陕西省西安市碑林区铁一中学2024-2025学年高三第二次大联考物理试题含解析

陕西省西安市碑林区铁一中学2024-2025学年高三第二次大联考物理试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，轻质弹簧一端固定在竖直墙面上，另一端拴接一质量为m的小滑块。刚开始时弹簧处于原长状态，现给小滑块上施加一水平力F，使之沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中弹簧未超出弹性限度。下列关于水平力F随位移x变化的图像正确的是（）A． B．C． D．2、如图，两光滑导轨竖直放置，导轨平面内两不相邻的相同矩形区域Ⅰ、Ⅱ中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。金属杆与导轨垂直且接触良好，导轨上端接有电阻（其他电阻不计）。将金属杆从距区域Ⅰ上边界一定高度处由静止释放（）A．金属杆在Ⅰ区域运动的加速度可能一直变大B．金属杆在Ⅱ区域运动的加速度一定一直变小C．金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域减少的机械能一定相等D．金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度可能相等3、如图所示为某稳定电场的电场线分布情况，A、B、C、D为电场中的四个点，B、C点为空心导体表面两点，A、D为电场中两点。下列说法中正确的是（）A．D点的电势高于A点的电势B．A点的电场强度大于B点的电场强度C．将电子从D点移到C点，电场力做正功D．将电子从B点移到C点，电势能增大4、一滴水的质量为0.05g，水滴间隔相等的时间从距石头上方5m处由静止下落，水滴和石头的撞击时间为0.01s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。若在一滴水撞击石头的同时下一滴水开始落下，则一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小约为（）A．1N▪s B．10N▪s C．20N▪s D．40N▪s5、如图所示，一个人静止在地面上，当时，人能拉起重物的最大重力为人重力的0.2倍，已知地面对人的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（忽略定滑轮的摩擦力），则当时，人静止时能拉起重物的最大重力约为人重力的（）A．0.3倍 B．0.6倍 C．0.8倍 D．1.61倍6、如图所示，甲、乙两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，甲、乙间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）A．甲、乙的质量之比为1:B．甲、乙所受弹簧弹力大小之比为:C．悬挂甲、乙的细线上拉力大小之比为1:D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙的瞬时加速度大小之比为1:二、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、如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为ω0时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则A．小球均静止时，弹簧的长度为L-B．角速度ω=ω0时，小球A对弹簧的压力为mgC．角速度ω0=D．角速度从ω0继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力不变8、如图，有一截面为矩形有界匀强磁场区域ABCD，AB=3L，BC=2L在边界AB的中点上有一个粒子源，沿与边界AB并指向A点方向发射各种不同速率的同种正粒子，不计粒子重力，当粒子速率为v0时，粒子轨迹恰好与AD边界相切，则（）A．速率小于v0的粒子全部从CD边界射出B．当粒子速度满足时，从CD边界射出C．在CD边界上只有上半部分有粒子通过D．当粒子速度小于时，粒子从BC边界射出9、回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（）A．粒子获得的最大动能与加速电压无关B．粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为C．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为D．若，则粒子获得的最大动能为10、一定质量的理想气体，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，变化过程的p-V图象如图所示，已知状态A时气体温度为200K。下列说法正确的是（）A．状态B时气体温度是600KB．状态C时气体温度是600KC．状态A到B的过程，气体放热D．状态B到C的过程，气体放热E.状态A到B再到C的过程，气体内能先增大后减小三、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）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。A．小球的质量mB．AB之间的距离HC．小球从A到B的下落时间tABD．小球的直径d（2）小球通过光电门时的瞬时速度v=_________(用题中所给的物理量表示)。（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0=__________。（4）在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k（k＜k0），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值=_______________（用k、k0表示）。12．（12分）在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验，其操作如下：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝_____mm；

用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=____mm；(2)此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材：A．电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）；B．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）：C．电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；D．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）；E.定值电阻R0＝80ΩF.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）；G.开关一只，导线若干。为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号________；(3)此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量电阻率ρ＝________（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2、电压表V，其读数可分别用字母I1、I2、U来表示）。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）如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始经状态B到达状态C，已知气体在状态C时的压强为，该理气体的内能与温度关系满足U＝kT．求:(i)气体在A点的压强大小;(ii)气体从A变化到B再变化到C吸收的热量．14．（16分）如图所示，电阻不计、间距为L的平行金属导轨固定于水平面上，其左端接有阻值为R的电阻，整个装置放在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置予导轨上，以水平初速度v0向右运动，金属棒的位移为x时停下。其在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触。金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：金属棒在运动过程中(1)通过金属棒ab的电流最大值和方向；(2)加速度的最大值am；(3)电阻R上产生的焦耳热QR。15．（12分）如图所示，一张纸上用笔点一个点A，纸放在水平桌面上，用一高度为h的平行玻璃砖放置在纸上且点A在玻璃砖的下面，设光在玻璃砖内的折射率为n，从正上方向下看点A，看到点A的深度为多少？

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】

小滑块运动过程中受到水平向右的拉力以及水平向左的弹力作用，而小滑块运动的位移大小等于弹簧的形变量，根据牛顿第二定律有所以有所以水平力随位移变化的图像是不过原点的一条倾斜直线，故A、B、C错误，D正确；故选D。2、D【解析】

AB．由于无法确定金属杆进入磁场区域时所受安培力与其重力的大小关系，所以无法确定此时金属杆加速度的方向。若金属杆进入磁场时其所受安培力则有且加速度方向向上，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力则有且加速度方向向下，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力则金属杆进入磁场区域后加速度为零且保持不变，故A、B错误；C．根据功能关系得金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域中减少的机机械能等于克服安培力做的功，由于无法确定金属杆经过两区域过程中所受安培力的大小关系，所以无法确定金属杆经过两区域过程中克服安培力做功的关系，故故C错误；D．若金属杆进入磁场时其所受安培力则金属杆在Ⅰ区域中先做减速运动再做匀速运动或一直做减速运动，出Ⅰ区域后在重力作用下再做加速运动，所以金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度有可能相等，故D正确。故选D。3、A【解析】

A．沿电场线方向电势降低，所以D点的电势高于A点的电势，A正确；B．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，B错误；C．电子带负电，所以将电子从D点移到C点，电场力与运动方向夹角为钝角，所以电场力做负功，C错误；D．处于静电平衡的导体是等势体，所以B、C两点电势相等，根据可知电子在B、C两点电势能相等，D错误。故选A。4、D【解析】

设一滴水与石头撞击时的作用力为，水与石头撞击时的速度为设向上为正方向，由动量定理得水滴间隔一天时间内有N滴水撞击石头，则有一天时间内水滴对石头作用力的总冲量大小联立解得故ABC错误，D正确。故选D。5、A【解析】

设人与地面间的动摩擦因数为，当时当时求得，选项A正确，BCD错误。故选A。6、D【解析】

B．因为是同一根弹簧，弹力相等，故B错误；AC．对甲乙两个物体受力分析，如图所示甲乙都处于静止状态，受力平衡，则有对甲，对乙，代入数据得故AC错误；D．快速撤去弹簧的瞬间，甲、乙所受合力为其重力在绳端的切向分力，根据牛顿运动定律有故D正确。故选D。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、ACD【解析】

A．若两球静止时，均受力平衡，对B球分析可知杆的弹力为零，；设弹簧的压缩量为x，再对A球分析可得：，故弹簧的长度为：，故A项正确；BC．当转动的角速度为ω0时，小球B刚好离开台面，即，设杆与转盘的夹角为，由牛顿第二定律可知：而对A球依然处于平衡，有：而由几何关系：联立四式解得：，则弹簧对A球的弹力为2mg，由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力为2mg，故B错误，C正确；D．当角速度从ω0继续增大，B球将飘起来，杆与水平方向的夹角变小，对A与B的系统，在竖直方向始终处于平衡，有：则弹簧对A球的弹力是2mg，由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力依然为2mg，故D正确；故选ACD。8、BC【解析】

ABC．如图，由几何知识可知，与AD边界相切的轨迹半径为1.5L，与CD边界相切的轨迹半径为L；由半径公式：可知轨迹与CD边界相切的粒子速度为，由此可知，仅满足的粒子从CD边界的PD间射出，选项A错误，BC正确；D．由上述分析可知，速度小于的粒子不能打出磁场，故选项D错误。故选BC.9、ACD【解析】

A.当粒子出D形盒时，速度最大，动能最大，根据qvB=m，得v=则粒子获得的最大动能Ekm=mv2=粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A正确。B.粒子在加速电场中第n次加速获得的速度，根据动能定理nqU=mvn2可得vn=同理，粒子在加速电场中第n+1次加速获得的速度vn+1=粒子在磁场中运动的半径r=，则粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为，故B错误。C.粒子被电场加速一次动能的增加为qU，则粒子被加速的次数n==粒子在磁场中运动周期的次数n′==粒子在磁场中运动周期T=，则粒子从静止开始到出口处所需的时间t=n′T==故C正确。D.加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即，

当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应该为

，粒子的动能为Ek=mv2。当时，粒子的最大动能由Bm决定，则解得粒子获得的最大动能为当时，粒子的最大动能由fm决定，则vm=2πfmR解得粒子获得的最大动能为Ekm=2π2mfm2R2故D正确。故选ACD.10、ADE【解析】

A．从A到B为等容变化，则由查理定律可得选项A正确；B．从B到C为等压变化，则由盖吕萨克定律可得选项B错误；C．状态A到B的过程，气体体积不变，则W=0，温度升高，则∆U>0，则由热力学第一定律可知，气体吸热，选项C错误；D．状态B到C的过程，气体体积减小，则W>0；温度降低，则∆U<0，则由热力学第一定律可知，Q<0，即气体放热，选项D正确；E．状态A到B再到C的过程，气体温度先升高后降低，可知气体的内能先增大后减小，选项E正确。故选ADE。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、BD；；；；【解析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。【详解】（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确。故选BD。

（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；

故；

（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH=mv2；

即：2gH=（）2

解得：，那么该直线斜率k0=。

（4）乙图线=kH，因存在阻力，则有：mgH-fH=mv2；

所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为；考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。12、50.155.695(5.693~5.697)【解析】

(1)[1]20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，圆柱体的长度为[2]螺旋测微器的转动刻度为50格，共0.5mm，一小格的长度为0.01mm，转动刻度估读到零点几格，则圆柱体的直径为(5.693~5.697)(2)[3]直流电源E的电动势为4V，实验提供的电压表为15V，量程