天津市南開大學(xué)附中2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期階段檢測物理試卷（原卷版+解析版）

南開大學(xué)附中24-25學(xué)年下學(xué)期階段檢測1高三物理學(xué)科試卷一、單項(xiàng)選擇題（每題5分，共25分）1.人類在研究光、原子結(jié)構(gòu)及核能利用等方面經(jīng)歷了漫長的過程，我國在相關(guān)研究領(lǐng)域雖然起步較晚，但是近年對核能的開發(fā)與利用卻走在了世界的前列，有關(guān)原子的相關(guān)知識(shí)，下列說法正確的是（）A.盧瑟福最先發(fā)現(xiàn)電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說B.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都能說明光子具有粒子性，且前者可說明光子具有能量，后者除證明光子具有能量，還可證明光子具有動(dòng)量D.原子核發(fā)生β衰變時(shí)，產(chǎn)生的β射線本質(zhì)是高速電子流，因核內(nèi)沒有電子，所以β射線是核外電子逸出原子形成的2.在工業(yè)生產(chǎn)中，平面表面的平整度對產(chǎn)品的品質(zhì)和使用壽命有著至關(guān)重要的影響，薄膜干涉技術(shù)以其高精度、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢，成為了平面表面質(zhì)量檢測的一種常用方法。檢測人員用一個(gè)表面光潔度很高的平面玻璃板（樣板），放在被檢查工件上面，在樣板的右端墊一個(gè)薄片，使樣板與工件平面之間形成一個(gè)楔形空氣薄膜，如圖甲所示?，F(xiàn)用兩種顏色不同的平行單色光a、b分別從上向下垂直被檢查工件上表面照射，分別形成了如圖乙所示的兩種明、暗相間的條紋。下列說法正確的是（）A.該檢測工件上表面有一個(gè)明顯的凹坑B.單色光a和b從同種介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，單色光a的比單色光b的小C.單色光a、b分別通過相同的裝置、在相同的條件下，進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)形成的相鄰明條紋間距，單色光a的比單色光b的小D.若用單色光b照射某金屬未發(fā)生光電效應(yīng)，換用單色光a照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)3.網(wǎng)上熱賣的一科普小制作——斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)如下圖甲所示，它是通過汽缸內(nèi)的氣體經(jīng)過冷卻、壓縮、吸熱、膨脹為一個(gè)周期的循環(huán)來輸出動(dòng)力的，因此又被稱為熱氣機(jī)。如圖乙所示，在斯特林循環(huán)的圖像中，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個(gè)過程由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)等容過程組成，狀態(tài)A和狀態(tài)D的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布圖像如圖丙所示。則下列說法正確的是（）A.狀態(tài)B→狀態(tài)C的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目增大B.狀態(tài)B氣體分子的平均動(dòng)能大于狀態(tài)D氣體分子的平均動(dòng)能C.狀態(tài)A對應(yīng)的是圖丙中的圖線①D.狀態(tài)C中每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都比狀態(tài)A中的大4.2024年，我國的航天史即將迎來一個(gè)新的里程碑！而這次的里程碑，就是嫦娥六號(hào)的發(fā)射。嫦娥六號(hào)探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)距月球表面一定高度的P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道I繞月飛行，再經(jīng)過一次制動(dòng)進(jìn)入近月球表面的圓形軌道II上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)周期比沿軌道I運(yùn)動(dòng)的周期大B.衛(wèi)星在軌道I上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過P點(diǎn)的機(jī)械能和經(jīng)過A點(diǎn)的機(jī)械能相等C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的加速度小于在軌道I上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的加速度D.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度與在軌道I上運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度大小相等5.中科院研制的電磁彈射實(shí)驗(yàn)裝置能構(gòu)建微重力實(shí)驗(yàn)環(huán)境，把“太空”搬到地面。實(shí)驗(yàn)裝置像一個(gè)“大電梯”，原理如圖所示，在電磁彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)推動(dòng)實(shí)驗(yàn)艙豎直向上加速運(yùn)動(dòng)至A位置，撤除電磁作用。此后，實(shí)驗(yàn)艙做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)后返回A位置，再經(jīng)歷一段減速運(yùn)動(dòng)后靜止。已知在上述過程中的某個(gè)階段，忽略阻力，實(shí)驗(yàn)艙處于完全失重狀態(tài)，這一階段持續(xù)的時(shí)間為4s，實(shí)驗(yàn)艙的質(zhì)量為500kg。取重力加速度，下列說法正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)艙向下運(yùn)動(dòng)的過程始終處于失重狀態(tài)B.實(shí)驗(yàn)艙運(yùn)動(dòng)過程中距離A位置的最大距離為40mC.向上彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)艙做功等于1×105JD.向上彈射階段，電磁彈射系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)艙的沖量大于二、多項(xiàng)選擇題（每題5分，共15分，少選給3分）6.如圖所示為密立根油滴實(shí)驗(yàn)的示意圖，初始時(shí)開關(guān)處于閉合狀態(tài)。噴霧器將細(xì)小的油滴噴入極板M上方空間，油滴因摩擦帶負(fù)電。某顆油滴經(jīng)M板上的小孔進(jìn)入下方的電場后最終靜止在距小孔的P點(diǎn)，已知電源電壓為U，該油滴質(zhì)量為m，帶電量為-q，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.B.該過程中電場力對該油滴做的功為C.保持開關(guān)閉合，僅將N板向上平移少許，該油滴將向上運(yùn)動(dòng)并最終靜止在P點(diǎn)上方D.斷開開關(guān)，僅將N板向上平移少許，該油滴仍然靜止在P點(diǎn)7.B超是一種實(shí)用性好、重復(fù)性高、無輻射損傷的醫(yī)療檢查手段，其基本原理是探頭向人體內(nèi)發(fā)射超聲波，超聲波遇到人體不同的組織會(huì)產(chǎn)生不同程度的反射。圖甲、乙分別是儀器探頭發(fā)送和接收的超聲波圖像，圖甲為超聲波沿x軸正方向傳播在某時(shí)刻的超聲波圖像，圖乙為一段時(shí)間后沿x軸負(fù)方向返回的超聲波在某時(shí)刻的圖像。已知超聲波在人體內(nèi)傳播速度為1500m/s，則下列說法正確的是（）A.波周期為B.圖甲中，質(zhì)點(diǎn)b在通過的路程大于8mmC.圖甲中，質(zhì)點(diǎn)b在通過的路程小于4mmD.圖乙中，從質(zhì)點(diǎn)a第一次回到平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方程為8.20年來福建電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)、電力技術(shù)“三大跨越”。如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電示意圖，現(xiàn)將輸送電壓由220kV升級(jí)為1000kV高壓，輸送的總電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，保持發(fā)電機(jī)輸出電壓及用戶得到的電壓均不變，輸電線的電阻不變，則（）A.變?yōu)樵瓉淼谋?B.輸電線上電流變?yōu)樵瓉淼腃.輸電線損失的功率變?yōu)樵瓉淼?D.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比值變小三、實(shí)驗(yàn)題（共12分）9.在利用單擺實(shí)驗(yàn)測量重力加速度時(shí)，某同學(xué)想改變傳統(tǒng)秒表計(jì)時(shí)方式，改為使用霍爾元件和單片機(jī)進(jìn)行計(jì)時(shí)。按圖乙方式將霍爾元件置于磁性擺球靜止時(shí)的正下方，當(dāng)小球做單擺運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，霍爾傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào)并發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)接收信號(hào)并計(jì)時(shí)，并將數(shù)據(jù)傳輸給電腦和手機(jī)，實(shí)時(shí)顯示測量結(jié)果并分析處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。（1）實(shí)驗(yàn)前，再用刻度尺測出繩長為L，用游標(biāo)尺上有20個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑，結(jié)果如圖甲所示，可讀出擺球的直徑d=__________mm。（2）電腦將單片機(jī)傳輸?shù)挠?jì)時(shí)數(shù)據(jù)處理后得到電壓的脈沖信號(hào)隨時(shí)間t的變化圖線如圖丙所示，則該單擺的周期為___________；（3）若某次實(shí)驗(yàn)找不到磁性小球，只有一個(gè)不規(guī)則的小磁鐵，將小磁鐵用細(xì)線懸掛起來做成單擺，取不同擺長L1、L2……Ln，進(jìn)行n次測量，得周期T1、T2……Tn，以測量的繩長L為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，作出T2-L圖線，如圖丁所示，應(yīng)為圖線___________（填“a”“b”或“c”）。使用圖像法處理數(shù)據(jù)測重力加速度，不規(guī)則小磁鐵的重心不確定，這對測量結(jié)果是否有影響？___________（填“是”或“否”）10.某物理興趣小組自制了圖（a）所示的水果電池組，為測量該電池組的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：A.待測水果電池組（E約為2.0V，r約為1000Ω）B.電流表A1（0~2mA，內(nèi)阻約為20Ω）C.電流表A2（0~0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）D.電壓表V1（0~3V，內(nèi)阻約為1000Ω）E.電壓表V2（0~15V，內(nèi)阻約5000Ω）F.滑動(dòng)變阻器R1（0~10Ω）G滑動(dòng)變阻器R2（0~1500Ω）H.開關(guān)、導(dǎo)線各若干他們選用圖（b）的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用___________，電壓表應(yīng)選用___________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用___________（上述三空均填器材前代號(hào)）。（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路連接實(shí)物，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，記下多組電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的數(shù)據(jù)，作出U-I圖像如圖（c）所示。根據(jù)圖像和題中所給信息，該水果電池組的電動(dòng)勢E=___________V，內(nèi)電阻r=___________Ω。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。（3）實(shí)驗(yàn)過程中存在電表系統(tǒng)誤差。在下面四幅圖像中，虛線代表沒有電表誤差情況下的電壓、電流真實(shí)值關(guān)系的圖像，實(shí)線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖像，則下列選項(xiàng)中圖像及文字描述都正確的是___________（填選項(xiàng)下面的字母）。A.表示電壓為U1時(shí)通過電壓表的電流B.表示電流為I1時(shí)電流表兩端電壓C.表示電壓為U1時(shí)通過電壓表的電流D.表示電流為I1時(shí)電流表兩端電壓四、計(jì)算題（共48分）11.如圖（a）所示，門球又稱槌球，比賽時(shí)以球槌擊球，球過球門即可得分。如圖（b）所示，某次比賽中完全相同的1號(hào)球、3號(hào)球與門洞恰好位于一條直線上，兩球之間的距離l1=5m，3號(hào)球與球門之間的距離l2=2m。運(yùn)動(dòng)員用球槌水平打擊1號(hào)球，使其獲得向右的初速度v0=6m/s，經(jīng)過一段時(shí)間后，該球以v1=4m/s的速度與3號(hào)球發(fā)生碰撞（碰撞時(shí)間極短），碰后1號(hào)球又向前運(yùn)動(dòng)了x=0.25m后停下來。已知兩球質(zhì)量均為m=0.25kg，將兩球的運(yùn)動(dòng)視為一條直線上的滑動(dòng)，并且兩球與地面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同，重力加速度g取10m/s2。（1）求球與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2）求兩球碰撞過程1球?qū)?球做的功W；（3）通過分析，判斷3號(hào)球能否進(jìn)門得分。12.游樂園的過山車因能夠給游客帶來刺激的體驗(yàn)而大受歡迎。為了保證過山車的進(jìn)站安全，過山車安裝了磁力剎車裝置，將磁性很強(qiáng)的磁鐵安裝在軌道上，正方形導(dǎo)體框安裝在過山車底部。磁力剎車裝置的工作原理可簡化為如圖所示的模型：質(zhì)量m=5kg，邊長L=2m、電阻R=1.8Ω的單匝導(dǎo)體框abcd沿著傾角為θ的光滑斜面由靜止開始下滑x0=4.5m后，下邊框bc進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域時(shí)導(dǎo)體框開始減速，當(dāng)上邊框ad進(jìn)入磁場時(shí)，導(dǎo)體框剛好開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知磁場的上、下邊界與導(dǎo)體框的上、下邊框平行，磁場的寬度也為L=2m，磁場方向垂直斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=3T，，重力加速度大小g=10m/s2，求：（1）上邊框ad進(jìn)入磁場時(shí)，導(dǎo)體框的速度大小v；（2）下邊框bc剛進(jìn)入磁場時(shí)，導(dǎo)體框的加速度大小a0；（3）導(dǎo)體框從下邊框bc進(jìn)入磁場到上邊框ad離開磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？13.質(zhì)譜儀是分析研究同位素的重要儀器。如圖甲為某質(zhì)譜儀的截面圖，速度很小的帶電粒子從O點(diǎn)進(jìn)入電壓為的加速電場，加速后經(jīng)狹縫進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的速度選擇器，沿直線運(yùn)動(dòng)從狹縫S垂直直線邊界MN進(jìn)入磁分析器，速度與磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場垂直，經(jīng)偏轉(zhuǎn)最終打在照相底片