广西壮族自治区南宁市2024-2025学年高三(上)11月期中考试物理试卷(解析版)

这是一份广西壮族自治区南宁市2024-2025学年高三(上)11月期中考试物理试卷(解析版)，共18页。
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2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 通过检测发现三星堆遗址出土的文物，年代从公元前3000年延续至公元前1200年，跨越了近2000年，用实物展示了连绵5000年的中华文化。考古通常用年代检测法推算出土文物的年代。的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 衰变方程中的X是电子B. 衰变方程中的X是质子
C. 该反应是人工核反应D. 该反应是核裂变
【答案】A
【解析】AB．根据质量数和核电荷数守恒可知，X为电子，A正确，B错误；
CD．这是典型的核衰变，是原子核自发的放射出电子（粒子）变成另一种元素的原子核的过程，CD均错误。
故选A。
2. 黑洞的形成源于恒星生命周期的最后阶段，当一颗恒星燃尽了其核心的核燃料，无法再通过核聚变产生足够的能量来抵抗自身引力时，恒星就开始坍缩。太阳（可视为球体）是太阳系唯一的恒星，其第一宇宙速度为v，假设若干亿年后太阳发生了坍缩，其球体半径坍缩为现在的n倍，其密度变为现在的k倍。则其第一宇宙速度变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】依题意，太阳坍缩前，有
又
联立，解得
坍缩后，有
联立，解得
故选B。
3. 如图所示，理想变压器原线圈接稳压交流电源，为定值电阻，小灯泡与电阻箱R并联。现增大电阻箱R的阻值，小灯泡可视为定值电阻。则下列说法正确的是（ ）
A. 变压器的输出功率增大B. 变压器的输出功率先减小后增大
C. 小灯泡的电功率减小D. 小灯泡的电功率增大
【答案】D
【解析】A B．增大电阻箱R的阻值，副线圈总电阻增大，副线圈两端电压一定，通过副线圈的电流减小，变压器的输出功率减小，故A错误，B错误；
CD．副线圈电压一定，副线圈的电流减小，分压减小，小灯泡两端的电压增大，小灯泡的电功率增大，故C错误，D正确。故选D。
4. 如图为运动员张博恒比赛吊环比赛时的画面，则张博恒将两吊环从图a中的状态（两细绳的延长线交于吊环下方某点）缓慢撑开至图b中的状态（两细绳的延长线交于吊环上方某点）的过程中，关于悬挂吊环的绳子受到的拉力的说法正确的是（ ）
A. 绳子受到的拉力逐渐增大B. 绳子受到的拉力逐渐减小
C. 绳子受到的拉力先增大后减小D. 绳子受到的拉力先减小后增大
【答案】D
【解析】根据合力与分力的关系，可知在合力F不变的情况下，双臂缓慢张开，则两绳与竖直方向的夹角先变小后变大，故两个分力的大小先减小后增大，故D正确。
故选D。
5. 我市新建一座跨江大桥，现选取其中长2km的一段直线进行通车试验，汽车从静止开始以加速度做匀加速直线运动，最大速度为，到这段直线的中点处开始匀减速运动，到终点时速度恰好减为零。则汽车运动的时间为（ ）
A. 150sB. 151sC. 152sD. 153s
【答案】C
【解析】汽车加速过程，有
则
之后保持最大速度匀速行驶，有
汽车匀减速直线运动过程，有
解得
则汽车运动的时间为
故选C。
6. 如图，一半径为R的均匀带电球体，其所带电量为+Q，在球体表面贴上一对电荷量分别为+q、－q的点电荷，两点电荷所在位置关于球心O对称，点电荷和带电球体之间无电荷转移，M、N点的电场强度大小和电势分别为、、、。则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由于M点相对于场源电荷较近，根据电荷周围电场线的分布情况可知
在两个点电荷+q、－q形成的电场中，M、N两点的电势相等，但在带电球体+Q的电场中，M点的电势高于N点，即
故选A。
7. 如图，为一款儿童玩具的简化图，固定的竖直杆AF和半径为R的半圆形杆ABC在A处平滑连接，圆心为O。轻质弹簧的下端固定于F点，弹簧处于原长时，其上端在A处。现将质量为m的小球甲套在杆上，并控制小球将弹簧缓慢压缩至E点，然后释放小球，小球被弹簧弹出，恰好到达B点。已知AE的距离为R，不计一切摩擦。若换用质量为的小球乙，仍使小球将弹簧压缩至E点，然后释放小球，小球被弹簧弹出，则小球乙到达B点时，对半圆形杆的压力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】对小球甲，根据能量守恒，可得
同理，对小球乙，有
小球乙在B点时，由牛顿第二定律可知
则半圆形杆对小球乙压力竖直向下，有
解得
根据牛顿第三定律可知，小球乙到达B点时，对半圆形杆的压力大小为
故选C。
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 将一铅球沿水平方向抛出，以抛出的瞬间为时刻，记铅球的动量大小为p，动能为，重力势能为，机械能为E，运动时间，规定铅球在地面处的重力势能为零，不计空气阻力，则对铅球落地前的过程，以下图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】A．运动时间，铅球的速度大小
铅球动量大小
可知，铅球动量大小与时间不成线性关系，故A错误；
B．铅球的动能
结合上述解得
可知，铅球的动能与时间呈现二次函数关系，且开口向上，故B正确；
C．令铅球抛出点高度为，经历时间t，下降高度为h，则有
规定铅球在地面处的重力势能为零，则铅球的重力势能为
解得
可知，铅球的重力势能与时间呈现二次函数关系，且开口向下，故C正确；
D．铅球做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，即图像应是平行于时间轴的直线，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，有甲、乙两个完全相同、带轻质活塞、内壁光滑的绝热汽缸。内部封闭相同质量的同种理想气体，初始状态下气体的温度均为27℃，然后把汽缸甲的活塞固定。现用电热丝分别对汽缸缓慢加热，使得甲、乙汽缸中气体的温度都上升到77℃，发现汽缸甲内气体吸收了600J热量，汽缸乙的活塞向上移动了3cm。已知大气压，活塞的截面积为。下面说法正确的是（ ）
A. 对于温度升高到77℃过程，乙中气体对外做功30J
B. 对于温度升高到77℃过程，乙中内能增加570J
C. 甲汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加
D. 乙汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加
【答案】AC
【解析】A．乙中气体对外所做的功
代入数据解得
A正确；
B．由于甲内的气体吸收了600J的热量，气体对外做功为零，故甲中气体内能的增加了600J，而甲、乙两个汽缸内的气体完全相同，初温和末温也相同，故甲乙汽缸内气体的内能变化量也相同，故乙中气体的内能增加了600J，B错误；
CD．汽缸甲活塞固定，体积不变，温度升高时，根据理想气体状态方程
甲汽缸中的气体的压强增大，同理，对于乙汽缸中的气体，可以看成等压变化，故甲汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加，乙汽缸中单位时间撞击容器壁单位面积的分子数减少，C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图甲，水平面内固定放置间距为L的两平行金属直导轨，左端接有阻值为R的电阻，两导轨间存在方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。时，一质量为m、长为L的导体棒在沿导轨方向的外力F作用下，从位置由静止开始做周期为T的简谐运动，平衡位置与间的距离为，导体棒的速度随时间变化的图像是如图乙所示的正弦曲线。已知导体棒的最大速度为，导体棒接入电路的电阻为r，不计摩擦阻力和其他电阻，导体棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒的安培力大小随时间变化的表达式为
B. 内，通过R的电荷量为
C. 内，外力F的冲量为
D. 内，外力F做的功为
【答案】BCD
【解析】A．由题图乙可知该导体棒的速度变化周期为T，则
结合题图乙可知，t时刻该导体棒的速度表达式为
则t时刻的安培力表达式为
故A错误；
B．由题图甲、乙可知，时刻导体棒运动到OO′位置，则内，通过R电荷量为
故B正确；
C．内，由动量定理得
整理得外力F的冲量为
故C正确；
D．由上述分析知，产生的电流为正弦式交流电，而感应电动势最大值为
则内，R上产生的焦耳热为
内，动能改变量为0，外力F做的功为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题（本题共2小题，第11题6分，第12题10分，共16分。）
11. 利用如图1所示电路测量电流表内阻，闭合开关S，调节电阻箱至如图2所示状态，使电流表、电压表有较大示数，此时电阻箱的读数为________Ω。若此时电压表的示数为9.0V，电流表指针恰好满偏，其读数为0.60A，则电流表的内阻为________Ω（保留两位有效数字），若要将该电流表改装为量程为3A的电流表，则需要并联一阻值为________Ω（保留两位有效数字）的定值电阻。
【答案】12.8 2.2 0.55
【解析】[1]由电阻箱的示数可得，电阻箱的阻值为
[2]根据欧姆定律可得
解得
[3]根据并联电路的特点，由欧姆定律可得
解得
12. 用图1所示的装置进行“探究加速度与力的关系”的实验，已知重力加速度为g。
（1）用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图2所示，其读数为d＝_______mm；按图1所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离L；
（2）在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门1和光电门2的时间相等；
（3）取下细线、砝码和砝码盘，记下砝码的质量m；
（4）让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门1和光电门2的挡光时间、。则小车经过光电门1的速度为_______，小车经过光电门2的速度为_______，从光电门1运动至光电门2的过程中，小车的加速度a＝_______，小车下滑过程中，小车的合外力为_______；（选用上述步骤中的物理量的符号表示）
（5）重新挂上细线和砝码盘，改变长木板的倾角，重复（2）~（5）步骤，记录多组实验数据；
（6）以小车的加速度a为纵轴，砝码质量m为横轴，描点作图，得到图像如图所示，经计算得该图像的斜率为k，若k＝_______（选用上述步骤中的物理量的符号表示），则表明小车的加速度与其合外力成正比。
【答案】（1）2.25 （4） （6）
【解析】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知遮光片的宽度为
（4）[2][3]小车经过光电门1的速度为
小车经过光电门2的速度为
[4]从光电门1运动至光电门2的过程中，根据运动学公式可得
联立可得小车加速度为
[5]在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门1和光电门2的时间相等，根据受力平衡可得
取下细线、砝码和砝码盘，小车下滑过程中，小车的合外力为
则有
（6）[6]根据牛顿第二定律可得
可得
可知若图像的斜率为
则表明小车的加速度与其合外力成正比。
四、计算题（本题共3小题，共38分。解答过程要求有必要的文字说明，只写结果的不能得分，有数值计算的要写出正确单位。）
13. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向D点，并偏折到AB界面上的E点射出三棱镜。已知等边三棱镜的边长为a，入射方向与边AC的夹角为，，且，求：
（1）三棱镜的折射率n；
（2）若将单色光从空气垂直AC界面射向D点，求单色光在三棱镜中传播的时间。（不考虑单色光在三棱镜内的多次反射）
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
根据题意作光路图，如图
根据几何关系可知i=60°，r=30°，根据折射定律有
解得
【小问2详解】
将单色光从空气垂直AC界面射向D点，如图
光线在F点入射角为，因为
因此在F点发生全反射，光在棱镜中的速度为
光程为
s=AFcs30°+BFcs30°=a
传播时间为
解得
14. 如图所示，在一电容为C的平行板电容器MS、NT之间的区域有垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度为B，极板MS、NT分别带+Q、−Q的电荷量，板间距为L，现有一电量为−q的带负电液滴在极板间的竖直面内做速率为v的匀速圆周运动，其圆心O到两极板的距离相等，已知重力加速度为g，极板MS、NT足够长。求：
（1）液滴的质量为多少？液滴是顺时针还是逆时针运动？
（2）液滴匀速圆周运动的轨迹半径；
（3）若在液滴运动至圆轨迹的最低点时，撤去磁场，同时将电容器所带的电荷量加倍，假设极板足够长，求液滴从撤去磁场到打在极板上所需的时间。
【答案】（1），逆时针运动 （2）
（3）
【解析】【小问1详解】
液滴在极板间的竖直面内做速率为v的匀速圆周运动，重力与电场力平衡，则有
根据电容的定义式有
解得
液滴带负电，磁场方向垂直于纸面向外，根据左手定则可知，液滴是逆时针运动。
【小问2详解】
液滴做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
结合上述解得
【小问3详解】
液滴电量加倍，根据牛顿第二定律有
结合上述解得
撤去磁场后，液滴做类平抛运动，则有
结合上述解得
15. 如图，在倾角为的斜面上放置一长为L=1m的木板，木板质量为M=1kg，其下端有一挡板，在木板最右端放置一质量为的滑块，滑块可视为质点，已知木板和斜面之间的动摩擦因数，滑块和木板间的动摩擦因数为，sin37°=0.6，cs37=0.8，现将滑块和木板同时由静止释放，假设斜面足够长，滑块和挡板之间碰撞无机械能损失，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求：
（1）滑块从释放到第一次和挡板碰撞所需时间；
（2）第一次碰后瞬间滑块的速度大小、木板的速度大小；
（3）从滑块和挡板发生第一次碰撞到第二次碰撞的过程中，滑块和木板之间因摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）1s （2），
（3）
【解析】【小问1详解】
木板和斜面之间的最大静摩擦力
滑块和木板间的最大静摩擦力
由于
，
则滑块向下做匀减加速直线运动，木板处于静止，对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
根据位移公式有
解得
【小问2详解】
结合上述，滑块与挡板碰撞前，根据速度公式有
滑块与木板碰撞过程有
，
解得
，
【小问3详解】
碰撞后，滑块相对于木板向上运动，对滑块进行分析有
解得
滑块向下做匀加速直线运动，对木板进行分析有
解得
木板向下做匀减速直线运动，当滑块与木板达到相等速度时有
解得
，
此过程的相对位移
之后，滑块相对于木板向下以做匀加速直线运动，木板向下做匀减速直线运动，对木板进行分析有
解得
再次碰撞过程，相对位移大小仍然为，从滑块和挡板发生第一次碰撞到第二次碰撞的过程中，滑块和木板之间因摩擦产生的热量