2024-2025学年江苏省南通市苏北七市高三上学期一模考前模拟物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年江苏省南通市苏北七市高三上学期一模考前模拟物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 碳14能够自发地进行衰变：。碳14的半衰期为5730年。在考古和经济建设中可用碳14测定年代。以下说法正确的是（ ）
A. X射线是一种穿透能力极强的高频电磁波
B. 碳14的衰变方程为
C. 温度升高，碳14的半衰期会变长
D. 衰变后X与氮核的质量之和等于衰变前碳核的质量
【答案】B
【解析】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X为，则碳14的衰变方程为
射线是穿透能力较强的电子流，射线是一种穿透能力极强的高频电磁波，故A错误，B正确；
C．放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C错误；
D．衰变放出能量，有质量亏损，则衰变后X与氮核的质量之和小于衰变前碳核的质量，故D错误。
故选B。
2. 在阳光照射下，孔雀的羽毛色彩斑斓，仔细研究时发现孔雀羽毛上有很多细缝，则孔雀羽毛的彩色可能主要源于（ ）
A. 光的折射
B. 光的全反射
C. 光的偏振
D. 光的衍射
【答案】D
【解析】由题意可知，孔雀羽毛的彩色可能主要源于光的单缝衍射现象。故选D。
3. 如图所示，围棋比赛时的评析棋盘是竖直的，棋盘上布有磁石，而每颗棋子都是一个小磁铁，棋子静止在竖直放置的磁性棋盘上，则下列说法正确的是（ ）
A. 棋子对棋盘的摩擦力和棋盘对棋子的摩擦力是平衡力
B. 棋子所受重力与棋子所受摩擦力是平衡力
C. 要使棋子不易滑下，一般使用相对光滑的材料作棋盘面
D. 棋子不会掉落是因为棋子质量小，重力可以忽略不计
【答案】B
【解析】AB．磁性棋盘是竖直放置的，棋子静止在上面时受到重力、弹力、磁力及摩擦力；弹力和磁力与棋盘垂直，二力为平衡力，重力竖直向下，而摩擦力竖直向上与重力平衡，故A错误，B正确；
C．根据竖直方向上二力平衡知
应不超过最大静摩擦力，则有
一定，要使棋子不滑下，应增大最大静摩擦力，为此应增大，棋盘面应选取较粗糙的材料，故C错误；
D．棋子质量小而重力小时，若没有其他阻力存在，仍会向下运动，棋子不会掉落是因为棋子受到棋盘对它向上的摩擦力，故D错误。故选B。
4. 如图，“双人花样滑冰”训练时男运动员以自己为转动轴拉着女运动员沿冰面做圆周运动，两人手臂伸直，女运动员始终未离开冰面。男运动员在缓慢下蹲过程，手中拉力大小恒定，则女运动员（ ）
A. 转动的角速度恒定不变
B. 线速度大小恒定不变
C. 受到的合外力大小不变
D. 加速度方向始终沿着伸直的手臂方向
【答案】A
【解析】AB．男运动员拉力的水平分力提供女运动员的向心力，设拉力与水平方向夹角为，女运动员重心到转动轴沿手臂的距离为l不变，则有
，
可得
，
男运动员缓慢下蹲，减小，则女运动员线速度增大，角速度不变，故A正确，B错误；
C．女运动员受到的合力为
由于减小，则女运动员受到的合外力增大，故C错误；
D．加速度方向始终沿水平方向指向圆心，故D错误。
故选A。
5. 2024珠海航空展上，飞行员驾驶飞机短时沿实线轨迹在竖直面内匀速率飞行，如图所示，为飞行轨迹上的三点，为飞行过程中距离地面高度相等的两点，下列关于飞机说法正确的是（ ）
A. 两点的重力功率相等
B. 各点的加速度方向竖直向下
C. 点所受的合力小于点
D. 三点的机械能相等
【答案】C
【解析】A．飞机匀速率飞行，两点速度方向不一样，速度的竖直分量不一样，重力功率不相等，故A错误；
B．飞机匀速率飞行，各点的加速度方向指向曲率圆的圆心，故B错误；
C．由图知点的曲率半径大于点的曲率半径，对飞机受力分析得
故点所受的合力小于点所受的合力，故C正确；
D．三点的动能相等，为飞行过程中距离地面高度相等的两点，但b与a、c的高度不一样，故机械能a、c两点相等，且与b点不相等，故D错误。
故选C。
6. 某同学以5 m/s的速度将篮球斜抛出，球在空中运动0.4 s后垂直撞击到竖直篮板上，然后以2 m/s的水平速度反弹，平抛进入篮筐。球与篮板接触的时间为0.1 s，忽略空气阻力，篮球质量为0.6 kg（g取10 m/s2）。下列说法正确的是（ ）
A. 篮球撞击篮板反弹时的动量大小为1.8 N·s
B. 篮板对球的平均作用力大小为12 N
C. 篮球被抛出后上升过程处于超重状态
D. 该同学投篮处到篮板的水平距离为1.2 m
【答案】D
【解析】A．根据题意，由公式p = mv可得，篮球撞击篮板反弹时的动量大小为
故A错误；
BD．对篮球撞击篮板前运动进行逆向分析，根据运动的对称性可看成平抛运动，则竖直方向的分速度为
水平方向的分速度为
则该同学投篮处到篮板的水平距离为
球与篮板接触时，由动量定理有
解得篮板对球的平均作用力大小为
故B错误，D正确；
C．篮球被抛出后上升过程，只受重力作用，处于完全失重状态，故C错误。
故选D。
7. 如图所示，人造地球卫星1在圆形轨道Ⅰ上运行，人造地球卫星2在椭圆轨道Ⅱ上运行，其中椭圆轨道上的A点为远地点，B点为近地点，两轨道相切于A点，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星1在轨道Ⅰ上的速度大于7.9 km/s
B. 卫星1在A点的加速度小于卫星2在B点的加速度
C. 卫星1和卫星2在相同时间内与地球连线扫过的面积相等
D. 卫星1在轨道Ⅰ上的机械能大于在卫星2在轨道Ⅱ上的机械能
【答案】B
【解析】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以卫星1在轨道Ⅰ上的速度小于7.9 km/s，故A错误；
B．根据牛顿第二定律可得
解得
由于卫星1在A点到地心的距离比卫星2在B点到地心的距离大，则卫星1在A点的加速度小于卫星2在B点的加速度，故B正确；
C．根据开普勒第二定律可知，卫星1在相同时间内与地球连线扫过的面积相等，卫星2在相同时间内与地球连线扫过的面积相等，但两卫星不在同一轨道，故在相同时间内与地球连线扫过的面积不相等，故C错误；
D．由于两卫星的质量关系未知，不能确定它们机械能的大小关系，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，在内壁光滑汽缸内封闭着一定质量的理想气体，用电热丝加热，使其温度升高，若活塞固定，吸收热量为；若活塞不固定，吸收热量为，则与的大小关系（ ）
A. B.
C. D. 均有可能
【答案】B
【解析】对一定量的气体内能由温度决定，两种情况下气体温度变化情况相同，气体内能变化量相等，即
第一种情况，汽缸与活塞都固定不动，气体体积不变，气体不做功
由热力学第一定律
可知
第二种情况，活塞自由移动，气体受热膨胀，体积增大，气体对外做功
由热力学第一定律
可知
故选B。
9. 如图所示为电容式位移传感器，在电容器板上加上恒压源，通过电容器所带电荷量的变化来判断被测物体的位移，下列说法中正确的是（ ）
A. 变大时，被测物体向右移动
B. 被测物体向右移动时，电容器电容变小
C. 该传感器是通过改变电容器极板间距使电容变化
D. 恒压源越小，传感器灵敏度越高
【答案】B
【解析】AB．被测物体向右移动时，插入介质减小，根据可知，电容器的电容将变小，电压不变，电容器带电量减小，故A错误，B正确；
C．该传感器是通过改变电容器极板间介电常数使电容变化的，故C错误；
D．由电容的决定式得知，相同的位移x引起相同的电容变化，由Q=CU得知，恒压源越大，电容器极板上带电量Q变化越大，传感器灵敏度越高，故D错误。
故选B。
10. 如图，、、、是正方形的四个顶点，正方形的边长为，在点和点放有电荷量都为的正电荷，在点放了某个未知电荷后，恰好点的电场强度等于。则下列说法正确的是（ ）
A. 放在点的电荷为正电荷
B. 放在点的电荷电荷量为
C. 将处的电荷从点沿连线运动到点的过程中，电势能先增大后减少
D. 一带负电的试探电荷在点电势能比正方形中心电势能小
【答案】D
【解析】A．点的点电荷在点产生的电场的电场强度方向沿AD方向，点的点电荷在点产生的电场的电场强度方向沿CD方向，点的合电场强度方向沿BD方向，故B点的未知点电荷在点产生的电场的电场强度方向沿DB方向，点的未知点电荷带负电，A错误；
B．点和点的点电荷在点产生的电场的电场强度大小均为
则合电场强度
点的未知点电荷在点产生的电场的电场强度大小为
又因为
解得
B错误；
C．根据等量正电荷电场的分布情况可知，负电荷从点沿BD连线运动到点的过程中，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减少后增加， C错误；
D．点的电场强度等于，根据点电荷和等量同种电荷的电场分布特点及电场的叠加原理可知，从到的连线上电场强度方向沿DB方向，则点的电势大于点的电势，根据
可知一带负电的试探电荷在点电势能比正方形中心电势能小，D正确。
故选D。
11. 如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，质量相等的物块A、B通过一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接，一轻质弹簧下端固定在斜面底端，另一端连接在A上。开始时B被托住，轻绳伸直但没有弹力。现使B由静止释放，在B运动至最低点的过程中（设B未落地，A未与滑轮相碰，弹簧始终在弹性限度内）（ ）
A. A和B总的重力势能先减小后增大
B. 轻绳拉力对A做的功等于A机械能的增加
C. 当A受到的合外力为零时，A的速度最大
D. 当A和B的速度最大时，A和B的总机械能最大
【答案】C
【解析】A．在B运动至最低点的过程中，令B下降的高度为，斜面倾角为，则A和B总的重力做功为
可知，A和B总的重力势能一直减小，故A错误；
B．在B运动至最低点的过程中，弹簧先处于压缩状态后处于拉伸状态，弹簧弹力对A先做正功后做负功，轻绳对A一直做正功，轻绳对A做功与弹簧对A做功的代数和等于A机械能的变化量，故B错误；
C．在B运动至最低点的过程中，对A进行分析，A先向上做加速度减小的加速运动，后向上做加速度增大的减速运动，当A受到的合外力为零时，A的速度最大，故C正确；
D．在B运动至最低点的过程中，结合上述可知，当A和B的速度最大时，A、B所受外力合力为0，此时弹簧处于拉伸状态，在弹簧从原长到该拉伸状态过程，弹簧对A做负功，该过程，A、B系统的机械能减小，可知，当A和B的速度最大时，A和B的总机械能并不是最大，故D错误。
故选C。
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
12. 某实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。
（1）先用螺旋测微器测量电阻丝的直径d，示数如图甲所示，其直径__________mm，再用刻度尺测出电阻丝的长度为
（2）首先用多用电表粗测的电阻，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用__________（填“”或“”）挡，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为__________
（3）为了能比较精确地测量的阻值，实验室提供了如下的实验器材，电流表应选用__________，定值电阻应选用__________；为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用__________（均填仪器前的字母代号）
A.电源（电动势，内阻不计）
B.电流表（量程为30mA，内阻）
C.电流表（量程为3A，内阻）
D.电压表（量程为6V，内阻）
E.定值电阻
F定值电阻
G.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）
H.滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为）
I.开关S，导线若干
（4）根据所选用的实验器材，设计测量电阻的电路图如图丙所示，若电压表的示数为U，电流表的示数为I，则待测电阻的计算式为__________（用题中相关物理量的符号表示）则该合金丝的电阻率__________（用、L、d表示）
【答案】（1）1.126##1.127##1.128##1.129
（2）×1 11.0
（3）B E G
（4）
【解析】【小问1详解】
根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径为
【小问2详解】
[1]用多用电表测电阻丝的阻值，当用“”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻很小，应该换用小量程电阻挡，用“”挡；
[2]指针静止时指在如图乙所示刻度，读数为，乘挡位“”，所以是；
【小问3详解】
[1][2]由电压表的量程值与待测电阻的比值可知，电流的最大值约为，因此两个电流表均不能直接选用，可将量程为30mA的电流表与定值电阻并联，改装成量程为的电流表，此时接入定值电阻的阻值为
故电流表选B，定值电阻选E；
[3]待测电阻阻值较小，为了滑动变阻器调节方便，并让电压变化范围尽量大一些，滑动变阻器应选用最大阻值较小的G；
【小问4详解】
[1] [2]由欧姆定律可知
则该合金丝的电阻率
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
13. 如图甲所示，以为轴的透明圆柱体内有一个与轴线平行的线光源截面如图乙所示，在圆柱体的四周均有光线出射，圆柱体对该光的折射率为，半径为，求：
（1）该光对透明圆柱体的临界角；
（2）该光源与轴的最大距离。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
根据
解得，该光对透明圆柱体的临界角为
【小问2详解】
因为在圆柱体的四周均有光线出射，所以线光源任意一点光源在圆柱体截面上任意方向都有光射出，又因为当垂直连线的光线可以射出则点光源S发出的光线可以从圆柱体截面上任意方向射出，作出光路图，如图所示
当入射角为临界角时，根据正弦定理
所以当时，此时达到最大临界角，即当垂直连线的光线恰好可以射出时，该光源与轴的距离最大，光路图如图所示
根据几何关系可知
14. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图实线所示，在时刻的波形如图虚线所示。
（1）求波的传播速度大小v；
（2）若波的周期大于0.4s，写出处的质点的振动方程。
【答案】（1） （n=1，2，3…）
（2） cm
【解析】【小问1详解】
由图像可知，波长为，简谐横波向x轴正方向传播，则有
（n=1，2，3…）
解得
（n=1，2，3…）
【小问2详解】
若波周期大于0.4s，设波速为，，则有
，
解得
则周期为
x=0m处的质点的振动方程为
由图可知
联立解得
cm
15. 如图所示，在光滑的水平面上，一根劲度系数为，原长的轻弹簧一端固定于点，另一端与质量为的小球相连，用一水平恒力（大小未知）作用于小球，使小球静止在点，间距为。另一长为不可伸长的柔软轻绳一端与点处的小球相连，另一端与点处质量也为的小球相连（两球均可视为质点），连线与连接垂直，距离为。求：
（1）小球静止在点时的大小；
（2）若沿与平行的方向，给小球一个向右的初速度，求在轻绳绷紧后一瞬间系统损失的机械能及此后一小段时间内轻绳拉力；
（3）在第（2）中轻绳绷紧前一瞬间撤去水平恒力，求此瞬间、两球的速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3），
【解析】【小问1详解】
根据胡克定律
即弹力的大小为；
【小问2详解】
在绳绷紧瞬间，速度与绳垂直方向的分速度
系统机械能损失
此后一小段时间，小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得
【小问3详解】
在绳绷紧前瞬间，撤去外力F，沿绳方向动量守恒，沿绳子方向的速度为
沿绳子方向动量守恒
小球的b的速度
小球的a的速度
16. 为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，在平面（纸面）内，在区间内存在平行y轴的匀强电场，。在的区间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，。一未知粒子从坐标原点与x正方向成角射入，在坐标为的P点以速度垂直磁场边界射入磁场，并从射出磁场。已知整个装置处于真空中，不计粒子重力，。求：
（1）该未知粒子的比荷；
（2）匀强电场电场强度E的大小及右边界的值；
（3）如右图所示，若偏转磁场中磁感应强度由边界至由左向右在间距均为（很小）中，第一个区域磁感应强度为B，下面各区域磁感应强度依次为、、……，当粒子能达到磁场右侧边界（达到边界就被吸收），求应当满足的条件。[当时，取]
【答案】（1）
（2），
（3）
【解析】【小问1详解】
粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则有
由题意和几何关系可知
解得
粒子的比荷为
【小问2详解】
粒子运动轨迹如图所示
粒子在电场中可逆向看成类平抛运动，则有
联立解得
由几何关系可得
解得
故有
【小问3详解】
设竖直方向的速度为，水平方向的速度为，极短时间，则有
结合题意可得
故有
即
解得
即