安徽省江南十校2025届高三下学期第一次联考试题（一模） 物理 含解析

这是一份安徽省江南十校2025届高三下学期第一次联考试题（一模） 物理 含解析，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1. 2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（ ）
A. 汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型
B. 卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核内存在中子
C. 原子核的电荷数就是其核子数
D. 是原子核人工转变的核反应方程
【答案】D
【解析】
【详解】A．卢瑟福提出了原子核式模型，故 A错误；
B．查德威克在做粒子轰击物的实验中发现了中子，故B错误；
C．原子核的电荷数就是核内的质子数，核子数等于中子数和质子数之和，故C错误；
D．是原子核人工转变的核反应方程，选项D正确。
故选D。
2. 在某均匀介质中，沿 x轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示。经过1s，质点 A首次到达波峰，则下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻质点A的速度方向沿y轴负方向
B. 波源振动的周期为
C. 该简谐波波速大小为
D. 一个周期内质点A沿x轴正方向移动16m
【答案】C
【解析】
详解】A．由题意可知，波沿 x轴正方向传播，根据“同侧法”可知，图示时刻质点A沿y轴正方向振动，故A错误；
B．质点A再经过1s首次到达波峰，则
可得周期为T=4 s
故B错误；
C．结合波形图，波长为16m且
则波速为
故C正确；
D．质点A不随波迁移，即不沿x方向运动，故D错误
故选C。
3. 安徽黄山是世界文化与自然双遗产、世界地质公园，以奇松、怪石、云海、温泉、冬雪著称于世。2013年7月开通的西海大峡谷地面观光缆车如图（1）所示，最近因沿线的奇幻美景和视觉上的冲击力突然在社交平台上走红。地面观光缆车的内部结构及该乘客乘车情形如图（2）所示，缆车内部地板水平。则下列说法中正确的是（ ）
A. 当观光缆车上行时，该乘客所受的合力一定为零
B. 当观光缆车加速上行时，缆车对该乘客的作用力方向与轨道平行
C. 当观光缆车下行时，缆车对该乘客的摩擦力一定不为零
D. 当观光缆车减速下行时，缆车对该乘客做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A．当观光缆车匀速上行时，乘客受到的合力才为零，故 A错误；
B．观光缆车加速上行时，加速度方向沿轨道向上，乘客受到的合力方向沿轨道向上，因此缆车对乘客的作用力与重力的合力方向与轨道平行向上，则缆车对乘客的作用力一定不与轨道平行，故B错误；
C．缆车匀速下行时，人处于平衡状态，则缆车对人的摩擦力为零，故C错误；
D．缆车减速下行时，缆车对人的作用力方向与人的位移方向的夹角为钝角，缆车对乘客做负功， D正确。
故选D。
4. 如图所示，理想变压器的原线圈接入电压恒定的交流电源，电表均为理想电表，导线电阻不计，为定值电阻。现将滑动变阻器R的滑动触头向上滑动，则下列说法正确的是（ ）
A. 电流表示数均变大
B. 电压表示数均不变
C. 变压器输入功率变小
D. 定值电阻消耗的功率变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑动触头向上滑动，R变大，副线圈总电阻变大，副线圈电流减小，又因为原、副线圈匝数比不变，所以原线圈电流也变小，故 A错误；
B．滑动触头向上滑动，R变大，原、副线圈两端电压均不变，所以电压表示数不变，电阻R分压变大，电压表示数变大，故B错误；
C．由，原线圈电流变小，电压表示数不变，可知变压器输入功率变小，故C正确；
D．由可知，副线圈电流减小，则定值电阻消耗的功率变小，故 D错误。
故选C。
5. 如图所示，用透明材料制成的长方体，高为 h，上表面是边长为的正方形。底面正中央有一单色点光源S，从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面射出，则该材料的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示
从光源S射向上表面的光恰好都能直接从上表面直接射出，点光源在上表面的射出范围形成一个外接圆，由几何关系可知，外接圆半径为R=h，全反射的临界角为。由，折射率为
故选B。
6. 如图所示，乒乓球用轻绳系在装满水的烧杯中，烧杯放在水平放置的电子秤上，整体处于静止状态。某时刻，轻绳突然断裂，乒乓球加速上浮。已知乒乓球的质量为 m，体积为（上浮过程中乒乓球的体积不变），液体阻力不计，水的密度为，重力加速度大小为 g，则在乒乓球上浮过程中，电子秤显示的弹力大小（ ）
A. 减少B. 增加
C. 减少mgD. 增加mg
【答案】A
【解析】
【详解】乒乓球在加速上浮过程中，加速度为
乒乓球处于超重状态，因此电子秤显示弹力大小增加
与之相等体积的水以相同大小的加速度加速下降，因此电子秤显示弹力大小减小
考虑到同等体积水的质量大于乒乓球的质量，电子秤显示的弹力大小应减小
故选A。
7. 近年来，我国空间科学创新发展驶入“快车道”。假设有一空间探测器着陆在某个类地星球表面进行观测时发现，该星球为规则球体，半径为R，自转周期为2T，其赤道上空有一颗沿圆形轨道运行的卫星，它的运行方向与类地星球的自转方向相同，公转周期为T。如图所示，某时刻，位于星球赤道上P点的探测器观测到卫星的仰角为，后，观测到卫星仰角变为。引力常量为G。根据以上信息，该类地星球的质量约为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
P点在内转过的圆心角，卫星转过的圆心角，由几何关系可知，为等腰三角形，则有
根据牛顿第二定律可得
联立解得
故选C。
8. 如图（1）所示，竖直放置的绝缘轻弹簧一端固定在平行板电容器下极板。带电小球在轻弹簧正上方某处由静止释放，取该位置为坐标原点，竖直向下为x轴正方向。在小球下落的全过程中，以下极板为重力势能零参考面，小球的机械能E随位移x的变化关系如图（2）所示。弹簧始终在弹性限度内，小球质量为1 kg，重力加速度 g取。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球下落过程中刚接触弹簧时动能最大
B. 电场力大小为
C. 小球在释放位置所具有的电势能为
D. 下落过程中小球和弹簧组成的系统机械能最小值为
【答案】D
【解析】
【详解】A．刚接触弹簧时小球所受合力等于重力，小球继续向下加速，随着弹力增加，加速度减小，当弹力等于重力时小球速度最大，故A错误；
B．机械能变化量等于电场力做功，由图可知，范围内的图像斜率表示电场力，斜率绝对值为
故B错误；
C．由于下极板接地，电势和电势能均为零，小球电势能增大，故在释放位置小球的电势能为负值。小球质量为1kg，且由图像可知，小球在释放位置重力势能为，由重力势能可知，
又因为
得
故小球在释放位置所具有的电势能为，故C错误；
D．由能量守恒定律可知，小球在下降过程中电势能增大
则小球和弹簧组成的系统机械能减少，为
故D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9. 如图所示，图（1）、图（2）是一辆质量为m的公共汽车启动过程中和两个时刻的照片。到时间内汽车的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动。图（3）是此过程中车内横杆上悬挂的拉手经放大后的图片。m、、、均为已知量，重力加速度大小为 g。根据上述信息并结合图片，可以得出的物理量有（ ）
A. 公共汽车车身的大致长度
B. 公共汽车所受牵引力的冲量大小
C. 到时间内公共汽车的平均速率
D. 到时间内合外力对公共汽车做的功
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．对拉手受力分析可知，公共汽车的加速度为
故到时刻间公共汽车产生的位移为
根据汽车实际位移与图片的比例关系，即可估算车身长度，故A正确；
B．公共汽车的在时刻的速度为
由动量定理可知：
由于公共汽车所受摩擦力f未知，无法求解牵引力的冲量大小，故B错误；
C．公共汽车做匀变速直线运动，根据
故C正确；
D．根据动能定理，到时间内合外力对公共汽车做的功
故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，质量为2 kg的单匝矩形线框PMNQ恰好静止在倾角的粗糙绝缘固定斜面上，PQ、MN的电阻分别为和， PM、QN的电阻不计。虚线下方区域存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为1 T。一质量为1kg的光滑导体棒ab水平放置在矩形线框上，接入回路的有效长度为3 m，电阻为。运动过程中导体棒始终与线框接触良好，且与 PQ平行。现将导体棒从距磁场边界S处静止释放，进入磁场的瞬间，线框恰好不滑动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g取。则下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒进入磁场瞬间的加速度大小为
B. 距离S为
C. 导体棒匀速运动时的速度大小为
D. 导体棒进入磁场后，经已达到匀速运动状态，此过程回路中产生的总焦耳热为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知，线框在斜面上恰好静止，则有，则有。导体棒进入磁场瞬间，由右手定则可知，电流从b到a，从P到Q，且PQ所受安培力沿斜面向下，由平衡关系可知大小为6N。由知，再由电流关系可知,所以ab所受安培力大小为，方向沿斜面向上。对ab受力分析有，解得加速度为，方向沿斜面向上，故 A错误；
B．由公式和可知导体棒进入磁场时速度为，再由运动学公式，可知释放距离S为，故B正确；
C．速度稳定时有，其中,解得速度为，故C错误；
D．由动量定理有
解得，可知进入磁场后1s内导体棒运动了15m，又由动能定理，且，故D正确。
故选BD。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 小明同学预习“实验：探究平抛运动的特点”这一内容时，在家里就地取材设计了实验。如图（1）所示，在高度为的水平桌面上用长木板做成一个斜面，使小球从斜面上某一位置滚下，滚过桌边后小球做平抛运动。当地重力加速度为。
（1）关于本实验，下列说法正确的是 。
A. 实验时应保持桌面水平
B. 应使用体积小、质量大的小球
C. 必须保证长木板与桌面的材料相同
（2）为了记录小球的落点痕迹，小明依次将白纸和复写纸固定在竖直墙上，再把桌子搬到墙壁附近。从斜面上某处无初速度释放小球，使其飞离桌面时的速度与墙壁垂直，小球与墙壁碰撞后在白纸上留下落点痕迹。改变桌子与墙壁的距离（每次沿垂直于墙壁方向移动），重复实验，白纸上将留下一系列落点痕迹，挑选有4个连续落点痕迹的白纸，如图（2）所示。根据测量的数据，可得小球离开桌面时的速度大小为__________，打到B点时的速度大小为__________。（结果均保留1位小数）
【答案】（1）AB （2） ①. 1.0 ②. 1.4
【解析】
【小问1详解】
A．为保证小球做平抛运动，初速度沿水平方向，则应保持桌面水平，故A正确；
B．为减小阻力对小球的影响，应使用体积小、质量大的小球，故B正确；
C．实验中不需要保证长木板与桌面的材料相同，故C错误。
故选AB。
小问2详解】
[1]由竖直方向上是自由落体运动，根据
解得点迹间的时间间隔为
则小球离开桌面的速度大小
[2]打到B点时的竖直方向速度分量大小为
则打到B点时的速度大小为
12. 某兴趣小组利用半封闭可调内阻电池研究闭合电路的规律，其实物图和工作的电路图如图（1）、图（2）所示。图（2）中M为电池的正极， N为电池的负极、b为一组实验探针，与正负极非常接近但不与其接触， a、b与数字电压表连接，用于测量内电压数字电压表并联在电阻箱两端，用于测量路端电压数字电流表A接在干路中，用于测量干路电流 I。
（1）注射器抽气或充气使中间液面升降，从而改变电池的内阻，充气后，液面__________填“升高”或“下降”，电池内阻将__________填“变大”或“变小”
（2）保持内电路不变，调节电阻箱的阻值，记录两电压表示数和、电流表示数I、电阻箱阻值，数据如表所示。由数据可得，电池电动势__________；
（3）根据数据，作出图像和图像，如图（3）、图（4）所示。图像斜率的绝对值为、图像的斜率为，可得__________填“>”“=”或“ ②. 内阻偏小、电表不理想
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由电阻定律知，充气后中心液面下降致横截面积变小，故电阻变大。
【小问2详解】
电源电动势等于电源未接入电路即外电路电阻无穷大时电源两端电压，则电池电动势
【小问3详解】
[1]由图像可知
[2]图像斜率的绝对值等于电源内阻，图像的斜率即电源内阻，理论值应相等，但电源内阻应是电源两级间电解液的阻值，两探针只是非常靠近两极，导致测量的内阻偏小；数字电压表测量电阻箱电压，该值小于真实路端电压值，是由导线电阻和接触电阻所致。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13. 理发店内的气动升降椅，其升降由气囊式汽缸实现。其原理是在一个密闭的汽缸内充入气体，使汽缸内的压强为大气压的几倍或者十几倍，利用气体可压缩来实现弹性作用。如图所示，汽缸横截面积，内部气体压强为（大气压强），未承重时空气柱长度，密闭汽缸导热性能良好。现由于承重变化，导致活塞（气动杆和椅面）下降2cm。缸内气体可视为理想气体，温度保持不变，忽略摩擦阻力。求：
（1）椅面承受的压力增加了多少？
（2）为了使椅面恢复到原来的位置，需要充入一个大气压下的气体体积为多少？
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
离地间隙减小2cm，空气柱长度变为，压强为，根据等温方程
解得
椅面承受的压力增加了
【小问2详解】
设需要充入一个大气压下的气体体积为，温度不变，
解得
14. 某款自主品牌纯电动汽车自重1500kg，续航里程为430 km。全系标配磷酸铁理电池组的总电动势为500V，最大输出功率150 kW，电池组总容量为。行驶中电能转化为机械能的效率为，重力加速度 g取。
（1）由理论推导可知，汽车正常行驶中，电池组内外电压相等时，其输出功率最大，求汽车电池组的内阻；
（2）若在场地内检测时，汽车载重300 kg，所受阻力大小恒为450 N，电池组输出功率恒为40 kW，车从静止加速到的时间为4s，求汽车的加速距离；
（3）为了提高电池的使用寿命，在实际行驶中，电池组的最大使用量为其容量的。若载重100 kg的汽车，以的恒定速率行驶，行驶中汽车的阻力系数（阻力与车总重力的比值）恒为，忽略汽车启动阶段消耗的电能，求该情形下汽车匀速行驶的最大路程。（结果保留3位有效数字）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由和，可得，当时，
代入数据解得
【小问2详解】
以40kW恒定功率启动加速过程中，输出的机械功率为
由动能定理有
解得
【小问3详解】
行驶时的平均阻力为
电池组的输出功率为
匀速行驶的时间为
行驶的路程为
15. 如图所示，在xOy直角坐标系内，与x轴相切的半径为的圆形区域内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，圆形区域外的第一象限内分布有沿 x轴正方向的匀强电场，电场强度。在坐标原点O处有一离子源，可向 x轴上方各个方向发射速度大小的负离子，离子比荷，不计离子重力。求：
（1）沿y轴正方向发射的离子第一次在磁场中的运动时间；
（2）沿与x轴正方向成45°角发射的离子，第三次经过y轴的位置坐标；
（3）若将电场区和磁场区重叠，且电场和磁场的范围均扩大到足够大，沿y轴正方向发射的离子在运动过程中，运动轨迹的x坐标与其运动时间t的关系式。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【详解】（1）离子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可得
解得
周期为
沿y轴正方向发射的离子在磁场中的运动轨迹如下
可知离子偏转90°，在磁场中的运动时间为
（2）沿与x轴正方向成45°角发射的离子从O点进入磁场，偏转45°后从A点射出磁场，在电场中做往复的直线运动，回到射出点A时速度大小相等，方向相反，进入磁场后偏转135°后从磁场射出，进入电场后做类斜抛运动。运动轨迹如下
离子在电场中运动的加速度为
离子第二次从y轴上处离开磁场时，速度方向与y轴正方向夹角45°，第二次在电场中运动的时间为
离子第二次在电场中沿y轴正方向运动的位移为
故离子第三次经过y轴的位置为
离子第三次经过y轴的位置坐标为。
（3）将速度v分解为沿y轴正向的速度和沿y轴正向的速度
由于，所以方向做匀速直线运动；方向受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，则有
解得
角速度序号
U外/V
U内/V
I/A
R外/Ω
1
2.050
0.000
0.000
∞
2
1.937
0.101
0.030
63
3
1.910
0.120
0.036
52
4
1.879
0.145
0.044
41
5
1.820
0.186
0.057
30