2025届江苏省南京市高三上学期学情调研物理试卷（含答案解析）

南京市2025届高三年级学情调研物理本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试用时75分钟。注意事项：答题前，考生务必将自己的学校、班级写在答题卡上。选择题答案按要求填涂在答题卡上；非选择题的答案写在答题卡上对应题目的答案空格内，答案不写在试卷上。考试结束后，交回答题卡。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.如图所示为某质点在时间内做直线运动的速度—时间图像，下列说法正确的是（）A.质点做匀速直线运动 B.质点做单向直线运动C.加速度方向保持不变 D.位移有时增大，有时减小【答案】B【解析】【详解】A．图中质点速度大小呈周期性变化，故质点运动不是匀速直线运动，故A错误；BD．速度的方向未发生变化，故质点做单向直线运动，位移一直在增大，故B正确，D错误；C．图像斜率正负表示加速度的方向，可知质点加速度方向发生变化，故C错误。故选B。2.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是（）A.可以把油酸分子简化成球形处理，并认为它们紧密排布B.为清晰显示油膜轮廓，应先滴入油酸酒精溶液，再撒痱子粉C.若描绘轮廓时油酸未完全散开，将导致测得的分子直径偏小D.计算轮廓范围内正方形个数时，不足一个的需全部舍去【答案】A【解析】【详解】AB．油膜法测分子直径实验中，将油酸稀释配置成一定浓度的油酸酒精溶液，为清晰显示轮廓，先在浅盘中均匀撒上一层痱子粉，然后滴入1滴油酸酒精溶液，最后形成单分子油膜，若将油酸分子简化成球形模型，认为它们紧密排列，则该油膜的厚度即为油酸分子的直径，A正确，B错误；CD．根据溶液的浓度可以求出1滴溶液中纯油酸的体积V，等轮廓稳定后利用数格数的方法，不足半格的含去，大于半格的当做一格，记下格数，则轮廓的面积等于格数乘以每格的面积，记作S，根据公式从而计算出油酸分子的直径，如果描绘轮廓时油酸还未散开就会导致S偏小，从而导致测得的分子直径偏大，CD错误。故选A。3.某卫星绕地球做匀速圆周运动，周期为12小时。下列说法正确的是（）A.该卫星的高度低于同步卫星B.该卫星运行过程中加速度恒定C.该卫星的运行速度大于地球第一宇宙速度D.该卫星在太空中所受地球引力比在地面上大【答案】A【解析】【详解】A．同步卫星周期为24h，由万有引力提供向心力解得可知，轨道高周期大，则该卫星的高度低于同步卫星。故A正确；B．卫星运行过程中，加速度大小不变方向始终在变化，故B错误；C．圆轨道上近地卫星的环绕速度最大为第一宇宙速度，其他圆轨道均小于第一宇宙速度，故C错误；D．根据万有引力公式，地球外部同一物体所受万有引力与距离之间满足平方反比，轨道越高，万有引力越小。故D错误。故选A。4.如图a为一列简谐横波在时刻的波形图，图b为介质中平衡位置在处质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.波速大小为 B.波沿x轴正方向传播C.在内，质点P运动的路程为8cm D.时，质点P沿y轴负方向运动【答案】D【解析】【详解】A．根据振动图像与波形图可知，。波速故A错误；B．由b图可知时刻，质点P振动方向沿y轴正方向，在a图中结合同侧法可知，波沿x轴负方向传播，故B错误；C．振幅，内，质点P运动的路程为故C错误；D．b图斜率表示速度，正负表示方向，时质点P沿y轴负方向运动，故D正确。故选D。5.如图所示为卡诺循环过程的图像，该循环可以简化为一定质量理想气体由、两个等温过程和、两个绝热过程组成。下列说法正确的是（）A.气体在状态A的温度低于状态D的温度B.在的过程中，气体从外界吸收热量C.过程气体单位体积内分子数增多D.过程气体对外界做的功大于过程外界对气体做的功【答案】B【解析】【详解】A．过程，体积增大，气体对外做功，由于绝热过程，没有热交换，根据热力学第一定律，内能减少，温度降低，所以，又因为、都是等温过程，则有故A错误；B．图像封闭区域面积表示全程气体对外做功大小，又内能不变，故气体从外界吸收热量，故B正确；C．由过程中，气体总分子数不变，体积变大，单位体积内分子数减小，故C错误；D．从温度不变，内能不变，从温度降低，内能减小，从温度不变，内能不变，从温度升高内能增大，且此时回到初始状态与初始内能相同，则过程内能减少量等于过程内能增加量，且这两个过程均绝热，故做功数值大小相等，即过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功，故D错误。故选B。6.日本排入海洋核污水中含具有放射性的氚，其衰变方程为，半衰期为12.43年。下列说法正确的是（）A.X为B.该核反应过程中没有质量亏损C.的比结合能小于的比结合能D.经过24.86年，核污水中所含有的氚还有一半未发生衰变【答案】C【解析】【详解】A．原子核反应中满足质量数守恒和电荷数守恒，可得X为，故A错误；BC．衰变过程中要释放能量，伴随质量亏损，且反应后能量更低，原子更稳定，比结合能更大，故B错误，C正确；D．若放射性元素半衰期为T，经历时间t后剩余放射性元素的含量占比为可知核污水中所含有氚还有未发生衰变，故D错误。故选C7.真空中两个带电量分别为和的点电荷之间的库仑力大小为F，则两电荷在连线中点处产生的场强大小为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】设两点电荷间的距离为r，根据库仑定律有则距点电荷q为r处的电场强度为则距点电荷q为处的电场强度为故空中两个带电量分别为和的点电荷在连线中点处产生的场强大小为故选D。8.如图所示的四幅图景表示的是有关生活中的圆周运动，下列说法正确的是（）A.图a中汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态B.图b中甲乙两小球在同一水平面内做圆周运动的角速度大小相等C.图c中脱水桶的脱水原理是水滴所受的附着力大于它所需要的向心力而被甩出D.图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨【答案】B【解析】【详解】A．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力，，处于超重状态，故A错误；B．设绳长为L，绳与竖直方向上的夹角为，小球竖直高度为h，由结合，得两物体高度一致，则它们角速度大小相等。故B正确；C．物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动，故C错误；D．超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向内的力，故D错误。故选B。9.地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙为a，b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，下列说法正确的是（）A.b光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光B.经同一障碍物时，b光比a光衍射现象更明显C.光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eVD.若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警【答案】C【解析】【详解】A．由丙图知，，故a光为跃迁时发出的光，b光为跃迁时发出的光，故A错误；B．由得，a光的波长大于b光的波长，故a光衍射现象更明显，故B错误；C．由光电效应方程得故C正确；D．部分光被遮挡，光强降低，饱和光电流减小，故D错误。故选C。10.如图所示，水平放置的“”型光滑金属导轨处在竖直向下的匀强磁场中，左端接有电阻R。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力F作用下由静止开始做匀加速运动。不计导轨和金属杆的电阻。关于外力F随时间t变化的图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】对杆受力分析得金属杆产生的感应电动势为感应电流为又整理得可知该图像为不过原点的直线。故选D。11.抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者一只手控制A不动，另一只手控制B分别沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（）A.沿虚线a向左移动，细线的拉力减小B.沿虚线b向上移动，细线的拉力增大C.沿虚线c斜向上移动，细线的拉力不变D.沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力增大【答案】A【解析】【详解】A．空竹受力如图所示根据平衡条件可得设绳长为，由几何关系可得沿虚线a向左移动，减小，增大，细线的拉力减小，故A正确；B．沿虚线b向上移动，不变，不变，细线的拉力不变，故B错误；C．沿虚线c斜向上移动，增大，减小，细线的拉力增大，故C错误；D．沿虚线d向右移动，增大，减小，细线对空竹的合力不变，故D错误。故选A。二、非选择题：共5题，共56分，其中第13~16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，答案中必须明确写出数值和单位。12.为了精确测量某电阻阻值（约），有如下实验器材可供选择：A.直流电源：电动势18V，内阻很小B.电流表：量程，内阻为C.电压表：量程，内阻为D.滑动变阻器：最大阻值为E.滑动变阻器：最大阻值为F.开关、导线、定值电阻（1）电压表的量程太小，不满足实验要求，若要改装成量程为18V的电压表，则需串联一个阻值为__________的定值电阻。（2）按图甲所示的电路图设计实验，则滑动变阻器应选用__________（选填“”或“”）。（3）根据图甲用笔画线将图乙中的实物图补充完整__________。（4）闭合开关前，滑动变阻器滑片P应置于最__________端（选填“左”或“右”）。（5）某次实验中电压表读数为1.20V，电流表读数为3.6mA，则测得阻值为__________。【答案】（1）（2）（3）（4）左（5）【解析】【小问1详解】由题可知，电压表内阻为，量程为3V，需改装成量程为18V的电压表，则有解得【小问2详解】图示为分压式接法，滑动变阻器应当选择较小的，过大不利于读数。选择。【小问3详解】根据电路图连接实物图【小问4详解】闭合开关前，应当将滑片移至最左端，使电压表示数从0开始变化。【小问5详解】电压表示数为1.20V，则可得知此时改装后的电压表示数为7.2V，和电流表两端的电压为7.2V，可得且，解得13.如图所示，不可伸长的轻绳一端固定，质量为的小球系在绳的另一端，将绳水平拉直后由A点静止释放。已知绳长为，不计空气阻力，取重力加速度，求：（1）小球经过最低点B的速度大小v；（2）小球从A到B的过程中，所受合力的冲量I。【答案】（1）（2），方向水平向左【解析】【小问1详解】小球从A运动到B，根据动能定理可得解得【小问2详解】A运动到B的过程中合力方向改变，应用动量定理解得根据A、B动量关系判断得出，小球所受合力的冲量I方向为水平向左。14.如图所示，一束单色光从AB中点沿垂直于直角三棱镜AB边的方向射入棱镜，在AC边发生全发射后再从BC边射出棱镜，出射光线恰好与AC平行，已知，，光在真空中的速度为c。求：（1）该棱镜的折射率n；（2）该单色光在棱镜中传播的时间t（不考虑光在BC边上的反射）。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】作出完整的光路如图根据几何关系可知，入射角做AC界面法线交于BC于D点，光线在AB界面交于O点，P点发生全反射，Q点发生折射，则，可知为等边三角形，所以因为最终出射光线与AC平行，所以由可得【小问2详解】根据几何关系可知光在玻璃内传播速度为光在玻璃内传播的时间解得15.如图所示，位于x轴下方的离子源C发射比荷为的一束正离子，其初速度大小范围为，这束离子经加速后的最大速度为2v，从小孔O（坐标原点）沿与x轴正方向夹角为射入x轴上方区域。在x轴的上方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，x轴下方距离d处放置一平行于x轴的足够长的探测板，探测板左边缘与O对齐，在x轴下方与探测板之间的区域存在大小为、方向垂直x轴向上的匀强电场。假设离子首次到达x轴上时均匀分布，忽略离子间的相互作用且不计重力。求：（1）加速电压U；（2）离子首次到达x轴的坐标范围；（3）到达探测板的离子数占发射的总离子数的比例。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】由离子经加速后的最大速度为2v，初速度范围，显然初速度最大离子加速后速度最大，由动能定理有解得【小问2详解】由于粒子带正电，磁场垂直于纸面向外；可以做出离子在磁场中的轨迹。最小速度的轨迹圆最小，将出射点标记为A。最大速度的轨迹圆最大，将出射点标记为B。离子首次到达x轴的范围在A、B之间。过入射点O做入射速度方向的垂线，过出射点A做出射速度方向的垂线，交汇于C点，该点为最小轨迹圆的圆心，OC、AC为半径。如图所示由于入射速度与x轴正方向的夹角为，所以由于OC、AC为轨迹圆半径，故，所以AC的长度等于最小轨迹圆半径，入射速度为v，由于向心力等于离子所受的洛伦兹力解得所以A的坐标，同理，由于最大轨迹圆的入射速度方向不变，大小为2v。所以该轨迹圆的圆心角不变，半径大小为原来的2倍。B的坐标为，综上离子首次到达x轴的坐标范围为【小问3详解】由于探测板足够长，所以不用考虑粒子从水平方向离开探测板范围的可能性。仅需要考虑竖直方向的运动。电场强度方向向上，对正离子的作用力和加速度向上，大小为，设出射速度为的离子恰好达到探测板，该速度的离子竖直方向速度刚好在到达探测板时减为0。当离子进入电场的速度大于等于该临界速度时能达到探测板，小于临界速度时不能达到。由于为所以出射速度与x轴方向的夹角为，所以进入电场前竖直方向的速度为根据离子竖直方向速度刚好在到达探测板时减为0，列写运动学方程所以当离子速度，