2025屆天津市南開(kāi)區(qū)高三上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024～2025學(xué)年度第一學(xué)期階段性質(zhì)量監(jiān)測(cè)（二）高三年級(jí)物理學(xué)科本試卷分為第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷兩部分，共100分?？忌鷦?wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。答卷時(shí)，考生務(wù)必將答案涂寫(xiě)在答題卡上，答在試卷上的無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將答題卡交回。第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的。）1.中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所科研團(tuán)隊(duì)與合作單位研究人員首次成功合成新原子核。該原子核存在一種衰變鏈，其中第1次由衰變成原子核，第2次由衰變成原子核。下列說(shuō)法正確的是（）A.兩次均為β衰變B.10個(gè)原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后一定還剩余5個(gè)C.原子核發(fā)生衰變時(shí)需要吸收能量D.原子核的比結(jié)合能比原子核的比結(jié)合能小【答案】D【解析】A．電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，第一次衰變第二次衰變可知兩次均為α衰變，故A錯(cuò)誤；B．半衰期是大量原子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量原子核衰變不適用，故B錯(cuò)誤；C．原子核發(fā)生衰變時(shí)要放出能量，故C錯(cuò)誤；D．衰變的過(guò)程中是釋放能量的，比結(jié)合能增大，的比結(jié)合能比的比結(jié)合能小，故D正確。故選D。2.如圖所示，送水工人用特制的推車(chē)運(yùn)送桶裝水，到達(dá)目的地后，工人通過(guò)調(diào)節(jié)擋板OA轉(zhuǎn)動(dòng)可將水桶卸下。若桶與接觸面之間的摩擦不計(jì)，∠AOB為銳角，OA、OB對(duì)水桶的彈力大小分別為、。若保持OB不動(dòng)，調(diào)節(jié)擋板OA，使OA繞O點(diǎn)由豎直緩慢轉(zhuǎn)到與OB垂直的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A.水桶受到的合力變小 B.先減小后增大C.一直增大 D.、都一直減小【答案】D【解析】對(duì)水桶受力分析，如圖所示OA由豎直緩慢轉(zhuǎn)到與OB垂直的過(guò)程中，水桶受到的合力為零，且F1，F(xiàn)2都在減小。故選D。3.2022年11月29日，神舟十五號(hào)飛船在酒泉發(fā)射成功，次日凌晨對(duì)接于空間站組合體的前向?qū)涌凇Ｖ链?，中?guó)空間站實(shí)現(xiàn)了“三大艙段”+“三艘飛船”的最大構(gòu)型，天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙、天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船、神舟十四號(hào)、神舟十五號(hào)載人飛船同時(shí)在軌。若空間站組合體繞地球的運(yùn)動(dòng)可以看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知空間站離地面高度為h（約為400km），地球半徑為R（約為6400km），地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（）A.空間站組合體軌道處的重力加速度大小為B.空間站組合體運(yùn)行的線速度與第一宇宙速度之比約為C.地球的平均密度可表示為D.地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度比空間站組合體運(yùn)行的線速度大【答案】B【解析】A．已知空間站離地面高度為h，地球半徑為R，則由牛頓第二定律有又由地球表面的重力加速度為g，有由以上兩式解得空間站組合體軌道處的重力加速度大小為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意，由萬(wàn)有引力提供向心力有解得則空間站運(yùn)行的速度與第一宇宙速度之比約為故B正確；C．由地球表面的重力加速度為g，有解得地球的質(zhì)量為又有地球的體積為則有地球的平均密度可表示為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)題意，由萬(wàn)有引力提供向心力有解得地球同步衛(wèi)星比組合體的軌道半徑大，因此組合體的運(yùn)行的線速度比同步衛(wèi)星的大；同步衛(wèi)星與地球赤道上某物體隨地球一起自轉(zhuǎn)，角速度相同，由，可知同步衛(wèi)星的線速度比地球赤道上某物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大，所以組合體在軌道上運(yùn)行的線速度大于地球赤道上某物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度，故D錯(cuò)誤。故選B。4.電子顯微鏡通過(guò)“靜電透鏡”實(shí)現(xiàn)對(duì)電子會(huì)聚或發(fā)散使微小物體成像。電子槍發(fā)射的電子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，a、b、c是軌跡上的三點(diǎn)，虛線為電子透鏡電場(chǎng)中的等差等勢(shì)面。下列說(shuō)法正確的是（）A.b點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì) B.電子在a點(diǎn)的加速度大于在c點(diǎn)的加速度C.電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能 D.電子在c點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度【答案】A【解析】A．根據(jù)電場(chǎng)線的方向與等勢(shì)面垂直，且電子帶負(fù)電可知，題圖中電場(chǎng)線的方向大體沿左上方至右下方，沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)越來(lái)越低，所以點(diǎn)的電勢(shì)大于點(diǎn)的電勢(shì)，故A正確；B．等差等勢(shì)面的疏密表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱，則點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，電子在點(diǎn)的加速度比在點(diǎn)的加速度小，故B錯(cuò)誤；C．電子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，電子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能，故C錯(cuò)誤；D．電子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電子在點(diǎn)的速度比在點(diǎn)的速度小，故D錯(cuò)誤。故選A。5.電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)可利用車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來(lái)。制動(dòng)時(shí)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生交變電流。若時(shí)磁場(chǎng)方向恰與線圈平面垂直，磁極位置如圖甲所示，磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)近似視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)線圈中磁通量為0，磁通量變化率最大B.時(shí)線圈中電流方向由P指向QC.過(guò)程，線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為D.線圈中的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為【答案】C【解析】A．時(shí)線圈中磁通量最大，磁通量變化率為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)右手定則，時(shí)線圈中電流方向由Q指向P，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．過(guò)程，線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為選項(xiàng)C正確；D．線圈中的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。二、不定項(xiàng)選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分。）6.如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)時(shí)，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說(shuō)法正確的是（）A.該材料對(duì)紅光的折射率為 B.若，光線c消失C.若入射光a變?yōu)榘坠猓饩€b為白光 D.若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c仍然垂直【答案】ABC【解析】A．根據(jù)幾何關(guān)系可知從材料內(nèi)發(fā)生折射時(shí)光線的折射角為，故折射率為故A正確；B．設(shè)臨界角為C，得故，故若，會(huì)發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；C．由于光線b為反射光線，反射角等于入射角，故當(dāng)入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光，故C正確；D．對(duì)同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線b和c不會(huì)垂直，故D錯(cuò)誤。故選ABC。7.“地震預(yù)警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到受災(zāi)地區(qū)前，向受災(zāi)地區(qū)提前幾秒至數(shù)十秒發(fā)出警報(bào)，通知目標(biāo)區(qū)域從而實(shí)現(xiàn)預(yù)警?？蒲袡C(jī)構(gòu)為此對(duì)波的特性展開(kāi)研究。如圖甲所示為所研究的一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，在時(shí)刻的波形圖，處的質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.波沿x軸負(fù)方向傳播 B.0~7s波傳播的距離為21mC.0~7s質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程為11.9cmD.質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程是【答案】CD【解析】A．由振動(dòng)圖像可知，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M沿y軸負(fù)向振動(dòng)，結(jié)合波形圖可知波沿x軸正方向傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．波速可知0~7s波傳播的距離為x=vt=105m選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．0~7s質(zhì)點(diǎn)M通過(guò)的路程為選項(xiàng)C正確；D．因可知質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)方程是選項(xiàng)D正確。故選CD。8.為了測(cè)量化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在排污管末端安裝了流量計(jì)（流量Q為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某截面流體的體積）。如圖所示，長(zhǎng)方體絕緣管道的長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左、右兩端開(kāi)口，所在空間有垂直于前后表面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管道上、下兩面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N，污水充滿(mǎn)管道從左向右勻速流動(dòng)。測(cè)得M、N間電壓為U，污水流過(guò)管道時(shí)所受阻力大小，k為比例系數(shù)，L為污水沿流速方向的長(zhǎng)度，v為污水的流速，污水中含有正、負(fù)離子。則（）A.污水的流量 B.金屬板M的電勢(shì)不一定高于金屬板N的電勢(shì)C.電壓U與污水中離子濃度成正比 D.左、右兩側(cè)管口的壓強(qiáng)差【答案】AD【解析】A．由題意可知可得污水的流量選項(xiàng)A正確；B．磁場(chǎng)B垂直紙面向里，由左手定則，則正離子受向上的洛倫茲力，正離子偏向上極板，M板電勢(shì)高，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力的等量關(guān)系可知解得U=vBc故電壓與粒子濃度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)平衡條件，則有Δpbc=Ff=kLv2=kav2而解得故D正確。故選AD。第Ⅱ卷（共60分）9.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：（1）某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)裝置按圖甲所示安裝好，不掛細(xì)線與砝碼盤(pán)，輕推小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶及紙帶運(yùn)動(dòng)方向如圖乙所示，則應(yīng)將墊塊適當(dāng)_________（選填“左移”或“右移”）以平衡摩擦力。（2）平衡摩擦力后，實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶，紙帶上按時(shí)間順序選取、五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，如圖丙所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為，則小車(chē)加速度大小_________（結(jié)果保留2位小數(shù)）。（3）在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，砝碼和砝碼盤(pán)的質(zhì)量為保持不變。小車(chē)的總質(zhì)量為，改變進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)得對(duì)應(yīng)的小車(chē)加速度大小，作出和的圖線，合理的應(yīng)為_(kāi)________。A．B．C．D．【答案】（1）右移（2）0.79##0.80##0.81（3）A【解析】（1）[1]由圖乙可知紙帶向左做加速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明平衡摩擦力過(guò)度，應(yīng)將墊塊適當(dāng)右移以平衡摩擦力。（2）[2]相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為由逐差法求小車(chē)的加速度（3）[3]由牛頓第二定律可得，解得可知圖線是過(guò)原點(diǎn)傾斜的直線。故選A。10.學(xué)習(xí)小組在測(cè)量某粗細(xì)均勻的圓柱形合金細(xì)棒的電阻率實(shí)驗(yàn)中，先用毫米刻度尺測(cè)出接入電路中合金細(xì)棒的長(zhǎng)度，又用多用電表粗略測(cè)量合金細(xì)棒的電阻約為100Ω。（1）進(jìn)一步用螺旋測(cè)微器測(cè)合金細(xì)棒的直徑，示數(shù)如圖甲所示，其直徑______mm。（2）為了精確測(cè)得該合金細(xì)棒的電阻，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：①電源E（電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻約為0.2Ω）②電壓表V（量程1V、內(nèi)阻為1000Ω）③電流表A（量程30mA、內(nèi)阻約為1Ω）④滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Ω），滑動(dòng)變阻器（最大阻值2000Ω）⑤電阻箱（0～9999Ω）⑥導(dǎo)線若干，開(kāi)關(guān)一只①由于提供的電壓表量程不足，現(xiàn)需使其量程變?yōu)?V，則需要在電壓表上串聯(lián)一個(gè)電阻箱，則______Ω；②若按照?qǐng)D乙所示設(shè)計(jì)電路，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇______（或）；并請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖丙的實(shí)物電路連接完整________；③由于電表不是理想電表，若從系統(tǒng)誤差的角度分析，用上述方法測(cè)得的合金電阻率與真實(shí)值比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）?！敬鸢浮浚?）3.499/3.500/3.501（2）①2000②.R1③.偏大【解析】【小問(wèn)1詳析】合金細(xì)棒的直徑為【小問(wèn)2詳析】[1]要將量程為1V的電壓表改為3V，需要在電壓表上串聯(lián)一個(gè)電阻箱R0，則根據(jù)歐姆定律，可得[2]用多用電表粗略測(cè)量合金細(xì)棒的電阻約為100Ω，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接入電路，在安全條件下阻值小些更便于調(diào)節(jié)，故選R1。[3]電路圖如圖所示[4]由于電表不是理想電表，則故合金棒電阻測(cè)量值偏大，根據(jù)可得故，測(cè)得的合金電阻率與真實(shí)值比偏大。11.如圖為某工廠生產(chǎn)流水線上水平傳輸裝置的俯視圖，它由水平傳送帶和水平轉(zhuǎn)盤(pán)組成。物品質(zhì)量，從A處無(wú)初速放到傳送帶上，運(yùn)動(dòng)到B處后進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤(pán)，設(shè)物品進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)時(shí)速度大小不發(fā)生變化，且恰好隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)（無(wú)相對(duì)滑動(dòng)），到C處被取走裝箱。已知A、B兩處的距離，傳送帶的傳輸速度，物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)。物品在轉(zhuǎn)盤(pán)上與軸的距離，設(shè)物品與轉(zhuǎn)盤(pán)間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度。求：（1）物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間；（2）物品與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值；（3）物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的過(guò)程中，電機(jī)因傳送物品而多做的功。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問(wèn)1詳析】物品先在傳送帶上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)其位移大小為，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有，，解得，可知物品與傳送帶共速后，物品和傳送帶一起以v速度做勻速運(yùn)動(dòng)，物品做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間為【小問(wèn)2詳析】物品在轉(zhuǎn)盤(pán)上所受的靜摩擦力提供向心力，當(dāng)物品在轉(zhuǎn)盤(pán)上恰好無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)有解得物品與轉(zhuǎn)盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值為【小問(wèn)3詳析】物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的過(guò)程中，物品與傳送帶發(fā)生的相對(duì)位移為因摩擦產(chǎn)生的熱量為物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的過(guò)程中，根據(jù)能量守恒可知，電機(jī)因傳送物品而多做的功為12.如圖所示，兩豎直放置的平行金屬板M、N之間的電壓，N板右側(cè)寬度的區(qū)域內(nèi)分布著電場(chǎng)強(qiáng)度、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線與為其邊界。A、C分別為、上的點(diǎn)，水平虛線CD與之間存在范圍足夠大的磁感應(yīng)強(qiáng)度、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量、電荷量的粒子從靠近M板的S點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)上的A點(diǎn)進(jìn)入、間，然后從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力。求：（1）粒子到達(dá)A點(diǎn)的速率；（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑r；（3）粒子從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)到最終離開(kāi)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t（結(jié)果可以含）。【答案】（1）105m/s（2）0.1m（3）【解析】【小問(wèn)1詳析】根據(jù)動(dòng)能定理可得解得【小問(wèn)2詳析】粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，有解得由牛頓第二定律又故出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓