江苏省2024-2025学年高三（上）联考物理试卷（解析版）

这是一份江苏省2024-2025学年高三（上）联考物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了8km/s等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。
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. 如图示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，又向前追上足球，下列可能反映此过程的v-t图像和x-t图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球做加速运动，速度越来越大。v-t图像与坐标轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动员和足球的位移相同，v-t图像与坐标轴围成的面积相同，故AB错误；
CD．x-t图像的斜率表示速度，足球做减速运动，足球的x-t图像斜率逐渐减小，运动员向前追赶足球，做加速运动，运动员的x-t图像斜率逐渐增大，当运动员追上足球时，足球和运动员在同一时刻到达同一位置，足球和运动员的x-t图像交于一点，故C正确，D错误。
故选C。
3. 神舟十八号空间站在圆轨道上运行，轨道距地面高度约400千米。如图所示，航天员进行舱外巡检任务，此时航天员与空间站相对静止，下列说法正确的是（ ）
A. 此时航天员不受重力作用
B. 空间站运行速度约为7.8km/s
C. 空间站绕地球运转的周期等于24h
D. 与空间站同轨同向运行的卫星会与空间站相撞
【答案】B
【解析】A．航天员围绕地球做圆周运动，重力提供向心力，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
地球半径为6400km，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，解得
故B正确；
C．根据万有引力提供向心力解得空间站的轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小，所以空间站绕地球运转的周期小于24h，故C错误；
D．空间站与同轨同向运行的卫星速度相等，所以空间站与空间站同轨同向运行的卫星不会与空间站相撞，故D错误。
故选B。
4. 如图是老师带领同学们做实验情景。有顶角不同的圆锥放在桌面上，同学们发现顶角为θ的圆锥，无论多大的力都不能按图示那样拿起，设手与圆锥体间的动摩擦因数为μ，则角度θ与μ满足的关系是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】把锥体等效成斜面，拿不起来时，则有
解得，故选D。
5. 如图所示，一个半径为R的导电圆环与一个轴向对称的发散磁场处处正交，环上各点的磁感应强度B大小相等，方向均与环面轴线方向成角（环面轴线为竖直方向），若导电圆环上通有如图所示的恒定电流I，则下列说法正确的是（ ）
A. 导电圆环有扩张的趋势
B. 导电圆环所受安培力方向指向圆心
C. 导电圆环所受安培力的大小为
D. 导电圆环所受安培力的大小为
【答案】C
【解析】根据题意可知，若导电圆环上通有如题图所示的恒定电流，由左手定则可得导电圆环上各小段所受安培力斜向上，指向圆环内侧，则导电圆环有收缩的趋势，由对称性可知，导电圆环所受安培力的方向竖直向上，大小为，故选C。
6. 旋转餐桌的水平桌面上，一个质量为m的茶杯（视为质点）到转轴的距离为r，茶杯与旋转桌面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，餐桌带着茶杯以相同转速一起匀速转动时，茶杯与餐桌没有发生相对滑动，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 若减小餐桌的转动转速，则茶杯与餐桌可能发生相对滑动
B. 一起匀速转动时茶杯有沿切线方向滑出去的趋势
C. 让餐桌加速转动，茶杯与餐桌仍保持相对静止，则茶杯受到的摩擦力的方向指向餐桌的中心
D. 将茶杯中的水倒出后仍放在原位置，以相同的转速匀速转动餐桌，茶杯与餐桌仍保持相对静止
【答案】D
【解析】A．根据题意可知，茶杯转动时，所需的向心力为
若减小餐桌的转动转速，所需向心力减小，则茶杯与餐桌不可能发生相对滑动，故A错误；
B．一起匀速转动时，茶杯所受静摩擦力提供茶杯做匀速圆周运动的向心力，指向圆心，则茶杯有背离圆心的运动趋势，故B错误；
C．让餐桌加速转动，茶杯与餐桌仍保持相对静止，摩擦力沿着半径方向的分力改变线速度的方向，摩擦力沿着切线方向的分力改变线速度的大小，可知，茶杯受到的摩擦力的方向不指向餐桌的中心，故C错误；
D．根据题意可知，餐桌带着茶杯以相同转速一起匀速转动时，茶杯与餐桌恰好没有发生相对滑动时，有
将茶杯中的水倒出后仍放在原位置，等式仍然成立，可知，茶杯与餐桌仍保持相对静止，故D正确。
故选D。
7. 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．对篮球撞击篮板前的运动进行逆向分析，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。
8. 霓形成原理与彩虹大致相同，是太阳光经过水珠的折射和反射形成的，简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，下列说法正确的是（ ）
A. 霓是经过2次折射和1次全反射形成的现象
B. 光束a、b通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻亮条纹间距大
C. b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度大
D. 若a光能使某金属发生光电效应，则b光也一定能使该金属发生光电效应
【答案】C
【解析】A．由图可知，霓是经过2次折射和2次全反射形成的现象，故A错误；
BCD．根据题意，做出白光第一次折射的法线，如图所示
由图可知，当入射角相同时，光的折射角小于光的折射角，由折射定律
可知，光的折射率较大，频率较大，波长较小，由公式
可知，光束a、b通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻亮条纹间距小，由公式可知，b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度大，由光电效应方程
由于a光的频率大，光子的能量大，a光能使某金属发生光电效应，b光不一定能使该金属发生光电效应，故BD错误，C正确。故选C。
9. 如图所示，正方形线框abcd放在光滑的绝缘水平面上，OOʹ为正方形线框的对称轴，在OOʹ的左侧存在竖直向下的匀强磁场。现使正方形线框在磁场中以两种不同的方式运动：第一种方式以速度v使正方形线框匀速向右运动，直到ab边刚好与OOʹ重合；第二种方式只将速度变为3v。则下列说法正确的是（ ）
A. 两过程线框中产生的焦耳热之比为1∶3
B. 两过程流过线框某一横截面的电荷量之比为1∶3
C. 两次线框中的感应电流大小之比为1∶1
D. 两过程中线框中产生的平均电动势之比为1∶9
【答案】A
【解析】B．该过程中线框中产生的平均感应电动势为
流过线框某一横截面的电荷量为
由此可知，两过程中穿过线框的磁通量的变化量相同，线框的电阻相等，所以两过程流过线框某一横截面的电荷量相同，即为1∶1，故B错误；
C．两次线框中的感应电流大小分别为
，
所以两次线框中的感应电流大小之比为1∶3，故C错误；
D．两过程中线框中产生的平均电动势分别为
，
所以两过程中线框中产生的平均电动势之比为1∶3，故D错误；
A．线框中产生的焦耳热为
两过程线框中产生的焦耳热之比为
故A正确。故选A。
10. 如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，正方形的边长为a，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷qʹ后，恰好D点的电场强度等于0，则下列说法正确的是（ ）
A. 放在B点的电荷为正电荷
B. 放在B点的电荷电荷量为2q
C. 将B处的电荷从B点沿BD连线运动到D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D点电势能比正方形中心电势能小
【答案】D
【解析】A．A点电荷在D点场强方向沿AD方向，C点电荷在D点的场强方向沿CD方向，D点的合场强方向沿BD方向，故B点放的未知电荷在D点的场强方向沿DB方向，故B点放的未知电荷带负电，故A错误；
B．A点和C点电荷在D点的合场强大小为
所以B点放的未知电荷在D点的场强大小为
所以
故B错误；
C．未知电荷从B点沿BD连线运动到D点的过程中，电场力先做正功后做负功，电势能先减少后增加，故C错误；
D．根据电场叠加原理可知，BD连线上电场强度的方向由D指向B，沿电场方向电势降低，所以D点电势高于正方形中心电势，则一带负电的试探电荷在D点电势能比正方形中心电势能小，故D正确。故选D。
11. 如图所示，某斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接，斜面倾角为，小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为，长为x，，以O点为原点建立坐标系，某次在由静止开始滑下，滑到A点停下。改变斜面倾角和斜面长度，小木块仍在A点停下，则小木块静止释放点的坐标可能是（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意，小滑块在由静止开始滑下，滑到A点停下，根据功能关系有
整理可得
解得
改变斜面倾角和斜面长度，小木块仍在A点停下，设小木块静止释放点的坐标为，根据前面的分析可得
整理可得
A．当时，解得
故A正确；
B．当时，解得
故B错误；
C．当时，解得
故C错误；
D．当时，解得
故D错误。
故选A。
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. 某同学用气垫导轨做探究加速度与合外力关系的实验。装置如图1所示，气垫导轨上相隔一定距离的两处装有光电门1、2，两光电门间的距离为L，滑块上固定一遮光条，遮光条和滑块的总质量为M，滑块通过光电门时，与光电门连接的数字计时器会记录遮光条的遮光时间。
（1）实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），轻推滑块，若数字计时器显示滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间长，则要将气垫导轨左侧适当________（填“调低”或“调高”），直至遮光时间相等。
（2）用螺旋测微器测遮光条的宽度d，测量结果如图2所示，则________cm。
（3）按图1安装好装置，按正确操作进行实验，若滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间为，通过光电门2时遮光条的遮光时间为，则滑块运动的加速度大小________（用题中已知物理量和测得物理量的符号表示）。
（4）实验________（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的质量远小于M，若实验开始时动滑轮两边的细线不竖直，对拉力的测量________（填“有”或“没有”）影响，简要说明________________________。
【答案】（1）调高 （2）
（3）
（4）不需要 有 见解析
【解析】【小问1详解】
根据题意可知，滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间长，则滑块做加速运动，说明左侧较低，则需要将气垫导轨左侧适当调高，直至遮光时间相等。
【小问2详解】
由图2螺旋测微器读数可得，遮光条的宽度
【小问3详解】
根据题意可知，滑块通过光电门1的速度为
通过光电门2的速度为
由运动学公式有
联立解得
【小问4详解】
[1]实验过程中，可以通过弹簧测力计测量绳子的拉力，则不需要满足砂和砂桶的质量远小于M。
[2][3]若实验开始时动滑轮两边的细线不竖直，当砂桶向下运动时，两细线间的夹角发生变化，细线上的拉力也会变化，对拉力测量有影响。
13. 一列简谐横波在介质中沿轴传播，和是介质中平衡位置分别为和处的两个质点，且两质点的振动情况始终相同，已知周期为4s。
（1）求简谐波的波长；
（2）若O和A是相邻的两个质点，求波速。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
根据题意可知，和两质点的振动情况始终相同，则和两质点的平衡位置间的距离有
又有
解得
【小问2详解】
若O和A是相邻的两个质点，即
则波长
则波速为
14. 跳台滑雪是冬季奥运会最具观赏性的项目之一。图为简化的跳台滑雪的雪道示意图，现有运动员穿专用滑雪板从助滑道上滑下后，从跳台A处以沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆。已知运动员（含装备）的质量，斜坡与水平方向的夹角，取重力加速度，不计空气阻力。求运动员（含装备）
（1）从A处运动到距离斜面最远处时间t；
（2）从A处运动到距离斜面最远过程中，动量变化量的大小和方向。
【答案】（1）
（2），方向竖直向下
【解析】【小问1详解】
运动员距离斜面最远处时，速度方向与斜面平行，设此时竖直方向的速度为，则
得
从A处运动到距离斜面最远处时间
【小问2详解】
从A处运动到距离斜面最远过程中，由动量定理得
方向竖直向下。
15. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定于竖直平面内，一长方形木板M静止在水平光滑地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与圆弧轨道相切于B点、长木板的右端有一固定在木板上的轻质弹性挡板，一可视为质点的质量为的物块从圆弧圆心的等高点A由静止释放，经B点滑上木板，最终物块停在长木板上。已知物块与长木板上表面间的动摩擦因数为，长木板的质量为，重力加速度为，求：
（1）物块滑到B点时对圆弧轨道的压力；
（2）物块不和挡板碰撞，长木板的最小长度；
（3）若长木板长度为1m，碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短，求碰撞后物块停在木板上时距挡板距离及碰撞后物块与长木板摩擦生成的热。
【答案】（1）15N，方向竖直向下
（2）
（3），
【解析】【小问1详解】
物块从A到B的过程中，根据动能定理可知
根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律可知物块对轨道的压力
方向竖直向下。
【小问2详解】
物块和挡板恰好不相撞时，长木板的长度最小，根据动量守恒和能量守恒
代入数据可得最小长度
【小问3详解】
物块和挡板碰撞过程中，没有能量损失，最终物块和木板速度相等，根据动量守恒和能量守恒可知
代入数据解得碰后物块到挡板距离
碰撞后物块与长木板摩擦生成的热
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