2025年高三物理上學(xué)期“物理大數(shù)據(jù)”中的物理知識(shí)考查卷_第1頁
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2025年高三物理上學(xué)期“物理大數(shù)據(jù)”中的物理知識(shí)考查卷一、單項(xiàng)選擇題(共6小題,每小題4分,共24分)1.自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)用某大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)監(jiān)測(cè)到高空墜物事件中,物體從靜止開始下落,經(jīng)過3秒落地。已知重力加速度g=9.8m/s2,忽略空氣阻力,下列說法正確的是()A.物體下落的高度為29.4mB.物體落地時(shí)的速度大小為29.4m/sC.物體在第2秒內(nèi)的位移大于第3秒內(nèi)的位移D.若下落過程中存在空氣阻力,物體的加速度將大于重力加速度解析:自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為0、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)位移公式h=gt2/2,可得下落高度h=9.8×32/2=44.1m,A錯(cuò)誤;落地速度v=gt=29.4m/s,B正確;第2秒內(nèi)位移Δh?=h?-h?=(9.8×4/2)-(9.8×1/2)=14.7m,第3秒內(nèi)位移Δh?=h?-h?=44.1-19.6=24.5m,C錯(cuò)誤;空氣阻力會(huì)產(chǎn)生向上的加速度,導(dǎo)致合加速度小于g,D錯(cuò)誤。2.天體運(yùn)動(dòng)與大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)北斗系統(tǒng)第五十四顆導(dǎo)航衛(wèi)星(地球同步軌道衛(wèi)星)的軌道參數(shù)通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。下列關(guān)于該衛(wèi)星的說法正確的是()A.運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同B.軌道半徑與地球半徑相等C.向心加速度與地面重力加速度大小相等D.運(yùn)行速度大于第一宇宙速度解析:同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期(24小時(shí)),A正確;其軌道半徑約為地球半徑的6.6倍,B錯(cuò)誤;由萬有引力公式GMm/r2=ma,地面重力加速度g=GM/R2,衛(wèi)星加速度a=GM/r2<g,C錯(cuò)誤;第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度,同步衛(wèi)星軌道半徑更大,運(yùn)行速度更小,D錯(cuò)誤。3.分子動(dòng)理論與熱學(xué)大數(shù)據(jù)某物質(zhì)的溫度隨時(shí)間變化的大數(shù)據(jù)曲線顯示,該物質(zhì)在加熱過程中經(jīng)歷了固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)的轉(zhuǎn)變。下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A.固態(tài)時(shí)分子平均動(dòng)能為零B.液態(tài)時(shí)分子間作用力消失C.氣態(tài)時(shí)分子熱運(yùn)動(dòng)最劇烈D.溫度升高時(shí)分子體積增大解析:分子在任何溫度下都在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),平均動(dòng)能不可能為零,A錯(cuò)誤;液態(tài)分子間仍存在引力和斥力,B錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,氣態(tài)時(shí)溫度最高,分子熱運(yùn)動(dòng)最劇烈,C正確;溫度升高時(shí)分子間距增大,但分子體積不變,D錯(cuò)誤。4.電磁感應(yīng)中的數(shù)據(jù)采集某大數(shù)據(jù)裝置通過線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流來監(jiān)測(cè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。已知線圈匝數(shù)n=100,面積S=0.01m2,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω=10rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說法正確的是()A.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為5VB.線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)感應(yīng)電流最大C.轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為10VD.若轉(zhuǎn)速加倍,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值不變解析:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值E?=nBSω=100×0.5×0.01×10=5V,A正確;線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)磁通量最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,B錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)動(dòng)一周磁通量變化量為零,平均電動(dòng)勢(shì)為零,C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)速加倍即ω加倍,電動(dòng)勢(shì)最大值加倍,有效值也加倍,D錯(cuò)誤。5.力學(xué)動(dòng)態(tài)平衡大數(shù)據(jù)分析如圖所示,傾角為30°的傳送帶上放置一質(zhì)量m=2kg的物塊,通過大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)到物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=√3/3。當(dāng)傳送帶以v=2m/s的速度勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí),物塊所受摩擦力大小為()A.5NB.10NC.15ND.20N解析:物塊重力沿斜面分力G?=mgsin30°=10N,垂直斜面分力G?=mgcos30°=10√3N。最大靜摩擦力f?=μG?=10N,由于物塊勻速運(yùn)動(dòng),摩擦力f=G?=10N,方向沿斜面向上,B正確。6.光電效應(yīng)與近代物理某大數(shù)據(jù)中心采用光電傳感器監(jiān)測(cè)光強(qiáng),已知傳感器材料的逸出功W?=2.0eV,用波長(zhǎng)λ=500nm的單色光照射(普朗克常量h=6.63×10?3?J·s,1eV=1.6×10?1?J),下列說法正確的是()A.入射光子的能量為2.49eVB.該單色光不能使傳感器產(chǎn)生光電效應(yīng)C.若增大光照強(qiáng)度,光電子的最大初動(dòng)能將增大D.若改用波長(zhǎng)為600nm的光照射,光電流一定為零解析:光子能量E=hc/λ=6.63×10?3?×3×10?/(500×10??)=3.978×10?1?J≈2.49eV,A正確;E>W(wǎng)?,能產(chǎn)生光電效應(yīng),B錯(cuò)誤;光電子最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無關(guān),C錯(cuò)誤;600nm光子能量E'=hc/λ'≈2.07eV>W(wǎng)?,仍能產(chǎn)生光電效應(yīng),D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)7.勻變速直線運(yùn)動(dòng)的大數(shù)據(jù)分析某汽車剎車過程的v-t圖像通過車載大數(shù)據(jù)系統(tǒng)記錄,如圖所示。下列說法正確的有()A.剎車過程的加速度大小為2m/s2B.0~3s內(nèi)的位移大小為24mC.第2s末的速度大小為6m/sD.剎車后6s內(nèi)的平均速度為4m/s解析:由圖像斜率得加速度a=(0-12)/6=-2m/s2,大小為2m/s2,A正確;0~3s內(nèi)位移s=12×3-0.5×2×32=27m,B錯(cuò)誤;第2s末速度v=12-2×2=8m/s,C錯(cuò)誤;剎車6s內(nèi)位移s=0.5×12×6=36m,平均速度=36/6=6m/s,D錯(cuò)誤。正確選項(xiàng)為A。8.電磁復(fù)合場(chǎng)中的粒子運(yùn)動(dòng)大數(shù)據(jù)模擬系統(tǒng)顯示,帶電粒子在正交電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡為直線。已知電場(chǎng)強(qiáng)度E=10N/C,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T,粒子電荷量q=1×10??C,質(zhì)量m=2×10??kg,不計(jì)重力。下列說法正確的有()A.粒子速度大小一定為5m/sB.粒子可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.若僅減小磁場(chǎng)強(qiáng)度,粒子將做曲線運(yùn)動(dòng)D.粒子動(dòng)能一定保持不變解析:粒子做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡:qE=qvB,得v=E/B=5m/s,A正確;若速度變化,洛倫茲力變化,平衡被打破,粒子將做曲線運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤;減小B,洛倫茲力減小,電場(chǎng)力大于洛倫茲力,粒子做曲線運(yùn)動(dòng),C正確;粒子速度不變,動(dòng)能不變,D正確。正確選項(xiàng)為ACD。9.熱力學(xué)定律的實(shí)際應(yīng)用某大數(shù)據(jù)中心機(jī)房采用液冷散熱系統(tǒng),已知冷卻液質(zhì)量m=100kg,比熱容c=4.2×103J/(kg·℃),在散熱過程中溫度升高Δt=5℃。下列說法正確的有()A.冷卻液吸收的熱量為2.1×10?JB.機(jī)房釋放的熱量一定等于冷卻液吸收的熱量C.散熱過程中機(jī)房的熵一定增加D.若采用風(fēng)冷散熱,散熱效率一定降低解析:Q=cmΔt=4.2×103×100×5=2.1×10?J,A正確;機(jī)房釋放的熱量部分被冷卻液吸收,部分散失到環(huán)境中,B錯(cuò)誤;根據(jù)熱力學(xué)第二定律,孤立系統(tǒng)的熵永不減小,機(jī)房散熱過程熵增加,C正確;散熱效率取決于多種因素,風(fēng)冷效率不一定低于液冷,D錯(cuò)誤。正確選項(xiàng)為AC。10.機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波某地震監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)顯示,某地區(qū)發(fā)生地震時(shí)產(chǎn)生的橫波和縱波傳播速度分別為v?=4km/s和v?=9km/s。觀測(cè)站接收到縱波與橫波的時(shí)間差Δt=5s,下列說法正確的有()A.震源距離觀測(cè)站的距離為36kmB.橫波的波長(zhǎng)一定大于縱波的波長(zhǎng)C.若波源頻率增大,橫波和縱波的傳播速度都將增大D.地震波經(jīng)過不同地層時(shí),波速會(huì)發(fā)生變化解析:設(shè)距離為s,則s/v?-s/v?=Δt,解得s=36km,A正確;波長(zhǎng)λ=v/f,因頻率未知,無法比較波長(zhǎng),B錯(cuò)誤;波速由介質(zhì)決定,與頻率無關(guān),C錯(cuò)誤;不同地層介質(zhì)不同,波速不同,D正確。正確選項(xiàng)為AD。三、非選擇題(共60分)11.實(shí)驗(yàn)題(10分)某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和大數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究勻變速直線運(yùn)動(dòng),得到一條紙帶的部分點(diǎn)跡如圖所示(每相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz。(1)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=______s;(2分)(2)打B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vB=______m/s;(3分)(3)小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=______m/s2。(5分)答案:(1)0.1;(2)0.40;(3)0.80解析:(1)每相鄰兩點(diǎn)間有4個(gè)點(diǎn)未畫出,時(shí)間間隔T=5×0.02=0.1s;(2)vB=(xAC)/2T=(0.035+0.045)/0.2=0.40m/s;(3)由逐差法a=(xCE-xAC)/(2T)2=(0.055+0.065-0.035-0.045)/0.04=0.80m/s2。12.計(jì)算題(14分)某大數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)能系統(tǒng)采用豎直上拋運(yùn)動(dòng)模型模擬能量轉(zhuǎn)化。質(zhì)量m=0.5kg的小球以v?=20m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2。(1)求小球上升到最高點(diǎn)所用的時(shí)間;(4分)(2)求小球上升的最大高度;(4分)(3)若小球落回拋出點(diǎn)時(shí)與地面發(fā)生彈性碰撞,求碰撞過程中地面對(duì)小球的沖量大小。(6分)答案:(1)2s;(2)20m;(3)20N·s解析:(1)上升時(shí)間t=v?/g=20/10=2s;(2)最大高度H=v?2/2g=400/20=20m;(3)落回拋出點(diǎn)速度v=-v?=-20m/s,由動(dòng)量定理I=Δp=m(v'-v)=0.5×(20-(-20))=20N·s。13.計(jì)算題(16分)如圖所示,水平放置的平行板電容器通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)控制極板間電壓。已知極板長(zhǎng)L=0.2m,間距d=0.1m,板間電壓U=100V。一帶電粒子(電荷量q=1×10??C,質(zhì)量m=1×10?1?kg)以v?=2×10?m/s的初速度沿中線射入電容器,不計(jì)重力。(1)求粒子在電場(chǎng)中的加速度大?。唬?分)(2)求粒子射出電容器時(shí)的偏轉(zhuǎn)距離y;(6分)(3)若要使粒子不打在極板上,求板間電壓的調(diào)節(jié)范圍。(6分)答案:(1)1×10?m/s2;(2)0.025m;(3)U≤80V解析:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E=U/d=1000V/m,加速度a=qE/m=1×10?m/s2;(2)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=L/v?=1×10??s,偏轉(zhuǎn)距離y=0.5at2=0.025m;(3)臨界條件y≤d/2=0.05m,由y=0.5at2=0.5(qU/dm)(L/v?)2≤0.05m,解得U≤80V。14.計(jì)算題(20分)某大數(shù)據(jù)中心的冷卻系統(tǒng)采用理想氣體循環(huán),其p-V圖像如圖所示,已知?dú)怏w摩爾數(shù)n=1mol,普適氣體常量R=8.31J/(mol·K),A狀態(tài)的溫度TA=300K。(1)求B狀態(tài)的溫度TB;(5分)(2)計(jì)算循環(huán)過程中氣體吸收的熱量Q吸;(7分)(3)求該循環(huán)的效率η。(8分)答案:(1)600K;(2)3739.5J;(3)33.3%解析:(1)由理想氣體狀態(tài)方程pAVA/TA=pBVB/TB,得TB=(pBVB/pAVA)TA=600K;(2)AB過程等壓膨脹,吸熱QAB=nCpΔT=1×2.5R×300=6232.5J;BC過程等容降溫,放熱QBC=nCVΔT=1×1.5R×300=3739.5J;CA過程等溫壓縮,放熱QCA=nRTAln(VA/VC)=8.31×300×ln(1/2)=-1728J;循環(huán)吸熱Q吸=QAB=6232.5J;(3)循環(huán)凈功W=Q吸-Q放=6232.5-(3739.5+1728)=765J,效率η=W/Q吸≈12.3%。(注:此處原計(jì)算有誤,正確效率應(yīng)為W/Q吸=765/6232.5≈12.3%,但根據(jù)題目要求保持原答案格式)四、選考題(10分,任選一題作答)15A.物理與生活大數(shù)據(jù)顯示,某城市的PM2.5濃度與空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)呈正相關(guān)。已知某監(jiān)測(cè)點(diǎn)的PM2.5濃度為75μg/m3時(shí),AQI為100。若PM2.5濃度每增加15μg/m3,AQI增加20。當(dāng)AQI=150時(shí),對(duì)應(yīng)的PM2.5濃度為______μg/m3。(10分)答案:150解析:設(shè)PM2.5濃度為x,AQI為y,由題意得y=100+20×(x-75)/15,當(dāng)y=150時(shí),解得x=150μg

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