重庆市南开中学2025届高三下学期2月第六次质量检测物理试卷（Word版附答案）

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考生注意:
1. 本试卷满分 100 分, 考试时间 75 分钟。
2. 考生作答时,请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效, 在试题卷、草稿纸上答题无效。
一、单项选择题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 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. 国际单位制是当前世界上最普遍采用的标准度量衡单位系统,下列物理量的单位直接是用国际单位制中的基本单位表示的是
A. 电阻率 Ω⋅m B. 电荷量 A⋅s
C. 劲度系数 N/m D. 电场强度 V/m
2. 2024 年巴黎奥运会中,陈艺文/昌雅妮获得了女子 3 米跳板跳水冠军。 若把运动员视为质点, 将离开跳板后运动员重心视为在竖直方向上运动, 取竖直向上为正方向, 忽略空气阻力的影响, 从离开跳板开始计时, 运动员在落水前的速度 v 、位移 x 随时间 t 的变化图像 (图中曲线为抛物线的一部分)可能正确的是
题 2 图
A
B
C
D
3. 如题 3 图所示,某同学用球拍托着乒乓球保持相对静止向右匀速运动,球拍平面与水平方向呈 θ 角,忽略空气作用力的影响,则
题 3 图
A. 乒乓球所受重力和球拍对乒乓球的弹力是一对平衡力
B. 乒乓球受到的弹力是由于乒乓球发生了弹性形变而产生的
C. θ 角越大,乒乓球所受弹力越大
D. θ 角越大,乒乓球所受摩擦力越大
4. 2024 年 9 月 25 日, 中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域, 成功发射一枚洲际导弹。设导弹的质量为 9×104 kg ,在导弹发射助推阶段,可视为从静止开始竖直向上的匀加速直线运动,此阶段推力恒为 5×106 N 。从导弹发射开始计时,第 2 s 内的位移为 50 m ,重力加速度 g=10 m/s2 ,则导弹所受的阻力为
题 4 图
A. 1.1×106 N B. 1.85×106 N
C. 1.91×106 N D. 2.0×106 N
5. 如题 5 图所示,半径为 R 均匀带电球体的球心 O 和均匀带电圆环圆心 O' 相距 4R ,其连线 OO' 垂直于圆环所在平面, M、N 为该连线上两点,分别位于圆环左右两侧,且 MO'=O'N=2R 。已知带电球体的电荷量为 Q ,静电力常量为 k,N 点的电场强度为 0 。现将小球向左移动,使球心与 N 点重合,移动过程中没有发生电荷的转移,则带电球体移动以后 M 点的场强大小为
题 5 图
A. 3kQ16R2 B. 5kQ16R2 C. 5kQ18R2 D. 17kQ16R2
6. “天关” 卫星是中国研制的一颗空间科学卫星, 用于探寻黑洞、 引力波等重要预言。如题 6 图所示,“天关”卫星离地高度约为 600 千米,其轨道平面与赤道平面的夹角约为 29∘ ,轨道半径为 r0 。 某时刻, “天关” 卫星刚好从另一高轨卫星的正下方经过, 高轨卫星的轨道位于赤道上空,经过一段时间后,“天关”卫星在地球另一侧从高轨卫星下方经过 (忽略地球自转), 两卫星轨道均视为圆轨道, 则该高轨卫星的半径可能的值为
题 6 图
A. 523r0 B. 533r0 C. 3522r0 D. 3532r0
7. 如题 7 图所示,一轻质弹簧左端与墙壁相连,且未与水平面接触,弹簧自然伸长时其右端位于 O 点。施加外力 F 使物块 A (可视为质点) 压缩弹簧至 P 点,已知 OP 间距离为 x0=0.6 m 。 在 O 点固定一弹性挡板 B ,物体 A 与挡板碰撞后均原速率反弹。现撤去外力 F ,物块 A 由静止开始向右运动,并与挡板发生碰撞。已知物块 A 的质量为 m=1 kg ,其与水平面间的动摩擦因数 μ=0.3 ,弹簧劲度系数 k=20 N/m ,弹簧的弹性势能 Ep 与形变量 x 的关系为 Ep=12kx2 , 重力加速度 g=10 m/s2 。经过足够长时间,物块 A 的位置与 O 点的距离为
题 7 图
A. 0 m B. 0.15 m
C. 0.3 m D. 0.6 m
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分。在每小题给出的四个选项中,至少有 两项符合题目要求。全部选对的得 5 分,选对但不全的得 3 分,有错选的得 0 分。
8. 在一次海洋观测中, 研究人员将浮标放置在海面上, 用以观测水波的传播特性。某时刻一个浮漂位于波峰,另一浮漂恰好位于波谷,两浮漂之间还有一个波峰,两浮漂相距 3 m ,两浮漂在 1 min 内都上下振动了 15 个周期。所有浮漂和波源在同一竖直平面内,其波可视为简谐波, 下列说法正确的是
A. 该列水波的波长是 6 m
B. 该列水波的传播速度为 0.5 m/s
C. 该列水波的频率是 15 Hz
D. 两个浮漂的速度始终大小相等
9. 如题 9 图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=11:1 ,原线圈接题 9 图乙所示的正弦交流电。图中所有电表均为理想电表,压敏电阻 R1 的阻值随压力的增大而减小, R0 为定值电阻, 灯泡电阻不变。下列说法正确的是
题 9 图甲
题 9 图乙
A. 电压表示数为 20 V
B. 压力变大时, 电流表示数变大
C. 变压器原线圈所接交流电压 u 的瞬时值表达式: u=2202sin50πtV
D. 压力变大时, 灯泡变亮
10. 如题 10 图所示,在 ab 边界的右侧和 bc 边界的上方有一垂直纸面向外匀强磁场,磁感应强度大小为 B 。 bc 足够长, ab 距离为 d ,且 ab⊥bc,O 、 a 、 b 、 c 共面。在 O 点有一粒子源, O 点到 ab、bc 的距离均为 d 。打开粒子源发射装置,能够沿纸面向各个方向均匀发射质量为 m 、 电荷量为 q 的带正电粒子,速率 v=qBdm 。不计粒子重力及粒子间的相互作用力,则下列说法正确的是
A. 从 ab 边射出磁场的粒子数占总粒子数的 16
题 10 图
B. 从 bc 边射出磁场的粒子数占总粒子数的 512
C. 到达 bc 边的粒子在磁场中运动的最短时间为 πm6qB
D. 能够打在 ab 和 bc 边上的所有粒子在磁场中运动最长路径与最短路径之比为 9:2
三、非选择题:共 57 分。
11. (6 分) 某实验小组准备设计核心元件为热敏电阻的温控报警系统,为实现温度升高至 60°C时启动报警系统,该小组成员研究了60°C时某热敏电阻的伏安特性曲线。
(1)某成员将热敏电阻放置于 60°C 的恒温槽中,先利用多用电表欧姆“ × 10” 挡进行阻值粗测,示数如题 11 图甲所示,则该温度下热敏电阻阻值约为_____Ω；
(2)小南同学设计了如题 11 图乙所示的电路研究 60°C 时该热敏电阻的伏安特性曲线。 所用实验器材有:
A. 直流电源 E5 V内阻忽略不计 ;
B. 电压表 V (量程 0∼4 V ,内阻约 3kΩ );
C. 电流表 A1 (量程 0∼0.6 A ,内阻约 0.5Ω );
D. 电流表 A2 (量程 0∼50 mA ,内阻约 1.0Ω );
E. 滑动变阻器 R1 (最大阻值 10kΩ );
F. 滑动变阻器 R2 (最大阻值 10Ω );
待测热敏电阻 Rt ,恒温槽,开关,导线等。
实验时闭合开关,逐次改变滑动变阻器的阻值,记录相应电流表示数 I 和电压表示数 U 。 ① 实验中电流表应选取_____(填“ A1 ”或“ A2 ”)；滑动变阻器应选取_____(填“ R1 ” 或“ R2 ”);
②根据实验数据绘制待测热敏电阻的伏安特性曲线如题 11 图丙所示；
③ 由图可知,60 ​∘C 时待测热敏电阻的阻值 Rt= _____ Ω (结果保留三位有效数字)。
题 11 图甲
题 11 图乙
题 11 图丙
12. (10 分) 某实验小组通过如题 12 图甲所示的对称双线摆实验装置测定当地的重力加速度。 实验中保持两悬点 A、B 在同一高度处, A、B 两点距离为 l ,两根摆线的长度也均为 l 。
(1)用 20 分度的游标卡尺测量摆球直径,正确操作后,游标卡尺示数如题 12 图乙所示, 则摆球直径 d= _____mm；
(2)将摆球垂直于纸面向外拉开一个小角度(小于 5∘ ),随后静止释放摆球,实验中观测到从摆球第 1 次经过最低点到第 201 次经过最低点的时间间隔为 389 s,则摆球运动的周期 T= _____s(结果保留三位有效数字);
( 3 )已知实验中小球的直径远小于摆线的长度,则当地的重力加速度 g= _____(用 l 、 T 表示);
(4)小天同学制作了如题 12 图丙所示的非对称双线摆实验装置进行实验,两支架间的距离为 AA'=s ,两悬点 A、B 之间距离 AB=b ,悬点 B 到摆球球心距离为 c ,实验中,保持 s 、 b 和 c 不变,改变 OB 和 AB 之间夹角 β (同时调整 AO 长度),将摆球垂直于纸面向外拉开一个小角度 (小于 5∘ ),测出多组 sinβ 和摆球运动的周期 T ,作出如题 12 图丁所示的 T2-sinβ 的图像,已知图像斜率为 k ,则由上述数据可得重力加速度 g= _____ (用 s、b、c、k 表示)。
题 12 图甲
题 12 图乙
题 12 图丙
题 12 图丁
13. (10 分)2025 年 1 月 8 日,美国加州洛杉矶地区陷入严峻的山火危机,超 1000 栋建筑被毁。 在灭火过程中,消防人员利用专用的直升机向目标点投掷灭火弹,使得火情得到缓解。 如题 13 图所示,某架飞机在离地 500 m 的高空,以 30 m/s 的速度水平匀速向前飞行,每相隔一段时间相对于飞机静止投掷一枚灭火弹,已知甲、乙为相距 200 m 相邻的两个着火点, 不计空气阻力,重力加速度 g=10 m/s2 。求:
(1)灭火弹投掷后在空中的运动时间 t ；
(2)飞机需相隔多久时间分别投掷两枚灭火弹可击中甲、乙两地缓解火情。
题 13 图
14. (13 分) 为保证游乐园中过山车的进站安全,过山车安装了磁力控速装置,其运动情况可简化为题 14 图所示的模型。轨道间有匀强磁场,磁感应强度大小为 B ,方向垂直斜面向上。 正方形金属框安装在过山车底部,线框 abcd 沿斜面加速下滑,以速度 v0 进入匀强磁场区域上边界,此时线框开始减速, bc 边刚出磁场区域时,线框速度又恰好为 v0 ,磁场区域上下边界距离大于线框边长。已知线框边长为 l ,总电阻为 R ,过山车总质量为 m ,所受摩擦力大小恒为 f 。斜面倾角为 θ ,重力加速度为 g 。求:
(1)线框在刚进磁场时所受安培力大小；
(2)线框进入磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量；
(3)线框 bc 边刚进磁场到 bc 边刚要出磁场所用时间。
题 14 图
15. (18 分) 如题 15 图所示,圆心坐标为原点 O 的半圆形半径 r=0.08 m ,圆心坐标为 0,0.06 m 的圆弧半径 R=0.1 m ,它们之间存在磁感应强度大小 B1=0.1 T ,方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域。一位于 O 处的粒子源在 xOy 平面内向第 I 象限均匀地发射速度大小 v=6×105 m/s 的带正电粒子,经磁场偏转后射出该磁场。平行金属板 MN 的极板长 L=0.12 m 、间距 d=0.16 m ,其中 N 极板左端坐标为 0.2 m,0 ,现在两极板间加上某恒定电压,进入平行金属板前匀速直线运动时间最短的粒子 a 恰好从 N 板右端射出电场。
若粒子重力不计、比荷 qm=108C/kg 、不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应。(已知 sin15∘=6-24,sin30∘=12,sin37∘=35,sin45∘=22 )
( 1 )粒子在磁场中的运动半径 R0 及 a 粒子在 O 点入射方向与 y 轴夹角 θ ；
( 2 )求粒子从 O 点出发到离开电场的最长时间；
(3)粒子 b 恰好能从电场右边界中点射出,经过无场区域到达 x 轴上的 P 点(图中未画出), 一段时间后经某矩形磁场区域偏转,然后匀速直线运动再次回到 P 点,且此时速度方向与 x 轴负方向夹角为 15∘ ,若此矩形磁场的磁感应强度大小 B2=325B1 ,方向垂直于 xOy 平面,求此矩形磁场区域的最小面积。
题 15 图