江苏省扬州中学2024-2025学年高三上学期1月月考 物理试题

这是一份江苏省扬州中学2024-2025学年高三上学期1月月考 物理试题，共11页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1．月球上含有丰富的23He（氦3），它是安全的核聚变燃料，核反应方程为23He+23He→2X+24He+12.86MeV，1u相当于931 MeV，下列表述正确的是（ ）
A．X为中子
B．方程中核子平均释放的能量约为4.28 MeV
C．反应后总质量减少0.0183 u
D．23He的比结合能比24He的比结合能小
2．如图为“嫦娥六号”登月轨迹示意图，忽略“嫦娥六号”在轨道转移过程中的质量变化。下列说法中正确的是（ ）
A．“嫦娥六号”从月球取回的“快递”到达地球后重力不变
B．“嫦娥六号”的发射速度大于第二宇宙速度
C．“嫦娥六号”在轨道a的运行周期大于轨道b
D．“嫦娥六号”在近月轨道a上经过Q点时的动能小于在椭圆轨道b上经过Q点时的动能
3．如图所示，半径为R的篮球在指尖绕竖直轴转动，篮球下半球部分表面小水滴，当篮球角速度达到一定值时，小水滴将被甩出。已知小水滴质量为m，篮球对小水滴的最大吸附力为kmg，重力加速度为g，若小水滴仅受重力和篮球的吸附力作用，篮球对小水滴的吸附力时刻指向球心，则小水滴被篮球甩出时篮球的角速度ω、小水滴和球心的连线与水平方向的夹角θ应满足（ ）
A．ω=gkR，sinθ=1kB．ω=kgR，sinθ=1k
C．ω=gkR，tanθ=1kD．ω=kgR，tanθ=1k
4．某实验小组同学研究一束红单色光的干涉现象。狭缝S1和S2间的距离d、狭缝S1和S2的宽度s、狭缝到光屏的距离l均可调。干涉图样中相邻亮条纹间的距离为Δx，则下列说法正确的是（ ）
A．干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距不相等
B．若只换成一束绿单色光，其他条件不变，则Δx一定增大
C．若增大l，同时减小s，其他条件不变，则Δx一定增大
D．若减小l，同时减小d，其他条件不变，则Δx一定减小
5．一定质量的理想气体按图中箭头所示的顺序进行状态变化，图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线，则下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程，气体体积增大，温度降低
B．B→C过程，每个气体分子的动能都不变
C．C→D过程，气体分子的平均动能减小
D．A→D过程，气体沿不同的途径对外界做的功都相同
6．在如图所示的正四面体ABCD的A、B两顶点处固定等量的正点电荷，E、F分别是AB、DC两棱的中点，在ECD平面内以E为圆心、ED为半径作出一段圆弧DGC。下列说法正确的是（ ）
A．D、C两点的电势不相同
B．D、C两点的电场强度相同
C．正试探电荷自D点由静止释放，仅在静电力作用下沿棱DC运动
D．负试探电荷仅在静电力作用下可沿圆弧DGC运动
7．如图所示，重锤A、小球B由绕过光滑轻质定滑轮的细线相连，B、C两小球在竖直方向上通过轻质弹簧相连，C放在水平地面上，用手托住A，使细线伸直但无拉力，最初B、C均静止。现将A由静止释放，当A运动至最低点时，C对地面的压力刚好为0。已知A的质量为2m，B的质量为m，最初弹簧形变量为5cm，弹簧始终在弹性限度内。当A在最低点时，弹簧的形变量为（ ）
A．15cmB．10cmC．0D．20cm
8．在如图所示的电路中，输入端交变电流的电压瞬时值为u=2202sin（100πt）V，通过理想变压器原线圈的电流为2.2A，定值电阻R1=R2=20Ω，下列说法正确的是（ ）
A．R2中电流的频率为100Hz
B．理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1
C．理想变压器原线圈两端的电压为200V
D．R2的热功率为774.4W
9．新能源汽车在一次测试中沿x轴运动，经过坐标原点时开始计时。设t时刻的位置坐标为x，则xt-t图像如图所示，则（ ）
A．新能源汽车的初速度为15m/s
B．新能源汽车的加速度大小为2.5m/s2
C．新能源汽车在t=3s时的速度大小为15m/s
D．0~6s时间内，新能源汽车运动的位移为270m
10．沿x轴传播的一列简谐横波在t = 0.4 s时刻的波动图像如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．该波的传播速度为6.5 m/s
B．质点Q在0 ~ 1.2 s内通过的路程为4.8 cm
C．在t = 0时刻，质点Q处于平衡位置且沿y轴负方向振动
D．若波在传播过程中遇到9 m的障碍物，不能发生明显的衍射现象
11．如图甲所示，传送带与水平方向的夹角θ=37°，逆时针匀速运行，将一质量为1kg的物块无初速度地放在传送带A处，物块在从A到B运动过程中，其机械能E随下降的高度h变化的关系图像如图乙所示（取地面为零势能面），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到的传送带的摩擦力一直做正功
B．物块与传送带间的动摩擦因数为0.4
C．物块从A端运动到B端需要的时间是2s
D．物块从上端A处开始运动1.5s时的速度大小为15m/s
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，答案中必须写出数值和单位。
12．（15分）某实验小组要描绘一小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供的器材有：
电压表V（量程为0~1V，内阻为1kΩ）；电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.3Ω）；滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）；滑动变阻器R2（最大阻值为1500Ω）；定值电阻R3（阻值为1kΩ）；定值电阻R4（阻值为2kΩ）；小灯泡L（额定电压为2.5V，额定功率为1W）；直流电源E（电动势为3V，内阻不计）；开关S，导线若干。回答以下问题：

(1)实验中滑动变阻器应选用 （填“R1”或“R2”）.
(2)设计实验电路图并画在虚线框中，用相应的符号标注元件
(3)实验描绘的该小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。根据作出的I-U图线可知，随着电流的增大，小灯泡的电阻 （填“增大”“不变”或“减小”）.
(4)实验过程中电压表示数为0.6V时，电流表A的示数如图乙所示，计算对应状态下小灯泡的电阻为 Ω。（保留2位有效数字）.
(5)请分析本实验存在的系统误差，并写出消除系统误差的方法 ， 。
13．（6分）如图所示是玻璃堆中的一片玻璃，当光从真空以θ=60°入射时，反射光与折射光垂直。已知光在真空中的速度为c，求：
(1)该玻璃的折射率；
(2)若该玻璃片的厚度为d，试求光在玻璃中传播的时间t（不考虑折射光的反射）。
14．（8分）如图所示，两条水平虚线之间有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电阻为R的单匝正方形线圈边长为L，ab到磁场上边界的距离为h。重力加速度为g，将线圈由静止释放，则：(1)若ab边刚进入磁场的瞬间，线圈恰好能匀速运动，则初始高度h应为多少？
(2)若ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相同，且这两个状态线圈恰好能匀速运动，则磁场宽度d与线圈边长L应该满足什么样的关系？在线圈穿过磁场的整个过程中，线圈的总焦耳热是多少？
15．（12分）如图所示，竖直平面内有一坐标系xOy，在x≤0的空间内存在沿x轴正方向的匀强电场，在x>0且-a≤y≤0区域内存在着彼此垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场平行y轴向上，匀强磁场垂直纸面向里，两区域电场的电场强度大小相等。一质量为m、电荷量为+q的带电小球（可视为质点）从P(-L,L)点由静止开始运动，经过坐标原点O进入第四象限，且恰好没有从y=-a射出电磁复合场区域，已知重力加速度为g，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）小球从离开P点到其第3次经过x轴所经历的时间。
16．（15分）如图所示，水平轨道AD中的AB段、CD段光滑，BC段粗糙，物块乙与BC段间的动摩擦因数μ = 0.2，BC段长x = 2.25 m，质量M = 9 kg，半径R = 0.6 m的14光滑圆弧曲面被锁定在水平面上，右端与C点对齐。质量m1 = 2 kg的物块甲从A处以一定的速度向左运动，在B处与静止的质量m2 = 3 kg的物块乙发生弹性碰撞，随后物块乙到达曲面最高点E时，对曲面的压力大小为20 N，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求物块甲在A处时的速度大小。
(2)如果解除锁定，求物块乙上升到距地面的最大高度H。
(3)如果曲面锁定，改变物块甲的速度，使物块乙恰好能到达曲面上的E点，在沿圆弧曲面上滑时，设物块乙和圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ，当θ为多少时，固定装置对曲面的水平作用力最大？最大水平作用力为多少？
物理模拟试卷参考答案：
1．D【详解】A．根据质量数及电荷数守恒， X为质子，A错误；B．方程中，每个23He含有三个核子，因此核子平均释放的能量为12.86MeV6≈2.14MeVB错误；C．根据质能方程ΔE=Δm×931MeV1u代入数据解得Δm=0.0138u，C错误；D．由核反应方程可知，该核反应释放出核能，所以生成物比反应物更稳定，比结合能也更大，即23He的比结合能比24He的比结合能小，D正确。
2．D【详解】A．同一物体在月球上受到的重力大约是地球上重力的六分之一，“快递”到达地球后重力变大，A错误；B．“嫦娥六号”的发射速度应大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，B错误；C．由开普勒第三定律可得“嫦娥六号”在近月轨道a的运行周期小于在椭圆轨道b的运行周期，C错误；D．“嫦娥六号”在椭圆轨道b上的Q点点火减速，使万有引力大于向心力做近心运动，进入近月轨道a，则“嫦娥六号”的动能减小，D正确。
3．B【详解】如图所示，小水滴恰好被甩出时，水平方向有kmgcsθ=mω2Rcsθ，竖直方向有kmgsinθ=mg，解得ω=kgR，sinθ=1k
4．C【详解】A．干涉图样中相邻两条亮条纹中心间距和相邻两条暗条纹中心间距是相等的，故A错误；B．根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=ldλ可知，用同一双缝干涉实验装置进行实验时，光的波长越长，干涉条纹的间距越大，因为绿光的波长小于红光的波长，故Δx一定减小，故B错误；C．Δx与两狭缝S1、S2的宽度s无关，增大狭缝到光屏的距离l时相邻两条亮条纹间的距离Δx一定增大，故C正确；D．狭缝到光屏的距离l和S1、S2间的距离d都变化时，相邻两条亮条纹间的距离Δx取决于两量的比值ld，故干涉图样中相邻两条亮条纹间的距离Δx的变化不确定，故D错误。
5．C【详解】A．由题图可知，A→B过程气体压强不变、体积增大，气体温度升高，A错误；B．由题图可知B→C过程气体体积增大，由于BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线，故B→C过程气体的pV值不变， B→C过程气体温度不变，则气体分子的平均动能不变，但并不是每个气体分子的动能都不变，B错误；C．由题图可知，C→D过程气体的压强不变、体积减小，气体温度降低，则气体分子的平均动能减小，C正确；D．p-V图像中图线与横轴所围图形的面积在数值上等于气体或外界做的功，可知气体沿不同的途径从状态D变化到状态A对外界做的功可能不同，D错误。
6．D【详解】A．由AD=AC=BD=BC可知，A、B处的点电荷分别在C、D两点处产生的电势相等，电势是标量，故D、C两点的电势相同，A错误；B．电场强度是矢量，由等量同种点电荷的电场分布可知D、C两点的电场强度大小相等、方向不同，B错误；C．射线ED上电场强度方向沿ED方向，正试探电荷自D点由静止释放后沿ED方向运动，C错误；D．若给质量为m、电荷量为q的负试探电荷沿圆弧过D点切线方向的初速度v0，且满足E0q=mv02DE（E0为D点的电场强度）时，该负试探电荷可沿圆弧DGC做匀速圆周运动，D正确。
7．A【详解】分析可知A、B组成的系统做简谐运动，释放A的瞬间与A在最低点时系统的加速度大小相等，释放A的瞬间，设系统的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有2mg=2m+ma，最初B处于平衡状态，细线的拉力为0，弹簧形变量为5cm，则有Δx1=mgk=5cm由题意可知A在最低点时，弹簧处于伸长状态，设A在最低点时弹簧的伸长量为Δx2，对系统根据牛顿第二定律有mg+kΔx2-2mg=2m+ma联立解得弹簧的形变量为Δx2=15cm
8．B【详解】A． R2中电流的频率f=100π2πHz=50Hz，A错误；B．由UI=I2R1+I'2R2，U= 2202V2=220V，解得，I'=4.4A，又II'=n2n1，解得n1n2=21，B正确；C．由U1+ IR1=U，解得，U1=176V，C错误；D．由理想变压器规律有U1U2=n1n2，又P2=U22R2，解得P2=387.2W，D错误。
9． C【详解】AB．将匀变速直线运动的位移-时间关系x=v0t+ 12at2，变形可得xt=v0+12at，结合题给图像可得新能源汽车的初速度和加速度分别为v0=30m/s、a= -5m/s2，故A、B错误；C．t=3s时新能源汽车的速度v= v0+at=15m/s，C正确；D．分析可知t=6s时新能源汽车的速度刚好减为0，则0~6s时间内，新能源汽车运动的位移x=0-v022a=90m，D错误。
10．C【详解】A．波长λ = 10 m，周期T = 0.8 s，由v=λT，可得波速v=12.5m/s，故A错误；B．因为1.2s=T+T2=32T，所以质点Q在0 ~ 1.2 s内通过的路程4A×32=4×8×32cm=48cm，故B错误；C．根据振动图像，t = 0.4 s时刻质点P沿y轴负方向振动，由“同侧法”可知，该波沿x轴正方向传播，可知此时刻质点Q处于平衡位置且沿y轴正方向振动，可判断在t = 0时刻，质点Q处于平衡位置且沿y轴负方向振动，故C正确；D．当障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不大，或者比波长更小时，能观察到明显的衍射现象，9 m < λ，故能发生明显的衍射现象，故D错误。
11．C【详解】A．根据功能关系和机械能E随下降的高度h变化的关系图像可知，物块下降的高度由0到3m的过程中，机械能增加，摩擦力做正功，后来机械能减少，摩擦力做负功，故A错误。
B．物块下降3m时增加的机械能为ΔE1= 116J-96J=20J，根据功能关系有μmgcsθ⋅hsinθ=ΔE1
代入数据解得μ=0.5，故B错误。C．设A端到地面的距离为h0，则有mgh0=96J，代入数据解得h0=9.6m，物块刚放上传送带时受到沿传送带向下的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcsθ=ma1，设物块经过时间t1下降高度为3m，则有3msinθ=12a1t12，此时物块的速度v= a1t1
，解得a1=10m/s2，t1=1s，v=10m/s，设物块再经过时间t2到达B端，因，mgsinθ>μmgcsθ，故物块与传送带同速后将继续做加速运动，有mgsinθ-μmgcsθ=ma2，解得a2=2m/s2，又h0-3msinθ=vt2+12a2t22，解得t2=1s，故物块由A端运动到B端的时间t=t1+t2=2s，故C正确；D．物块从上端A处开始运动1.5s时的速度大小v'=v+a21.5s-t1=11m/s，故D错误。
12．(1) R2 (2)如图 (3)增大 (4)5.6
(5)电压表分流，计算出电压表通过的电流，用电流表示数减去电压表电流代入数据
13．【详解】（1）由于反射光与折射光垂直，入射角θ=60°所以折射角γ=30°
则根据折射定律n=sinθsinγ=3, 解得n2=3
（2）由（1）得折射角γ=30°,由几何关系得，光在玻璃中的传播路程s=dcsγ
解得s=23d3,光在玻璃中的速度v=cn2,光在玻璃中传播的时间t=sv, 解得t=2dc
14．【详解】（1）线圈进入磁场时恰好匀速运动，重力和安培力平衡，则得BI1L=mg
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律得I1=ER=BLvR，根据机械能守恒定律得mgh=12mv2，联立解得h=m2gR22B4L4
（2）线圈一直匀速穿过磁场，则磁场宽度d与线圈边长L应该满足d=L
线圈下边缘ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相同，在此过程中，根据动能定理可知
mgd-W安=0, 则W安=mgd，因为下边缘ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相同，故线圈进入磁场和穿出磁场过程中产生的焦耳热相同，故总焦耳热为Q=2W安=2mgd
15．【详解】（1）在小球从P点向O点运动的过程中，重力与电场力的合力沿PO方向，mg=qE
解得E=mgq
（2）设小球从O点进入磁场时，速度大小为v0，由动能定理得mgL+qEL=12mv02，解得v0=2gL
方向与x轴成45∘角斜向下；由于qE=mg，所以小球进入电磁复合场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有qv0B=mv02r，由几何关系，可得sin45∘=r-ar，联立解得B=2-2mgLqa
（3）小球从P点运动到O点，由竖直方向的分运动，可得L=12gt12
小球从O点到再次经过x轴的时间为圆周运动的14个周期，时间t2=T4=πr2v0
小球第2次经过x轴后做斜抛运动至第3次经过x轴，有v0sin45∘=g⋅t32
故小球从离开P点到其第3次经过x轴所经历的时间t=t1+t2+t3
联立解得t=32Lg+2+2πa4gL
16．【详解】（1）物块乙到达曲面最高点E时，由牛顿第二定律有FN=m2vE2R
由牛顿第三定律有FN=F=20N
设物块乙在C处的速度为vC，根据机械能守恒定律有12m2vC2=12m2vE2+m2gR
设物块乙与甲碰后的速度为v2，根据动能定理得-μm2gx=12m2vC2-12m2v22
设物块甲在A处时的速度大小为v0，与乙碰后的速度为v1，则有m1v0=m1v1+m2v2
12m1v02=12m1v12+12m2v22，代入数据解得vC=4m/s，v0=6.25m/s
（2）物块乙与曲面相互作用的过程，系统水平方向动量守恒，当物块乙上升到距地面的高度最大时，二者共速，有m2vC=m2+Mv共，由能量守恒定律有12m2vC2=12m2+Mv共2+m2gH，联立解得H=0.6m
（3）依题意，物块乙恰好能到达曲面上的E点，由逆向思维可转化成物块乙从静止开始由E点在曲面上下滑，该过程机械能守恒，有m2gRcsθ=12m2v2
根据牛顿第二定律可得FN'-m2gcsθ=m2v2R
联立解得曲面对物块乙的弹力大小FN'=3m2gcsθ
由牛顿第三定律可知物块乙对曲面的压力大小F″N=F'N
对曲面受力分析，固定装置对曲面的水平作用力大小Fx=F″Nsinθ=32m2gsin2θ
由数学知识可知当θ为45°时，Fx具有最大值，最大值为Fmax=45N