2025年山西省长治市潞州区长治二中高三3.20联考考试物理试题含解析

2025年山西省长治市潞州区长治二中高三3.20联考考试物理试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、下列关于原子核的说法正确的是（）A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力B．原子核衰变放出的三种射线中，粒子的穿透能力最强C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能2、如图所示，在某一水平地面上的同一直线上，固定一个半径为R的四分之一圆形轨道AB，轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与OB在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与圆形轨道上质量为m的小圆环相连，右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻绳与轨道相切，OP与OB夹角为60°；小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小圆环到达B点时的加速度为B．小圆环到达B点后还能再次回到A点C．小圆环到达P点时，小圆环和物块的速度之比为2：D．小圆环和物块的质量之比满足3、如图所示，竖直平面内两个四分之一圆弧轨道的最低点相切，圆心分别为、，半径分别为和，两个小球P、Q先后从点水平拋出，分别落在轨道上的、两点，已知、两点处于同一水平线上，在竖直方向上与点相距，不计空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（）A．小球P在空中运动的时间较短B．小球Q从抛出到落在轨道上的速度变化量较大C．小球P与小球Q抛出时的速度之比为1∶11D．两小球落在轨道上的瞬间，小球P的速度与水平方向的夹角较小4、物理老师在课堂上将一张薄面纸夹在一本厚厚的“唐诗辞典”的最下层两个页面之间，并将它们静置于桌面上要求学生抽出面纸，结果面纸总被拉断．然后物理老师为学生表演一项“绝活”——手托“唐诗辞典”让其运动并完好无损地抽出了面纸，则“唐诗辞典”可能（）A．水平向右匀速运动 B．水平向左匀速运动C．向下加速运动 D．向上加速运动5、2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道I的A点先变轨到椭圆轨道II，然后在B点变轨进人地球同步轨道III，则（）A．卫星在轨道II上过A点的速率比卫星在轨道II上过B点的速率小B．若卫星在I、II、III轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3C．卫星在B点通过减速实现由轨道II进人轨道ID．该卫星在同步轨道III上的运行速度大于7.9km/s6、下列关于物质结构的叙述中不正确的是A．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的 B．质子的发现表明了原子核是由质子和中子组成的C．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的 D．粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U加速后，经小孔P沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。但受加速场实际结构的影响，从小孔P处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q，其中质量分别为m1、m2（m2>m1）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（）A．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cosθ=B．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=C．两种粒子形成亮线的最大总长度为D．两种粒子形成亮线的最大总长度为8、如图所示，三颗卫星a、b、c均绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为。万有引力常量为G，则（）A．发射卫星b、c时速度要大于B．b、c卫星离地球表面的高度为C．卫星a和b下一次相距最近还需经过D．若要卫星c与b实现对接，可让卫星b减速9、如图半径为R的内壁光滑圆轨道竖直固定在桌面上，一个可视为质点的质量为m的小球静止在轨道底部A点。现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动。当小球回到A点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过这两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2。若两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是（）A． B． C．1 D．210、如图甲为研究光电效应实验的部分装置示意图。实验中用频率为的光照射某种金属，其光电流随光电管外电源电压变化的图像如图乙。已知普朗克常量为，电子带的电荷量为。下列说法中正确的是（）A．测量电压时，光电管的极应连接外电源的负极B．光电子的最大初动能为C．该金属的逸出功为D．当电压大于时，增加光照强度则光电流增大三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学利用如图所示的装置欲探究小车的加速度与合外力的关系．具体实验步骤如下：①按照如图所示安装好实验装置，并测出两光电门之间的距离L②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，并记录小车先后通过光电门甲和乙的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度⑤重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②～④的步骤（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为Δt1和Δt2，则小车加速度的表达式为a=_________（2）关于本实验的说法，正确的是________A．平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶B．平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶C．沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量D．小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量（3）若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数μ，某次实验中，该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角θ，沙和沙桶的总质量m，以及小车的质量M．则可推算出动摩擦因数的表达式μ=__________（表达式中含有m、M、θ）12．（12分）如图所示，梁老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在黑板上方的A点，另一端被两个弹簧测力计拉到O点。(1)下列原因可能会导致实验结果不准确的是________A．弹簧测力计在实验前没有调零B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧侧力计刻度C．弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响D．拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，实验效果较好(2)为了提高实验的准确性，减少误差，请提出合理的解决办法(一条即可)_________(3)两弹簧测力计的读数分别为F1和F2，两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为α1和α2，如图所示，以下说法正确的是______.A．为了验证力的平行四边形定则，只需作力的图示来表示分力与合力B．实验中用平行四边形定则求得的合力F一定与OA在一条直线上C．若保持O点的位置和夹角α1不变，夹角α2可变，若F1增大，则F2可能减小D．两弹簧测力计间的夹角α1和α2之和必须取90°四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图甲，一竖直导热气缸静置于水平桌面，用销钉固定的导热活塞将气缸分隔成A、B两部分，每部分都密闭有一定质量的理想气体，此时A、B两部分气体体积相等，压强之比为，拔去销钉，稳定后A、B两部分气体体积之比为，如图乙。已知活塞的质量为M，横截面积为S，重力加速度为g，外界温度保持不变，不计活塞和气缸间的摩擦，整个过程不漏气，求稳定后B部分气体的压强。14．（16分）如图所示，水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点．质量为2m和m的a、b两个小滑块（可视为质点）原来静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连．某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦，求：（1）a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；（2）小滑块b与弹簧分离时的速度；（3）试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C．若能，求出到达C点的速度；若不能，求出滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角．（求出角的任意三角函数值即可）．15．（12分）如图所示，粗细均匀，两端开口的U形管竖直放置，管的内径很小，水平部分BC长14cm，一空气柱将管内水银分隔成左右两段，大气压强相当于高为76cmHg的压强。（1）当空气柱温度为T1=273K，长为l1=8cm时，BC管内左边水银柱长2cm，AB管内水银柱长也是2cm，则右边水银柱总长是多少?（2）当空气柱温度升高到多少时，左边水银恰好全部进入竖直管AB内?（3）当空气柱温度为490K时，两竖直管内水银柱上表面高度各为多少？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、D【解析】

A．核力与电荷无关，原子核中质子间的核力都表现为引力，故A错误；B．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的速度最小，穿透能力最弱，故B错误；C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，要维持链式反应，铀块的体积必须达到其临界体积，故C错误；D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时有质量亏损，一定会放出核能，故D正确。故选D。2、B【解析】

A．小圆环到达B点时受到细线水平向右的拉力和圆弧轨道对圆环的水平向左的支持力，竖直方向受到向下的重力，可知此时小圆环的加速度为g竖直向下，选项A错误；B．小圆环从A点由静止开始运动，运动到B点时速度恰好为零，且一切摩擦不计，可知小圆环到达B点后还能再次回到A点，选项B正确；C．小圆环到达P点时，因为轻绳与轨道相切，则此时小圆环和物块的速度相等，选项C错误；D．当小圆环运动到B点速度恰好为0时，物块M的速度也为0，设圆弧半径为R，从A到B的过程中小圆环上升的高度h=R；物块M沿斜面下滑距离为由机械能守恒定律可得解得选项D错误。故选B。3、C【解析】

A．B、C在同一水平线上，平抛运动的下落时间，由竖直方向的自由落体分运动决定，故故A错误；B．平抛运动的速度变化量，两球的下落时间相等，故大小相等，方向都竖直向下，故B错误；C．球的水平位移为球的水平位移为结合可知，初速度大小之比等于水平分位移大小之比，为1∶11，故C正确；D．小球P落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切小球Q落在轨道上的瞬间速度与水平方向的夹角正切可得小球P的速度与水平方向的夹角较大，故D错误。故选C。4、C【解析】

学生抽出面纸总被拉断，说明面纸所受的最大静摩擦力大于面纸所承受的拉力；而老师却能把面纸拉出，可知面纸所受到的最大静摩擦力小于面纸承受的拉力，面纸受到的正压力减小了，说明辞典可能发生了失重，即可能向下做加速运动。故选C。5、B【解析】

A．卫星在轨道II上从A点到B点，只有受力万有引力作用，且万有引力做负功，机械能守恒，可知势能增加，动能减小，所以卫星在轨道II上过B点的速率小于过A点的速率，故A错误；B．根据开普勒第三定律可知轨道的半长轴越大，则卫星的周期越大，所以有T1<T2<T3，故B正确；C．卫星在B点通过加速实现由轨道II进人轨道III，故C错误；D．7.9km/s即第一宇宙速度，是近地卫星的环绕速度，也是卫星做匀圆周运动最大的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故D错误。故选B。6、B【解析】

A．天然放射现象说明原子核内部有复杂结构。故A正确，不符合题意；B．质子的发现与原子核是由质子和中子组成的没有关联。故B错误，符合题意；C．汤姆生发现电子，知道原子还可以再分，表明了原子内部是有复杂结构的。故C正确，不符合题意；D．α粒子散射实验说明原子的核式结构模型，故D正确，不符合题意；故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

由题意知解得同理设左右最大发射角均为时，粒子光斑的右边缘恰好与粒子光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为半圆轨迹和向左发散角轨迹，实线为半圆轨迹和向左发散轨迹），则联立解得此时两种粒子光斑总宽度为解得故选AD。8、BC【解析】

A．卫星b、c绕地球做匀速圆周运动，7.9km/s是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，11.2km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。所以发射卫星b时速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，故A错误；

B．万有引力提供向心力，对b、c卫星，由牛顿第二定律得解得故B正确；

C．卫星b在地球的同步轨道上，所以卫星b和地球具有相同的周期和角速度。由万有引力提供向心力，即解得a距离地球表面的高度为R，所以卫星a的角速度此时a、b恰好相距最近，到卫星a和b下一次相距最近（ωa-ω）t=2π故C正确；

D．让卫星b减速，卫星b所需的向心力减小，万有引力大于所需的向心力，卫星b会做向心运动，轨道半径变小，离开原轨道，所以不能与c对接，故D错误；故选BC。9、AB【解析】

第一次击打后球最多到达与球心O等高位置，根据功能关系，有W1≤mgR①两次击打后可以到轨道最高点，根据功能关系，有W1+W2-2mgR=②在最高点，有mg+FN=≥mg③联立①②③解得W1≤mgRW2≥mgR故故AB正确，CD错误。故选AB。10、BD【解析】

A．电压为反向遏止电压，此时光电管的极应连接外电源的正极，A错误；B．光电子克服电场力做功，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能B正确；C．光电效应方程为结合B选项解得金属的逸出功为C错误；D．电压对应正向饱和电流，已收集了相应光照强度下的所有的光电子。若增大光照强度，光子数量增加，光电子数量增加，则电路中的光电流增大，D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（1）；（2）B；（3）【解析】

（1）[1]小车经过光电门时的速度分别为：，，由匀变速直线运动的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，平衡摩擦力时应使小车在悬挂沙桶的情况下匀速运动，所以不需要取下细绳和沙桶，故A错误，B正确；CD.因为本实验中，沙桶和沙子的总质量所对应的重力即为小车做匀变速运动时所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量”的实验条件，也不需要小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量，故C错误，D错误。故选：B；（3）对小车，由平衡条件得：Mgsinθ−mg=μMgcosθ，得动摩擦因数：；12、AD将竖直平面转到水平面C【解析】

(1)[1]A．弹簧测力计在实验前没有调零，弹簧测力计测力时会导致实验结果不准确，故A符合题意；B．本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，读数时视线必须与刻度尺垂直，防止视觉误差，故B不符合题意；C．弹簧测力计测的是拉力大小而不是重力大小，所以弹簧测力计自身的重力，不会导致实验结果不准确，故C不符合题意；D．在实验中要减小拉力方向的误差，应让标记同一细绳方向的两点尽量远些，故细绳应该长一些；拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，会导致实验结果不准确，故D符合题意；故选AD；(2)[2]为了提高实验的准确性，减少误差要选用弹性小且适当长的细绳或将竖直平面转到水平面；(3)[3]A．为了验证力的平行四边形定则，应采用作力的图示来表示分力与合力，但不是只需作力的图示来表示分力与合力，故A错误；B．因实验中存在误差，故不可能严格使与重合，所以实验中用平行四边形定则求得的合力不一定沿直线方向，故B错误；C．对点受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，保持点的位置和夹角不变，即橡皮条长度不变，弹簧拉力方向不变，弹簧拉力方向和大小都改变，如图：根据平行四边形定则可以看出的读数不断增大时，先变小后变大，所以若增大时，可能变小，故