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四川省内江市高中2024-2025学年高三（下）理科综合模拟考试物理试卷
一、单选题：本大题共4小题，共24分。
1.在考古研究中，通常利用的衰变来测定文物的大致年代。衰变方程为，的半衰期为年。则下列说法中正确的是( )
A. 的比结合能小于的比结合能
B. 方程中的是电子，它是碳原子电离时产生的，是原子的组成部分
C. 衰变是由于原子核逐渐吸收外界能量异致自身不稳定而发生的
D. 半衰期是一个统计规律，会随原子核所处的环境不同而改变
2.如图，是某公园的喷泉示意图。假设某一水珠从喷出到落回地面在同一竖直线上运动，且运动过程中水珠质量不变，受到空气阻力的大小与速度成正比。则关于该水珠在空中运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 该水珠在落回地面前瞬间，重力的瞬时功率最小
B. 该水珠上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态
C. 上升过程所用时间小于下落过程所用时间
D. 上升过程克服空气阻力做的功等于下落过程克服空气阻力做的功
3.国产新型磁悬浮列车甲、乙都可视为质点分别处于两条平行直轨道上。开始时，乙车在前，甲车在后，两车间距为，在时甲车先启动，时乙车再启动，两车启动后都是先做匀加速运动，后做匀速运动，两车运动的图像如图所示。下列说法正确的是：
A. 在两车加速过程中，甲车的加速度大于乙车的加速度
B. 无论取何值，甲、乙两车一定在末相遇
C. 若，则两车间距离最小为
D. 在内，甲车的平均速度大于乙车的平均速度
4.静电纺纱利用了高压静电场，使单纤维两端带上异种电荷，高压静电场分布如图所示。则下列说法中正确的是( )
A. 图中、两点电势
B. 图中实线是电场线，电场强度
C. 一电子在点的电势能小于其在点的电势能
D. 将一电子从点移动到点，电场力做功为零
二、多选题：本大题共6小题，共35分。
（选考）5.关于生活中的物理现象，下列说法中正确的是( )
A. 液体与大气相接触，液体表面层中分子间的作用表现为相互吸引
B. 冰箱制冷，说明热量可以自发从低温物体传递给高温物体
C. 水黾能停在水面上是因为受到浮力的作用
D. 泡茶时，开水比冷水能快速泡出茶香、茶色，是因为温度越高分子热运动越剧烈
E. 彩色液晶电视利用了液晶因外界条件微小变动而影响其光学性质改变的特点
6.中国科学院高能物理研究所公布：在某高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座处有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，其密度为，半径为，自转周期为，公转周期为，引力常量为。则下列说法正确的是( )
A. 该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为
B. 该“类地球”行星的同步卫星运行速率为
C. 该“类地球”行星的同步卫星轨道半径为
D. 在该“类地球”行星表面附近做匀速圆周运动的卫星的运行速率为
7.某同学受电动窗帘的启发，设计了如图所示的简化模型。多个质量均为的滑块可在水平滑轨上滑动。忽略摩擦和空气阻力。开窗帘过程中，电机对滑块施加一个水平向右的恒力，推动滑块以的速度与静止的滑块碰撞，碰撞时间为。碰撞结束后瞬间两滑块的共同速度为。关于两滑块的碰撞过程，下列说法正确的是( )
A. 两滑块的动量不守恒
B. 滑块受到合外力的冲量大小为
C. 滑块受到合外力的冲量大小为
D. 滑块受到滑块的平均作用力的大小为
8.如图，在等腰梯形区域内包含边界存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，边长，。一质量为、电荷量为的带正电粒子，从点沿着方向射入磁场中，不计粒子的重力，为了使粒子不能从边射出磁场区域，粒子的速率可能为( )
A. B. C. D.
9.如图，为列车进站时其刹车原理简化图：在车身下方固定一水平均匀矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车质量为，车身长为，线框和边的长度均为小于匀强磁场的宽度，线框总电阻为。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度大小为。当关闭动力后，车头进入磁场瞬间速度为，列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为，车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。下列说法正确的是( )
A. 列车在进站过程，线框中电流方向为
B. 在线框边进入磁场瞬间，列车的加速度大小为
C. 在线框进入磁场的过程中，线框边消耗的电能为
D. 列车从进站到停下来所用时间为
（选考）10.如图，波源在绳的左端发出周期为、振幅为的半个波形，同时，波源在绳的右端发出周期为、振幅为的半个波形，已知，若为两波源连线的中点，则下列判断正确的是( )
A. 波先到达点
B. 两波源的起振方向相同
C. 波的波峰到达时，波的波峰尚未到达
D. 两列波相遇时，绳上位移可达的点只有一个，此点在点的左侧
E. 两列波在点叠加时，点的位移最大值小于
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学设计了一个利用牛顿第二定律测量小车质量的实验。实验装置如图所示。其中，为带滑轮的小车质量，为砂和砂桶的质量，力传感器可以测出轻绳的拉力大小，打点计时器所接电源频率为。则：
打点计时器是一种每隔____打一次点，通过打点记录做直线运动的物体位置的仪器。
实验过程中，一定要进行的操作是___
A. 将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
B. 用天平测出砂和砂桶的质量
C. 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D. 为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
该同学正确操作实验后，通过对纸带分析测出了小车的加速度为，力传感器的示数为，则小车的质量为____保留两位有效数字。
12.某实验小组对教材上“测量电池的电动势和内阻”的实验方案进行了探究改进。实验室提供的实验器材有：
A.待测干电池一节；
B.电压表，内阻约为；
C.电流表，内阻约为；
D.滑动变阻器最大阻值为；
E.定值电阻阻值为；
F.定值电阻阻值为；
G.单刀单掷开关；
H.单刀双掷开关，导线若干。
该小组按照图甲所示电路，将单刀双掷开关与“”连通进行实验，通过调节滑动变阻器的阻值使电流表的示数逐渐接近满偏，观察到电压表的示数变化范围很小，为了减少实验误差，请重新设计实验方案，并在虚线方框内画出改进后的完整电路图________部分电路已画出。改进了实验方案后，该小组利用实验室提供的器材，重新按照正确的步骤进行测量得到数据作出图像，如图乙所示。图乙中的图线是将单刀双掷开关与“________”选填“”或“”连通的电路进行实验得到的结果，其中定值电阻选________选填“”或“”。
只考虑电表内阻所引起的误差，电源电动势的真实值为________，电源内阻的真实值为___________。
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
13.如图，在以坐标原点为圆心、半径为的圆形区域内包括边界，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为，磁场方向垂直于平面向里。一带负电的粒子不计重力，从点沿轴正方向以某一速度射入，粒子恰好做匀速直线运动，经时间从圆形区域的边界射出。若仅撤去磁场，相同粒子仍从点以相同的速度沿轴正方向射入，经时间，也从圆形区域的边界射出。
求粒子的比荷；
撤去电场，只改变原磁场区域的大小和位置，相同粒子仍从点沿轴的正方向以原来速度的倍射入磁场并立即偏转，粒子离开现磁场时也恰好离开原圆形磁场区域的边界，求现圆形磁场区域的最小面积。
（选考）14.如图，图中甲为气压升降椅，乙为其核心部件模型简图。活塞横截面积为，气缸内封闭一定质量的理想气体，该气缸导热性能良好，忽略一切摩擦。调节到一定高度，活塞上面有卡塞，活塞只能向下移动，不能向上移动。已知室内温度为，气缸内封闭气体压强为，稳定时气柱长度为，此时活塞与卡塞恰好接触且二者之间无相互作用力，重力加速度为。求：
当室内温度升高时，气缸内封闭气体增加的压强；
若室内温度保持不变，一质量为的同学盘坐在椅面上，稳定后活塞向下移动的距离。
（选考）15.如图，有一面积足够大的景观水池，水的深度为，将一边缘能发出某种单色光的正方形光源，水平放置于水池底部中央位置，正方形光源边长为，该光源发出的单色光在水中的折射率为，光在真空中的传播速度为。不考虑多次反射。求：
从水中直接射出的光线，在水中传播的最长时间；
水面上有单色光射出的面积。
16.如图，在一粗糙水平平台最右端并排静止放置可视为质点的两个小滑块和，质量，，、间有被压缩的轻质弹簧，弹簧储存的弹性势能，弹簧与滑块不拴接。滑块左侧有一系列间距的微型减速带大小可忽略不计，距左侧第一个减速带的距离为。平台右侧有一长木板，静止在水平地面上，木板的质量，长，木板最右端到右侧墙面的距离，木板上表面与左侧平台齐平，与右侧竖直面内固定的半径的光滑半圆形轨道最低点等高，点与圆心等高，点为半圆形轨道的最高点。现解除弹簧约束，弹力作用时间极短，滑块、立即与弹簧分离；滑块通过每个减速带损失的机械能为到达该减速带时机械能的。滑块冲上木板，经过一段时间后木板运动到右侧墙面处立即被粘连。已知滑块与水平平台间的动摩擦因数，滑块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求：
解除弹簧约束，滑块、与弹簧分离瞬间的速度大小；
滑块在平台上向左运动的距离；
在整个运动的过程中，滑块和木板之间产生的热量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.衰变反应中，生成物比反应物稳定，可知 的比结合能小于 的比结合能，故A正确；
B. 衰变方程为，是原子核中的中子转变成一个质子和一个电子后放出来的电子，故B错误；
C.衰变过程中有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该过程会放出能量，故C错误；
D.半衰期是一个统计规律，只对大量放射性原子核才有意义，其只由元素种类决定，与其他因素无关，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】A.水珠重力的瞬时功率，水珠在最高点时，速度是零，则重力的瞬时功率最小，故A错误；
B.该水珠上升过程受重力与空气阻力，两力的合力方向竖直向下，由牛顿第二定律可知，水珠的加速度方向向下，处于失重状态；下落过程水珠受重力与向上的空气阻力，空气阻力小于重力，两力合力方向向下，加速度方向向下，处于失重状态，故B错误；
C.水珠上升过程受重力与空气阻力方向相同，下落过程空气阻力与重力方向相反，由牛顿第二定律可知，上升过程的加速度大于下落过程的加速度，水珠上升过程与下落过程的位移大小相等，可知上升过程所用时间小于下落过程所用时间，故C正确；
D.由题设条件可知，水珠受到空气阻力的大小与速度成正比，上升过程所用时间小于下落过程所用时间，上升过程与下落过程的位移大小相等，则上升过程平均速度大小大于下落过程的平均速度大小，可知水珠上升过程受空气阻力大小大于下落过程受空气阻力大小，由功的计算公式可知，上升过程克服空气阻力做的功大于下落过程克服空气阻力做的功，故D错误。
3.【答案】
【解析】、图像的斜率表示加速度，由图像得，两车加速过程中，甲车的加速度比乙车小，故A错误；
B、图像与坐标轴所围的面积表示位移，由图像得，内甲车的位移为
乙车的位移为
当甲车开始运动时，只有当两车距离为
甲、乙两车在末才能相遇，故B错误；
C、当两车速度相等时，两车距离最小，若，由图像可知，速度相同时，甲的位移为，乙车位移为，甲车位移大于，故甲车会超过乙车，即两车间距最小为，
故C错误；
D、从甲车运动开始计时到末，甲车的位移大于乙车的位移，平均速度是位移与时间的比值，则甲的平均速度大于乙的平均速度，故D正确。
4.【答案】
【解析】A.根据沿着电场线方向电势降低结合等量异种电荷电荷中垂线为等势线可知图中、两点电势，故A错误；
B.根据等量异种点电荷电场线分布特点可知，图中虚线是电场线；处的电场线比处的电场线稀疏，则有 ，故B正确；
C.由于右边电极接高压电源正极，则点电势大于点电势，根据
且电子带负电，则一电子在点的电势能大于其在点的电势能，故C错误；
D.由于点电势大于点电势，将一电子从移动到，电场力做正功，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】A.液体与大气相接触，液体表面层内分子间距较大，分子力表现为引力，即液体表面层中分子间的作用表现为相互吸引，故A项正确；
B.根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，冰箱是靠制冷剂来制冷的，常用的制冷剂氟利昂既容易汽化又容易液化，汽化时吸热，液化时放热，冰箱就是利用氟利昂的这种特性来实现制冷的，故B项错误；
C.水黾能停在水面上并不是由于浮力，而是表面张力，故C项错误；
D.温度越高，分子热运动越距离，所以泡茶时，开水比冷水能快速泡出茶香、茶色，故D项正确；
E.液晶分子的排列会因外界条件的微小变动而发生变化，即液晶的光学性质表现为各向异性，彩色液晶电视正是利用了液晶的这种各向异性的光学性质，故E项正确。
故选ADE。
6.【答案】
【解析】A.设行星表面物体质量为，该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为
其中
解得
A正确
B.设该“类地球”行星的同步卫星运动轨道半径为，则运行速率为B错误
C.设行星的同步卫星质量为，由万有引力提供向心力，可得
该“类地球”行星的同步卫星轨道半径为C错误
D.在该“类地球”行星表面附近做匀速圆周运动的卫星，设其质量为，由万有引力提供向心力，可得
解得D正确。
故选AD。
7.【答案】
【解析】A.取向右为正方向，滑块和滑块组成的系统的初动量为
碰撞后的动量为
则滑块的碰撞过程动量不守恒，故A正确；
B.对滑块，取向右为正方向，则有
负号表示方向水平向左，故B正确；
C.对滑块，取向右为正方向，则有
故C错误；
D.对滑块根据动量定理有
解得
则滑块受到滑块的平均作用力大小为，故D错误。
故选AB。
8.【答案】
【解析】粒子不从边射出，其临界分别是从点和点射出，其临界轨迹如图所示，
当粒子从点飞出时，由几何关系有
若粒子从点飞出时，有几何关系有
粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，有
整理有
所以综上所述，有或
整理有或
故选 AC。
9.【答案】
【解析】根据右手定则可知，列车在进站过程，线框中电流方向为，故A错误；
B.在线框边进入磁场瞬间，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为
感应电流为
根据牛顿第二定律有
解得加速度满足
故B正确；
C.在线框进入磁场的过程中，令线框产生的焦耳热为，根据能量守恒定律有
根据串联电路的特点，线框边消耗的电能为
解得边消耗的电能满足
故C正确；
D.列车从进站到停下来过程，以开始进站速度的方向为正方向，根据动量定理有
感应电流的平均值
其中
解得
故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】A.因两列波波速相等，故两列波能同时到达点，故A错误；
B.由同侧法可知，波源的起振方向都向上，故B正确；
C.根据，的波峰到达时，的波峰已经在 左侧，故C错误；
D.两列波相遇时，两列波峰同时到达点的左侧，叠加后位移达到最大值，所以两列波相遇时，绳上位移可达 的点只有一个，而且此点在点的左侧，故D正确；
E.由于的波长大于的波长，两列波在点叠加时两列波的波峰不可能同时到达点，所以点的位移最大值小于 ，故E正确。
故选BDE 。
11.【答案】


【解析】由题知，打点计时器周期为
实验时需将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力，A正确；
B.实验中拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，B错误；
C.实验时，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，C正确；
D.实验中拉力可以由力传感器测出，则实验时不需要使砂和砂桶的质量远小于车的总质量，D错误；
故选AC。
设传感器拉力为 ，小车加速度为 ，由牛顿第二定律知
代入得
12.【答案】；；；
；。
【解析】观察到电压表的示数变化范围很小，说明电源内阻较小，可在干路上串联一个定值电阻进行分压，使得电压表示数变化明显一些，实验电路图如图所示：
；
当开关接“”时，实验误差来源于电压表的分流，电路实际总电流为，可知纵轴截距比实际位置低，横轴截距与实际位置重合，
当开关接“”时，实验误差来源于电流表的分压，则电路实际外电压为，可知纵轴截距与实际位置重合，横轴截距比实际位置偏左，
故图乙中的图线Ⅱ是将单刀双掷开关与”连通的电路进行实验得到的结果，
由图线Ⅱ的斜率可得，可知定值电阻选；
由分析可知，图线Ⅱ的横轴截距为准确点，图线的纵轴截距为准确点，联立两点的图线为准确图线，如图所示：
；
根据闭合电路欧姆定律可得，可得：，
由图像的纵轴截距，可得电动势的真实值为，
图像的斜率绝对值为，
可得电源内阻的真实值为：。
13.【解析】设粒子的质量为 ，电荷量为 ，初速度为 ，电场强度为 ；根据左手定则可知粒子受到的洛伦兹力沿 轴正方向，则电场强度的方向沿 轴正方向，粒子受力平衡，则有
粒子做匀速直线运动，则有
仅有电场时，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，在 方向的位移为
在 方向的位移为
由牛顿第二定律可得
因射出位置在圆形区域边界上，由几何关系可得
联立解得粒子的比荷为
仅有磁场时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为 ，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
根据题意，粒子在磁场区域中的轨道恰好是半径 等于 的圆上的 圆周，这段圆弧应与入射方向的速度 轴正方向、出射方向的速度 轴正方向分别相切与 、 两点。与 、 轴均相距 的 点就是圆弧 的圆心。 点和 点应在所求圆形磁场区域的边界上，在通过 、 两点的不同的圆中，最小的一个是以 连线为直径的圆周。如图所示
则圆形磁场区域的最小半径为
直径
圆的面积
联立解得

14. 【解析】】当室内温度升高时，气缸内封闭气体发生等容变化
由查理定律有
由于
解得
若室内温度保持不变，气缸内封闭气体发生等温变化，由玻意耳定律有
则初态有
末态有
设活塞下降距离为，有
解得
15. 【解析】】根据折射率与光速的关系有
恰好发生全反射的光传播路程最大，水中传播时间最长，则有
，

解得
结合上述可知，正方形光源边缘上的一个点光源在水面发光区域是一个圆面，其半径为
上述圆面的圆心在正方形光源的边缘的正上方，将该圆面沿正方形边缘旋转一周，圆面扫过的面积即为发光区域，则有
解得
16.【解析】解除弹簧约束瞬间，设的速度为 ，的速度为 ，滑块和的动量守恒，故
弹簧和、组成的系统能量守恒
解得
，
滑块将在水平面做减速运动，运动到第一个减速带前
通过第一个减速带后动能为
经过相邻两个减速带克服摩擦做的功为
所以，滑块不能到达第二个减速带，设滑块继续滑行的距离为 ，则
滑块向左滑行的总距离为
滑上后，减速，加速，对
对
假设、共速时，没有到达右墙面，设共速的速度为 ，则
由上式解得木板的位移为

B、相对滑动时，、间产生的热量为
因为 ，共速后、将一起匀减速，到达墙壁的速度为 ，对、整体
木板与墙壁碰后立即粘连并静止，将继续匀减速到点并进入光滑半圆轨道
得
所以进入半圆轨道后不会脱离半圆轨道，减速到将返回点并再次滑上
解得
最后静止在上，与墙壁粘连后到最终静止，、间产生的热量为
整个过程中、间的热量为
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