精品解析：江苏省南京市南京汉开书院高中部2024-2025学年高三上学期12月学情调研考试物理试题

2024-2025学年第一学期高三年级12月学情调研考试 学科： 物理 时间：75分钟，满分：100分 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 如图所示，在铁架台的横梁上固定两个单摆，把它们拉起一小角度后释放，研究单摆的振动周期，则（　　） A. 摆线越短周期越小 B. 摆角越小周期越小 C. 摆球越重周期越小 D. 横梁越低周期越小 2. 如图所示，是静止在赤道上的物体，随地球做匀速圆周运动；、是赤道平面内人造卫星，是地球静止同步卫星。、、的线速度大小分别为、、，周期分别为，则（ ） A. B. C. D. 3. 封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，三点在同一直线上。则（　　） A. 由状态A变到状态B过程中，气体放出热量 B. 由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C. C状态气体的压强小于D状态气体的压强 D. D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少 4. 利用镅的衰变进行发电，制作微型核电池。的半衰期为多年，则（ ） A. 核反应中镅核的比结合能比新核小 B. 核反应后新核的中子数量比镅核多 C. 镅原子核与核外电子存在着核力作用 D. 个镅核经过一个半衰期剩余个 5. 如图所示，“”形支架水平横杆上用等长的细线等间距悬挂四个相同小球、、、，它们随支架一起在水平面内匀速运动时（ ） A. A、的加速度相同 B. B、球的速度相同 C. A、轨道高于、 D. A、悬线与竖直方向夹角相等 6. 用电流传感器测量通过小灯泡的电流，时刻加上恒定电压，若考虑金属灯丝电阻与温度的关系，下列表示小灯泡电流随时间变化的图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 竞速游泳的出发技术十分重要，如图，某运动员两次跳离出发台时仅速度方向不同，若将运动员视作质点，不计空气阻力。相比之下，第1次起跳（ ） A. 最高点速度较大 B. 在空中运动时间较长 C. 入水时速度较大 D. 入水点离出发点较远 8. 如图所示，将一根粗面条ACB拉成细面条ADB，粗、细面条处于静止状态时，最低点C、D点张力分别为、，则（ ） A. B. C. D. 、方向不同 9. 在测量电源的电动势和内阻实验中，某同学连接电路如图，闭合开关调节滑动变阻器，发现电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小，引起该现象的原因最可能是（　　） A. 滑动变阻器总阻值太大 B. 电源的内阻太小 C. 电压表内阻太大 D. 某根导线断路 10. 如图所示，弹性绳原长为L0，一端固定于P点，另一端穿过光滑的小孔Q与小木块相连，带有孔Q的挡板光滑且与固定的粗糙斜面平行，P、Q间距等于L0，现将木块从斜面上A点由静止释放，在弹性绳拉动下向上运动到最高点过程中，木块的速度v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 11. 几个实验小组用图实验装置探究外力一定时，小车加速度与质量的关系。 （1）实验中选用电磁打点计时器，适配的电源为___________ A. 直流 B. 交流 C. 直流 D. 交流 （2）为了平衡摩擦力，将小车连接好纸带。轻推小车后，打出的纸带如图所示，纸带的左侧为小车连接处，后续操作正确的是___________ A. 移去小车上的砝码 B. 增加小车上砝码的质量 C. 垫块位置向左调整 D. 降低垫块高度 （3）以小车和砝码的总质量为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图所示。已知两图像的斜率分别为，截距都为，则甲组所用槽码的质量与乙组槽码的质量比为___________；当地的重力加速度为___________。 （4）丙组同学以小车、砝码和槽码的总质量为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，得到的图像应为下图中的___________。 A. B. C. D. 三、计算题：本大题共4小题，共45分。 12. 一列简谐横波沿轴方向传播，如图是波源振动一个周期的振动图像，此过程中离波源3m处质点振动通过了30cm的路程。求： （1）波长； （2）12m处点第一次到达波峰的时刻。 13. 如图所示，“匚”型金属导轨固定在水平桌面上，金属棒垂直置于导轨，方形区域存在匀强磁场，磁场在驱动力作用下水平向右以速度运动时刚要使金属棒运动。已知导轨间距为，电阻不计，金属棒质量为，接入电路中的电阻为，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为。求： （1）磁感应强度大小； （2）使磁场做匀速运动的驱动力功率。 14. 如图所示，冬奥会上运动员沿光滑倾斜雪道由静止自由下滑，观众测出他从静止下滑竖直高度所用的时间为。雪道总竖直高度为，运动员及设备的总质量为，重力加速度为。求运动员 （1）下滑到雪道底端时的动能； （2）下滑全过程所用的总时间； （3）下滑过程中受到的合外力。 15. “太空粒子探测器”是安装在人造卫星上的探测宇宙射线的设备，用以捕捉太空辐射的离子。如图所示，轴上方存在垂直平面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场。位于坐标原点的接收窗口接收太空辐射的正离子，离子以速度大小向轴上方各个方向射出，假设向各个方向发射离子的概率相同，而轴上方各区域探测到离子的概率不等。已知正离子的质量为、电荷量为 。不计离子重力及离子间相互作用。求 （1）在轴上能够探测到离子的区间； （2）入射的离子在磁场中的运动时间； （3）轴上方探测到离子的高概率区与低概率区的面积比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期高三年级12月学情调研考试 学科： 物理 时间：75分钟，满分：100分 一、单选题：本大题共10小题，共40分。 1. 如图所示，在铁架台的横梁上固定两个单摆，把它们拉起一小角度后释放，研究单摆的振动周期，则（　　） A. 摆线越短周期越小 B. 摆角越小周期越小 C. 摆球越重周期越小 D. 横梁越低周期越小 【答案】A 【解析】 【详解】根据单摆的周期公式 可知，摆球的周期与摆角、球重、横梁的高低无关，摆线越短，周期越小。 故选A。 2. 如图所示，是静止在赤道上的物体，随地球做匀速圆周运动；、是赤道平面内人造卫星，是地球静止同步卫星。、、的线速度大小分别为、、，周期分别为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】赤道上的物体和地球静止同步卫星的转动周期相同，有 由圆周运动中周期和线速度的关系，又，可知 对于卫星B、C，万有引力充当向心力有，，整理得， 又，可知， 综上， 故选B。 3. 封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，三点在同一直线上。则（　　） A. 由状态A变到状态B过程中，气体放出热量 B. 由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加 C. C状态气体的压强小于D状态气体的压强 D. D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．气体从状态A到状态B体积不变，发生的是等容变化，气体不做功 温度升高，内能增加 根据热力学第一定律 知 气体吸收热量，故A错误； B．由状态B变到状态C的过程中，温度不变，内能不变 体积变大，气体对外界做功，根据热力学第一定律 知 气体吸收热量，故B错误； C．气体从C到D发生等容变化，根据查理定律知，所以C状态气体的压强大于D状态气体的压强，故C错误； D．A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态D温度高，分子的平均动能大，状态A和状态D压强相等，根据压强的微观解释可知，D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，故D正确。 故选D。 4. 利用镅的衰变进行发电，制作微型核电池。的半衰期为多年，则（ ） A. 核反应中镅核的比结合能比新核小 B. 核反应后新核的中子数量比镅核多 C. 镅原子核与核外电子存在着核力作用 D. 个镅核经过一个半衰期剩余个 【答案】A 【解析】 【详解】A．α衰变过程释放能量，比结合能越大原子核越稳定，衰变后生成的新核稳定性高于镅核，因此镅核的比结合能比新核小，故A正确； B．镅核中子数为 α衰变放出，则新核质子数为 质量数为 新核中子数为 可知核反应后新核的中子数量比镅核少2个，故B错误； C．核力是原子核内核子间的短程强相互作用，作用范围仅为量级，仅存在于原子核内部，核外电子与原子核间的相互作用是库仑力，不存在核力，故C错误； D．半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，仅适用于宏观大量的原子核样本，对少量原子核（如10个）不适用，无法确定其衰变后剩余数量，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，“”形支架水平横杆上用等长的细线等间距悬挂四个相同小球、、、，它们随支架一起在水平面内匀速运动时（ ） A. A、的加速度相同 B. B、球的速度相同 C. A、轨道高于、 D. A、悬线与竖直方向夹角相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、D两小球角速度相同，由圆周运动中，可知两小球加速度大小相同，但是方向不同，A错误； B． B、C两小球角速度相同，由圆周运动中，可知两小球线速度大小相同，但是方向不同，B错误； CD．设悬线与竖直方向的夹角为θ，悬线的悬挂点与转轴间的距离为x，根据牛顿第二定律可得，由此可知，A球悬挂点到转轴的距离较大，则A的悬线与竖直方向的夹角较大，A的轨道越高，C正确，D错误。 故选C。 6. 用电流传感器测量通过小灯泡的电流，时刻加上恒定电压，若考虑金属灯丝电阻与温度的关系，下列表示小灯泡电流随时间变化的图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变。 故选B。 7. 竞速游泳的出发技术十分重要，如图，某运动员两次跳离出发台时仅速度方向不同，若将运动员视作质点，不计空气阻力。相比之下，第1次起跳（ ） A. 最高点速度较大 B. 在空中运动时间较长 C. 入水时速度较大 D. 入水点离出发点较远 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于运动员在最高点时，竖直方向上的速度为零（因为竖直方向上是竖直上抛运动，到达最高点时速度为零），所以最高点的速度就等于水平方向上的速度。由图可知第1次起跳比第2次起跳时速度与水平方向的夹角大，故第1次水平方向上的分速度小，因此最高点速度较小，故A错误； B．设运动员的初速度为，跳台高出水面H，初速度与水平方向的夹角为，那么运动员在空中的运动时间t可以由竖直方向上的竖直上抛运动决定，当抛到最高点时发生的时间为，由加速度公式变换得 当运动员从最高点落到跳台高度时，发生的时间为 运动员从跳台高度处再继续落入水面时，发生的时间为，则有位移公式有 当运动员落到跳台高度时竖直方向的速度为 以上解得 所以运动员在空中运动时间为 由此可以得出初速度与水平方向的夹角越大，在空中运动时间越长，故B正确； C．由于机械能守恒，运动员在起跳时的动能和势能之和等于入水时的动能和势能之和（这里势能都为零，因为都是相对于出发台的高度）。而两次起跳的初动能是相同的，所以入水时的动能也是相同的，因此入水时速度大小相等，选项C错误； D．入水点离出发点的距离可以定性的分析，速度大小相同的情况下，当起跳时的速度与水平方向的夹角为时，入水点离出发点最远。如果第2次起跳的速度与水平方向的夹角时，入水点离出发点相比第1次远，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，将一根粗面条ACB拉成细面条ADB，粗、细面条处于静止状态时，最低点C、D点张力分别为、，则（ ） A. B. C. D. 、方向不同 【答案】B 【解析】 【详解】设端点切线与竖直方向夹角为，面条质量为。由平衡条件得最低点张力 细面条时下垂更明显，较小；粗面条时更平直，较大。由于且不变，由上式可知。最低点张力方向均为水平方向，所以、方向相同。 故选B。 9. 在测量电源的电动势和内阻实验中，某同学连接电路如图，闭合开关调节滑动变阻器，发现电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小，引起该现象的原因最可能是（　　） A. 滑动变阻器总阻值太大 B. 电源的内阻太小 C. 电压表内阻太大 D. 某根导线断路 【答案】B 【解析】 【详解】D．若连接电压表的导线断路，则电压表示数为0，若干路上的导线断路，则电压表与电流表示数均为0，故D错误； ABC．电压表测量的是路端电压，根据闭合电路欧姆定律有 电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小，表明电源内阻太小，与电压表内阻、滑动变阻器的总阻值无关，故AC错误，B正确。 故选B。 10. 如图所示，弹性绳原长为L0，一端固定于P点，另一端穿过光滑的小孔Q与小木块相连，带有孔Q的挡板光滑且与固定的粗糙斜面平行，P、Q间距等于L0，现将木块从斜面上A点由静止释放，在弹性绳拉动下向上运动到最高点过程中，木块的速度v、动能Ek、重力势能Ep、机械能E随时间t变化的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．设斜面倾角为α，绳与斜面的夹角为θ，根据牛顿第二定律有 木块上滑的过程中，kxsinθ不变，则FN不变，f不变，kxcosθ减小，则a减小，方向沿斜面向上，同理，当绳与斜面的夹角大于90°时，a增大，方向沿斜面向下，所以木块的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故A正确； B．加速阶段，动能增大，减速阶段动能减小，但其斜率表示动能变化快慢，即速度变化快慢，由以上分析可知，速度先增加越来越慢，后减小越来越快，所以图线斜率不断变化，故B错误； C．木块向上运动过程中，重力势能一直增大，故C错误； D．加速阶段，弹簧弹力做功大于摩擦力做功，木块机械能增大，减速阶段，二者均做负功，机械能减小，故D错误。 故选A。 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 11. 几个实验小组用图实验装置探究外力一定时，小车加速度与质量的关系。 （1）实验中选用电磁打点计时器，适配的电源为___________ A. 直流 B. 交流 C. 直流 D. 交流 （2）为了平衡摩擦力，将小车连接好纸带。轻推小车后，打出的纸带如图所示，纸带的左侧为小车连接处，后续操作正确的是___________ A. 移去小车上的砝码 B. 增加小车上砝码的质量 C. 垫块位置向左调整 D. 降低垫块高度 （3）以小车和砝码的总质量为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图所示。已知两图像的斜率分别为，截距都为，则甲组所用槽码的质量与乙组槽码的质量比为___________；当地的重力加速度为___________。 （4）丙组同学以小车、砝码和槽码的总质量为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，得到的图像应为下图中的___________。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）C （3） ①. ②. （4）B 【解析】 【小问1详解】 电磁打点计时器使用的低压交流电源。 故选D。 【小问2详解】 纸带左侧与小车相连，纸带上的点从左向右依次打出。由图2可知，相邻点间距逐渐减小，说明小车向左减速，则重力沿斜面向下的分力小于摩擦力，应增大木板倾角，将垫块位置向左调整。 故选C。 【小问3详解】 [1]设槽码质量为。平衡摩擦力后，对小车、砝码和槽码组成的系统，由牛顿第二定律得 整理得 所以图线斜率 截距，从而 故 [2]由截距，解得 【小问4详解】 平衡摩擦力后，由牛顿第二定律得 所以与成正比，图线应为过原点的倾斜直线。 故选B。 三、计算题：本大题共4小题，共45分。 12. 一列简谐横波沿轴方向传播，如图是波源振动一个周期的振动图像，此过程中离波源3m处质点振动通过了30cm的路程。求： （1）波长； （2）12m处点第一次到达波峰的时刻。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题图可知振幅为10cm，此过程中离波源3m处质点振动通过了30cm的路程，可知质点已经振动四分之三个周期，与波源相距四分之一波长；则有 解得波长为 【小问2详解】 波速为 12m处点起振的时刻为 由于起振方向向下，再经过四分之三周期第一次到达波峰，故点第一次到达波峰的时刻为 13. 如图所示，“匚”型金属导轨固定在水平桌面上，金属棒垂直置于导轨，方形区域存在匀强磁场，磁场在驱动力作用下水平向右以速度运动时刚要使金属棒运动。已知导轨间距为，电阻不计，金属棒质量为，接入电路中的电阻为，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为。求： （1）磁感应强度大小； （2）使磁场做匀速运动的驱动力功率。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 磁场向右匀速运动时，闭合回路中磁通量的变化率大小为，由法拉第电磁感应定律得感应电动势大小 回路中的感应电流大小为 金属棒所受安培力大小为 金属棒刚要运动时，安培力大小等于摩擦力，即 解得 【小问2详解】 维持磁场匀速运动时，驱动力与电磁阻力平衡，且电磁阻力与金属棒所受安培力大小相等，所以 驱动力的功率为 14. 如图所示，冬奥会上运动员沿光滑倾斜雪道由静止自由下滑，观众测出他从静止下滑竖直高度所用的时间为。雪道总竖直高度为，运动员及设备的总质量为，重力加速度为。求运动员 （1）下滑到雪道底端时的动能； （2）下滑全过程所用的总时间； （3）下滑过程中受到的合外力。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由机械能守恒定律，初态静止且以雪道底端为零势能面，有 【小问2详解】 设下滑全过程所用时间为。斜面倾角不变，运动员做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向的位移满足， 两式相除得 所以 【小问3详解】 设斜面倾角为，沿斜面方向由牛顿第二定律得 运动员竖直方向的加速度为 由竖直位移关系整理得 因此 合外力方向沿斜面向下。 15. “太空粒子探测器”是安装在人造卫星上的探测宇宙射线的设备，用以捕捉太空辐射的离子。如图所示，轴上方存在垂直平面向外，磁感应强度大小为的匀强磁场。位于坐标原点的接收窗口接收太空辐射的正离子，离子以速度大小向轴上方各个方向射出，假设向各个方向发射离子的概率相同，而轴上方各区域探测到离子的概率不等。已知正离子的质量为、电荷量为 。不计离子重力及离子间相互作用。求 （1）在轴上能够探测到离子的区间； （2）入射的离子在磁场中的运动时间； （3）轴上方探测到离子的高概率区与低概率区的面积比。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据洛伦兹力提供向心力，有 得 粒子沿顺时针方向运动，如图所示 当粒子运动轨迹与轴相交的弦长等于直径时，能够探测到离子的距离最远，为，则在轴上能够探测到离子的区间为，即 【小问2详解】 若  ，如图所示，可知离子在磁场中转过的圆心角为 根据线速度公式，有 得，则离子在磁场中的运动时间 【小问3详解】 如图所示 粒子的运动轨迹有重叠的区域，为可探测到离子的高概率区域， 粒子的运动轨迹没有重叠的区域，为可探测到离子的低概率区域， 则高概率区与低概率区的面积比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $