山东日照市2025-2026学年高三上学期期末考试物理试卷（A）（含答案）

这是一份山东日照市2025-2026学年高三上学期期末考试物理试卷（A）（含答案），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.一束激光从真空射入折射率为n的介质中，则激光的( )
A. 波长变为原来的1nB. 光子动量变为原来的1n
C. 频率变为原来的1nD. 光子能量变为原来的1n
2.钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA。认为组成钻石的碳原子是一个紧挨着一个的小球，下列判断正确的是( )
A. 碳原子是不可再分的最小单元B. 用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子
C. 碳原子的直径可表示为36MπρNAD. 质量为m的钻石中所含有的原子数mρNA
3.如图所示，公交车做匀减速直线运动，连续经过R、S、T三点。已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是12m/s，ST段的平均速度是8m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为( )
A. 6m/sB. 5m/sC. 4m/sD. 3m/s
4.如图甲所示为某电动车的充电装置，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=2:1，副线圈通过理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大)整流后充电。原线圈输入如图乙所示的交流电时，充电桩正常工作。下列判断正确的是( )
A. 图乙所示交流电压的瞬时值表达式为u=220 2sin100πtV
B. 原线圈中的电流方向每秒改变50次
C. 原线圈与副线圈中磁通量的变化率之比为2:1
D. 充电桩两端电压的有效值为110V
5.一驾驶员在恒温库中卸货时，看到胎压表显示汽车轮胎的胎压p1=2.1×105Pa，离开恒温库后，用便携充气泵将每个轮胎的气压都补充至p2=2.6×105Pa。已知恒温库内的温度t1=7 ∘C，外界环境温度t2=27 ∘C，大气压强p0=1.0×105Pa，轮胎的体积始终保持V0=2.0×10−2m3。轮胎内部空气可视为理想气体，且始终与外界温度相同。则每个轮胎应充入压强为p0、温度为t2的气体体积是( )
A. 1.3×10−2m3B. 1.1×10−2m3C. 0.9×10−2m3D. 0.7×10−2m3
6.小明同学测试电动玩具车上的直流电动机在不同工作状态下的电流，给电动机两端接上U=6V的恒定电压，如表格所示。下列说法正确的是( )
A. 该电动机线圈的内阻为120ΩB. 该电动机的最大输出功率为1.5W
C. 爬陡坡时，该电动机的效率约为33.3%D. 空转时，该电动机的热功率为0.125W
7.如图所示，固定直杆与水平方向的夹角为α，套在直杆上的轻环通过一段不可伸长的轻绳与质量为M的物块相连。轻环和物块在竖直平面内一起沿直杆运动的过程中，轻绳与直杆垂线的夹角始终为β。重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 直杆对轻环的弹力大小为Mgcsβ
B. 轻环和物块一定沿直杆向上做匀减速直线运动
C. 轻环和物块的加速度大小为gcsα+sinαtanβ
D. 直杆对轻环的摩擦力的大小为Mgsinαtanβ
8.如图所示，一固定的足够长绝缘细直杆MN与水平面的夹角θ=37 ∘，所在的空间充满磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。电荷量为+q、质量为m的小圆环套在直杆上。现用沿直杆向上的恒力F拉着小圆环从P点由静止开始沿杆向上运动，上升高度为h之前已达到最大速度vm。已知小圆环与直杆之间动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，恒力F=3mg，不计空气阻力。小圆环从P点上升高度h的过程中( )
A. 加速度逐渐减小至零B. 最大速度为28mg5qB
C. 最大加速度3.6gD. 因摩擦产生的热量为3mgh−12mv m2
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.a、b两点有两个完全相同的波源，在水面上形成稳定的干涉图样。如图所示，c是水面上的一点，ab=8m，bc=10m，ac=6m，d点为ac上的点，da=3.9m.已知波源的周期为0.2s，振幅为0.2m，波速为10m/s。下列判断正确的是( )
A. c点的位移始终为0.4m
B. d点的振幅为0
C. b、c连线上(不包括b、c)共有5个振动加强点
D. 该波遇到尺寸为10m的障碍物时，不会发生衍射现象
10.如图所示，质量分别为m和M的星球A、B中心间的距离为d，它们均以连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，轨道半径之比为3:1，引力常量为G，忽略其它天体对A、B的作用。下列说法正确的是( )
A. 星球A的向心力小于星球B的向心力B. 3m=M
C. 星球A的转动角速度为 d3Gm+MD. 星球A与星球B的动能之比为3:1
11.如图所示，一倾角θ=37 ∘的光滑斜面固定在水平面上，一质量m=2kg的小物块从斜面底端以速度v0冲上斜面，从斜面顶端C点飞出，从D点沿切线方向进入竖直平面内的光滑固定半圆轨道。小物块在D点对轨道的压力F=60N。已知半圆轨道的圆心为O，与水平地面相切于E点，DE为其直径，轨道半径R=1.6m。不计空气阻力，g取10m/s2，sin37 ∘=0.6。下列判断正确的是( )
A. 小物块离开斜面时的速度是10m/s
B. 斜面的高度h=1.8m
C. 小物块到达E点时，对轨道的压力为160N
D. v0=8 2m/s
12.水平面上固定一倾角θ=30 ∘、间距为L的足够长光滑平行金属导轨MN−MN′，如图所示，导轨顶端连接一定值电阻R，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、阻值为2R、长度为L的导体棒垂直导轨放置，某时刻导体棒以初速度v0沿导轨向上运动，运动过程中导体棒所受阻力与速度大小满足f=kv(k为常数)。已知当导体棒返回初位置前已匀速，导轨电阻可忽略不计，导体棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g。则导体棒从初位置到返回初位置的过程中( )
A. 匀速运动的速度大小为3mgR6kR+2B2L2
B. 安培力的冲量为零
C. 所用的时间为2v0g+4mR4kR+B2L2
D. 上滑过程中整个回路产生的焦耳热等于下滑过程中整个回路产生的焦耳热
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某同学采用如图所示的装置验证动滑轮下方悬挂物块A与定滑轮下方悬挂的物块B(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调，滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油，以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。A、B质量相等，重力加速度为g，已知遮光条宽度为d，实验时将B由静止释放。
(1)为完成实验，还需要的器材有 。
A.天平 B.刻度尺 C.秒表 D.弹簧测力计
(2)若测得遮光条通过光电门的挡光时间为t，则物块B经过该光电门时，物块A的速度大小v= 。
(3)若测得光电门的中心与遮光条释放点的竖直距离为h。如果系统机械能守恒，则应满足关系是 。
A.ght2=2d2 B．2ght2=d2 C．4ght2=5d2 D．3ght2=5d2
14.方钢丝由高强度合金制成，具有较强的弹性和韧性。某实验小组通过实验测量一段方钢丝的电阻率。
(1)方钢丝的横截面为正方形，用螺旋测微器测得方钢丝横截面的边长d如图甲所示，则d= mm。
(2)用伏安法测量方钢丝的电阻(约5Ω)，实验室提供的器材，除了开关和导线外，还有：电源(电动势E约为4.0V)，电流表A(量程为0∼0.6A，内阻约为1Ω)，电压表V(量程为0∼3V，内阻约为3kΩ)，滑动变阻器R1(最大电阻为20Ω，额定电流为1.0A)，滑动变阻器R2(最大电阻为1kΩ，额定电流为0.1A)。
为了测量尽可能准确，且使方钢丝Rx两端的电压从零开始增加，滑动变阻器应该选择 (选填“R1”或“R2”)，实验电路图应选择 。
A. B．
C． D．
(3)闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到多组电压表的示数U与电流表的示数I，根据所得数据作出U−I图像如图乙所示。已知方钢丝接入电路的长度l=40m，则方钢丝的电阻率ρ= Ω⋅m(保留三位有效数字)。
四、计算题：本大题共4小题，共42分。
15.由某种透明介质制作的凹透镜截面如图所示，OO′为主光轴，右表面AD是圆心为O、半径为R的圆弧，OO′与BC垂直并交于O′点。一束光线垂直射到BC上，恰好在AD面上发生全反射。已知AB=CD=R，AB与OO′平行，∠AOO′=60 ∘，入射点P与O′的距离为R2，光在真空中的速度为c。求：
(1)透明介质对该单色光的折射率；
(2)光线从进入该凹透镜到第一次射到AB面上所经过的时间。
16.某固定装置的截面如图所示，水平直轨道AB左端固定一劲度系数k=84N/m的轻弹簧，质量m=1kg的小物块P静止在O点(与弹簧接触但不拴接)，水平传送带BC以v0=2m/s的速度逆时针运动，传送带左端与水平轨道在B点平滑连接(不影响传送带运动)。已知A、O之间的距离等于弹簧原长，O、B之间的距离x1=0.7m，BC之间的距离x2=1.0m，小物块P与水平轨道以及传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2。现给小物块P施加一水平向左的推力F=26N，使小物块P向左运动，当速度为零时立即撤去推力。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能可表示为：Ep=12kx2，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。求：
(1)小物块P在推力F的作用下向左运动的最大距离x；
(2)小物块P滑上传送带时的速度大小v；
(3)小物块P与传送带之间因摩擦而产生的热量Q。
17.如图所示，在一固定的长方形物体内挖有两段对称的光滑圆弧管道，圆弧半径为R，圆心角θ=60 ∘，圆心分别为O1、O2。长木板C静止在水平面上，上表面恰好与管道末端相切，在长木板左端放置一小物块B，距离长木板右端x0处固定一弹性挡板P。小球A从圆心O1正上方的Q点由静止释放，沿管道下滑，从管道末端水平飞出时，与物块B发生弹性碰撞。长木板C与弹性挡板P经过N次弹性碰撞后，B与C恰好同时静止，运动过程中物块B与长木板C始终未共速。已知物块B与长木板C间的动摩擦因数为μ，长木板C与水平地面间的动摩擦因数为0.2μ，小球A、物块B和长木板C的质量之比为1:3:6，小球A可视为质点，管道内径远小于R，重力加速度为g，碰撞时间极短，小球A离开管道时立即取走。
(1)小球A与物块B碰撞后，求小球A沿管道上升的最大高度h；
(2)小球A沿管道下滑到M点(图中未画出)时与管道恰好无相互作用，求M点与圆心O1的竖直高度H；
(3)求初始时长木板右端与弹性挡板P间的距离x0。
18.如图所示，在xOy平面内有一个以O为圆心、R为半径的圆形区域Ⅰ，充满着磁感应强度大小为B1、方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。在区域Ⅰ右侧有两个正对的平行于x轴的极板P、Q，其中心线CD在x轴上，两极板间的距离和极板的长度均为R，P板接恒压电源的正极并接地，Q板接电源负极。位于y负半轴与区域Ⅰ边界的交点处的电子源S，在区域Ⅰ内的某个夹角范围内，沿各个方向持续均匀发射速率为v0、质量为m、电荷量为−e的电子，所有电子均经圆形磁场偏转后进入极板PQ之间，其中从C点进入的电子刚好从极板P的右边缘飞出。打在上极板上的电子会立即被吸收，并通过接地线导入大地。极板PQ右侧的区域Ⅱ宽度为L，左右边界所在的平面均与x轴垂直，充满着垂直于xOy平面向里的匀强磁场B2。已知。B1=mv0eR，不考虑电磁场的边缘效应，不计电子间的相互作用及电子的重力。
(1)求电子源S向圆形磁场区域Ⅰ发射电子的速度方向之间的最大夹角；
(2)求进入区域Ⅱ的电子数与电子源S射出的总电子数的比值；
(3)若所有进入区域Ⅱ的电子均不能从其右边界射出，求区域Ⅱ内磁感应强度B2的最小值；
(4)若B2=3mv0eL，在区域Ⅱ中加一沿x轴负方向的匀强电场，要保证电子不从区域Ⅱ的右边界穿出，求电场强度E的最大值。
参考答案
1.A
2.C
3.B
4.A
5.D
6.C
7.B
8.B
9.BC
10.BD
11.AD
12.BC
13.B
d2t
C

/3.695/3.696/3.697/3.699
R1
C
1.37×10−6

15.【详解】(1)光路图如图所示，根据几何关系可得，发生全反射时的入射角 C=30 ∘
根据 n=1sinC
可得 n=2
(2)根据几何关系可得 PM=OO′−OM′=(R+cs60 ∘R)−cs30 ∘R=32R− 32R
MQ=BPcs30 ∘=O′B−O′Pcs30 ∘= 32R−12R 32=R− 33R
根据 v=cn ， t=PM+PQv
解得 t=15−5 3R3c

16.【详解】(1)根据能量守恒有 Fx=μmgx+12kx2
解得 x=0.5m
(2)撤去恒力F到小物块P滑到B点的过程，根据能量守恒有 12kx2=μmgx+x1+12mv2
解得 v=3m/s
(3)设小物块P在传送带上向右运动的速度减为零所用时间为 t1 ，位移大小为 s1 ，加速度大小为a，则有 μmg=ma ， 0−v2=−2as1 ， 0=v−at1
解得 a=5m/s2 ， t1=0.6s ， s1=0.9m
小物块速度减为零后向左加速运动，与传送带达到共同速度所用时间为 t2 ，位移大小为 s2 ，则有 v02=2as2 ， v0=at2
解得 s2=0.4m ， t2=0.4s
小物块P在传送带上运动过程中产生的热量 Q=μmgs1+v0t1+v0t2−s2=12.5J

17.【详解】(1)设小球A与物块B碰撞前瞬间小球A的速度大小为 v0 ，则根据动能定理有 mAg⋅2R1−cs60∘=12mAv02
解得 v0= 2gR
小球A与物块B碰撞过程，由动量守恒定律有 mAv0=mAvA+mBvB
由机械能守恒定律有 12mAv02=12mAvA2+12mBvB2
又因为 mB=3mA
联立解得碰后小球A与物块B的速度分别为 vA=−12 2gR ， vB=12 2gR
小球A反弹后沿管道上升过程，根据动能定理有 −mAgh=0−12mAvA2
解得小球A沿管道上升的最大高度为 h=14R
(2)设小球A与管道间恰好无相互作用时，偏离竖直方向的夹角为 α ，速度大小为v，则根据动能定理有 mAgR1−csα=12mAv2
根据牛顿第二定律有 mAgcsα=mAv2R
联立解得 csα=23
所以M点与圆心 O1 的竖直高度为 H=Rcsα=23R
(3)设木板C向右加速过程的加速度大小为 a1 ，则根据牛顿第二定律有 μmBg−0.2μmB+mCg=mCa1
由于 2mB=mC
联立解得 a1=0.2μg
设长木板C反弹后向左减速过程加速度为 a2 ，则根据牛顿第二定律有 μmBg+0.2μmB+mCg=mCa2
解得 a2=0.8μg
由于长木板C与弹性挡板P为弹性碰撞，则根据匀变速直线运动速度与位移的关系式 v2−v02=2ax
可得长木板C第一次速度减为零时与挡板P的间距为 x1=a1a2x0=14x0
根据匀变速直线运动位移与时间的关系式 x=v0t+12at2
可得长木板C第一次速度减为零时所经过的时间为 t1= 2x0a1+ 2a1x0a2
同理长木板C第二次速度减为零时与挡板P的间距为 x2=a1a2⋅14x0=116x0
长木板C第二次速度减为零时所经过的时间为 t2= x02a1+ 2a1x02a2=12t1
依此类推，可得长木板C与弹性挡板P第N次碰撞后，速度减为零时所经过的总时间为 t=1−12N1−12t1
设物块B向右减速过程的加速度为 a3 ，则根据牛顿第二定律有 μmBg=mBa3
解得 a3=μg
根据运动学公式可得物块B滑行时间为 tB=vBa3=vBμg
由于物块B与长木板C恰好同时静止，则有 t=tB
联立解得初始时长木板右端与弹性挡板P间的距离为 x0=R125μ1−12N2

18.【详解】(1)设电子在磁场中做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律 ev0B=mv02r
可得 r=R
即图中四边形 OSMI 和 OSIH 均为菱形，则据 sinθ=R2R
得图中的角度 θ=30 ∘
则，电子源S发射负电子的速度方向的最大夹角 2θ=60 ∘
(2)由上问可知，沿y轴正方向射入圆形磁场的电子，恰好从C点射出磁场。所有电子均沿x轴正方向进入极板 PQ 之间，继续做类平抛运动。
一部分电子被极板P吸收，一部分电子从极板间射入磁场区域Ⅱ。设PQ之间的电压为U，根据牛顿第二定律知 eUR=ma
x轴方向： R=v0t
y轴方向： y=12at2
以上三式联立可得： y=R2
则只有在x轴下方进入两极板间的电子才能射入磁场区域Ⅱ，所以能从两极板间射出进入磁场区域Ⅱ的电子数与粒子源S射出的电子总数的比值 k=R2R=12
(3)由电子在两极板间，x轴方向，匀速直线运动 R=v0t
y轴方向，匀加速直线运动 R2=12vyt
以上两式联立可得： v0=vy
则电子射出电场时速度的大小 v= v02+vy2= 2v0
方向与x轴正方向的夹角 α=45 ∘
作出运动轨迹恰好与磁场区域Ⅱ的右边界相切的电子轨迹图，如图所示
有 r+rsin45 ∘=L
据牛顿第二定律 evB2=mv2r
解得 B2=1+ 2mv0eL
则磁感应强度 B2 的大小不能小于 1+ 2mv0eL
(4)［方法1］当轨迹与磁场右边界相切时，设速度为 v1 ，如图所示
由动能定理可得 eEL=12mv12−12mv2
在y轴方向上，根据动量定理可得 ∑evxB2⋅Δt=mv1−−mvsin45 ∘
即有 eB2L=mv1+mv0 解得 E=mv02eL
所加电场的电场强度的大小E不能超过 mv02eL
［方法2］配速法
可以将电子在区域Ⅱ中的运动分解为沿y轴负方向的匀速直线运动，速度大小设为 v1 ，和沿顺时针方向的匀速圆周运动，速度大小为 v2 ，方向与x轴正方向的夹角为 α ，如图所示
csα=v0v2 ， ev2B=mv22R ， L≥R1+sinα
联立解得： sinα≤45
由图可知： v0+v1=v0tanα
又有： ev1B=eE
联立得： E=mv02eL
工作状态
电流I/A
无负载，空转
0.05
轻载
0.2
输出最大机械功率
0.6
爬陡坡
0.8
车轮抱死
1.2