江苏省高邮市2024-2025学年高三下学期第一次联考物理试卷（Word版附解析）

这是一份江苏省高邮市2024-2025学年高三下学期第一次联考物理试卷（Word版附解析），共18页。试卷主要包含了物理等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：每小题4分，共44分。
1. 几十亿年后太阳内部氢元素消耗殆尽，内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应，被称为氦闪，核反应方程为，该反应放出的能量为E，真空中的光速为c。则下列说法中正确的是（ ）
A. 该反应属于α衰变
B. 该反应的质量亏损为
C. X核的平均结合能为
D. X核中有12个中子
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为
属于轻原子核结合成较重原子核反应，所以该反应属于核聚变，又中子数等于质量数减去质子数，因此X核中有6个中子，故AD错误；
B．根据爱因斯坦质能方程
该反应的质量亏损为
故B正确；
C．比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以X核的比结合能不为，故C错误。
故选B。
2. 一定质量的理想气体状态变化图线如图所示，从状态1变化到状态2的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 气体对外界做功B. 气体向外放出热量C. 气体的内能增大D. 气体分子的平均动能增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
变形得
可知理想气体从状态1变化到状态2的过程中，体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故A错误；
B．理想气体从状态1变化到状态2的过程中发生等容变化，温度降低，则内能减小，气体向外放出热量，故B正确，C错误；
D．理想气体从状态1变化到状态2的过程中发生等容变化，温度降低，故气体分子的平均动能减小，故D错误。
故选B。
3. 如图，水平面MN下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，纸面为竖直平面。不可形变的导体棒ab和两根可形变的导体棒组成三角形回路框，其中ab处于水平位置框从MN上方由静止释放，框面始终在纸面内框落入磁场且ab未到达MN的过程中，沿磁场方向观察，框的大致形状及回路中的电流方向为（ ）

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由楞次定律“增反减同”可知回路框中感应电流方向为逆时针，根据左手定则可知左侧导体棒所受安培力斜向右上方，右侧导体棒所受安培力斜向左上方。
故选C。
4. 光电效应在自动化控制领域有着广泛的应用。如图所示的光电控制报警电路中，某一频率的光束照射到光电管，光电管产生光电效应，与光电管连接的电路有电流，电磁铁产生磁场，会吸引报警电路中的开关断开，从而实现自动控制。则（ ）
A. 任意频率的光照射到光电管上，只要光照时间足够长就能产生光电流
B. 对于光电管来说，入射光波长必须大于某一极限值，才能产生光电效应
C. 该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内逸出的电子数越少
D. 当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，使报警电路中的开关闭合
【答案】D
【解析】
【详解】AB．当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生，故AB错误；
C．该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内射到金属表面上的光子数增大，单位时间内逸出的电子数增加，故C错误；
D．当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，光电效应现象消失，与光电管连接的电路没有电流，电磁铁不产生磁场，报警电路中的开关闭合，故D正确。
故选D。
5. 某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，设法将篮球投入大平台圆心处的球筐内。如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中沿圆盘箭头指向表示圆盘转动方向，圆盘内箭头指向表示投篮方向）（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当群众演员沿圆周切线方向的速度和篮球出手速度的合速度沿球筐方向时，篮球就可能被投入球筐。
故选D。
6. 用两个完全相同的表头分别改装成量程为0~3V和0~15V的甲、乙两个电压表，改装后两表的刻度已对应修改，将两个电压表接在如图所示的电路中，图中R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两电压表指针的偏角相同，示数之比为1：5
B. 甲、乙两电压表指针的偏角相同，示数之比为5：1
C. 甲、乙两电压表的示数相同，指针的偏角之比为1：5
D. 甲、乙两电压表的示数相同，指针的偏角之比为5：1
【答案】D
【解析】
【详解】AB．两个改装后的电压表测同一电阻两端的电压，所以电压表的示数相同，AB错误；
CD．设改装后电压表的内阻为，则有
即
测量电阻两端的电压时，设流经电流表表头的电流为，则
即
则指针的偏角之比应为5：1，C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，2024珠海航空展上，飞行员驾驶飞机沿实线轨迹在竖直面内匀速率飞行， a、b、c为飞行轨迹上的三点，a、c为飞行过程中距离地面高度相等的两点。关于此飞机，下列说法中正确的是（ ）
A. 各点的加速度方向竖直向下
B. 在a点所受的合力比在c点小
C. a、c两点的重力功率相等
D. a、b、c三点的机械能相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB．质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部份，在竖直面内匀速率飞行，合力方向指向各自圆心，加速度方向也指向各自圆心，明显ac两点加速度方向不是竖直向下，a点对应的圆周半径更大，c点对应半径更小，合力提供向心力，根据向心力公式，可知a点所受的合力小于c点，A错误，B正确；
C． a、c两点的速度大小相等，但速度方向不同，速度与重力夹角不同，根据
可知重力功率不相等，C错误；
D．a、b、c三点的动能相等，a、c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，D错误。
故选B。
8. 一列简谐横波沿直线传播。以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图像如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9m。以下判断正确的是( )
A. 波长为1.2m
B. 波源起振方向沿y轴负方向
C. 波速大小为0.4m/s
D. 质点A的动能在t=4s时最大
【答案】A
【解析】
【详解】AC．据图像可知质点比波源晚振动，其周期为，所以波速为：
波长为：
A正确，C错误；
B．据波的传播特点，各个质点的起振方向与波源的起振方向相同；据图像可知，A点的起振方向沿轴的正方向，所以波源起振方向沿轴正方向，B错误；
D．时，质点处于上方最大位移处，速度为零，其动能为零，D错误。
故选A。
9. 行星外围有一圈厚度为d的发光带（发光的物质），简化为如图甲所示的模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带中的物质绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的倒数之间关系如图乙所示，已知图线斜率为k，下列说法正确的是：（ ）
A. 发光带是该行星的组成部分B. 发光带的质量是
C. 行星的质量是D. 行星的质量是
【答案】C
【解析】
【详解】A．若发光带是该行星的组成部分，则卫星和发光带的角速度相等，根据
可知，速度与半径成正比，与图像不符，故A错误；
BCD．设该发光带是卫星群，根据万有引力提供向心力，有
所以
则速度的平方与到行星中心距离的倒数成正比，与图像一致，且有
所以
且发光带应为卫星群，故BD错误，C正确。
故选C。
10. 图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法错误的是（ ）

A. t1时刻电容器间的电场强度为最小值B. t1 ~ t2时间内，电容器处于充电过程
C. 汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小D. 从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
【答案】D
【解析】
【详解】A．时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小值，故A正确，不符合题意；
B．时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故B正确，不符合题意；
C．当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据
可知周期变大，频率变小，故C正确，不符合题意；
D．从图乙波形可知周期越来越小，频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D错误，符合题意。
故选D。
11. 如图所示，正三角形的三个顶点固定三个等量电荷，其中B带正电，A、C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法中正确的是（ ）
A. 电场强度
B. O、N两点电势
C. M、N两点电势
D. 同一负电荷P点电势能比在O点时要小
【答案】B
【解析】
【详解】A．点电荷AB是两个等量异种电荷，则由等量异种电荷电场分布可知，点电荷AB在M、N两点的电场大小相等，方向相同，由对称性可知，点电荷C在M、N两点的电场大小相等，方向不同，根据矢量运算法则可得M点的电场强度小于N点的电场强度，故A错误；
BC．由等量异种电荷电势分布可知，点电荷A、B在M、O、N三点的电势关系为
由于等量异种电荷连线的中垂线为等势线，且无穷远处电势为零，则点电荷A、B在O点的电势为0，由对称性可知，负点电荷C在M、N两点的电势相等，且大于在O点的电势，综上所述可知
故B正确，C错误；
D．由于等量异种电荷连线的中垂线为等势线，负电荷沿着电场线方向电势降低，故
根据
可知，负电荷在P点的电势能比在O点大，故D错误。
故选B。
三、实验题：每空3分，共15分。
12. 如图所示，用“碰撞实验器”可以探究碰撞中的不变量。实验时先让质量为m1的入射小球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端O点水平抛出，落到与轨道O点连接的倾角为θ的斜面上。再把质量为m2被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球仍从位置S由静止滚下，与被碰小球碰撞后，分别与斜面第一次碰撞留下各自的落点痕迹。M、P、N为三个落点的位置。（不考虑小球在斜面上的多次碰撞）
(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量_______，间接地解决这个问题。
A.小球开始释放高度h B.斜面的倾角θ C.O点与各落点的距离
(2)以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是_______。
A．刻度尺 B.天平 C.量角器 D.秒表
(3)关于本实验，下列说法正确的是_______________。
A.斜槽轨道必须光滑，且入射小球每次释放初位置相同
B.斜槽轨道末端必须水平
C.为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量m1等于被碰球的质量m2
(4)①在实验误差允许范围内，若满足关系式_______，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。
A.
B.
C.
D.
②若碰撞是弹性碰撞，以上物理量还满足的表达式为______________
【答案】 ①. C ②. AB ③. B ④. B ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]小球做平抛运动，则


解得
物体落到同一斜面上，则只要测得O点与各落点的距离L即可，故选C；
(2)[2]实验中必须要测量落点到O点的距离，则需要刻度尺；需要测量小球的质量,故选AB。
(3)[3]A.斜槽轨道没必要必须光滑，只要到达底端的速度相同即可，且入射小球每次释放的初位置相同，以保证到达底端的速度相同，故A错误；
B．斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故B正确；
C．为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量m1大于被碰球的质量m2，故C错误。
故选B。
(4)①[4]实验要验证的关系是

由上述分析可知
则表达式可表示为
故选B。
②[5]若碰撞是弹性碰撞，以上物理量还满足的表达式为
因
即

则表达式
三、解答题：4小题，分值分别为6分，8分，12分，15分，共41分。
13. 如图所示，一段弯成四分之一圆弧形状的粗细均匀的透明体截面图，ME=MO，一细束蓝光由ME端面的中点A垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，求：
（1）透明体的折射率；
（2）若只将蓝光换成红光，判断红光能否在弧面EF上发生全反射，写出必要的答题依据。
【答案】（1）
（2）见解析
【解析】
【小问1详解】
如图所示
根据几何关系可得
所以玻璃的折射率为
【小问2详解】
若只将蓝光换成红光，由于红光的波长较长，折射率较小，发生全反射时临界角较大，所以红光不能在弧面EF上发生全反射。
14. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100的矩形线圈，边长分别为30cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，从图示位置开始计时，求：
（1）交变电流感应电动势瞬时值表达式；
（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？
【答案】（1）
（2）720W
【解析】
【小问1详解】
感应电动势的最大值为
故交变电流的电动势瞬时值的表达式为
【小问2详解】
电阻R上所消耗的电功率为
15. 如图所示，可在竖直平面内转动的长为的轻杆一端固定于，另一端固定一小球，穿过正下方小孔的细线连接质量均为物块与小球。现用沿细线方向的力拉小球，小球和物块静止时、。重力加速度取，，，忽略一切摩擦。求：
（1）的大小；
（2）撤去瞬间，线对小球的拉力大小；
（3）撤去后，小球运动到最低点时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对物体受力分析，可得
对小球受力分析，则三角形OPQ为力的矢量三角形，有三角形定则，得
沿线方向满足
两式联立，可解的
（2）撤去瞬间，小球即将做局部圆周运动，此时速度为0，则沿杆方向向心力为0，受力平衡；沿线方向，由牛顿第二定律，可得
同时，物块也满足
联立，可解得
（3）撤去后，小球运动到最低点时，物块此时速度为0，运动过程中，物块和小球系统满足机械能守恒，得
代入数据，解得
16. 如图所示，在某空间建立平面直角坐标系，第一象限有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。第四象限存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一不计重力、质量为m、带电荷量为的粒子从M点沿x轴正方向飞出，第1次经过x轴时的位置为N点，坐标为。
（1）求粒子的初速度大小；
（2）如果粒子第一次经过x轴后不能回到第一象限，求磁感应强度的大小范围；
（3）如果粒子第一次经过x轴后能再次经过N点，求磁感应强度大小的取值及粒子连续两次经过N点的最长时间间隔。
【答案】（1）
（2）
（3）（其中、3、4、5），
【解析】
【小问1详解】
设粒子在M点的速度为，在电场中运动的加速度为a，从M点第一次到达N点经过的时间为t，做类平抛运动由牛顿第二定律，有
沿y轴负方向做匀加速运动，有
沿x轴正方向做匀速运动，有
联立解得
【小问2详解】
设粒子第一次到达N点时速度为v，方向与x轴正方向夹角为，到达N点时速度竖直分量
速度水平分量
根据平抛运动位移偏角与速度偏角的关系，有
粒子在N点速度
当磁感应强度为时，粒子在磁场中的轨迹恰与y轴相切，如图1所示，设此时轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力，有
由几何关系有
解得
则磁感应强度大小的取值范围为
【小问3详解】
设粒子在磁场中的轨迹半径为时，粒子第2次经过x轴的位置到O的距离为，如图2所示
由几何关系，有
之后粒子还能经过点，需满足
（其中、3、4，…）
因粒子在磁场中轨迹不能到达第三象限，还需满足
解得
（其中、3、4，…）
又
可取、3、4、5
根据洛伦兹力提供向心力
可知
（其中、3、4、5）
粒子每次从磁场进入电场再进入磁场时间间隔
设粒子在磁场中运动的周期为T，有
（其中，3，4，5）
粒子每次在磁场中运动的时间
（其中，3，4，5）
相邻两次经过N点所用的时间
（其中、3、4、5）
当时，粒子连续两次经过N点所用的时间最长，有