江苏省连云港市2024-2025学年高三上学期一模物理试题（解析版）

这是一份江苏省连云港市2024-2025学年高三上学期一模物理试题（解析版），共17页。
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。
2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.作答选择题，必须用铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
4.如需作图，必须用铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片，由照片可知（ ）
A. 小球正在上升B. 小球正在下降
C. 小球处于失重状态D. 小球处于超重状态
【答案】C
【解析】球做竖直上抛运动时，到达最高点返回时运动具有对称性，从该点上升的时间和返回的时间相同，在该点速度大小相等，因此无法判断球是上升还是下降，球运动过程中只受重力作用，因此其加速度竖直向下，大小为g，处于失重状态。故选C。
2. 如图所示，负重的机器狗静立在水平地面上，总重力为。下列说法不正确的是（ ）
A. 机器狗所受的合力为零
B. 机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
C. 货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D. 货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
【答案】C
【解析】A．机器狗处于静止状态，所受的合力为零，故A正确，不满足题意要求；
B．以机器狗为对象，根据平衡条件可得
解得机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
故B正确，不满足题意要求；
CD．货物对机器狗的作用力与机器狗对货物的作用力是一对相互作用力，大小总是相等，故C错误，满足题意要求；D正确，不满足题意要求。
故选C。
3. 如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，则座舱（ ）
A. 运动的周期为
B. 线速度大小为
C. 运动至圆心等高处时，所受摩天轮的作用力大于
D. 运动至最低点时，所受摩天轮的作用力大小与最高点的相等
【答案】C
【解析】A．运动的周期为。故A错误；
B．线速度大小为。故B错误；
C．运动至圆心等高处时，由平行四边形定则得座舱所受摩天轮的作用力
大于，故C正确；
D．在最低点
在最高点
显然，则运动至最低点时，所受摩天轮的作用力大小与最高点的不相等。故D错误。
故选C。
4. 如图所示，水平放置的瓶盖中装有肥皂液，用吸管向液体里吹气，形成向上凸起的肥皂膜。在阳光下静置一段时间后，从上往下看，膜上会出现（ ）
A. 彩色环状条纹B. 彩色平行直条纹
C. 明暗相间的环状条纹D. 明暗相间平行直条纹
【答案】A
【解析】从肥皂膜的上下表面反射的两列光为相干光，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，因以中心为圆心上的圆周各点是等厚的，则干涉条纹是环状条纹；由于太阳光是复色光，所以看到的环状条纹是彩色的。故选A。
5. “核钻石”电池是利用发生衰变放能发电的新型电池，该电池具有使用寿命长、安全性高的优点。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变后生成新核为
B. 与互称同位素
C. 升高温度会使的半衰期变短
D. 衰变放出的电子来自碳原子的核外电子
【答案】A
【解析】A．根据衰变的特点，衰变后生成新核质量数不变，电荷数增加1，可知为，选项A正确；
B．与质子数不同，不能互称同位素，选项B错误；
C．外部因素不会影响的半衰期，选项C错误；
D．衰变放出的电子来自碳原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项D错误。
故选A。
6. 如图所示，长方体玻璃砖边与屏P平行放置，一细束单色激光从边的点以某角度入射，出射光线射在屏上处，移走玻璃砖，光点移到处。下列说法正确的是（ ）
A. 增大入射角，可以使间的距离变小
B. 增大入射角，可以使光线不从边射出
C. 换用宽更小的玻璃砖，间的距离会变大
D. 换用形状相同但折射率较大的玻璃砖，间的距离会变大
【答案】D
【解析】A．当入射角接近90°时，间的距离趋近无穷大，当入射角为0°时，间的距离为零，故增大入射角，可以使间的距离变大，A错误；
B．由几何关系可知，增大入射角，仍然可以使光线从边射出，且出射光线与入射光线平行，B错误；
C．如图
由几何关系可知换用宽更小的玻璃砖，间的距离会变小，C错误；
D．换用形状相同但折射率较大的玻璃砖，会使折射角更小，间的距离会变大，D正确。
故选D。
7. 如图所示为氢原子的最低五个能级，一束光子能量为的单色光入射到大量处于基态的氢原子上，产生的光谱线是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由氢原子的能级图得到，能级3的激发态与基态的能级差为
所以用能量为12.09eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到能级3的激发态上去，氢原子吸收光子的能量跃迁到能级3的激发态后，向低能级跃迁时，任意两个能级之间发生一次跃迁，共发射
3种频率不同的光，故C正确，ABD错误。故选C。
8. 如图所示，一列水波沿箭头方向在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射，水域越深，波长越长。下列说法正确的是（ ）
A. 区域I为深水区B. 折射后波长变长
C. 折射后频率变大D. 折射后波速不变
【答案】A
【解析】AB．由图可知水波在区域I传播时波长较长，折射后波长变短，则区域I为深水区，故A正确，B错误；CD．波的频率由波源决定，与介质无关，所以折射后频率不变，根据，可知折射后波速变小，故CD错误。故选A
9. 如图所示，足够长水平导轨处于竖直向下匀强磁场中，导体棒垂直于导轨静置。开关S闭合后，导体棒沿导轨无摩擦运动，不计导轨电阻。关于该棒的速度、加速度、通过的电流及穿过回路中的磁通量随时间变化的图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AB．开关S闭合后，导体棒在安培力作用下向右运动，当导体棒的速度为v时，电路的电动势为
回路的感应电流为
根据牛顿第二定律，有
导体棒的加速度大小为
由此可知随着速度的增大，导体棒的加速度逐渐减小，感应电流也越来越小，当导体棒的加速度为零时，速度达到最大，此后做匀速直线运动，此后回路电流为零，故A错误，B正确；
CD．由法拉第电磁感应定律
开关S闭合后，导体棒由静止开始运动，此时导体棒将做加速运动，其速度越来越大，回路的感应电流将越来越小，加速度将越来越小，将越来越大，即-t图像的斜率将越来越大，根据
可知a-t图像的斜率将越来越小，故CD错误。
故选B。
10. 如图所示，四个孤立的均匀带电球体的电荷量相同，点到各自的球心距离相等，球体所带电荷在处产生电场强度最小的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】孤立的均匀带电球体在空间产生的电场强度可等效为球心处有一与球体所带电荷量相等的点电荷在球体外部产生的电场强度，均匀带电球壳在内部任意位置产生的电场强度为0，由图可知四个带电球体在处产生电场强度的等效电荷量关系为
根据
可得，故选D。
11. 如图所示，两根相同弹性轻绳一端分别固定在点，自然伸长时另一端恰好处于图中光滑定滑轮上，将轻绳自由端跨过定滑轮连接质量为的小球，、在同一水平线上，且。现将小球从点由静止释放，沿竖直方向运动到点时速度恰好为零。已知两点间距离为为的中点，重力加速度为，轻绳形变遵循胡克定律且始终处于弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）

A. 小球在点的加速度为
B. 小球在段减少的机械能等于在段减少的机械能
C. 小球从运动到的时间小于从运动到的时间
D. 若仅将小球质量变为，则小球到达点时的速度为
【答案】D
【解析】A．根据题意分析知，小球在两点间做简谐运动，根据对称性知，点加速度大小等于点的加速度，点小球所受合力等于重力，故加速度大小为，故A错误；
C．根据A项分析知，小球在两点间做简谐运动，根据运动的对称性知，小球从运动到的时间等于从运动到的时间，故C错误；
B．根据功能关系知小球减少的机械能等于弹力对小球做的负功，设小球在点时伸长量为，则小球在段克服弹力做功
在段克服弹力做功
联立知
故小球在段减少的机械能不等于在段减少的机械能，故B错误；
D．小球从过程，根据系统机械能守恒
若仅将小球质量变为，则根据系统机械能守恒
联立解得小球到达点时的速度为
故D正确。故选D。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 小明同学用图示电路测量电源的电动势和待测电阻的阻值。
（1）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于图中__________端（选填“a”或“b”）；
（2）闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标系中描点作出图像①；
（3）断开开关，调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在同一坐标系中描点作出图像②，下列图像中正确的是___________；
A.B.
C.D.
（4）由第（3）问中选出的-图像，可知电源电动势__________（选用、、表示），待测电阻的阻值_________（选用表示）；
（5）关于该实验，下列说法正确的是____________。
A.实验测得的电动势大于真实值
B.实验还可以精确测量电源内阻
C.实验测得电阻阻值小于真实值
D．电流表内阻不会引起的测量误差
【答案】（1） （3）B （4） （5）D
【解析】（1）[1]为了保护电路，闭合开关S1前，应使回路总电阻最大，此时滑动变阻器的滑片P应置于图中b位置。
（3）[2]闭合开关S1和S2时，Rx被短路，此时
则U-I图像的纵截距为E，斜率的绝对值为r，断开开关S2时，Rx接入电路，此时
则U-I图像的纵截距为E，斜率的绝对值为，可见图像①和②的纵截距相同，但图像②的斜率的绝对值更大，故C正确，ABD错误。
故选C。
（4）[3][4]由（3）结合图知，电源电动势
，，
联立可得，待测电阻的阻值为
（5）[5]考虑电流表内阻时，结合（3）知，图像①对应的表达式应为
图像②对应的表达式为
两图像的纵截距均为E，斜率的绝对值分别为
，
结合图知，电源电动势，，
联立可得，
可见实验测得的电动势等于真实值，测得的电源内阻偏大，即实验不可以精确测量电源内阻，但实验测得待测电阻的阻值Rx等于真实值，此时电流表内阻不会引起待测电阻的阻值见的测量误差，故D正确，ABC错误。
故选D。
13. 2024年6月，嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为，测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为，引力常量为。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的质量。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
月壤质量为，测得其在月球表面的重力为，则有
解得
【小问2详解】
在月球表面有
结合上述解得
14. 如图所示，将玉米粒装入手摇爆米花机中，机内气体的初始温度、压强，对爆米花机密封加热，当气体压强达到时，开盖使玉米粒爆开。不计玉米粒在加热过程中的体积变化，气体视为理想气体。
（1）求开盖前瞬间气体的温度；
（2）若加热过程中气体吸热，求该气体内能的变化量。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
等容变化，设后来温度为，根据查理定律有
解得
【小问2详解】
根据热力学第一定律有
加热过程体积不变，即有W=0
解得
15. 如图所示，质量均为的物块A、B并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的球C，整个系统处于静止状态。现给球C一个水平向右的初速度，式中为重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）此时细线对球C的拉力大小；
（2）球C向右摆动过程中，上升的最大高度；
（3）球C摆到杆左侧，离杆最远时的速度大小。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
根据牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
球C向右上升到最大高度时，球C与木块A、B三者具有共同速度，根据动量守恒定律与系统机械能守恒定律可得，
代入数据解得
【小问3详解】
球再次回到最低点时，A、B具有共同速度，球C的速度为，根据动量守恒定律与系统机械能守恒定律可得，
解得
球摆到杆左侧，离杆最远时，球与木块具有共同速度，根据动量守恒定律可
代入数据可得
16. 如图所示，空间直角坐标系（轴垂直纸面向外，图中未画出）中，区域存在沿轴负方向的匀强电场，区域存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、电荷量为的电子从M（，0，0）点以速度大小、方向在平面内与轴正方向的夹角射入电场，刚好垂直轴进入磁场。
（1）求电场强度的大小；
（2）若电子改以射入电场，求电子在磁场中运动时离平面的最远距离；
（3）现改变电场强度大小，电子仍以射入电场，恰能从点进入磁场，从电子进入电场开始计时，求电子在电场、磁场中运动的位置纵坐标随时间变化的关系式。
【答案】（1） （2）
（3）；
【解析】【小问1详解】
电子在电场中运动轨迹如图1所示
方向
方向，
联立解得
【小问2详解】
电子沿轴正方向射入，其运动轨迹如图2所示
电场中
解得
竖直速度
电子在磁场中，方向以匀速直线运动。垂直于平面内做匀速圆周运动，有
解得
最远距离
【小问3详解】
在电场中：方向
方向，
解得
电子在电场中运动轨迹如图3所示
则
电子在电场中运动的总时间
代入数据得
磁场中，电子在方向匀速直线运动，垂直于平面做匀速圆周运动，
则
因此
由于且
则
故
综上，电场中
磁场中