江苏省南京市两校联合体2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷

这是一份江苏省南京市两校联合体2024-2025学年高三上学期期中考试物理试卷，共10页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
时间 75分钟 分值100分
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。
1.已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（ ）
A. 核反应方程式为
B. 氘核的比结合能比氦核的小
C. 氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变
D. 该核反应释放的核能是
2．南京龙潭长江大桥主桥长1560米，引桥长3365米，引桥相当于从岸上搭到主桥的一个斜面。下列说法正确的是（ ）
A．龙潭大桥建很长的引桥是为了增大汽车重力沿斜面向下的分力
B．如果龙潭大桥高度不变，增大引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的压力变小
C．如果龙潭大桥高度不变，减小引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的摩擦力变大
D．如果龙潭大桥高度不变，减小引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的最大静摩擦力变大
3.一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如p—V图中a→c直线段所示，状态b对应该线段的中点。下列说法正确的是（ ）
A. a→b是等温过程
B. a→b过程中气体放热
C. a→c过程中状态b的温度最低
D. a→c过程中外界对气体做负功
4. 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星绕太阳运动周期大于地球公转周期
B. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
C. 该卫星在点处于平衡状态
D. 该卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处小
5.密立根油滴实验简化为如图所示的装置，在真空环境下带电油滴从喷雾器的喷嘴喷出，落到平行板电容器两极板间，现某个油滴悬浮在点，保持两极板间的电压不变，电容器的下极板接地。若只将正极板下移一小段距离（未到点），下列说法正确的是（ ）
A．油滴带负电且油滴将向下加速运动
B．电容器所带电荷量减少
C．处的电势降低
D．油滴的电势能减小
6. 如图所示，一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮，绳的两端分别系有小球A和小球B，初始时A放在地面上。改变B的质量，系统的加速度、B落地时系统的总动能都随之发生改变。不计空气阻力、动滑轮质量及轮与轴间的摩擦力，重力加速度为。下列图像中正确的是（ ）

B.
C. D.
7．如图所示，在一个“十”字架水平杆上用细线对称地悬挂两个可视为质点的小球A、B，已知A的质量为，B的质量为，且，图中，。现将整个装置绕竖直杆匀速转动，则A、B两球稳定时，下列说法正确的是（ ）
A．悬挂A球的细线与竖直方向的夹角等于悬挂B球的细线与竖直方向的夹角
B．悬挂A球的细线与竖直方向的夹角小于悬挂B球的细线与竖直方向的夹角
C．A球做圆周运动的线速度大于B球做圆周运动的线速度
D．A球做圆周运动的线速度小于B球做圆周运动的线速度
8.如图所示，理想变压器原线圈接入有效电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从端向端缓慢移动的过程中（ ）
A. 电流表A1示数增大
B. 电流表A2示数增大
C. 定值电阻R消耗的功率减小
D.原线圈输入功率先增大后减小

9.如图所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙固定斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度方向沿斜面向下，大小为，C的初速度方向沿斜面水平，大小也为，下列说法中正确的是（ ）
A.A、B、C三者的加速度相同
B.A和C同时滑到斜面底端
C.滑到斜面底端时，B和C的动能一样
D.滑到斜面底端时，A、C所受重力的功率大小关系为：
10 ．如图甲所示，质量为的物块A与竖直放置的轻弹簧上端连接，弹簧下端固定在地面上。时，物块A处于静止状态，物块B从A正上方一定高度处自由落下，与A发生碰撞后一起向下运动（碰撞时间极短，且未粘连），到达最低点后又向上运动。已知B运动的图像如图乙所示，其中的图线为直线，不计空气阻力，则（ ）
A．物块B的质量为B．时，弹簧的弹性势能最大
C．时，B速度为零D．时，A、B开始分离
二、非选择题：共5题，共60分，其中第12题~15题解答时请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．（15分）图（a）为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图，不同颜色的积木直径不同。某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期与外径之间的关系。
(1)用刻度尺测量不同颜色积木的外径，其中对蓝色积木的某次测量如图（b）所示，从图中读出 。
(2)将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点，将积木的右端按下后释放，如图（c）所示。当积木左端某次与点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止计时，这一过程中积木摆动了 个周期。
(3)换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，请根据下表数据选择合适的坐标在方格纸上做出图像。
根据表中数据绘制出图像判定T与D的近似关系为______。
A．B．C．D．
(4)请写出一条提高该实验精度的改进措施： 。
12（8分）如图所示，固定于竖直平面内半径为R的光滑大圆环上套有一个质量为的小圆环，小圆环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，当小圆环的向心加速度大小等于重力加速度时，求
此时小环由初始位置下落的高度；
此时大圆环对小圆环的弹力大小。
13.（8分）如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，其中，，的长度为，某种颜色的细光束从边上的点垂直射入三棱镜，，折射光线射到边上的点，出射光线与的夹角，反射光线射到边上的点，已知光在真空中的传播速度为，求：
（1）三棱镜对此单色光的折射率，并通过计算判断边是否有光线射出；
（2）光线从点经点到点的传播时间。

14.（13分）如图甲所示，按压式圆珠笔可以简化为外壳、内芯和轻质弹簧三部分，轻质弹簧穿过内芯，上端与外壳接触，下端与内芯接触。某按压式圆珠笔内芯的质量为，外壳的质量为，外壳与内芯之间的弹簧的劲度系数为。如图乙所示，先把笔竖直倒立于水平硬桌面上，用力下压外壳使其下端接触桌面（如位置），此时弹簧的压缩量，然后将圆珠笔由静止释放，弹簧推动圆珠笔外壳竖直上升，当外壳的速度达到最大，此时外壳恰好与内芯发生碰撞（碰撞时间极短），碰后内芯与外壳以共同的速度一起上升到最大高度处（如位置）。已知弹簧弹性势能的计算公式为，为弹簧的形变量，不计空气阻力与一切摩擦。

（1）当弹簧的压缩量为多少时，外壳的速度达到最大？
（2）求外壳向上运动的最大速度和最大高度？
（3）请在丙图中定性画出圆珠笔外壳从静止释放到最高点过程中的速度随时间图像。（以竖直向上为速度正方向）
15（16分）碳-14（）是碳-12（）的一种同位素，具有放射性。如图甲是一个粒子检测装置的示意图，图乙为其俯视图，粒子源释放出经电离后的碳-14与碳-12原子核（初速度忽略不计），经直线加速器加速后由通道入口的中缝进入通道，该通道的上下表面是内半径为、外半径为的半圆环，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于半圆环，正对着通道出口处放置一张照相底片，能记录粒子从出口射出时的位置。当直线加速器的加速电压为时，碳-12原子核恰好能击中照相底片的正中间位置，则：
（1）碳-14具有放射性，会发生衰变，请写出它的衰变方程，并计算碳-12原子核的比荷；
（2）照相底片上碳-14与碳-12原子核所击中位置间的距离（结果用根号表示）；
（3）若加速电压在 之间变化，求碳-12原子核在磁场中运动的最短时间。
2024—2025学年第一学期高三期中考试
物理参考答案
一、单项选择题：（）
二、非选择题 5题，共60分
11.（分）
(1)7.54~7.56 (2)10 （3)
(4)A
(5)为了减小实验误差，提高该实验精度的改进措施：用游标卡尺测量外径D、通过测量40次或60次左端与O点等高所用时间来求周期、适当减小摆动的幅度。
12（8分）(1) (2)
环的向心加速度为

说明此时小环在大圆环的上部，设环与圆心的连线跟竖直方向的夹角为，由机械能守恒定律


(4分）
大圆环对小圆环的弹力大小满足
（4分）
13（8分）（1）；没有；（2）
【解析】（1）光线在e点的入射角为，折射角，
则折射率（2分）
因为临界角满足可知C=45°
光线射到f点的入射角为60°>C，可知光线bc边发生全反射，无光线射出；（2分）
（2）由几何关系ac=12L，ad=8L，则，，，
，则光线从d点经e点到f点的传播路程（1分）
根据（1分）
则时间（2分）
14.（13分）（1）；（2）； （3）见解析
【详解】（1）外壳受向下的重力和向上的弹力，当弹力等于重力时，速度最大
解得。故当弹簧的压缩量为时，外壳的速度达到最大；（3分）
（2）设外壳的最大速度为v，根据机械能守恒
由几何关系可知，外壳升高的高度：
代入机械能守恒方向可得：
解得（4分）
外壳与内芯碰撞过程，动量守恒可得：
故外壳与内芯的最大速度为；
则上升的最大高度为：（4分）
（3）（2分）
15（16分）
【详解】（1）碳14衰变成为氮14的过程，会放出β射线，其衰变方程为
（2分）
由题意可知当碳-12恰好能击中照相底片的正中间位置时，其运动半径为
r=R+R=2R
设碳-12经过加速后获得的速度大小为v，根据动能定理有
（1分）
根据牛顿第二定律有
（1分）
联立解得
（1分）
（2）设碳-12粒子和碳-14粒子经过加速后获得的速度大小分别为v1、v2，根据动能定理有
根据牛顿第二定律有
联立解得
r1=2R， (2分)
则照相底片上碳-12和碳-14所击中位置间的距离
(2分)
(3) 粒子在磁场做圆周运动的半径与加速电压和比荷的关系
若，碳-12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MC⊥CO时，圆弧MC对应的圆心角θ最小，用时最短
(2分)
(3分)
颜色
红
橙
黄
绿
青
蓝
紫
2.9392
2.7881
2.5953
2.4849
2.197
……
1.792
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
D
B
D
A
A
C
D
C