精品解析：江苏省盐城市多校2024-2025学年高三下学期开学考试物理试卷

2024-2025学年江苏省盐城市多校高三（下）开学考 物理试卷（2月） 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 碳14具有放射性，其衰变方程为，半衰期约为5730年。下列相关说法正确的是（　　） A. 碳14发生的是衰变 B. X是来自原子核外的电子 C. 的比结合能比的大 D. 10个碳14经过5730年有5个发生衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．衰变方程为，X是电子，是衰变，A错误； B．衰变中的电子来源于原子核中一个中子转变成一个质子，产生一个电子，B错误； C．衰变后更稳定，的比结合能比的大，C正确； D．半衰期是描述大量原子核衰变快慢的物理量，对少数原子核不适用，10个碳14经过5730年不一定有5个发生衰变，D错误。 故选C。 2. 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。 3. 在某学校举行的两次升国旗演练中，升国旗的时间相同，每次演练过程中国旗加速和减速阶段的加速度大小相同，且第一次演练时的加速度大小小于第二次演练时的，则以下升国旗过程中，国旗速度v和时间t的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，两次升国旗的时间和位移相等，由图像的面积表示位移可知，A图像两次升旗的位移不相等，B图像两次升旗的时间不相等，故AB错误； CD．v-t图像的斜率表示物体加速度，与横轴围成的面积表示位移，又两次升国旗过程中国旗的位移相同，且第一次升国旗时变速阶段的加速度大小小于第二次升国旗时的，故C正确，D错误。 故选C。 4. 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。 5. 如图所示，质量为、的两个小球A、B套在光滑圆环上，圆环绕竖直方向的直径匀速旋转，已知，不计空气阻力。小球相对圆环静止时，两小球在圆环上相对位置可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】光滑圆环绕竖直方向的直径匀速旋转，稳定后，两小球在圆环上在水平面内做匀速圆周运动，小球所受重力与圆环的支持力提供向心力，则小球一定在О点所在水平面的下面，如图所示 根据牛顿第二定律可得 解得 两小球转动的角速度相等，所以θ相同，两小球在同一水平面上。 故选C。 6. 如图所示，通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固定在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃，不透明；通电后，看起来像一块普通玻璃，透明。可以判断通电雾化玻璃中的液晶（　　） A. 是液态的晶体 B. 具有光学性质的各向同性 C. 不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过 D. 通电时，入射光在通过液晶层后按原方向传播 【答案】D 【解析】 【详解】AB．液态是介于晶体和液体之间的中间状态，既具有液体的流动性，又具有晶体光学性质的各向异性，AB错误； CD．不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃的光线少，所以像毛玻璃不透明；通电时，液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，入射光在通过液晶层后按原方向传播，C错误，D正确。 故选D。 7. 实验课上，某同学用气体压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系，实验装置如图1所示。在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，并将注射器与压强传感器相连，测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图2所示。本次实验中，以下说法正确的是（　　） A. 本实验中应该用手握住注射器，且缓慢移动活塞 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 出现图2末端弯曲的原因可能是实验过程中气体漏气了 D. 出现图2末端弯曲的原因可能是实验过程中气体的温度升高了 【答案】D 【解析】 【详解】A．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器，避免热传递，故A错误； B．活塞移至某位置时，待稳定时记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值，故B错误； CD．根据理想气体状态方程 可得 图像斜率大的图线对应可能是温度升高了，实验过程中气体漏气了会使图线的斜率变小，故C错误，D正确。 故选D。 8. 氢原子能级图如图所示，大量处于的激发态氢原子向低能级跃迁时，会辐射出不同频率的光，用这些光照射金属锡，已知金属锡的逸出功为，关于这些辐射出的光，下列说法正确的是（　　） A. 跃迁中有6种不同频率的光 B. 只有1种频率的光能使锡发生光电效应 C. 对同一种介质，a光的临界角小于b光的临界角 D. 用同一装置进行双缝实验，a光干涉条纹的宽度大于b光干涉条纹的宽度 【答案】C 【解析】 【详解】A．跃迁中共可以释放光的种类数为 故A错误； B．由光电效应可知，若要使锡发生光电效应，则光子的能量应该大于逸出功，跃迁中释放的3种光的能量分别为 可知有两种光可以使锡发生光电效应，故B错误； C．由于光子的能量为 结合上述可知，a光的能量大于b光的能量，所以a光的频率大于b光的频率。即a光的折射率大于b光的折射率，由于临界角 可知，a光的临界角小于b光的临界角，故C正确； D．由于a光的频率大，所以a光的波长小，干涉的条纹间距为 可知，a光干涉条纹的宽度小于b光干涉条纹的宽度，故D错误。 故选C。 9. 如图甲，水平面上有一正六边形均匀带电框ABCDEF，O点为正六边形的中心，过O点竖直向上建立坐标轴Oz。Oz轴线上电势分布如图乙所示。则（　　） A. 带电框带负电 B. O点场强沿z轴正方向 C. 从O点沿着z轴正方向，场强一直增大 D. 负电荷从O点沿z轴正方向运动过程中，电势能一直增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．Oz轴线上电势O点最高，故带电框带正电，故A错误； B．将正六边形均匀带电框分割成无限多份，每份看成一个点电荷，由电场强度叠加原理可知，O点场强为零，故B错误； C．图像切线的斜率表示电场强度，由图像可知，从O点沿着z轴正方向，切线的斜率先增大后减小，故场强先增大后减小，故C错误； D．从O点沿z轴正方向电势逐渐降低，又因为负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷从O点沿z轴正方向运动过程中，电势能一直增大，故D正确。 故选D。 10. 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，则该行星的质量为（　　） A. B. C. D. 无法求解 【答案】B 【解析】 【详解】设发光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有 函数为 所以斜率 k=GM 联立可得 故选B。 二、多选题：本大题共1小题，共4分。 11. 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路如图乙，则下列有关说法正确的是（　　） 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】ABC 【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； 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； 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； 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。 故选ABC。 三、实验题：本大题共1小题，共9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的初位置相同 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 则表达式为 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 13. 如图所示，在面积足够大的水池中注满清水，水深为2m，在水池底部中央水平固定一个半径为0.2m的圆面形单色光源灯，灯的发光面朝上。已知该单色光在空气中的传播速度为c，在水中的传播速度为。 （1）求该单色光在水中的折射率； （2）在水池边的观察者能看到水面上发光区域的最大面积是多大？（结果保留一位小数） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由光的传播速度与介质折射率的关系得 解得该单色光在水中的折射率 【小问2详解】 由全反射临界角公式可得 可得 观察者看到水面上的发光区域是一个半径为的圆面，如图所示 由几何关系得 代入数据解得 14. 某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形如下图，此时x=2m处的质点刚好开始振动，已知在t=11s时x=2m的质点正好第三次出现波峰。求： （1）波的周期； （2）从t=0时刻开始，经多长时P点刚好第三次出现波峰。 【答案】（1）4s （2）17s 【解析】 【小问1详解】 根据“上下坡”法可知，t=0时x=2m处的质点开始向下振动，经过四分之三个周期第一次到达波峰，t=11s时第三次出现波峰，则 解得 【小问2详解】 由图可知，波长为 所以波速为 质点P开始振动的时间为 所以从t=0时刻开始，P点刚好第三次出现波峰的时间为 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的时间间隔 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 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年江苏省盐城市多校高三（下）开学考 物理试卷（2月） 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 碳14具有放射性，其衰变方程为，半衰期约为5730年。下列相关说法正确的是（　　） A. 碳14发生的是衰变 B. X是来自原子核外的电子 C. 的比结合能比的大 D. 10个碳14经过5730年有5个发生衰变 2. 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. 3. 在某学校举行的两次升国旗演练中，升国旗的时间相同，每次演练过程中国旗加速和减速阶段的加速度大小相同，且第一次演练时的加速度大小小于第二次演练时的，则以下升国旗过程中，国旗速度v和时间t的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 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 5. 如图所示，质量为、的两个小球A、B套在光滑圆环上，圆环绕竖直方向的直径匀速旋转，已知，不计空气阻力。小球相对圆环静止时，两小球在圆环上相对位置可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固定在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃，不透明；通电后，看起来像一块普通玻璃，透明。可以判断通电雾化玻璃中的液晶（　　） A. 是液态的晶体 B. 具有光学性质的各向同性 C. 不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过 D. 通电时，入射光在通过液晶层后按原方向传播 7. 实验课上，某同学用气体压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系，实验装置如图1所示。在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，并将注射器与压强传感器相连，测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图2所示。本次实验中，以下说法正确的是（　　） A. 本实验中应该用手握住注射器，且缓慢移动活塞 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 出现图2末端弯曲的原因可能是实验过程中气体漏气了 D. 出现图2末端弯曲的原因可能是实验过程中气体的温度升高了 8. 氢原子能级图如图所示，大量处于的激发态氢原子向低能级跃迁时，会辐射出不同频率的光，用这些光照射金属锡，已知金属锡的逸出功为，关于这些辐射出的光，下列说法正确的是（　　） A. 跃迁中有6种不同频率的光 B. 只有1种频率的光能使锡发生光电效应 C. 对同一种介质，a光的临界角小于b光的临界角 D. 用同一装置进行双缝实验，a光干涉条纹的宽度大于b光干涉条纹的宽度 9. 如图甲，水平面上有一正六边形均匀带电框ABCDEF，O点为正六边形的中心，过O点竖直向上建立坐标轴Oz。Oz轴线上电势分布如图乙所示。则（　　） A. 带电框带负电 B. O点场强沿z轴正方向 C. 从O点沿着z轴正方向，场强一直增大 D. 负电荷从O点沿z轴正方向运动过程中，电势能一直增大 10. 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，则该行星的质量为（　　） A. B. C. D. 无法求解 二、多选题：本大题共1小题，共4分。 11. 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路如图乙，则下列有关说法正确的是（　　） 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 三、实验题：本大题共1小题，共9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的初位置相同 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______________ 四、计算题：本大题共4小题，共40分。 13. 如图所示，在面积足够大的水池中注满清水，水深为2m，在水池底部中央水平固定一个半径为0.2m的圆面形单色光源灯，灯的发光面朝上。已知该单色光在空气中的传播速度为c，在水中的传播速度为。 （1）求该单色光在水中的折射率； （2）在水池边的观察者能看到水面上发光区域的最大面积是多大？（结果保留一位小数） 14. 某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形如下图，此时x=2m处的质点刚好开始振动，已知在t=11s时x=2m的质点正好第三次出现波峰。求： （1）波的周期； （2）从t=0时刻开始，经多长时P点刚好第三次出现波峰。 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。 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $