2024～2025学年第二学期高三半月考（一）
物 理
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。
1．将较长的绳一端固定在墙上，另一端用手捏住以恒定振幅上下持续振动，产生的绳波沿绳自左向右传播，图示时刻，波形刚好传播到A点。下列判断正确的是（ ）
A．手的起振方向向下
B．若增大手的振动频率，绳波的传播速度会变快
C．若减小手的振动频率、绳波的波长将增大
D．若停止手的振动，绳中波形立即消失
2．2025年蛇年春晚的舞台上，一群穿着花棉袄的机器人在现场扭起了秧歌，多角度转手绢，其灵活性给人留下深刻的印象，如图甲所示为一智能机械臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片，展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙，若两手指对鸡蛋的合力为F，鸡蛋重力为G，下列说法正确的是（ ）
A．匀速提起鸡蛋过程中，手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力
B．鸡蛋受到手指的压力，是因为鸡蛋发生了弹性形变
C．若手指捏着鸡蛋水平匀速移动，则F < G
D．若手指捏着鸡蛋水平加速移动，则F > G
3．利用双缝干涉装置可以测量液体的折射率。如图所示，用一束单色光照射单缝，当双缝与屏之间的介质为空气时，荧光屏上的干涉条纹间距为0.68mm，已知该单色光在空气中的折射率。当介质换为待测液体时，干涉条纹间距变为0.50mm，则待测液体的折射率为（ ）
A．1.50
B．1.40
C．1.30
D．1.36
4．“嫦娥六号”探测器成功实施近月制动后的三条轨道如图所示。部分轨道参数为：椭圆环月轨道的近月点高度约200km，远月点高度约8600km，周期约12h；圆形环月轨道高度约200km，周期约2h。若引力常量G未知，则仅由上述数据，可近似求得（ ）
A．月球半径
B．月球质量
C．“嫦娥六号”探测器的质量
D．月球绕地球公转的周期
5．在生产和科学实验的许多领域，常常需要通过控制电极的形状和电势来调整控制电场。两平行金属极板正对放置，在极板中央挖一圆孔，两极板间加电压，极电势较高，等势面分布如图所示，空间存在。从极中心处发射有一定宽度的平行于中心轴轴）的电子束，不考虑电子的重力及电子间的相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A．点电场强度比点电场强度大
B．电子通过圆孔前后的一段时间内加速度不变
C．沿着中心轴运动的电子，电场力对其不做功
D．沿着中心轴运动的电子一直做匀变速直线运动
6．如图甲所示是今年春节期间多地流行的国潮霓虹灯。霓虹灯的核心部件是惰性气体放电管，其两端的电压大于等于时惰性气体会被击穿放电而发光，低于时就会熄灭，如果将霓虹灯接在输出电压为如图乙所示的交流电源上，则一分钟内霓虹灯发光的时间为（ ）
7．如图（1）所示，在空中某点同时竖直抛出甲、乙物体，因为材料和体积原因，甲物体所受的空气阻力可忽略不计，而乙物体竖直向下做匀速直线运动。取竖直向下方向为正方向，甲、乙两物体的位移时间x-t图像如图（2）所示，已知t3=3t1，抛出点离地足够高，则（ ）
A．0~t3时间内，甲的平均速度大于乙的平均速度
B．0~t3时间内有两个时刻甲、乙速度大小相等
C．甲、乙相遇之前，t2时刻它们的竖直高度差最大
D．阴影部分面积大小表示0~t3时间内甲、乙的相对位移
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图甲所示，某款条形码扫描探头上装有发光二极管和光电管，工作原理图如图乙。打开扫描探头，发光二极管发出红光。将探头对准条形码移动，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号，则（ ）
A．扫描探头在条形码上移动的速度不能太快，否则光电管来不及发生光电效应
B．若仅将扫描探头的发光强度增大，光电子的最大初动能不变
C．若仅将发光二极管换为发蓝光，也能发生光电效应
D．若将发光二极管发出的光的频率减小，只要照射时间够长，也一定能正常识别条形码
9．“娱乐风洞”是一项与科技相结合的娱乐项目，它能在一个特定的空间内把表演者“吹”起来。假设风洞内向上的风量和风速保持不变，表演者调整身体的姿势，通过改变受风面积（表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变所受风力的大小。已知人体所受风力大小与受风面积成正比，表演者水平横躺时受风面积最大（设为），站立时受风面积为。当受风面积为时，表演者恰好可以静止或匀速飘移。如图所示，某次表演中，人体可上下移动的空间总高度为H（未知量），表演者由静止以站立姿势从最高处A位置下落并开始计时，经过t时间到达B位置，并迅速调整为水平横躺姿势（不计调整过程的时间和速度变化），继续运动到最低处C位置时速度恰好减为零。已知重力加速度为g，关于表演者下落的过程，下列说法正确的是（ ）
A．表演者从到运动的时间为
B．
C．表演者从到过程中克服阻力所做的功是从到过程的
D．表演者从到过程中动能的增加量小于从到过程中克服风力做的功
10．如图所示是我国某磁悬浮列车利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身下方固定一由粗细均匀导线制成的N匝矩形线框abcd，ab边长为L，bc边长为d，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界矩形匀强磁场MNPQ，区域长也为d，MN边界与ab平行。d若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时的速度大小为，cd边刚离开磁场时列车刚好停止运动。已知线框总电阻为R，列车的总质量为m，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．列车进站过程中电流方向为adcb
B．线框ab边刚进入磁场时列车的加速度大小
C．线框从进入到离开磁场过程中，线框产生的焦耳热
D．线框从进入到离开磁场过程所用的时间
三、非选择题：本题共5小题，共54分，考生根据要求作答。
11．(6分) 为探究物体加速度a与外力F和物体质量M的关系，研究小组的同学们在教材提供案例的基础上又设计了不同的方案，如图甲、乙、丙所示：甲方案中在小车前端固定了力传感器，并与细线相连，可以从传感器上直接读出细线拉力；乙方案中拉动小车的细线通过滑轮与弹簧测力计相连，从弹簧测力计上可读出细线拉力；丙方案中用带有光电门的气垫导轨和滑块代替长木板和小车。三种方案均以质量为m的槽码的重力作为动力。
(1)关于三个实验方案，下列说法正确的是_____。
A．甲、乙方案实验前均需要平衡摩擦力
B．甲、乙、丙方案均需要满足小车或滑块的质量远大于槽码的质量
C．乙方案中，小车加速运动时受到细线的拉力等于槽码所受重力的一半
(2)某次甲方案实验得到一条纸带，部分计数点如图丁所示（每相邻两个计数点间还有4个计时点未画出），测得，，，。已知打点计时器所接交流电源频率为50Hz，则小车的加速度 （结果保留两位有效数字）。
(3)甲方案实验中，以小车的加速度a为纵坐标、钩码的重力F为横坐标作出的图像戊理想状态下应是一条过原点的直线，但由于实验误差影响，常出现如图所示的三种情况。关于这三种情况下列说法中正确的是______。
A．图线①交于纵轴的原因是钩码挂的个数太多
B．图线②右端弯曲的原因是钩码挂的个数太少
C．图线③交于横轴的原因可能是未平衡小车受到的阻力
12．（10分）一同学想测量一个干电池组的电动势和内阻，同时测未知电阻的阻值，从下列实验器材中，选出合适器材，设计了如图甲所示的电路图。
待测干电池组（电动势约，内阻未知）； 定值电阻为； 定值电阻为；
待测电阻（阻值约）； 电压表V1（量程，内阻为）； 电压表V2（量程，内阻约）；
电阻箱（最大阻值）； 单刀单掷、双掷开关各一只，导线若干。
(1)根据该同学的设计思想，与电压表V1串联的定值电阻为 （选填“”或“”）。
(2)该同学要测干电池组的电动势和内阻，根据图甲所示的电路，闭合开关，将单刀双掷开关拨向1，改变电阻箱的阻值，记录对应的电压表V1的示数，作出的关系图像如图乙所示，已知此图像的斜率为，纵坐标上的截距为，不考虑电压表的分流，则该电池组的电动势为 ，内阻为 。（均用和表示）
(3)该同学将单刀双掷开关拨向2，调节电阻箱的阻值为时，发现两电压表的示数恰好相等，则待测电阻 ，此测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
13．（9分）如图所示，爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置，主体为一个金属罐体。在气体压强为的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物，谷物占罐内体积的，关闭阀门，将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热，当罐内气体温度为T，压强为时，打开阀门，因为外部压强突然变小，巨大的压强差使得谷物迅速膨胀，从而达到膨化的效果。已知所有温度为热力学温度，求：
(1)从开始加热到时，罐内气体的压强。
(2)打开阀门后，罐内气体迅速膨胀，谷物全部喷出。当罐内气体温度为时，罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比。
14．（13分）如图，MNP为一段光滑轨道，其中MN段是半径为的圆弧形轨道，M与圆心的连线与竖直方向夹角为53°。NP是水平足够长直轨道，MN与NP段在N点平滑连接。滑块A从距M点高度。处水平抛出，恰好能从M点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长的木板B，木板左右两侧各有一固定挡板。木板紧靠右挡板放置一滑块C。滑块A在NP轨道上与木板B发生碰撞。若A、B、C三者质量相等，滑块A、C均可视为质点，A与B之间、C与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。B、C之间的动摩擦因数为，重力加速度，，，求：
(1)滑块A到达M点时的速度；
(2)滑块A与木板B碰后木板的速度；
(3)滑块C与左右两侧挡板碰撞的总次数。
15．（16分）如图所示，将粒子注入到加速电场的三等分点P（忽略各粒子的初速度），部分粒子经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出；然后沿以为圆心、R为半径的圆弧通过静电分析器，再经速度选择器筛选后，从通道入口的中缝进入磁分析器，该通道的上下表面是内半径为0.5R、外半径为1.5R的半圆环，磁感应强度为的匀强磁场垂直于半圆环，粒子恰好能击中照相底片的正中间位置。加速电场两极板间的电压大小为；静电分析器中与圆心等距离的各点场强大小相等，方向指向圆心，且与速度选择器中的场强大小也相同。设原子核中每个核子的质量均为，已知元电荷为e（整个系统处于真空中，不计粒子重力和粒子间的相互作用力）。
(1)卢瑟福通过粒子轰击氮（）的实验发现了质子并产生氧（O）原子核，写出该实验的核反应方程；
(2)①求静电分析器中，与圆心距离为R处的电场强度的大小；
②求速度选择器中的磁感应强度B的大小；
(3)若加速电压在之间变化，且静电分析器中场强大小和速度选择器中的场强大小及磁感应强度大小可调，使得粒子依旧从通道入口的中缝进入磁分析器，求粒子在磁分析器中运动的半径范围以及最短时间。
《高三半月考一 物理》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D D A A B B BC BCD BD
1．C【详解】A．根据图像可知，波向右传播，结合同侧法可知，A点的起振方向向上，由于所有质点的起振方向相同，故手的起振方向向上，故A错误；B．波速由介质决定，与波源的振动频率无关，故B错误；
C．波在同一介质中的传播速度恒定，根据可知，频率减小，波长则增大，故C正确；D．停止手的振动，绳中波形会继续向右传播，故D错误。故选C。
2．D【详解】A．鸡蛋匀速向上提起过程中，手指对鸡蛋的压力大小等于鸡蛋对手指的弹力大小，A错误；
B．鸡蛋受到手指的压力，是机械手指发生弹性形变，对与之接触的鸡蛋有压力作用，故B错误；
C．若手指捏着鸡蛋水平匀速移动，根据平衡条件，手指对鸡蛋的合力为F = G，故C错误；
D．若手指捏着鸡蛋水平加速移动，根据牛顿第二定律，手指对鸡蛋的合力为故D正确。
3．D【详解】双缝干涉条纹间距为设光在真空中的波长为，则光在介质中的波长与折射率的关系为所以有有解得故选D。
4．A【详解】A．椭圆环月轨道的半长轴圆形环月轨道的半径根据开普勒第三定律有则有可知，利用所给数据能够求出月球半径，故A正确；
B．对于圆形环月轨道，由万有引力提供向心力，则有解得
由于引力常量G未知，故不能求出月球质量M，故B错误；
C．结合上述可知，探测器的质量左右可以消去，故不能求出“嫦娥六号”探测器的质量，故C错误；
D．题中所给数据均为探测器绕月球的值，则不能够求出月球绕地球运动的周期，故D错误。故选A。
5．A【详解】AB．K极板电势较高，越向右的等势面电势越低，电场线与等势面垂直，从高等势面指向低等势面，孔右侧的电场线与等势面垂直且远离中心轴向右发散，电场强度减小，则电子受电场力减小，加速度减小，故A正确，B错误；C．沿着中心轴运动电子，K板中心与F点间电势差U恒定，由可知，电场力对其做功，C 错误；D．由于加速度变化，则电子不做匀变速直线运动，故D错误。故选A。
6．B【详解】根据题意由图可知，交流电的瞬时值表达式为
周期为，由可得可得，一个周期的前半个周期，在内一个周期的后半个周期，在内霓虹灯均会发光，故一个周期内发光时间则一分钟内霓虹灯发光的时间为故选B。
7．B【详解】A．0~t3时间内，位移相等，时间相同，平均速度相等，故A错误；
B．因为0~t3时间内位移相等，即解得甲做竖直上抛运动，有
联立解得，0~t1、t1~t2内各有一个时刻甲、乙速度大小相等，故B正确；
C．甲、乙速度相同时，间距最大，故C错误；
D．x-t图所围面积无意义，0~t3时间内甲、乙相对位移为0，故D错误。故选B。
8．BC【详解】A．光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故A错误；
B．根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能与发光的频率有关，发光强度变强时，发光频率不变，最大初动能不变，故B正确；
C．仅将发光二极管换为发蓝光，频率变高，一定能发生光电效应，故C正确；
D．仅将发光二极管频率变减小，不一定超过截止频率，不一定能发生光电效应，所以不一定能识别条形码，故D错误。故选BC。
9．BCD【详解】A．设最大风力为，由于人体所受风力大小与受风面积成正比，故表演者站立时风力大小为，由于受风面积为时，表演者恰好可以静止或匀速飘移，故表演者的重力表演者以站立姿势下落时的加速度表演者以平躺姿势下落时有向上的加速度，大小为根据得，A错误；
B．设表演者下降过程的最大速度为v，则加速下降过程位移减速下降过程位移故因而故B正确；C．表演者从A到过程中克服风力所做的功从到过程中克服风力所做的功所以故C正确；
D．表演者从A到过程中动能的增量等于合外力所做的功，即从到过程中克服风力所做的功因为所以表演者从A到过程中动能的增量小于从到过程中克服风力所做的功，故D正确。故选BCD。
10．BD【详解】A．列车进站过程中穿过线框的磁通量变大，由楞次定律及安培定则可知列车进站过程中电流方向为，故A错误；B．列车ab边进入磁场瞬间产生的感应电动势为由闭合电路的欧姆定律得对列车由牛顿第二定律得联立解得故B正确；
C．线框由进入磁场到离开磁场过程中，由动能定理得又联立方程解得故C错误；
D．线框由进入磁场到离开磁场过程中，由动量定理得又则联立方程解得故D正确。故选BD。
11．（每空2分，共6分）(1)A (2)0.51 (3)C
【详解】（1）A．由图示实验装置可知，甲、乙方案实验前均需要平衡摩擦力，故A正确；
B．由图示实验装置可知，甲实验中小车受到的拉力可以由力传感器测出，乙实验中小车所受拉力可以由弹簧测力计测出，甲、乙实验不需要方案不需要满足小车或滑块的质量远大于槽码的质量，故B错误；
C．由图示可知，乙方案中，小车加速运动时槽码向下加速运动，槽码处于失重状态，小车加速运动时受到细线的拉力小于槽码所受重力的一半，故C错误。故选A。
（2）每相邻两个计数点间还有4个计时点未画出，打点计时器所接交流电源频率为50Hz，相邻计数点间的时间间隔根据匀变速直线运动的推论由逐差法可知，小车的加速度大小
（3）A．由图示图像可知，纵轴的截距大于0， F=0（即不挂钩码）时小车就具有了加速度；产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过大，，故A错误；B．图线②在力较小时图像是直线，加速度与拉力成正比；拉力较大时图像向下弯曲，加速度偏小，由牛顿第二定律可得，解得可知当时，，图像为直线，当钩码挂的个数太多时，不满足，则，图像右端向下弯曲，所以图线②右端弯曲的原因是钩码挂的个数太多造成的，故B错误；C．图线③在横轴的截距大于0，只有当F增加到一定值时，小车才获得加速度，产生原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过小或未平衡小车受到的阻力，故C正确。故选C。
12．（每空2分，共10分）(1) (2) / (3) 8.4 小于
【详解】（1）与电压表V1串联的定值电阻为时，改装之后的电压表的量程为
刚好适用于本电路，故选R1。
（2）[1][2]根据闭合回路欧姆定律可得，
可得，结合图乙，可得，，故电池组的电动势，内阻
（3）[1]两电压表示数相等，根据串并联关系可得，电阻箱分得的电压是待测电阻两端电压的5倍，可得
[2]由于电压表V2的分流作用，导致此测量值小于真实值。
13．（9分）【详解】（1）对原有空气，根据查理定律有----（2分）
可得----（1分）
（2）设罐体的体积为，对混合气体分析，由理想气体状态方程可得----（2分）
解得----（1分）
则罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比为----（2分）
解得- ---（1分）
14．（13分）【详解】（1）根据题意可知，，----（1分）
则得：----（1分）
解得----（1分）
（2）从M点到与木板B碰撞，由动能定理可得----（2分）
解得
A与B发生弹性碰撞，有，----（1分）
----（1分）
解得，----（1分）
（3）因C与挡板间的碰撞为弹性碰撞，B和C系统动量守恒，最终B与C共速做匀速直线运动，故有--------------------------------------（1分）
系统机械能损失为----------------（1分）
系统损失的机械能转化为摩擦生热，有----（1分）
解得
故C与左右两挡板碰撞的次数为------（1分）
故滑块C与两侧挡板共碰撞5次。----------------------（1分）
15．（16分）【详解】（1）根据质量数与核电荷数守恒可得----（2分）
（2）粒子的质量：，电荷量
①由电场力提供向心力可得------------（2分）
在加速电场中，由动能定理得----（2分）
联立可得，静电分析器中，与圆心距离为R处的电场强度的大小为----（1分）
②在速度选择器中-------------（2分）
结合
联立可得，速度选择器中的磁感应强度B的大小为----（1分）
若，
粒子的半径范围----------（2分）
粒子打在内圆环上，轨迹与内圆环交于C点。当时，圆弧MC对应的圆心角最小，用时最短，则有 ----（1分）
根据----（1分）
可得 -----（1分）
----（1分）
