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合肥市第八中学2025届高三下学期最后一卷物理试卷
一、单选题
1．1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射性现象，推开了原子世界的大门。关于原子物理，下列说法正确的是( )
A.衰变释放出电子，说明原子核内有电子
B.原子核的比结合能越大，原子核越稳定
C.某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个
D.科学家寻找＂119号＂元素的方程为，其中
2．汪老师通过一根轻绳拉动质量为m的物块沿倾角为的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行，简化模型如图。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取。若轻绳能承受的最大张力为500N，则m的最大值为( )
A.50kg B. C.75kg D.
3．热力学循环过程是通过状态的周期性变化来实现能量的定向转换或调控，广泛应用于能源、制冷、动力工程等领域。如图所示是一定质量的理想气体经历某循环过程的图像，其中ae连接线、bc连接线的延长线均过坐标原点，ab、de与横轴平行。关于该循环过程，下列说法中正确的是( )
A.气体在状态a和b时体积相等
B.气体在状态a时体积最大
C.过程中气体从外界吸热
D.过程中气体对外界做功
4．2025年2月28日，安徽师范大学研究团队在国际顶级期刊《自然 天文学》发表成果，他们首次发现中等质量黑洞吞噬恒星发出的X射线准周期振荡信号。黑洞在吞噬恒星的过程中，可将其视为双星系统，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，黑洞的质量为M，恒星的质量为m，，如图所示。假设在刚开始吞噬的较短时间内，黑洞质量增大，恒星和黑洞的距离不变，则在这段时间内，下列说法正确的是( )
A.恒星的线速度不变 B.黑洞的角速度变大
C.两者之间的万有引力变小 D.黑洞的线速度变大
5．如图甲所示，是一只蜜蜂掉入水中本能振翅导致水面出现水波干涉的情景。图乙是时刻水波形成的干涉图样示意图。其中实线表示波峰，虚线表示波谷。其中M、P、Q三点始终在两波源连线的中垂线上且满足。若波源的振动周期是0.02s，波长为0.04m，则下列说法正确的是( )
A.水波的传播速度为
B.在两列波传播的过程中，N处质点的振动始终减弱
C.时，S处质点会随水波传到N处
D.时，P处质点位于平衡位置
6．如图所示，纸面内存在一水平方向的匀强电场，场强大小为E，空间中有一竖直放置的圆，半径为R。AB、AC是两光滑的绝缘直杆，AB与圆的一条直径重合。现将两完全相同的带正电小球P和Q分别从B、C两点同时由静止释放，P和Q同时到达A点。已知，小球质量为m，电荷量为q，可视为质点，若不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.电场方向水平向右
B.电场强度
C.A点是圆上电势最低的点
D.P和Q由静止运动到A的过程中，电场力对P做的功小于电场力对Q做的功
7．如图所示为理想变压器，已知市，市。电阻，，理想交流电源的输入电压。开关闭合断开时的电功率和开关闭合断开时的电功率相等。则线圈的匝数可能为( )
A.500 B.250 C.200 D.50
8．如图所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段是半径的圆弧，B在圆心O的正下方，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。球2、球3分别放在BC轨道上，质量的球1从A点由静止释放，球1进入水平轨道后与球2发生弹性正碰，球2再与球3发生弹性正碰，。下列说法正确的是( )
A.球1到达B点时对轨道的压力大小为40N
B.若球2的质量，球1与球2碰撞后球2的速度大小为
C.若球3的质量，为使球3获得最大的动能，球2的质量
D.若球2和球3的质量可以取任意值，球3的最大速度为
二、多选题
9．如图所示，竖直放置一劲度系数为k的轻弹簧，其上端叠放两个处于静止状态，质量均为m的物体A、B（不粘连），B与弹簧栓接。某时刻对物体A施加一竖直向上的恒力，已知弹簧弹性势能表达式为（x为弹簧形变量），重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A.B上升的过程中，A、B、弹簧组成的系统机械能守恒
B.施加F瞬间，物体A、B间的弹力为
C.施加F后，物体A、B会在弹簧处于原长时恰好分离
D.施加F后，物体A的最大速度为
10．如图所示，空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，两根足够长的光滑金属轨道间距为d，电阻不计。轨道最左侧接入由电动势为E的直流电源、电容为C的电容器、单刀双掷开关S构成的电路。质量为m、电阻为R的金属棒a垂直放置于轨道左侧某处，质量为3m的绝缘棒b垂直放置于轨道上。现将S接1，待电容器充电完毕后将S接2。a运动达到稳定状态后，再与b发生弹性碰撞。a、b均始终与轨道接触良好。下列说法正确的是( )
A.S接通1稳定时，电容器的电量
B.S接通2瞬间，金属棒a的加速度为
C.a、b碰前瞬间，a的速度为
D.a、b碰后瞬间，a的速度方向向左
三、实验题
11．下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。
（1）某同学做＂探究两个互成角度的力的合成规律＂的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。根据实验数据在白纸上作图（如图乙），图乙中四个力，其中力________不是由弹簧测力计直接测得的。
（2）实验小组的同学们利用单摆、手机、直尺、游标卡尺测量当地的重力加速度。
①小组利用手机秒表测量时间，具体做法是：把小球适当拉开一个角度，从静止释放，当小球第1次经过最低点开始计时，第61次经过最低点时结束计时，此时秒表读数为60秒。
②测得小球直径，绳长，则重力加速度的测量值________（取3.14，计算结果保留3位有效数字）。
（3）用如图丁所示的装置，来完成＂验证动量守恒定律＂的实验。
①图中O点是小球抛出点在水平地面上的竖直投影，实验时先让入射小球多次从斜槽上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出平抛射程OP。然后，把半径相同的被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球发生正碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的物理量有________。（选填选项前的字母）
A.入射小球和被碰小球的质量
B.入射小球开始的释放高度h
C.小球抛出点距地面的高度H
D.两球相碰后的平抛射程OM、ON
②在实验误差允许范围内，若满足关系式________（用①中所测物理量表示），则可以认为两球碰撞前后动量守恒。
12．如图甲所示为交警使用的某种酒精检测仪，其核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学利用该酒精气体传感器及以下器材设计了一款简易酒精检测仪。
A.干电池
B.电压表V（量程）
C.电阻箱（最大阻值）
D.电阻箱（最大阻值）
E.开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，则应将电阻箱的阻值调为________；
（2）该同学将酒精气体浓度为零的位置标注在原电压表表盘上0.3V处，则应将电阻箱的阻值调为________；
（3）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比________（选填＂偏大＂、＂偏小＂或＂不变＂）。
四、计算题
13．转角菱方氮化硼光学晶体，是世界上已知最薄的光学晶体，仅有微米量级厚度，能效相较于传统晶体提升了100至1万倍。如图为氮化硼光学晶体的截面图，其截面长为L。一束单色光斜射到上表面A点，当入射角时反射光线和折射光线恰好垂直，折射光线经长方体侧面反射后射到下表面，光在真空中的传播速度为c。
（1）求透明材料的折射率n；
（2）若改变光线在A点的入射角，求光从上端面传播至下端面的最长时间t。
14．一质量的足够长木板置于水平地面上，时，木板在水平恒力F的作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一质量为m的小木块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知到的时间内，木板速度v随时间t变化的图像如图所示，时，小木块与木板恰好共速。已知木板与地面间的动摩擦因数为，g取，求：
（1）拉力F的大小；
（2）长木板的最小长度L；
（3）若时撤去拉力F，长木板的总位移x。
15．磁谱仪的基本工作原理是利用磁场使带电粒子发生偏转。xOy平面（纸面）的第一象限内有边界足够长且平行y轴的区域I和II，在的区域I存在的匀强磁场，在区域II存在磁感应强度大小为的磁场，方向均垂直纸面向里，如图所示。一个氕核和一个氘核先后从(0,0)处以相同的初动能沿纸面进入磁场区域I，速度方向均与y轴夹角为。已知氕核恰好不进入区域II，氕核的质量为m、电荷量为q。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。
（1）求氕核的动能；
（2）若，求氘核在区域II中运动时离y轴的最远距离x；
（3）若，现仅改变氘核的入射速度大小（动能与氕核可不相同），求使氘核经过的边界线的最小入射速度v。
参考答案
1．答案：B
解析：A.衰变的本质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，原子核内没有电子，A错误
B.原子核的比结合能越大，说明结合过程中每个核子平均能量损失越大，原子核越稳定，B正确
C.半衰期是统计学的概念，对大量的粒子才有意义。故C错误
D.根据质量数守恒可知，，D错误
2．答案：A
解析：
，代入数据解得：，故A选项符合题意
3．答案：C
解析：AB.根据理想气体状态方程变形得可知斜率即状态b、c体积相等且为最大，a、e状态体积相等且最小，故AB错误；
C.a到b过程中，体积增大，气体对外做功，温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律，有可知气体从外界吸热，故C正确；
D.过程中气体体积减小，外界对气体做功，故D错误。
故选C。
4．答案：C
解析：C.假设黑洞和恒星的质量分别为M、m，环绕半径分别为R、r，且，两者之间的距离为L，则根据万有引力定律和恒星和黑洞的距离不变，随着黑洞吞噬恒星，M、m积变小，它们的万有引力变小，故C正确；
B.双星系统属于同轴转动的模型，角速度相等，根据万有引力提供向心力其中解得恒星的角速度双星的质量之和不变，则角速度不变，故B错误；
AD.根据得因为M增大，m减小，所以R减小，r增大，由,可得变大，变小，故A错误，D错误。
故选C。
5．答案：B
解析：A.，故A错误；
B.N点为波峰与波谷叠加，质点的振动始终减弱的，故B正确；
C.质点不会随着波迁移而迁移，故C错误；
D.M点是波峰和波峰叠加，Q点是波谷和波谷叠加，此时平衡位置位于MP之间，故D错误故选B。
6．答案：B
解析：A.等效重力方向沿AB方向，故电场方向水平向左，大小为，A错误，B正确
C.如图，
D点是圆上电势最低的点，C错误
D.P和Q由静止运动到A的过程中，电场力对P做的功大于电场力对Q做的功
7．答案：A
解析：把定值电阻和理想交流电源可等效为一个内阻为的电源。和可分别与变压器等效为定值电阻。有两种情况下和消耗的功率相等。
一种是和等效电阻相等，有可求得匝
第二种情况是和等效电阻的乘积等于等效内阻的平方，有可求得市故选A。
8．答案：C
解析：A.对球1从A到B应用动能定理：，在B点对球1应用牛顿第二定律：联立解得：，由牛顿第三定律，A错误；
B.球1、球2的碰撞，根据动量守恒定律有：由机械能守恒得：解得：。B错误
C.同理，球2、3碰撞后：，则代入数据：当时最大，
C正确
D.若球2和球3的质量可以取任意值，球3的最大速度为，D错误
9．答案：BD
解析：A.B上升的过程中，A、B、弹簧组成的系统机械能增加，A错误；
B.施加F瞬间，对AB受力分析，，故
隔离A，，得，B正确；
C.AB恰好分离时的条件，AB间无弹力，且加速度相等。弹簧若处于原长，，C错误；
D.当施加恒力F后，AB上升阶段做简谐运动，当AB上升到最高点时，AB加速度为，此时AB恰好接触且无弹力作用，因此当施加恒力F后，当A达到最大速度时，AB在平衡位置，根据简谐运动的能量转化得，D正确
10．答案：ACD
解析：AB.开关S接1，电容器充电。电容器上的电压，电容器的电量开关S接2，电容器通过金属棒a放电，此时电流为由安培力公式由牛顿第二定律解得
C.当a棒产生的感应电动势等于电容器两端的电压时，a棒做匀速运动。即
根据法拉第电磁感应定律电容器两端的电压
设在时间内，a棒的速度变化为，而根据动量定理
对上式两边求和解得
D.a棒与b棒发生弹性碰撞，由动量和机械能守恒得，，故碰后瞬间a速度方向向左，D正确
11．答案：（1）F
（2）9.76
（3）AD；
解析：（1）由图乙可知，力F是通过做平行四边形得到的合力理论值，所以力F不是由弹簧测力计直接测得的；
（2）小球第1次经过最低点开始计时，第61次经过最低点时结束计时，是30个全振动，因此单摆的振动周期为，摆长为由单摆周期公式得
（3）①碰撞过程，系统动量守恒，可得依题意，两球碰撞前后的速度，均可由平拖运动规律得出又联立，解得由此可知，实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量，和两球相碰后的平抛射程OM、ON。故选AD。
②根据上面分析可知，在实验误差允许范围内，若满足关系式则可以认为两球碰撞前后动量守恒。
12．答案：（1）240.0
（2）49.2
（3）偏大
解析：（1）电压表V与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，则有解得
（2）由电表改装可知改装后的电压表内阻为
由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该酒精气体传感器电阻
并联电阻为解得电压表读数为0.3V，则并联电压为
由串联分压原理可知解得
（3）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若在0.3V处酒精浓度为0，则酒精气体传感器与改装后的电压表所并联的电阻也增大，酒精气体传感器的电阻也增大，而酒精气体传感器的电阻小于真实的电阻，即所测的酒精气体浓度比真实值偏大。
13．答案：（1）
（2）
解析：（1）单色光在透明材料上表面的入射角为，反射角也为，反射光线和折射光线恰好垂直，则折射角为根据折射定律
（2）折射光线在介质中的速度为
若改变A点的入射角，使A点折射角为C，，此时，，此时在侧面发生全反射。
为光线在侧边能取到的最小入射角，故最长时间为
14．答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）内，对M分析：
（2）由图像分析可知，小木块在时滑上木板，4s时共速，因此：，得
对M：解得
共速后：，故M、m保持相对静止，因此长木板间的最小长度
（3）由图像可知，在时撤去拉力F后，MN保持相对静止，
4s至停止
长木板的总位移
15．答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）假设氕核初速度大小为，氕核恰好不进入区域II，因此在y轴上的动量变化为，得
（2）由于氕核和氘核初动能相同，因此氘核的初动量为氕核的倍，当氘核在区域II中运动时离y轴的最远时，速度与y轴平行，故：，得
因此
（3）
结合图可知：
，得

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