2025届湖北省十堰市第一中学高三上学期第一次模拟考试物理（A卷）

秘密★启用前 2024—2025学年（上）高三年级第一次模拟考试 物理（A卷） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 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。 1、 单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项是符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．中子活化分析法是用中子轰击待测样品，通过测定由核反应生成的放射性同位素衰变时产生的射线能量和强度，进行元素分析，分析过程中发生的反应有和。下列说法正确的是（　　） A．是电子 B．和有相同的中子数 C．属于核聚变 D．属于衰变 2．原子弹、氢弹、中子弹是核武器家族中的3个重要成员。1988年中国首颗中子弹研制成功，并进行了爆炸试验，自此以后，中国正式掌握了第三代核武器的设计及研制能力。如图为中子弹剖面示意图，中子弹使用的是铍元素外壳，铍9在一个中子的轰击下会发生如下核反应：，则下列说法正确的是（   ） A．X是粒子 B．中子弹是一种原子弹 C．中子弹的原理是核裂变反应 D．可以采用电磁场干扰发射出的中子 3．“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。某原子钟工作的四能级体系如图所示，原子吸收频率为的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为的光子回到基态。已知该原子钟在时间内产生的钟激光光子的个数为，光在真空中的速度为，普朗克常量为，则（　　） A．该原子钟产生的钟激光光子的波长为 B．该原子钟产生的钟激光光子的动量为 C．该原子钟产生的钟激光光子的能量为 D．该原子钟产生钟激光光子的功率为 4．如图所示，相同的长直导线、、、、的中点分别固定在圆周的五等分点处，导线与圆周所在平面垂直，且通有同样的电流。关于圆心点处的磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A．的大小不为，方向平行于圆周所在平面 B．的大小不为，方向垂直于圆周所在平面 C．若导线中的电流反向，则的方向平行 D．若导线中的电流反向，则的方向垂直 5．2022年10月25日，中国综合性太阳探测卫星“夸父一号”幸运地拍到了日偏食，该卫星轨道为近极地太阳同步晨昏轨道，可视为圆轨道，轨道高度小于地球静止卫星轨道高度。如图所示，a为“夸父一号”，b为地球静止卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。地球自转周期为T，地球半径为R，赤道上重力加速度为g，引力常量为G，则（　　） A．地球的质量为 B．a、b、c的线速度大小关系为 C．a、b、c的周期大小关系为 D．地球静止卫星距地面高度为 6．揽月面着陆器着陆起飞综合验证试验圆满完成。此次试验是我国载人月球探测工程研制工作的一个关键节点。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星a、b进行科学探测，两卫星在同一平面内绕月球运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同。测得月球的半径为r，a的轨道半径小于b的轨道半径，两卫星之间距离最小为、最大为，不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是（　　） A．a、b两卫星的轨道半径之比 B．a、b两卫星的速度大小之比 C．a、b两卫星的加速度大小之比 D．a、b两卫星的周期大小之比 7．如图甲所示，在三维坐标系Oxyz（y轴正方向竖直向上）中，y>0的空间内存在电场强度大小为E1，方向沿x轴正方向的匀强电场；y<0的空间内存在平行于y轴的匀强电场和匀强磁场，电场强度E2和磁感应强度B随时间变化的规律分别如图乙和丙所示，甲图中所示方向为正方向。一质量为m、电荷量为+q的小球，从坐标为的点由静止释放，经过时间T，在t=0时刻恰好过坐标原点O进入y<0的空间内。已知，重力加速度大小为g，不计一切阻力。则在t=4.5T时刻，小球的位置坐标为（    ） A． B． C． D． 8．如图甲所示，在医学领域的内窥镜检查中，常利用光导纤维将光传输到人体内部进行照明，并通过另一细管中的微型摄像机来进行观察。如图乙所示，某内窥镜所用光导纤维由折射率为n1的内芯和折射率为n2的外套组成。一束光从空气以入射角θ射向平直的光导纤维内芯的左端面并在内芯与外套的界面发生全反射。已知光导纤维长度为L，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A． B． C．光在光导纤维中传播的时间为 D．光在光导纤维中传播的时间为 9．如图所示，在平面内的第一象限中有一圆形磁场区域（未画出），磁场方向垂直于纸面，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子，从轴上的点以速度沿轴正方向进入第一象限，从某点进入磁场后穿出磁场，再经过轴上的点与轴正方向成角离开第一象限。不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子在磁场中运动，洛伦兹力的冲量为零 B．粒子在磁场中运动，洛伦兹力做功为零 C．粒子在磁场中运动的最长时间为 D．圆形磁场区域的最小半径为 10．如图（甲）为用干涉法检查玻璃平板b是否平整的装置。将标准玻璃样板a放置在b之上，在一端夹入两张纸片。当红光垂直入射后，从上往下看到的条纹如图（乙）所示，b板上表面P点附近条纹向左侧弯曲，则（    ） A．P点有凹陷 B．P点有凸起 C．换用绿光照射，条纹间距变大 D．抽去一张纸片，条纹间距变大 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11．（6分）某学习小组利用两个“过山车模型”轨道装置A、B，和两个材质相同的金属小球P、Q做探究实验。两个轨道装置的金属丝间距略有不同，其他参数完全相同，金属小球半径远小于装置上圆周轨道的半径。 (1)他们先将装置A的底座水平放置，然后将小球P从装置右边倾斜直轨道上的某高度处由静止释放，他们可能观察到的现象有（　　） A．若小球释放位置与圆周轨道的圆心等高，则小球无法运动到左侧倾斜直轨道上去 B．若小球释放位置与圆周轨道的最高点等高，则小球能顺利到达圆周轨道的最高点 (2)该小组由低到高连续调整小球P在装置右边倾斜直轨道的释放位置，直到小球刚好能够通过圆周轨道的最高点顺利到达左侧倾斜直轨道，记录此时小球的释放高度。 ①换用金属丝间距略大的装置B、用小球P做实验：他们从装置B右边倾斜直轨道的相同高度处由静止释放小球P，发现小球P在到达圆周轨道最高点前就脱离了圆周轨道。两次实验结果不一致的原因可能是( ) A．金属丝间距变大后，小球所受空气阻力的影响变大 B．金属丝间距变大后，小球与金属丝之间的挤压力变大，摩擦力的影响变大 ②换用半径略小的小球Q、用装置A做实验：他们从装置A右边倾斜直轨道的相同高度处由静止释放小球Q，则小球Q 通过圆周轨道最高点（选填“能”或“不能”）。 12．（10分）如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验电路图。现提供器材如下: A．待测电池组（电动势约为3V，内阻约为1Ω） B．电压表V1（量程0~15V，内阻约10kΩ） C．电压表V2（量程0~3V，内阻约3kΩ） D．电阻箱R（0~99.9Ω） E.定值电阻R1=2Ω F.定值电阻R2=100Ω G.开关和导线若干 依据实验电路图和实验室提供的器材，回答下列问题 (1)在闭合开关前，电阻箱应调到 （填“最大值”“中间值”“最小值”）。 (2)要准确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选 （填“B”或“C”），定值电阻R0应选 （填“E”或“F”）。 (3)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图乙所示，图线与横坐标轴的截距为－0.37Ω-1，与纵坐标轴的截距为0.37V-1，则可得该电池组的电动势为 V，内阻为 Ω。（结果均保留两位有效数字） 13．（10分）如图所示，一玻璃柱体的横截面积由半径为R的半圆和等腰直角三角形组成，O为圆心，为竖直直径，垂直于相交于O。平行于的光线从F点射入玻璃体，刚好经过D点，，光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃的折射率； （2）光线在玻璃中的传播时间。 14．（16分）某同学用如图甲所示的装置做一探究实验，将一质量为m的带孔小球穿在光滑竖直杆上，从高度为处由静止释放，与地面发生碰撞后该小球竖直反弹的最大高度为；经过多次实验发现，每次小球碰地后的速度大小与碰地前速度大小之比为一定值e，假定小球与竖直杆间的摩擦力和空气阻力均可忽略不计，重力加速度大小为g。 （1）求该定值的大小； （2）现让该小球仍从处释放，为了使得小球与地面碰撞后反弹高度与释放高度相等，则在小球释放瞬间对小球迅速向下拍打，求拍打过程对小球做的功； （3）如图乙所示，在同一高度同时释放两质量相同的小球（小球均可视为质点），下方的小球碰地后立刻与上方的小球发生弹性正碰，求碰撞后上方小球能弹起的最大高度。    15．（18分）如图所示，在平行于y轴的虚线左侧空间内有垂直纸面向内的匀强磁场，在y轴与虚线之间分布有沿y轴负方向电场强度大小为E的匀强电场。在x轴负方向上距坐标原点s=6L的A处有一粒子发射源，在平面内向x轴上方范围内发射速度大小均为v的粒子，粒子带负电，质量大小均为m、电荷量大小均为q。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，不计粒子重力，求： (1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)粒子从y轴最上方进入第一象限时速度与x轴正方向夹角的正弦值； (3)已知从y轴最上方进入第一象限的粒子在电场中运动时间时穿出电场，其速度此时恰好与x轴平行，求电场区域的宽度。 学科网（北京）股份有限公司 $2024一2025学年（上）高三年级第一次模拟考试 物理（A卷)参考答案 1.A 【详解】A.对反应4N4Mg+X,根据质量数守恒定律和电荷数守恒定律，得X的质 量数为0、电荷数为-l,即X是电子e,A正确： B.的中子数为23-11=12，Na的中子数为24-11=13，中子数不同，B错误； C.核聚变是轻核聚合成重核”（如氢核聚变成氦核)，而Na+。n→4Na是中子轰击钠核 的人工核转变，不是核聚变，C错误： D.a衰变是放出He(氦核)，此反应放出电子，属于B衰变，D错误： 故选A。 2.A 【详解】A.根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X是α粒子(He),故A正确； BC.原子弹的核反应是重核的裂变，而中子弹的原理不是核裂变反应，所以中子弹不是原 子弹，故BC错误； D.由于中子不带电，所以不可以采用电磁场干扰发射出的中子，故D错误。 故选A。 3.D 【详解】ABC.原子吸收频率为的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ时有E,-E,=w。 且从激发态能级I向下跃迁到基态I的过程有E,-E,=w+w,+hw 联立解得y2=V。-y1-V3 得该原子钟产生的钟激光光子的波长为2=C=C V2V。-y1-V3 该原子钟产生的钟激光光子的动量为=么.K。-当-2 该原子钟产生的钟激光光子的能量为E=w2=h(v。-y1-v) 故ABC错误： D.已知该原子钟在时间t内产生的钟激光光子的个数为n,有P=严=。-出-】 t t 故D正确。 故选D。 4.D 答案第1页，共9页 【详解】AB.若导线中通有同样的电流，则每根导线在O点产生的磁感应强度大小相等， 且均与导线与O点的连线垂直，如下图所示 b C 由对称性可知，O点处的磁感应强度为0，故AB错误； CD.b、c、d、四根导线在O处产生的合磁感应强度与a导线中原电流产生的磁感应强 度等大反向，若a导线中的电流反向，则a导线中电流产生的磁感应强度也与a导线中原电 流产生的磁感应强度等大反向，均垂直于Oa,故磁场B的方向垂直Oa,故C错误，D正 确。 故选D。 5.D 【详解】A.对物体c,根据牛顿第二定律-mg=mR R2 T2 解得M=4πRgR2 GT2 G 故A错误： B.根据卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供向心力，可知G加-m巴 2 -= 解得v= GM 因为a的轨道半径低于b的轨道半径，则有v.>。 2πr 静止卫星和赤道上物体的周期相同，由ⅴ= T 则有。> 综合以上有。>V>。 故B错误； C.由万有引力提供向心力G =mr Ar2 解得T= 4n'r GM 因为a的轨道半径低于b的轨道半径，则有T,>T 即T.=T,>Ta 故C错误： 答案第2页，共9页 GMm(R+H D.设静止卫星距地面的高度为，则有R+历 解得H= R 8R2r2 4π2 故D正确。 故选D。 6.B 【详解】A.已知两卫星绕月球做匀速圆周运动，方向相同，最小距离为3r,最大距离为9r。 设a的轨道半径为r。,b的轨道半径为'，且< 当两卫星位于月球同一侧时，距离最小：-=3r 当两卫星位于月球两侧时，距离最大：+=9 联立解得：=3r,方=6 所以1a:=1:2,故A项错误； B.对卫星有G=m 1v2 r2 GM 整理有v= 所以业= ==红，故B项正确： C.对卫星有 GMn -nld 2 GM 整理有a= 2 所以=2=(6r}4 a(3r,故C项错误： D.根据开普勒第三定律有只-分 T 整理有 -1 万2√2，故D项错误。 故选B。 7.D 【详解】小球在重力和电场力的作用下，从(-L,L,0)位置做初速度为零的匀加速直线运动， 恰好过原点，则L=}驱r,L= 2 387 答案第3页，共9页 得q=g,T 到达O点的水平速度与竖直速度均为y,=y,=gT=√2gL 由图乙、丙可知，在0~T内，小球竖直方向有qE2-g=a 可得a=8 方向向上；小球竖直方向以g做匀减速直线运动，在t=T时，竖直速度为v'=y,-8T=0 在T~2T内，小球在竖直方向以g做初速度为0的匀加速直线运动，t=2T时，速度又为y,, 所以竖直方向以2T为一个周期，速度循环变化，则有t=4T,速度又为v,,则t=4.5T时， 小球的y轴坐标为y t 1 得y= 19 4 小球在0平面以1，=V2gL做匀速圆周运动。在0~T内，小球运动周期为T=2-T q2B。2 在T~27内，小球运动周期为T”=2"=T qB。 所以在xOz平面内做周期运动，则在t=4.5T时刻，小球恰好又回到x=0和二=0。 19 综上在t=4.5T时刻，小球的位置坐标为0-一L,0。 4 故选D。 8.AC 【详解】AB.发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质，所以h>乃 故A正确，B错误； CD.当入射角为时，设光的折射角为r,根据折射定律有n=血日 sinr 由数学知识可知cosr= -sin'o h 根据几何关系可知，光的传播距离为x= cOS 由n=S知传播速度为v=C In 则传播的时间为t=二= v cn-sin 答案第4页，共9页 故C正确，D错误。 故选AC。 9.BD 【详解】A.由于粒子进入磁场和离开磁场时的速度方向不同，故动量发生了变化。根据动 量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，所以洛伦兹力的冲量不为零，故A错误： B.粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，故洛伦兹力的方向始终与粒子 的速度方向垂直，所以洛伦兹力做功为零，故B正确； C.如图所示有 磁场区域圆示意图 B的方向垂直纸面向外 300 p ,轨迹弧长 60° 弦长L 30°7 30°(-609 60° B的方向垂 直纸面向里 图1 图2 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，即B=m” 可得粒子做圆周运动的半径r=” Ba 根据周期与速度的关系式可得粒子做圆周运动的周期为T=2刀-2 v Bg 粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长。根据几何关系可知，粒子在磁 场中运动的最大圆心角为300°，则粒子在磁场中运动的最长时间为 1知1各丽成©猫误： D.粒子在磁场中运动的轨迹为一段圆弧，圆形磁场区域的最小半径应对应着以粒子运动轨 迹的弦长为直径的圆。根据几何关系，粒子运动轨迹的弦长为1=rsin30×2=m四 gB 1 则圆形磁场区域的最小半径为'm血= 22B,故D正确。 故选BD。 10.AD 【详解】AB.薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P 处检查平面左边的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知P处凹陷，故A正确，B错误： cD.设空气劈尖的项角为8，则有sin6=2 x 答案第5页，共9页 可得相邻条纹间距为△x= 2sine 换用绿光照射，由于绿光的波长小于红光的波长，则条纹间距变小；若抽去一张纸片，则日 变小，sO变小，条纹间距变大，故C错误，D正确。 故选AD。 11.(1)A (2)B 不能 【详解】(1)根据机械能守恒定律，若小球释放位置与圆周轨道的圆心等高，小球在运动过 程中，初始重力势能gh(h为释放点相对圆心的高度，此时=0)，如果不考虑摩擦等阻 力，到达左侧轨道的最大高度与释放高度等高，但由于在运动过程中，小球与轨道间存在摩 擦力，摩擦力做负功，机械能不断减少，所以小球无法运动到左侧倾斜直轨道上去，A正 确； 小球通过圆周轨道最高点的条件是在圆周轨道最高点的速度"≥√gR,由机械能守恒 ng:2R-mgh 可以算出h=S迟 置应比圆周轨道最高点要高)，考虑到摩擦的影响，释放高度还 能使小球通过圆周轨道的最高点，故B错误。 (2)①A、金属丝间距变大后，小球所受空气阻力的影响与金属丝间距关系不大，主要取 决于小球的速度、形状等因素，A错误： B、金属丝间距变大后，小球与金属丝之间的挤压力变大，根据滑动摩擦力公式∫=N(山为 动摩擦因数，N为挤压力)，挤压力N变大，摩擦力∫变大，摩擦力做的负功增多，小球的 机械能损失更大，所以小球在到达圆周轨道最高点前就脱离了圆周轨道，B正确： ②金属丝间距不变但小球半径减小时，情况与小球半径不变但金属丝间距增大的情况类似， 摩擦力的影响增大，故小球不能通过圆周轨道的最高点。 12.(1)最大值 (2) (3) 2.70.70 【详解】(1)为保护电路，在闭合开关前，电阻箱应调到最大值，使电路初始电流最小。 (2)[1]电池组电动势约为3V,所以电压表应选C,量程为0~3V,更匹配，测量更准确： [2]电池组内阻约为12，定值电阻R应选E,R=22,与内阻数量级匹配，便于实验测量； 若选F,阻值过大，电路电流过小，电压表读数变化不明显。 U (3)[山2]根据闭合电路欧姆定律有B=U+R+R) 变形得 1r+R1,1 UE RE 所以在。图像中，纵轴截距为b=。=0.37V UR 解得该电池组的电动势为E=2.7V 同理有斜率为k=”+8=0.37 =1.00V E0-(-0.37) 答案第6页，共9页 解得该电池组的内阻为r=0.702 13.1)5:(2)5 【详解】(1)光线从空气射入玻璃入射角为60°，折射角为30°。 sin60° 折射率为n= sin30° 解得n=√ R (2)由几何关系得FD=2Rcos30°，DH= C0s30° 光线在玻璃中的速度为v=C 光线在玻璃中的传播时间1=D+D班 解得t=5R c B G H 14.(1):(2)3gH;(3)耳 【详解】(1)设小球碰地前的速度为y,碰地后的速度为2，对小球下落过程，由机械能守 恒定律有吸丝-m H-1 碰后上升过程.由机械能守恒定律有g4=2 小球碰地后的速度大小与碰地前速度大小之比=兰=】 2 (2)拍打小球后，小球碰地前的速度为v?,碰地后的速度为Y4,对小球下落过程，由机械 能守恒定律有T+mgH=m 碰后上升过程，由机械能守恒定律有"gH=2m 小球碰地后的速度大小与碰地前速度大小之比e=上=】 32 解得W=3gH, (3)以竖直向上为正方向，对下方小球下落过程，由机械能守恒定律有mgH=2m 1 答案第7页，共9页 故碰电后下方小球速度，Pg(方向竖直向上) 1 对上方小球下落过程，由机械能守恒定律有mgH,=专 则上方小球与下方小球碰前上方小球的速度，=一√2gH,（方向竖直向下) 设上、下两球发生弹性正碰，碰后速度分别为y'和2，上、下两球发生弹性正碰，由动量 守恒定律有+，y=+2 由机械能守恒定诈有分+方u时号4m产+风 1 解得方2，e双 设两球碰后上方小球能弹起的最大高度为H',碰后上升过程.由机械能守恒定律有 1 ng- 部豹州=号 15.元 a号 (3)3L 【详解】(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，可蜘知8=m R 带入可得8纪 (2)粒子在磁场中均顺时针方向做圆周运动，从y轴最上方飞出时应在该平面内恰好运动 半周，其轨迹如图所示 ↑y/cm × →x/cm 可知sin6= 2R 代入可得sin0= 5 答案第8页，共9页 (3)对粒子在电场中运动时，由竖直方向动量定理可知qEt-∑qBy,△t=0-(-vsin) 而∑y,M=d 可得d=3L 答案第9页，共9页