時(shí)間 75分鐘 分值100分
一、單項(xiàng)選擇題：共10題，每題4分，共40分，每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。
1.已知氘核質(zhì)量為，氚核質(zhì)量為，氦核質(zhì)量為，中子質(zhì)量為。關(guān)于氘與氚聚變成氦，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 核反應(yīng)方程式為
B. 氘核的比結(jié)合能比氦核的小
C. 氘核與氚核的間距達(dá)到就能發(fā)生核聚變
D. 該核反應(yīng)釋放的核能是
2．南京龍?zhí)堕L(zhǎng)江大橋主橋長(zhǎng)1560米，引橋長(zhǎng)3365米，引橋相當(dāng)于從岸上搭到主橋的一個(gè)斜面。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．龍?zhí)洞髽蚪ê荛L(zhǎng)的引橋是為了增大汽車重力沿斜面向下的分力
B．如果龍?zhí)洞髽蚋叨炔蛔?，增大引橋的長(zhǎng)度，則停在引橋橋面上的汽車對(duì)橋面的壓力變小
C．如果龍?zhí)洞髽蚋叨炔蛔?，減小引橋的長(zhǎng)度，則停在引橋橋面上的汽車對(duì)橋面的摩擦力變大
D．如果龍?zhí)洞髽蚋叨炔蛔?，減小引橋的長(zhǎng)度，則停在引橋橋面上的汽車對(duì)橋面的最大靜摩擦力變大
3.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a變?yōu)闋顟B(tài)c，其過(guò)程如p—V圖中a→c直線段所示，狀態(tài)b對(duì)應(yīng)該線段的中點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. a→b是等溫過(guò)程
B. a→b過(guò)程中氣體放熱
C. a→c過(guò)程中狀態(tài)b的溫度最低
D. a→c過(guò)程中外界對(duì)氣體做負(fù)功
4. 1772年，法籍意大利數(shù)學(xué)家拉格朗日在論文《三體問(wèn)題》中指出：兩個(gè)質(zhì)量相差懸殊的天體（如太陽(yáng)和地球）所在同一平面上有5個(gè)特殊點(diǎn)，如圖中的所示，人們稱為拉格朗日點(diǎn)。若飛行器位于這些點(diǎn)上，會(huì)在太陽(yáng)與地球共同引力作用下，可以幾乎不消耗燃料而保持與地球同步做圓周運(yùn)動(dòng)。若發(fā)射一顆衛(wèi)星定位于拉格朗日點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 該衛(wèi)星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)周期大于地球公轉(zhuǎn)周期
B. 該衛(wèi)星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度
C. 該衛(wèi)星在點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
D. 該衛(wèi)星在處所受太陽(yáng)和地球引力的合力比在處小
5.密立根油滴實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化為如圖所示的裝置，在真空環(huán)境下帶電油滴從噴霧器的噴嘴噴出，落到平行板電容器兩極板間，現(xiàn)某個(gè)油滴懸浮在點(diǎn)，保持兩極板間的電壓不變，電容器的下極板接地。若只將正極板下移一小段距離（未到點(diǎn)），下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．油滴帶負(fù)電且油滴將向下加速運(yùn)動(dòng)
B．電容器所帶電荷量減少
C．處的電勢(shì)降低
D．油滴的電勢(shì)能減小
6. 如圖所示，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪，繩的兩端分別系有小球A和小球B，初始時(shí)A放在地面上。改變B的質(zhì)量，系統(tǒng)的加速度、B落地時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)能都隨之發(fā)生改變。不計(jì)空氣阻力、動(dòng)滑輪質(zhì)量及輪與軸間的摩擦力，重力加速度為。下列圖像中正確的是（ ）

B.
C. D.
7．如圖所示，在一個(gè)“十”字架水平桿上用細(xì)線對(duì)稱地懸掛兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B，已知A的質(zhì)量為，B的質(zhì)量為，且，圖中，?，F(xiàn)將整個(gè)裝置繞豎直桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則A、B兩球穩(wěn)定時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．懸掛A球的細(xì)線與豎直方向的夾角等于懸掛B球的細(xì)線與豎直方向的夾角
B．懸掛A球的細(xì)線與豎直方向的夾角小于懸掛B球的細(xì)線與豎直方向的夾角
C．A球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大于B球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度
D．A球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于B球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度
8.如圖所示，理想變壓器原線圈接入有效電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為的滑動(dòng)變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從端向端緩慢移動(dòng)的過(guò)程中（ ）
A. 電流表A1示數(shù)增大
B. 電流表A2示數(shù)增大
C. 定值電阻R消耗的功率減小
D.原線圈輸入功率先增大后減小

9.如圖所示，A、B、C三個(gè)一樣的滑塊從粗糙固定斜面上的同一高度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，A由靜止釋放，B的初速度方向沿斜面向下，大小為，C的初速度方向沿斜面水平，大小也為，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A.A、B、C三者的加速度相同
B.A和C同時(shí)滑到斜面底端
C.滑到斜面底端時(shí)，B和C的動(dòng)能一樣
D.滑到斜面底端時(shí)，A、C所受重力的功率大小關(guān)系為：
10 ．如圖甲所示，質(zhì)量為的物塊A與豎直放置的輕彈簧上端連接，彈簧下端固定在地面上。時(shí)，物塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊B從A正上方一定高度處自由落下，與A發(fā)生碰撞后一起向下運(yùn)動(dòng)（碰撞時(shí)間極短，且未粘連），到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)。已知B運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示，其中的圖線為直線，不計(jì)空氣阻力，則（ ）
A．物塊B的質(zhì)量為B．時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大
C．時(shí)，B速度為零D．時(shí)，A、B開(kāi)始分離
二、非選擇題：共5題，共60分，其中第12題~15題解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
11．（15分）圖（a）為一套半圓拱形七色彩虹積木示意圖，不同顏色的積木直徑不同。某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究這套積木小幅擺動(dòng)時(shí)周期與外徑之間的關(guān)系。
(1)用刻度尺測(cè)量不同顏色積木的外徑，其中對(duì)藍(lán)色積木的某次測(cè)量如圖（b）所示，從圖中讀出 。
(2)將一塊積木靜置于硬質(zhì)水平桌面上，設(shè)置積木左端平衡位置的參考點(diǎn)，將積木的右端按下后釋放，如圖（c）所示。當(dāng)積木左端某次與點(diǎn)等高時(shí)記為第0次并開(kāi)始計(jì)時(shí)，第20次時(shí)停止計(jì)時(shí)，這一過(guò)程中積木擺動(dòng)了 個(gè)周期。
(3)換用其他積木重復(fù)上述操作，測(cè)得多組數(shù)據(jù)。為了探究T與D之間的函數(shù)關(guān)系，可用它們的自然對(duì)數(shù)作為橫、縱坐標(biāo)繪制圖像進(jìn)行研究，請(qǐng)根據(jù)下表數(shù)據(jù)選擇合適的坐標(biāo)在方格紙上做出圖像。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制出圖像判定T與D的近似關(guān)系為_(kāi)_____。
A．B．C．D．
(4)請(qǐng)寫出一條提高該實(shí)驗(yàn)精度的改進(jìn)措施： 。
12（8分）如圖所示，固定于豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑大圓環(huán)上套有一個(gè)質(zhì)量為的小圓環(huán)，小圓環(huán)從大圓環(huán)頂端P點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下滑，當(dāng)小圓環(huán)的向心加速度大小等于重力加速度時(shí)，求
此時(shí)小環(huán)由初始位置下落的高度；
此時(shí)大圓環(huán)對(duì)小圓環(huán)的彈力大小。
13.（8分）如圖所示，三棱鏡的截面為直角三角形，其中，，的長(zhǎng)度為，某種顏色的細(xì)光束從邊上的點(diǎn)垂直射入三棱鏡，，折射光線射到邊上的點(diǎn)，出射光線與的夾角，反射光線射到邊上的點(diǎn)，已知光在真空中的傳播速度為，求：
（1）三棱鏡對(duì)此單色光的折射率，并通過(guò)計(jì)算判斷邊是否有光線射出；
（2）光線從點(diǎn)經(jīng)點(diǎn)到點(diǎn)的傳播時(shí)間。

14.（13分）如圖甲所示，按壓式圓珠筆可以簡(jiǎn)化為外殼、內(nèi)芯和輕質(zhì)彈簧三部分，輕質(zhì)彈簧穿過(guò)內(nèi)芯，上端與外殼接觸，下端與內(nèi)芯接觸。某按壓式圓珠筆內(nèi)芯的質(zhì)量為，外殼的質(zhì)量為，外殼與內(nèi)芯之間的彈簧的勁度系數(shù)為。如圖乙所示，先把筆豎直倒立于水平硬桌面上，用力下壓外殼使其下端接觸桌面（如位置），此時(shí)彈簧的壓縮量，然后將圓珠筆由靜止釋放，彈簧推動(dòng)圓珠筆外殼豎直上升，當(dāng)外殼的速度達(dá)到最大，此時(shí)外殼恰好與內(nèi)芯發(fā)生碰撞（碰撞時(shí)間極短），碰后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到最大高度處（如位置）。已知彈簧彈性勢(shì)能的計(jì)算公式為，為彈簧的形變量，不計(jì)空氣阻力與一切摩擦。

（1）當(dāng)彈簧的壓縮量為多少時(shí)，外殼的速度達(dá)到最大？
（2）求外殼向上運(yùn)動(dòng)的最大速度和最大高度？
（3）請(qǐng)?jiān)诒麍D中定性畫出圓珠筆外殼從靜止釋放到最高點(diǎn)過(guò)程中的速度隨時(shí)間圖像。（以豎直向上為速度正方向）
15（16分）碳-14（）是碳-12（）的一種同位素，具有放射性。如圖甲是一個(gè)粒子檢測(cè)裝置的示意圖，圖乙為其俯視圖，粒子源釋放出經(jīng)電離后的碳-14與碳-12原子核（初速度忽略不計(jì)），經(jīng)直線加速器加速后由通道入口的中縫進(jìn)入通道，該通道的上下表面是內(nèi)半徑為、外半徑為的半圓環(huán)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于半圓環(huán)，正對(duì)著通道出口處放置一張照相底片，能記錄粒子從出口射出時(shí)的位置。當(dāng)直線加速器的加速電壓為時(shí)，碳-12原子核恰好能擊中照相底片的正中間位置，則：
（1）碳-14具有放射性，會(huì)發(fā)生衰變，請(qǐng)寫出它的衰變方程，并計(jì)算碳-12原子核的比荷；
（2）照相底片上碳-14與碳-12原子核所擊中位置間的距離（結(jié)果用根號(hào)表示）；
（3）若加速電壓在 之間變化，求碳-12原子核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間。
2024—2025學(xué)年第一學(xué)期高三期中考試
物理參考答案
一、單項(xiàng)選擇題：（）
二、非選擇題 5題，共60分
11.（分）
(1)7.54~7.56 (2)10 （3)
(4)A
(5)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高該實(shí)驗(yàn)精度的改進(jìn)措施：用游標(biāo)卡尺測(cè)量外徑D、通過(guò)測(cè)量40次或60次左端與O點(diǎn)等高所用時(shí)間來(lái)求周期、適當(dāng)減小擺動(dòng)的幅度。
12（8分）(1) (2)
環(huán)的向心加速度為

說(shuō)明此時(shí)小環(huán)在大圓環(huán)的上部，設(shè)環(huán)與圓心的連線跟豎直方向的夾角為，由機(jī)械能守恒定律


(4分）
大圓環(huán)對(duì)小圓環(huán)的彈力大小滿足
（4分）
13（8分）（1）；沒(méi)有；（2）
【解析】（1）光線在e點(diǎn)的入射角為，折射角，
則折射率（2分）
因?yàn)榕R界角滿足可知C=45°
光線射到f點(diǎn)的入射角為60°>C，可知光線bc邊發(fā)生全反射，無(wú)光線射出；（2分）
（2）由幾何關(guān)系ac=12L，ad=8L，則，，，
，則光線從d點(diǎn)經(jīng)e點(diǎn)到f點(diǎn)的傳播路程（1分）
根據(jù)（1分）
則時(shí)間（2分）
14.（13分）（1）；（2）； （3）見(jiàn)解析
【詳解】（1）外殼受向下的重力和向上的彈力，當(dāng)彈力等于重力時(shí)，速度最大
解得。故當(dāng)彈簧的壓縮量為時(shí)，外殼的速度達(dá)到最大；（3分）
（2）設(shè)外殼的最大速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒
由幾何關(guān)系可知，外殼升高的高度：
代入機(jī)械能守恒方向可得：
解得（4分）
外殼與內(nèi)芯碰撞過(guò)程，動(dòng)量守恒可得：
故外殼與內(nèi)芯的最大速度為；
則上升的最大高度為：（4分）
（3）（2分）
15（16分）
【詳解】（1）碳14衰變成為氮14的過(guò)程，會(huì)放出β射線，其衰變方程為
（2分）
由題意可知當(dāng)碳-12恰好能擊中照相底片的正中間位置時(shí)，其運(yùn)動(dòng)半徑為
r=R+R=2R
設(shè)碳-12經(jīng)過(guò)加速后獲得的速度大小為v，根據(jù)動(dòng)能定理有
（1分）
根據(jù)牛頓第二定律有
（1分）
聯(lián)立解得
（1分）
（2）設(shè)碳-12粒子和碳-14粒子經(jīng)過(guò)加速后獲得的速度大小分別為v1、v2，根據(jù)動(dòng)能定理有
根據(jù)牛頓第二定律有
聯(lián)立解得
r1=2R， (2分)
則照相底片上碳-12和碳-14所擊中位置間的距離
(2分)
(3) 粒子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與加速電壓和比荷的關(guān)系
若，碳-12粒子的半徑范圍
（2分）
粒子打在內(nèi)圓環(huán)上，軌跡與內(nèi)圓環(huán)交于C點(diǎn)。
當(dāng)MC⊥CO時(shí)，圓弧MC對(duì)應(yīng)的圓心角θ最小，用時(shí)最短
(2分)
(3分)
顏色
紅
橙
黃
綠
青
藍(lán)
紫
2.9392
2.7881
2.5953
2.4849
2.197
……
1.792
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
D
B
D
A
A
C
D
C

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