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高 三 4 月 物 理
（考试时间：75分钟 满分：100分）
选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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。
2025年开年之际，国际上唯一的我国超导托卡马克大科学装置集群正在加快推动聚变能源的开发
和应用，其中一种核聚变反应方程式为。已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为相当于。则氘完全参与聚变释放出能量的量级为（　　）
A． B． C． D．
2. 某同学参加学校冬季运动会折返跑练习，某一次折返跑过程的图像可能是（　　）
A．B．C． D．
3. 跳台滑雪是利用跳台进行的一种跳跃滑雪比赛，是冬奥会正式比赛项目之一。如图是简化后的跳台
滑雪的雪道示意图，运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道（足够
长）上的D点，E是运动轨迹上的一点，在该点运动员的速度方向与CD平行。设运动员从C到E与
从E到D的运动时间分别为t1、t2，EF垂直于CD，不计空气阻力，则关于运动员离开C点后的飞行过
程，下列说法正确的是（　　）
A．t1=t2，且CF＞FD
B．在空中飞行时间与运动员离开C点的速度成正比
C．CD的长度与运动员离开C点的速度成正比
D．若运动员离开C点的速度大小改变，则其落在CD上的速度方向与CD的夹角也改变
4. 如图，一个半径为的玻璃球，点为球心。球面内侧单色点光源发出的一束光从A点射出，出
射光线与球直径平行，相距。则玻璃对此单色光的折射率为（　　）
A． B．
C． D．
5. 如图所示，将半径为R的半圆柱体A放置于粗糙水平面上，另一半径也为R的球B置于半圆柱上，
下端用挡板MN托住，其中挡板MN的延长线过A横截面的圆心，且与水平面夹角为，以O点为轴
逆时针转动挡板MN，从0°缓缓增大到60°的过程中，A始终未动。已知B的质量为m，不计A、B之
间的摩擦力，重力加速度g取，则（　　）
A．时，半圆柱体A对球B的支持力大小为
B．时，挡板MN对球B的支持力大小为
C．半圆柱体A对地面的摩擦力一直增大
D．半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小
6. 2025年国庆、中秋双节期间，南京金牛湖景区近千架无人机表演，构造了高中巨幅“蝶恋花”，如图。在某段时间内，“茉莉花”静止，而“蝴蝶”正在匀速向下运动在该段时间内（ ）
A．组成“蝴蝶”的无人机受到的合外力向上
B．组成“蝴蝶”的无人机的机械能减少
C．组成“茉莉花”的无人机对空气做负功
D．组成“茉莉花”的无人机消耗的电能全部转化为光能和空气的动能
7. 如图所示，某直流电源经交直转换后输出交流电，经理想变压器升压后，当点火针和金属板间的电压峰值达到10kV，就会引发电火花。已知原副线圈的匝数分别为、，D为理想二极管（正向导通时电阻为零，反向截止时电阻无限大），则下列说法正确的是（ ）
A．引发电火花的频率为100Hz
B．
C．引发电火花的频率为100Hz
D．
8. 2025年9月3日，在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年的阅兵式上，空中无人作战方队通过天安门广场，接受祖国和人民检阅。霍尔元件已广泛应用于无人机的各个部分，如图所示，一块宽为a、长为c、高为h的霍尔元件，元件内的导电粒子是自由电子，通入方向向右的恒定电流时，元件处在垂直于上表面向下的匀强磁场中，稳定后元件的前、后表面的电压为U，则（　　）
A．电势前表面比后表面高 B．电势前表面比后表面低
C．U与a成反比 D．U与h成正比
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得满分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。
9. 如图1所示是一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播时时刻的波形图，P、Q（Q未标出）是介质中两个质点，P是平衡位置位于处的质点，质点Q的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．这列简谐波在介质中的传播速度是 B．在时质点P沿y轴正方向运动
C．质点P做简谐运动的位移随时间变化的关系是
D．P、Q两质点的平衡位置间的距离可能是半个波长
10. 如图所示，两个四分之一圆弧体A、B静止在光滑的水平面上。A、B的圆弧面光滑，半径分别为和，底端切线均沿水平面且靠在一起。将一可视为质点的小物块C从A的圆弧面的顶端静止释放，A、C的质量分别为和，则以下说法正确的是（　　）
A．整个过程ABC组成的系统动量守恒
B．C刚滑到A底端时，C距B的圆弧面底端的水平距离为
C．C刚滑到A底端时，C的速度为
D．若C滑到A底端后，恰好能滑上B的圆弧面顶端，则B的质量为
三、非选择题：本题共5小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11.（8分）某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。绕过定滑轮的轻质细线的两端分别
悬挂质量均为m的重物A、B且处于静止状态，A与纸带连接，纸带通过固定的打点计时器（电源频率
为50Hz），在B的下端再挂质量为m0的重物C。由静止释放重物C，利用打点计时器打出的纸带可研究
系统（由重物A、B、C组成）的机械能守恒，重力加速度大小为g，回答下列问题：
（1）关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A．无须测量重物C的质量m0就可以验证机械能守恒定律
B．实验时，应先接通打点计时器电源再释放纸带
C．增大重物C的质量可使重物A、B、C的加速度接近g，但不可能超过g
（2）此实验存在系统误差，由于摩擦和空气阻力的影响，系统的总动能的增加量略 总重力势能（填“小于”或“大于”）；适当 重物A、B、C的质量，可减小本实验的相对误差。（填“增大”或“减少”）
（3）对选取的纸带，若第1个点对应的速度为0，重物A上升的高度为h，通过计算得到三个重物的速度大小为v，然后描绘出v2-h（h为横坐标）关系图像，若系统机械能守恒成立，且，则倾斜直线的斜率k＝ 。
12.（8分）我国光伏发电技术领跑全球。光伏发电是利用半导体界面的光电效应将光能直接转变为电能的一种技术，其核心部件是太阳能电池板。小孙同学为了探究太阳能电池板正常工作时的路端电压和电流的关系，设计了如图甲所示的电路，图中电源为太阳能电池板，定值电阻，电压表、电流表视为理想电表。
（1）图甲电路中定值电阻的作用是 。
（2）小孙同学在光照一定的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器，测得多组电压、电流值，并描绘出太阳能电池板的图像，如图乙中曲线所示。由图可知：
①当输出电流时，与成线性关系，该太阳能电池板的电动势 （结果保留两位小数），此时太阳能电池板的内阻为 （结果保留两位有效数字）。
②当输出电流时，随着电流增大，太阳能电池板的内阻 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）小孙同学换用强度较小的光源照射太阳能电池板，并重复实验，测得光照较小时该太阳能电池板的图像如图乙中曲线所示。他发现当滑动变阻器调到某一阻值时，电压表示数恰好为，由图线可知，此时滑动变阻器的电功率为 W。（结果保留两位小数）
13.（10分）如图所示，轨道ABCD固定在竖直面内，由粗糙倾斜直轨道AB段和光滑圆弧轨道BCD组成，直轨道与平面夹角θ＝60°，圆弧轨道半径为R，与直轨道平滑连接，相切于B点，C点为轨道最低点，D点与圆心O等高。一质量为m的小物块从直轨道某位置由静止释放，恰能到达D点。空气阻力忽略不计，小物块视为质点，重力加速度为g。求：
(1)小球第一次运动到B时的速度vB的大小；
(2)小物块经过C点时对轨道压力的最大值Fmax与最小值Fmin。
14.（14分）一轻质弹簧两端连着物体和，放在光滑的水平面上，物体被水平速度为、质量为的子弹击中，子弹嵌在其中(作用时间极短)，已知物体的质量是物体的质量的，子弹的质量是物体的质量的。求：
(1)子弹与物块相对静止时，物块的速度大小；
(2)子弹射入木块过程中系统损失的动能；
(3)弹簧的最大弹性势能。
15.（18分）如图所示，质量为，边长为，阻值为且均匀分布的正方形金属框，位于光滑的水平
面上。金属框的边与磁场左边界平行，运动方向与磁场左边界垂直。图甲和图乙中的磁场为匀强磁
场，大小为，方向垂直水平面向下。图丙中沿正方向存在按均匀增大的稳恒磁场（是
单位为的已知常量，为坐标值）。
(1)如图甲，给金属框一初速度，则金属框刚进磁场时，求边所受的安培力的大小；
(2)如图乙，给金属框一变力，使金属框从图示位置由静止开始做匀加速直线运动。在进入磁场的过程中，力随时间的变化率为定值。求金属框的加速度大小；
(3)如图丙，给金属框一初速度，使金属框从图示位置开始向右运动，求停止运动时边的坐标值。
高三物理参考答案
选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 【答案】B。氘的物质的量，氘的个数，根据核聚变反应方程，1个氘核参与反应的质量亏损
则1个氘核参与反应释放的能量，氘完全参与聚变释放出能量。故选B。
2. 【答案】B。图像中速度的正负表示方向，若开始速度为正，则返回时速度应为负，故AD错误； 图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，往返位移大小相等，所以对应面积应相等，则C错误，B正确。故选B。
3. 【答案】B。以C点为原点，以CD为x轴，以垂直CD向上为y轴，建立坐标系如下图。对运动员的运动进行分解，y轴方向做类竖直上抛运动，x轴方向做匀加速直线运动。当运动员速度方向与CD平行时，在y轴方向上到达最高点，根据竖直上抛运动的对称性，可知t1=t2。而x轴方向运动员做匀加速运动，因t1=t2，故CF则运动员的运动时间
落在斜面上的距离
则，s与v不成正比，B正确，C错误；
D．设运动员落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为β，斜面的倾角为α。则有，，则，α一定，则β一定，则运动员落在斜面上的速度方向与从C点飞出时的速度大小无关，D错误。故选B。
4. 【答案】B。设光线SA对应的折射角为α，SA与SC的夹角为θ，如图所示
根据几何关系有，，解得，
根据折射定律有，故选B。
5. 【答案】D。B受到MN给的弹力、A给的弹力和自身重力mg而平衡，受力分析如图
几何关系可知，解得
将B受到的力构成矢量三角形（上图红色三角形），几何关系可知
由正弦定律有
当时，解得，故AB错误；
由牛顿第三定律可知，B给A的弹力与等大，结合以上分析可得
由平衡条件可知，地面对A的摩擦力大小
由牛顿第三定律可知，A对地面的摩擦力大小
由数学关系可得
可知从0°缓缓增大到60°的过程中，半圆柱体A对地面的摩擦力先增大后减小，故C错误，D正确。故选D。
6.【答案】B。“蝴蝶”正在匀速向下运动，所以受到的合外力为零，故 A 错误；“蝴蝶”正在匀速向下运动，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故 B 正确；组成“茉莉花”的无人机使空气流动，对空气做正功，故 C 错误；组成“茉莉花”的无人机消耗的电能转化为内能、光能和空气的动能，故 D 错误。故选B。
7. 【答案】B。理想二极管单向导电，引发电火花的频率与交流电的频率相同，即，故AC错误；BD．由于引发电火花时的电压峰值为瞬时值，需满足，解得，故B正确，D错误。故选B。
8. 【答案】A。AB．电流方向向右，说明自由电子的定向移动方向向左，由左手定则可知电子向后表面偏转，即后表面电势低，故霍尔元件前表面的电势比后表面的高，故A正确，B错误；CD．当自由电子受力平衡时，洛伦兹力等于电场力，即因为电流的微观公式，联立解得，所以U与h成反比，故CD错误。故选A。
选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项
符合题目要求。全部选对得满分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。
9. 【答案】ABC。由图1可知波长，由图2可知周期，则波速为，A正确；由于波在介质中匀速传播，则从到波传播的距离
又因为波沿轴负方向传播，且P是平衡位置位于，则
处的质点在时的振动情况与P点在时的振动情况相同。根据同侧法分析时处的质点振动情况可知，此时质点沿y轴正方向运动，B正确；由图1可知振幅，由图2可知周期则。由图1可知波峰位于处，平衡位置位于处，P是平衡位置位于，则P点横坐标为波峰与平衡位置的中点处，所以P点的纵坐标为，根据同侧法分析可知，P点此时在向y轴负方向运动。设P点的振动方程为。当时，，则质点P做简谐运动的位移随时间变化的关系是，质点P振动图像如下图，C正确；
由C选项可知P点的振动方程为，由图2的图像可知，Q点的振动方程为，因为波沿x轴负方向传播，若Q在P的左侧，则P、Q两点间的相位差，若Q在P的右侧，则Q、P两点间的相位差
则P、Q两质点的平衡位置间的距离，D错误。故选ABC。
10. 【答案】CD。整个过程ABC组成的系统在水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，A错误；B．设C刚滑到A底端时，A、C的水平位移的大小分别为、，根据“人船模型”有，依题意有，可得C刚滑下A时到B的圆弧面底端的距离为，故B错误；C刚滑到A底端时，水平方向由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有，联立解得，，故C正确；
D．C滑上B的过程，水平方向由动量守恒定律有，机械能守恒定律有，联立解得，故D正确。故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11.（8分）（1）BC （2）小于 增大 （3）（每空2分）
解析：（1）根据题意可知，本实验系统减少的重力势能为
系统增加的动能为，需要验证机械能守恒的表达式为
可知验证机械能守恒需要测量重物C的质量m0，故A错误；
为了充分利用纸带，实验时，应先接通打点计时器电源再释放纸带，故B正确；
以B、C为对象，根据牛顿第二定律可得
以A为对象，根据牛顿第二定律可得，联立可得加速度大小为
可知增大重物C的质量可使重物A、B、C的加速度接近g，但不可能超过g，故C正确。故选BC。
（2）此实验由于摩擦和空气阻力的影响，减少的重力势能有一部分转化为内阻，使得系统的总动能的增加量略小于总重力势能；适当增大物A、B、C的质量，可减小摩擦和空气阻力的影响，减小本实验的相对误差。
（3）根据系统机械能守恒可得，整理可得
可知若系统机械能守恒成立，则倾斜直线的斜率为
12.（8分）（1）保护电路（1分） （2）2.91 4.0 增大（1分） （3）0.05
解析：（1）定值电阻是为了保护电路，避免电流过大而烧坏电路。
（2）[1]太阳能电池板的图像，纵轴截距为电动势，即
[2]图线斜率的绝对值表示内阻，取两点（0，2.91V）、（150mA，2.31V）,可得内阻
[3]当输出电流时，随着电流增大，电压下降得越来越快，图线斜率的绝对值越来越大，即内阻增大。
（3）由图可知，，,则
滑动变阻器的电功率
13.（10分）(1)（4分）　(2)3mg　2mg（6分）
解析：(1)小物块第一次从B到D，根据动能定理可得－mgRcos θ＝0－mvB2
解得vB＝。（4分）
(2)由题意可知小物块第一次通过C点时对轨道压力最大，从C到D的过程，
根据动能定理可得－mgR＝0－mvC2
在C点，根据牛顿第二定律可得Fmax′－mg＝
解得Fmax′＝3mg
由牛顿第三定律可知，小物块对轨道压力的最大值Fmax＝Fmax′＝3mg（3分）
小物块最终在B点所在水平面的下方圆弧上做往复运动，此过程C点对轨道的压力最小，由B到C，根据动能定理可得mgR(1－cos θ)＝mv12
在C点，根据牛顿第二定律可得Fmin′－mg＝
联立解得Fmin′＝2mg
根据牛顿第三定律可得小物块对轨道压力的最小值Fmin＝Fmin′＝2mg。（6分）
14.（14分）(1)（4分） (2) （4分）(3) （6分）
解析：(1)设子弹、A和B的质量分别为m、3m和4m，
则子弹射入A时由动量守恒，
解得：（4分）
(2)子弹射入木块过程中系统损失的动能：（4分）
(3)当子弹和A与B共速时弹簧弹性势能最大，则：
弹簧的最大弹性势能：（6分）
15.（18分）（1） （6分） （2） （6分） （3） （6分）
解析：（1）给金属框一初速度，感应电动势大小为
感应电流大小为，根据安培力的计算公式可得，联立解得（6分）
（2）在进入磁场的过程中，根据牛顿第二定律可得
即，由于则，解得（6分）
（3）当金属框的速度为时，金属框中感应电动势的大小为
金属框所受安培力大小为
取初速度方向为正方向，根据动量定理可得，则有，解得（6分）

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