天津市南开大学附中2024-2025学年高三下学期阶段检测物理试卷（原卷版+解析版）

南开大学附中24-25学年下学期阶段检测1高三物理学科试卷一、单项选择题（每题5分，共25分）1.人类在研究光、原子结构及核能利用等方面经历了漫长的过程，我国在相关研究领域虽然起步较晚，但是近年对核能的开发与利用却走在了世界的前列，有关原子的相关知识，下列说法正确的是（）A.卢瑟福最先发现电子，并提出了原子的核式结构学说B.汤姆孙发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构C.光电效应和康普顿效应都能说明光子具有粒子性，且前者可说明光子具有能量，后者除证明光子具有能量，还可证明光子具有动量D.原子核发生β衰变时，产生的β射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以β射线是核外电子逸出原子形成的2.在工业生产中，平面表面的平整度对产品的品质和使用寿命有着至关重要的影响，薄膜干涉技术以其高精度、高稳定性等优势，成为了平面表面质量检测的一种常用方法。检测人员用一个表面光洁度很高的平面玻璃板（样板），放在被检查工件上面，在样板的右端垫一个薄片，使样板与工件平面之间形成一个楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色不同的平行单色光a、b分别从上向下垂直被检查工件上表面照射，分别形成了如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是（）A.该检测工件上表面有一个明显的凹坑B.单色光a和b从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光a的比单色光b的小C.单色光a、b分别通过相同的装置、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a的比单色光b的小D.若用单色光b照射某金属未发生光电效应，换用单色光a照射该金属可能发生光电效应3.网上热卖的一科普小制作——斯特林发动机如下图甲所示，它是通过汽缸内的气体经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力的，因此又被称为热气机。如图乙所示，在斯特林循环的图像中，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，状态A和状态D的气体分子热运动速率的统计分布图像如图丙所示。则下列说法正确的是（）A.状态B→状态C的过程中，单位体积中的气体分子数目增大B.状态B气体分子的平均动能大于状态D气体分子的平均动能C.状态A对应的是图丙中的图线①D.状态C中每个气体分子的动能都比状态A中的大4.2024年，我国的航天史即将迎来一个新的里程碑！而这次的里程碑，就是嫦娥六号的发射。嫦娥六号探月卫星沿地月转移轨道到达距月球表面一定高度的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道I绕月飞行，再经过一次制动进入近月球表面的圆形轨道II上绕月球做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是（）A.卫星在轨道Ⅱ上运动周期比沿轨道I运动的周期大B.卫星在轨道I上运行时经过P点的机械能和经过A点的机械能相等C.卫星在轨道Ⅱ上运动到A点的加速度小于在轨道I上运动到A点的加速度D.卫星在轨道Ⅱ上运动到A点的速度与在轨道I上运动到A点的速度大小相等5.中科院研制的电磁弹射实验装置能构建微重力实验环境，把“太空”搬到地面。实验装置像一个“大电梯”，原理如图所示，在电磁弹射阶段，电磁弹射系统推动实验舱竖直向上加速运动至A位置，撤除电磁作用。此后，实验舱做竖直上抛运动，到达最高点后返回A位置，再经历一段减速运动后静止。已知在上述过程中的某个阶段，忽略阻力，实验舱处于完全失重状态，这一阶段持续的时间为4s，实验舱的质量为500kg。取重力加速度，下列说法正确的是（）A.实验舱向下运动的过程始终处于失重状态B.实验舱运动过程中距离A位置的最大距离为40mC.向上弹射阶段，电磁弹射系统对实验舱做功等于1×105JD.向上弹射阶段，电磁弹射系统对实验舱的冲量大于二、多项选择题（每题5分，共15分，少选给3分）6.如图所示为密立根油滴实验的示意图，初始时开关处于闭合状态。喷雾器将细小的油滴喷入极板M上方空间，油滴因摩擦带负电。某颗油滴经M板上的小孔进入下方的电场后最终静止在距小孔的P点，已知电源电压为U，该油滴质量为m，带电量为-q，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.B.该过程中电场力对该油滴做的功为C.保持开关闭合，仅将N板向上平移少许，该油滴将向上运动并最终静止在P点上方D.断开开关，仅将N板向上平移少许，该油滴仍然静止在P点7.B超是一种实用性好、重复性高、无辐射损伤的医疗检查手段，其基本原理是探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射。图甲、乙分别是仪器探头发送和接收的超声波图像，图甲为超声波沿x轴正方向传播在某时刻的超声波图像，图乙为一段时间后沿x轴负方向返回的超声波在某时刻的图像。已知超声波在人体内传播速度为1500m/s，则下列说法正确的是（）A.波周期为B.图甲中，质点b在通过的路程大于8mmC.图甲中，质点b在通过的路程小于4mmD.图乙中，从质点a第一次回到平衡位置时开始计时，质点a的振动方程为8.20年来福建电网实现电网结构、电压等级、电力技术“三大跨越”。如图所示是远距离输电示意图，现将输送电压由220kV升级为1000kV高压，输送的总电功率变为原来的2倍，保持发电机输出电压及用户得到的电压均不变，输电线的电阻不变，则（）A.变为原来的倍 B.输电线上电流变为原来的C.输电线损失的功率变为原来的 D.降压变压器原、副线圈匝数比值变小三、实验题（共12分）9.在利用单摆实验测量重力加速度时，某同学想改变传统秒表计时方式，改为使用霍尔元件和单片机进行计时。按图乙方式将霍尔元件置于磁性摆球静止时的正下方，当小球做单摆运动经过最低点时，霍尔传感器产生脉冲信号并发送给单片机，单片机接收信号并计时，并将数据传输给电脑和手机，实时显示测量结果并分析处理和存储数据。（1）实验前，再用刻度尺测出绳长为L，用游标尺上有20个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径d=__________mm。（2）电脑将单片机传输的计时数据处理后得到电压的脉冲信号随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为___________；（3）若某次实验找不到磁性小球，只有一个不规则的小磁铁，将小磁铁用细线悬挂起来做成单摆，取不同摆长L1、L2……Ln，进行n次测量，得周期T1、T2……Tn，以测量的绳长L为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-L图线，如图丁所示，应为图线___________（填“a”“b”或“c”）。使用图像法处理数据测重力加速度，不规则小磁铁的重心不确定，这对测量结果是否有影响？___________（填“是”或“否”）10.某物理兴趣小组自制了图（a）所示的水果电池组，为测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：A.待测水果电池组（E约为2.0V，r约为1000Ω）B.电流表A1（0~2mA，内阻约为20Ω）C.电流表A2（0~0.6A，内阻约为1Ω）D.电压表V1（0~3V，内阻约为1000Ω）E.电压表V2（0~15V，内阻约5000Ω）F.滑动变阻器R1（0~10Ω）G滑动变阻器R2（0~1500Ω）H.开关、导线各若干他们选用图（b）的实验电路进行实验：（1）实验中电流表应选用___________，电压表应选用___________，滑动变阻器应选用___________（上述三空均填器材前代号）。（2）根据实验电路连接实物，调节滑动变阻器滑片位置，记下多组电压表示数U与电流表示数I的数据，作出U-I图像如图（c）所示。根据图像和题中所给信息，该水果电池组的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω。（结果均保留3位有效数字）。（3）实验过程中存在电表系统误差。在下面四幅图像中，虚线代表没有电表误差情况下的电压、电流真实值关系的图像，实线是根据测量数据绘出的图像，则下列选项中图像及文字描述都正确的是___________（填选项下面的字母）。A.表示电压为U1时通过电压表的电流B.表示电流为I1时电流表两端电压C.表示电压为U1时通过电压表的电流D.表示电流为I1时电流表两端电压四、计算题（共48分）11.如图（a）所示，门球又称槌球，比赛时以球槌击球，球过球门即可得分。如图（b）所示，某次比赛中完全相同的1号球、3号球与门洞恰好位于一条直线上，两球之间的距离l1=5m，3号球与球门之间的距离l2=2m。运动员用球槌水平打击1号球，使其获得向右的初速度v0=6m/s，经过一段时间后，该球以v1=4m/s的速度与3号球发生碰撞（碰撞时间极短），碰后1号球又向前运动了x=0.25m后停下来。已知两球质量均为m=0.25kg，将两球的运动视为一条直线上的滑动，并且两球与地面间的滑动摩擦因数µ相同，重力加速度g取10m/s2。（1）求球与地面的动摩擦因数µ；（2）求两球碰撞过程1球对3球做的功W；（3）通过分析，判断3号球能否进门得分。12.游乐园的过山车因能够给游客带来刺激的体验而大受欢迎。为了保证过山车的进站安全，过山车安装了磁力刹车装置，将磁性很强的磁铁安装在轨道上，正方形导体框安装在过山车底部。磁力刹车装置的工作原理可简化为如图所示的模型：质量m=5kg，边长L=2m、电阻R=1.8Ω的单匝导体框abcd沿着倾角为θ的光滑斜面由静止开始下滑x0=4.5m后，下边框bc进入匀强磁场区域时导体框开始减速，当上边框ad进入磁场时，导体框刚好开始做匀速直线运动。已知磁场的上、下边界与导体框的上、下边框平行，磁场的宽度也为L=2m，磁场方向垂直斜面向下、磁感应强度大小B=3T，，重力加速度大小g=10m/s2，求：（1）上边框ad进入磁场时，导体框的速度大小v；（2）下边框bc刚进入磁场时，导体框的加速度大小a0；（3）导体框从下边框bc进入磁场到上边框ad离开磁场的过程中产生的焦耳热为多少？13.质谱仪是分析研究同位素的重要仪器。如图甲为某质谱仪的截面图，速度很小的带电粒子从O点进入电压为的加速电场，加速后经狭缝进入磁感应强度为的速度选择器，沿直线运动从狭缝S垂直直线边界MN进入磁分析器，速度与磁感应强度为的匀强磁场垂直，经偏转最终打在照相底片