江苏省盐城市、南京市2024-2025学年高三上学期期末调研物理试卷（解析版）

这是一份江苏省盐城市、南京市2024-2025学年高三上学期期末调研物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了 木星有四颗卫星是伽利略发现的等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷考试时间为75分钟，试卷满分100分，考试形式闭卷；
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置，否则不给分；
3.答题前，务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填在答题卡上。
一、单项选择题（本题共 11小题，每小题 4分，共 44分。每小题只有一个选项符合题意。）
1. 2024年10月中国科学院近代物理研究所的研究团队合成新核素钚227，并测量了它的半衰期。已知钚227的衰变方程为，则其中X是（ ）
A. α粒子B. β粒子C. 质子D. 中子
【答案】A
【解析】根据电荷数和质量数守恒，可知X的质量数为4，电荷数为2，故X是α粒子，A正确。故选A。
2. 如图甲所示，某一均匀介质中，两列沿相反方向传播的横波，形状上下对称，振幅和波长均相同，质点的振动方向沿竖直方向。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙所示。则此刻（ ）
A. a、b均向上运动 B. a、b均静止不动
C. a向上运动、b向下运动 D. a向下运动、b向上运动
【答案】D
【解析】由图看出，两列波的波峰与波谷叠加，振动减弱，两波的振幅相等，所以如图（乙）所示的时刻两列波“消失”。根据波形平移法判断可知，向右传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上。向左传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上，根据波的叠加原理可知，此时a向下运动、b向上运动。
故选D。
3. 折射率是衡量材料光学性能的重要指标，下表是几种介质的折射率（λ=589.3nm t=20℃）。下列说法正确的是（ ）
A. 同一种光在水晶中的频率大于在金刚石中的频率
B. 一束单色光从水晶射入二硫化碳中，其传播速度将减小
C. 光从金刚石射向玻璃，在分界面上一定会发生全反射现象
D. 不同频率的光以相同的入射角从空气射入水晶，其折射角相同
【答案】B
【解析】A．频率是光波的一个基本属性，与介质无关，只与光源有关，故A错误；
B．由表中数据可知，光在水晶中的折射率小于在二硫化碳中的折射率，由公式可知，光在水晶中的传播速度大于在二硫化碳中传播的速度，即一束单色光从水晶射入二硫化碳中，其传播速度将减小，故B正确；
C．全反射的条件一是‌光必须从光密介质射入光疏介质‌，二是入射角必须大于或等于临界角，光从金刚石射向玻璃，满足光从光密介质射入光疏介质，但是还必须满足入射角必须大于或等于临界角，所以在分界面上不一定会发生全反射现象，故C错误；
D．同一介质（允许光在其中通过的各向同性的物质）的折射率是不变的，指的是对同一频率的光而言的，而介质对于光的折射率会随着光的频率的提高而提高，所以折射率是个动态的数据，所以不同频率的光以相同的入射角从空气射入水晶，其折射角不相同，故D错误。
故选B。
4. 一束单色光通过单缝，当单缝的宽度或者光的波长发生变化时，在光屏上得到甲、乙两个图样。下列说法正确的是（ ）
A. 两者都是干涉图样
B. 图样说明了光具有粒子性
C. 若光的波长不变，甲图对应的缝宽较大
D. 若缝宽度不变，乙图对应光的波长较小
【答案】C
【解析】A．两者都是光的衍射图样，选项A错误；
B．光的衍射说明了光具有波动性，选项B错误；
CD．衍射图样乙说明了光的衍射比甲更加明显，则若光的波长不变，甲图对应的缝宽较大，乙对应的缝宽较小；若缝的宽度不变，乙图对应光的波长较大，选项C正确，D错误。
故选C。
5. 如图所示，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球自由下落。质量相等的A、B两球在运动过程中（ ）
A. 同一时刻动能相等
B. 同一时刻重力的功率相等
C. 相同时间内，速度变化量不同
D. 相同时间内，发生的位移相同
【答案】B
【解析】A．同一时刻两球的竖直速度相同，但是A的水平速度大于B的水平速度，可知两球的动能不相等，选项A错误；
B．同一时刻两球的竖直速度相同，根据
P=mgvy
可知，重力的功率相等，选项B正确；
C．两球的加速度都等于重力加速度，根据
∆v=gt
可知，相同时间内，速度变化量相同，选项C错误；
D．相同时间内，两球的竖直位移和水平位移不相等，可知两球发生的位移不相同，选项D错误。
故选B
6. 如图所示，甲、乙两个点电荷，带电量大小分别为、，O O1为两点电荷连线的中垂线，O1点电场方向如图所示。则甲、乙是（ ）
A. 异种电荷，且
B. 异种电荷，且
C. 同种电荷，且
D. 同种电荷，且
【答案】B
【解析】根据O1点电场方向可知，甲带正电荷，乙带负电荷，且甲在O点的场强大于乙在O点的场强，如图
根据
可知
故选B。
7. 如图所示，一段通以恒定电流的软导线处于匀强磁场中，导线两端位于同一高度。现将导线左端固定，右端水平向右缓慢移动。则磁场对通电导线的作用力（ ）
A. 变小B. 不变C. 变大D. 先变大后变小
【答案】C
【解析】导线的有效长度为两端点间的距离，将导线左端固定，右端水平向右缓慢移动， 则有效长度在变大。由
可知安培力在变大。
故选C。
8. 在边长为L的等边三角形区域abc内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L的等边三角形导线框def在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef始终与磁场的底边界bc在同一直线上，如图所示．取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】线框进入磁场后，切割的有效长度为
切割产生的感应电动势为：
所以感应电流为：
从开始进入磁场到d与a重合之前，电流与t是成正比，由楞次定律判得线框中的电流方向是顺时针的，此后线框切割的有效长度均匀减小，电流随时间变化仍然是线性关系，由楞次定律判得线框中的电流方向是逆时针的，综合以上分析可得B正确，ACD错误．
9. 木星有四颗卫星是伽利略发现的。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，除已知万有引力常量外，他利用下列哪一组数据就能实现（ ）
A. 木星的质量、半径及自转周期
B. 木卫二的质量，绕木星运动的半径
C. 木卫二的质量，木星的半径和质量
D. 木星的质量，木卫二绕木星运动的半径
【答案】D
【解析】设木星质量为,木卫二质量为，木卫二绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为，由万有引力提供向心力有
可得木卫二绕木星运动的周期为
可知需要测量木星的质量和木卫二绕木星座做匀速圆周运动的轨道半径，D正确。
故选D。
10. 利用图示的实验器材探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈两端应与学生电源的直流挡相连接
B. 多用电表测量电压时，应先用最大电压挡试测
C. 实验时变压器的铁芯闭合与否对实验结果没有影响
D. 实验测量得到原、副线圈两端的电压比严格等于匝数比
【答案】B
【解析】A．探究原、副线圈电压与匝数的关系时，原线圈两端应与学生电源的交流挡相连接，A错误；
B．使用多用电表测量电压时，为避免超量程，应先用最大电压挡试测，B正确；
C．实验时变压器的铁芯闭合减少能量损失，对实验结果有影响，C错误；
D．考虑到电能损失，实验测量得到原、副线圈两端的电压比大于匝数比，D错误。
故选B。
11. 如图所示，竖直轻质弹簧与竖直轻质杆相连，轻质杆可在固定的“凹”形槽内沿竖直方向向下移动。轻质杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且滑动摩擦力大小不变。将小球由距轻弹簧上端h处静止释放，弹簧压缩至最短时，弹性势能为EP1。若增大h，重复此前过程，小球再次将弹簧压缩至最短时，弹簧的弹性势能为EP2。（弹簧始终处于弹性限度内，轻质杆底部与槽不发生碰撞）则（ ）
A. EP2可能等于EP1 B. EP2可能小于EP1
C. EP2一定小于EP1 D. EP2一定大于EP1
【答案】A
【解析】若弹簧压缩至最短时，弹簧对轻质杆的弹力小于轻质杆与槽间的最大静摩擦力，则轻质杆不会滑动，小球的重力势能转化为弹簧的弹性势能，则
可知h越大，弹簧的压缩量x越大，弹簧的弹性势能越大，即h增大，。
若弹簧压缩时，弹簧对轻质杆的弹力大于轻质杆与槽间的最大静摩擦力，轻质杆会向下滑动，当小球和轻质杆速度相等时，弹簧的弹性势能达到最大，此时小球的重力等于弹簧的弹力，即
不管h如何增大，当弹性势能最大时，弹簧的形变量不变，弹簧的弹性势能不变，即。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. 某实验小组按照图甲的电路测量两节干电池的电动势和内阻。
（1）小组同学已将实验器材进行了部分连接，为减小系统误差，电压表上的另一根导线应接________（选填“1”或“2”）接线柱上。
（2）正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎么移动滑片，电压表的读数都不变，电流表无读数。则电路的故障可能是 。
A. 电流表断路
B. 开关接触不良
C. 滑动变阻器短路
（3）该实验小组的同学，按照图乙重新进行实验，闭合开关后，多次改变电阻箱的电阻，记下电压表与电阻箱的读数U、R。同学们想通过作图的方法求电源的电动势和内阻，其目的是为了减小__________（选填“系统”或“偶然”）误差。
（4）如果以U为纵坐标，以为横坐标，横坐标从0开始，纵坐标从U0起，用实验测得的七组数据，在图丙中描点，该小组的两位同学分别作出了两条图线。则由更合理的图线得到电源电动势的测量值为__________。
（5）有同学提出另一种方案：用一只电阻箱、一只电流表、开关、导线若干，测定电源的电动势和内阻。请你在虚线框中画出实验的电路图________。
【答案】（1）2 （2）A
（3）偶然 （4）
（5）
【解析】【小问1详解】
测量两节干电池的电动势和内阻，电源内阻较小时，如图所示。
则有
得
因为电压表内阻较大，分流较小，而电流表内阻未知，为减小系统误差，应将电压表上的另一根导线应接2接线柱上，故选2。
【小问2详解】
A．正确连接电路后，如图所示
闭合开关，发现无论怎么移动滑片，电压表读数都不变，电流表无读数。说明电压表是直接测量电源两端电压，所以电压表的读数都不变，电流表没有电流流过，有可能是电流表断路，故A正确；
B．如果开关接触不良，电压表的读数会变化，故B错误；
C．如果滑动变阻器短路，通过电流表的电流应很大，不会无读数，故C错误。
故选A。
【小问3详解】
电压表的分流作用是由于测量技术的不完善造成的，属于系统误差；而读数的误差为偶然误差，多次记录数据，采用图像法分析可以有效避免偶然误差的影响，故填偶然。
【小问4详解】
因为线上的点比线上的点更多，且线上有的点不在直线上，则线比较合理。另外通过电阻箱的电流为
由于电压表分流，真实电流为
由闭合电路欧姆定律可知
则应该选择电压值较大的为电源电动势的测量值，来减小实验误差。
【小问5详解】
有同学提出另一种方案里有一只电阻箱和一只电流表，可知电流表应串联在电路中，如图所示。
13. 如图所示，在水平固定的圆柱形导热容器内用活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底部的距离为L0，当活塞缓慢向左移动d后再次平衡，气体向外放出热量Q。求：
（1）外界空气的温度T；
（2）此过程中气体内能的变化量ΔU。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
由等压变化规律可得
解得
【小问2详解】
由热力学第一定律得
14. 如图所示，在水平气垫导轨上安装了两个光电门，配有数字计时器，滑块上固定宽度为d的遮光条。一根不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，两端分别与滑块和钩码相连接，滑块和滑轮间的轻绳与导轨平行。现将滑块从静止释放，测得遮光条先后通过两个光电门的时间分别为t1和t2，两光电门间的距离为L（L≫d）。求：
（1）滑块的加速度大小a；
（2）轻绳中的拉力大小F（用滑块与遮光条的总质量M、钩码质量m、重力加速度g表示）。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
滑块经过两个光电门时的速度分别为
滑块的加速度大小
带入可得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律，对滑块
对钩码
解得
15. 如图所示，质量为m的物体B由半径为r的光滑圆弧轨道和长为L的粗糙水平轨道组成，静止于光滑水平地面。现将质量也为m的小物块A从圆弧轨道顶端P点由静止释放，经时间t到达圆弧轨道底端Q点后滑上水平轨道，恰好没有滑出B。已知重力加速度大小为g。
（1）求小物块A从P到Q过程中重力的冲量I；
（2）求小物块A从P到Q过程中对物体B做的功W；
（3）若小物块A以水平初速度从物体B的最右端滑上B，最终不滑出B，求初速度的最大值。
【答案】（1），方向竖直向下
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
由冲量的定义式得
方向竖直向下
【小问2详解】
A从P到Q过程对物体B做的功等于B的动能的增加量，AB水平方向动量守恒
根据机械能守恒

解得
【小问3详解】
由A、B水平方向的动量守恒，最终A、B速度为零可得
当A有最大初速度则恰好回到B的右端，取水平向左的方向为正

解得
16. 如图所示，虚线为匀强电场和匀强磁场的分界线，左侧存在水平向右的匀强电场，右侧存在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量为q的带正电的小球，以初动能Ek0从P点斜向上射入电场中，调节发射位置P和出射角度可使小球恰好沿水平方向到达分界线，此后小球经过一速度转向器（图中未画出），速度方向变为垂直纸面向外进入匀强磁场。以小球进入磁场位置为坐标原点O，竖直向下建立y轴。已知小球受到的电场力与重力大小相等，重力加速度大小为g。求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）小球电势能的最大变化量△EP；
（3）小球在磁场中运动时经过y轴的位置坐标y0。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
由题意小球受到的电场力与重力大小相等
即电场强度大小为
【小问2详解】
设带电小球初速度为，与电场方向成角入射，竖直方向做匀减速直线运动，有
水平放向做匀变速直线运动，有
水平方向由牛顿第二定律有
根据电场力做功有
其中小球的初动能为
联立可得电势能变化量最大值为
【小问3详解】
带电小球水平进入磁场后，在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向做自由落体运动，经整数个周期回到y轴，由洛伦兹力提供向心力有
带点球球做匀速圆周运动的周期为
联立可得
则带点小球到达y轴的时间为
到达y轴的坐标为
联立可得到达y轴的坐标为
介质
金刚石
二硫化碳
玻璃
水晶
折射率
2.42
1.63
1.5~1.8
1.55