高三年级物理模拟试题考查时间：75分钟满分：100分一、单项选择题（共7题，每题只有一个选项正确，选对得4分，选错不得分，共28分）1.中国核工业集团有限公司研发“华龙一号”主要是利用重核的裂变释放出大量的能量，其中一个典型的核反应方程为。已知、钡、氪的比结合能分别为、、，下列说法正确的是（）A.x等于2B.具有天然放射性，可以通过升高温度缩短其半衰期C.该反应过程释放的能量为D.在中子的轰击下发生裂变反应的过程中有质量亏损【答案】D【解析】【详解】A．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，x等于3，故A错误；B．半衰期只由原子核自身决定，所以升高温度不能缩短半衰期，故B错误；C．该反应过程释放的能量为故C错误；D．裂变反应会释放能量，所以在中子的轰击下发生裂变反应的过程中有质量亏损，故D正确。故选D。2.人形机器人阿特拉斯（Atlas）可以模仿人类完成自主连续跳跃、空中转体180°等一系列高难度动作。如图所示，某次测试中，该机器人从木箱跳跃到前方矮桌后站稳，则机器人（ ）A.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力大于其对木箱的压力B.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其摩擦力方向向前C.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力做正功D.离开木箱后上升到最高点时，其速度为零【答案】B【解析】【详解】A．木箱对其支持力大于其对木箱的压力互为相互作用力，故二者大小相等，A错误；B．从开始起跳到离开木箱的过程中，机器人脚对木箱有向后的运动趋势，故木箱对其摩擦力方向向前，B正确；C．从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力主要作用于机器人脚上，而机器人脚并没有发生位移，故木箱支持力对机器人不做功。C错误；D．离开木箱后上升到最高点时，其竖直方向上的分速度为零，水平方向分速度不为零，D错误。故选B。3.2025年2月20号，实践25号卫星在大约36000公里高的同步轨道成功为北斗G7卫星完成了推进剂加注，使得这枚即将寿命终结的卫星再次获得8年寿命。在加注推进剂过程中，两颗卫星组成的组合体在同一轨道绕地球做匀速圆周运动，下面有关说法正确的是（）A.组合体的角速度小于地球的自转角速度B.实践25号可以从较低轨道通过加速追上北斗完成对接并加注燃料C.组合体绕地飞行的线速度大于近地卫星的线速度D.若已知引力常量和组合体的绕地周期，可求出地球的平均密度【答案】B【解析】【详解】A．因为组合体在同步轨道，同步轨道卫星的角速度与地球自转角速度相等，故A错误；B．卫星从较低轨道加速，会做离心运动，从而可以追上较高轨道的卫星完成对接，故B正确；C．根据（其中G为引力常量，M为地球质量，r为卫星到地心的距离）解得组合体在大约36000公里高的轨道，轨道半径大于近地卫星，所以线速度小于近地卫星的线速度，故C错误；D．根据可知仅知道引力常量和组合体绕地周期，由于不知道轨道半径，无法求出地球质量M，也就不能求出地球的平均密度，故D错误。故选B。4.羽毛球融合竞技与社交，强调敏捷、精准。技术包括扣杀、吊球、网前小球，步法灵活，注重策略与反应，兼具力量与技巧之美。某研究小组的同学为研究羽毛球飞行规律，描绘出了不同击球技术下的若干羽毛球飞行轨迹图，图中A、B是其中同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（ ）A.在A点时羽毛球的速度变化比在P点时速度变化慢B.整个飞行过程中经P点的速度最小C.AP段重力冲量的小于PB段的重力的冲量D.在A点的重力功率大小等于在B点的重力功率【答案】C【解析】【详解】A．羽毛球飞行过程中受到重力、空气阻力，A点空气阻力方向沿A的切线方向向下，P点空气阻力方向为水平方向，由平行四边形定则可知A点合力大于P点合力，则A的加速度大于P点加速度，故在A点时羽毛球的速度变化比在P点时速度变化快，故A错误；B．速度最小时合力方向与速度垂直，P点合力方向与速度不垂直，故速度最小的点不在P点，故B错误；C．AP段球在竖直方向有PB段球在竖直方向有可知因为AP段与PB段高度相同，根据可知根据重力冲量可知AP段重力冲量的小于PB段的重力的冲量，故C正确；D．重力功率从A点到B点，竖直方向，阻力一直在做负功，所以在A点的竖直方向速度大于在B点的竖直方向速度，故在A点的重力功率大小大于在B点的重力功率，故D错误。故选C5.雷暴是强对流天气，伴有雷电、大风、暴雨或冰雹。假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的匀强电场，大气层可视为电阻率较大的电介质，其平均电阻率约为，已知某次雷暴一秒内给地球充电的电荷量约为，地球表面积近似为，则大气层的电场强度近似为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】题意知电流设大气层厚度为d，因为，联立解得其中联立解得故选B。6.一理想变压器与定值电阻和电阻箱组成如图所示电路，其中，a、b间接输出电压有效值恒定的交变电源。当电阻箱阻值为10Ω时，电阻箱消耗的电功率最大。则该理想变压器的原、副线圈匝数之比为（）A.6 B.4 C.3 D.2【答案】C【解析】【详解】设电源输出电压为U，则原线圈两端的电压变压器原、副线圈两端的电压之比变压器原、副线圈电流之比结合上述有则电阻箱消耗的电功率根据数学二次函数的规律可知当电流为此时P达到最大值，由于此时可以解得则有又由于，解得故选C。7.如图所示是某种质谱仪的结构简化图。质量为m、电荷量为的粒子束恰能沿直线通过速度选择器，并从半圆环状D形盒的中缝垂直射入环形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。D形盒的外半径为2R，内半径为R，壳的厚度不计，出口M、N之间放置照相底片，底片能记录粒子经过出口时的位置。已知速度选择器中电场强度大小为E，方向水平向左，磁感应强度大小为B（磁场方向未画出）。不计粒子重力，若带电粒子能够打到照相底片，则（）A.B的方向垂直纸面向里B.粒子进入D形盒时的速度大小C.打在底片M点的粒子在D形盒中运动的时间为D.D形盒中的磁感应强度的大小范围【答案】D【解析】【详解】AB．因为粒子沿直线通过速度选择器，根据平衡条件有解得由左手定则可知，B的方向垂直纸面向外，故AB错误；D．由题意可知，能打在底片上的粒子运动的半径满足当时，满足解得当时，满足解得故D形盒中的磁感应强度满足故D正确；C．有题意可知，打在底片M点的粒子在D形盒中运动轨迹为半圆，此时轨迹的半径为根据牛顿第二定律又则运动时间为故C错误。故选D。二、多项选择题（共3题，每题有多个选项符合题意，选对得6分，选对但不全得3分，选错不得分，共18分）8.某实验小组为测量一个不规则物体的容积，将物体打开一个小口，在开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为27℃时，气柱长度l为10cm；当外界温度缓慢升高到37℃时，气柱长度变为60cm。已知外界大气压恒为，水柱质量忽略不计，1mol氮气在、0℃状态下的体积约为22.4L，阿伏伽德罗常数取。下列说法正确的是（）A.温度变化过程中氮气对外界做的功为0.5JB.温度变化过程中氮气的内能减少了0.5JC.利用以上数据可测得不规则物体的容积为D.被封闭氮气分子的个数约为个【答案】AD【解析】【详解】A．温度变化过程中氮气对外界做的功为故A正确；B．温度身高，气体内能增加，由于不知道该过程气体吸收多少热量，故不知道内能具体增加多少，故B错误；C．由于外界大气压不变，氮气做等压变化，设不规则物体容积为，则有其中，代入题中数据，联立解得故C错误；D．设氮气在、0℃状态下的体积为，则有其中联立解得则被封闭氮气分子的个数约为故D正确。故选AD。9.类似光学中的折射现象，利用电场也可以实现质子束的“反射”和“折射”。如图所示，竖直面内的长方形区域内存在竖直向上的匀强电场，ab与cd间电势差大小，上下边界距离为d。质子束从图中位置射入电场时，速度方向与法线夹角α为入射角，从cd边射出时，速度方向与法线夹角β为折射角，质量为m、电荷量为q的质子束进入电场时水平方向速度大小恒为v，不计重力影响及质子之间的作用力。电场的水平长度足够长且不考虑质子在长方形区域内的多次反射。下列说法正确的是（）A.由题可知B.令折射率，则n与α的关系为C.当质子束恰好在cd边发生“全反射”即恰好未从cd边射出时，质子束的入射角D.cd边上有质子出射的长度为【答案】BC【解析】【详解】A．设粒子从ab边进入、cd边射出时，竖直方向速度分别，则有图像可知质子进入电场后，在竖直方向做减速运动，即综合以上可知即有故A错误；B．设质子入射时速度为，质子射出电场时速度为，水平方向速度不变，根据运动的合成与分解有根据动能定理有根据“折射率”定义有联立解得故B正确；C．根据题意，当质子束恰好不从cd面射出时，发生“全反射”，根据全反射临界条件可知，此时，设入射角为，则有联立解得即入射角故C正确；D．当质子束发生“全反射”时，质子束在电场中的运动为类斜抛运动。从开始进入电场到速度水平的过程，可反向看成类平抛运动，水平位移为x，竖直位移为y。设电场强度为E，则设竖直方向初速度为，加速度为a，则有设入射角为，则有根据平抛运动速度反向延长线过水平位移中点，有因为联立解得要发生“全反射”，则根据三角函数关系有解得故D错误。故选BC。10.质量为M，半径为R的半球静止地放置在光滑水平地面上，其表面也是光滑的。半球顶端放有一质量为m的小滑块（可视为质点），开始时两物体均处于静止状态。小滑块在外界的微小扰动下从静止开始自由下滑，小滑块的位置用其和球心连线与竖直方向夹角θ表示。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.若半球在外力作用下始终保持静止，半球对小滑块支持力等于滑块重力一半时对应角度的余弦值B.若半球在外力作用下始终保持静止，半球对小滑块支持力等于滑块重力一半时对应角度的余弦值C.若无外力作用，小滑块和半球组成的系统动量守恒D.若无外力作用，测得小滑块脱离半球时，则【答案】BD【解析】【详解】AB．由动能定理可得小滑块做圆周运动，向心力满足联立，解得故A错误，B正确；C．若无外力作用，小滑块和半球组成的系统动量不守恒，在水平方向上动量守恒，故C错误；D．设小滑块脱离半球时，半球速度大小为，小滑块相对半球速度大小为。水平方向动量守恒整体机械能守恒脱离前，小滑块相对半球做圆周运动，在脱离瞬间，只受重力作用，以半球（此瞬间为惯性系）为参考系，小滑块受力满足联立可得故D正确。故选BD。三、实验题（共2题，共14分）11.如题图1所示，甲，乙两小物块分别连接在一条跨过定滑轮的轻绳两端，甲右侧水平固定一遮光条，遮光条下方水平固定一光电门。已知甲（含遮光条）的质量为，乙的质量为，且。现要利用此装置来验证“机械能守恒定律”。（1）用10分度的游标卡尺测量遮光条的宽度d，结果如题图2所示，则_______。（2）测出遮光条到光电门中心的高度，然后将甲，乙同时由静止释放，测出遮光条通过光电门的遮光时间。则遮光条通过光电门过程中，乙的速度大小_______（用d，表示）。（3）已知当地重力加速度大小为g。若在误差允许范围内，关系式_______成立，则成功验证了“机械能守恒定律”（用、、g、H、d、表示）。【答案】（1）30.7（2）（3）【解析】【小问1详解】图2可知，游标卡尺精度为0.1mm，则读数【小问2详解】甲乙又同一绳子连接，速度大小相等，则乙的速度大小【小问3详解】若系统机械能守恒，则有12.某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置实际上是一个加速度传感器。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小。已知两个电池E的电动势相同，均为，内阻可以忽略不计；滑块的质量为，两弹簧的劲度系数均为，电阻器的全长，被测物体可能达