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2023-2024学年江苏省南通市四校高三上学期12月学情调研 物理试题（含答案）
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这是一份2023-2024学年江苏省南通市四校高三上学期12月学情调研 物理试题（含答案），共10页。试卷主要包含了12等内容，欢迎下载使用。
2023．12
一、 单项选择题：本题共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术，静电喷涂机的结构如图所示，规定大地的电势为0。下列说法正确的是( )
A. 雾化涂料微粒可能带负电，也可能带正电
B. 工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度
C. 工件与喷口之间的电场线与真空中等量异种点电荷之间的电场线完全相同
D. 静电喷涂机喷口处的电势大于0
2. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，0～t1时间内物体的加速度增大
B. 图乙中，物体做匀加速直线运动
C. 图丙中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的位移大小
D. 图丁中，物体做匀速直线运动
3. 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. 为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些
B. 为清晰显示油膜的边界，应该在滴入油酸酒精溶液后撒上痱子粉
C. 为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些
D. 如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，会导致测量结果偏小
4. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线A是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I变化的关系图像，图线B是某灯泡的UI图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是( )
A. 该灯泡的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1 Ω
B. 电源的效率为66.7%
C. 若将灯泡换成0.3 Ω定值电阻，电源的输出功率减小
D. 此时闭合回路中电源两端的电压是为3 V
5. “西电东送”是我国西部大开发的标志性工程之一。如图所示为远距离输电的原理图，假设发电厂的输出电压U1恒定不变，输电线的总电阻保持不变，两个变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率会增大
B. 当用户负载增多，升压变压器的输出电压U2增大
C. 若输送总功率不变，当输送电压U2增大时，输电线路损失的热功率增大
D. 在用电高峰期，用户电压U4降低，输电线路损失的热功率增大
6. 嫦娥六号探测器计划在2024到2025年执行月球背面的月球样品采集任务。若嫦娥六号探测器在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，嫦娥六号探测器先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点。下列有关嫦娥六号探测器的说法正确的是( )
A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度
B. 要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点减速
C. 运行至B点时的速度等于月球的第一宇宙速度
D. 在圆轨道上运行的周期和在椭圆轨道上运行的周期相等
7. 如图所示为某名运动员保持固定姿势欲骑车飞跃宽度d＝2 m的壕沟AB。已知两沟沿的高度差h＝0.4 m，g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 运动员在空中飞行的过程中，重力的功率逐渐增大
B. 运动员离开A点时的速度越大，在空中运动的时间越长
C. 运动员在空中飞行的过程中，动量变化量的方向斜向右下方
D. 运动员离开A点时的速度大于5 m/s就能安全越过壕沟
8. 劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器(如图甲所示)，其原理如图乙所示，加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两盒间留有空隙，现对氚核( eq \\al(3,1) H)加速，所需的高频电源的频率为f，已知元电荷为e，下列说法正确的是( )
A. 氚核的质量为 eq \f(eB,2πf)
B. 高频电源的电压越大，氚核最终射出回旋加速器的速度越大
C. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大
D. 该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核( eq \\al(4,2) He)加速
9. 如图所示为内燃机部分结构的剖面简图，曲轴OA绕O点沿逆时针方向匀速转动，转速为n，曲轴与连杆AB连接在A点，连杆与活塞连接在B点，OA＝R。此时OA⊥AB，连杆AB与OB的夹角为θ，则( )
A. 从图示时刻至活塞到最高点，活塞一直处于超重状态
B. 图示时刻活塞的速度大小为 eq \f(2πnR,cs θ)
C. 图示时刻活塞的速度大小为2πnR cs θ
D. 曲轴和活塞运动周期不相等
10. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的，如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动，图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时，电流表示数为零，且电容器两极板不带电
B. 电路中的电流表示数越大，说明手机的加速度越大
C. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
D. 由静止突然向后加速时，电容器的电容会减小
11. 如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿x轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设bc边两端电压为U，线框受到的安培力为F，线框的热功率为P，通过ab边的电荷量为q。下列关于U、F、P、q随时间t变化的关系图像正确的是( )
二、 非选择题：本题共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. (16分)某同学想要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材和参考电路：电流表A(0.6 A量程的内阻约1 Ω、3 A量程的内阻约0.2 Ω)，电压表V(3 V量程的内阻约3 kΩ、15 V量程的内阻约15 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值200 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω)，开关，导线若干。
(1) 选用合适器材后，为了减小误差，应选择图________(选填“甲”或“乙”)所示的电路进行测量，并完成图丙中的实物连线。
(2) 为了调节方便、测量准确，滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”)。
(3) 某次测量时电压表的示数如图丁所示，电压表的读数为________V。
(4) 另外一位同学为了减小计算误差，将测得的数据在坐标纸上描点作出UI图像如图戊所示，根据图像可求出干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(均保留到小数点后两位)
(5) 若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图戊中重新绘制UI图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将________，与纵坐标轴交点的数值将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
13. (6分)“战绳”训练是近年健身的一种流行项目，如图甲所示。健身者抖动其中一根绳子形成的绳波，可看作简谐波，以手的平衡位置为坐标原点，建立xOy坐标系，如图乙所示为t＝0时刻绳子的波形，若抖动的频率是2 Hz，不考虑绳波传播过程中的能量损失。求：
(1) 从该时刻开始计时，质点Q的振动方程；
(2) 该绳波的传播速度大小。
14. (8分)一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其有关数据如pT图像甲所示。若气体在状态A的温度为－73.15 ℃，在状态C的体积为0.6 m3。求：
(1) 根据图像提供的信息，计算图中VA的值；
(2) 在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的VT图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定坐标值，请写出计算过程。
15. (12分)如图所示的平面直角坐标系xOy，在第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第四象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a点(2h，0)进入第四象限，经过磁场后又从y轴上的某点进入第三象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求：
(1) 电场强度E的大小；
(2) abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值；
(3) 粒子从P点出发到回到y轴上所用时间的最大值。
16. (14分)如图所示的游戏装置放置在水平地面上，该装置由水平直轨道OB、两个相同的四分之一圆弧构成的竖直细管道BC、水平直轨道CD和水平传送带DE平滑连接而成，传送带以恒定速度做顺时针转动。一轻质弹簧左端固定，原长时右端处于O点。质量m1＝0.5 kg的滑块M将弹簧压缩至A处(图中未标出)，此时弹性势能Ep＝14 J。释放后滑块通过ABC段，进入轨道CD与质量m2＝0.7 kg的滑块N发生弹性碰撞，碰后滑块N从E点水平飞出。已知OB段长L1＝1 m，滑块M与OB段的动摩擦因数μ1＝0.2，圆弧半径R＝0.4 m，传送带长L2＝3 m，滑块N与传送带的动摩擦因数μ2＝0.4，滑块均可视为质点，装置其余部分均光滑，g取10 m/s2，不计空气阻力。求：
(1) 滑块M首次到达竖直光滑细管道C点时的速度大小及滑块M受到管道的作用力大小；
(2) 滑块M最终静止的位置与管道最低点B的距离；
(3) 滑块N平抛的水平距离x与传送带速度大小v的关系。
2023～2024学年高三第一学期学情调研考试(如东等四校)
物理参考答案及评分标准
1. B 2. B 3. C 4. C 5. D 6. B 7. A 8. A 9. B 10. C 11. D
12. (16分，每空2分)(1) 甲 如图所示
(2) R2
(3) 1.25(1.24～1.26均可)
(4) 1.48 0.96
(5) 变大 变大
13. (6分)解：(1) 振幅A＝20 cm，该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向
ω＝2πf＝4π(s－1)(1分)
振动方程y＝A sin ωt＝20sin 4πt(cm)(2分)
(2) 由波形图知λ＝8 m(1分)
波速v＝fλ＝16 m/s(2分)
14. (8分)解：(1) 状态A的热力学温度TA＝t＋273.15 K＝－73.15＋273.15 K＝200 K(1分)
对A至C，由理想气体状态方程有 eq \f(pAVA,TA) ＝ eq \f(pCVC,TC) (1分)
解得VA＝ eq \f(pCVCTA,pATC) ＝ eq \f(2.0×105×0.6×200,1.5×105×400) m3＝0.4 m3(2分)
(2) 由盖吕萨克定律 eq \f(VA,TA) ＝ eq \f(VB,TB)
解得VB＝ eq \f(VATB,TA) ＝0.4× eq \f(300,200) m3＝0.6 m3(1分)
因为B至C为等容过程，所以VC＝VB＝0.6 m3(1分)
图像如图所示
(2分)
15. (12分)解：(1) 带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有2h＝v0t(1分)
竖直方向有h＝ eq \f(1,2) at2，a＝ eq \f(qE,m) (1分)
联立解得E＝ eq \f(mv eq \\al(2,0) ,2qh) (1分)
(2) 粒子到达a点时，沿y轴负方向的分速度为vy＝at＝v0
则粒子到达a点时的速度大小为v＝ eq \r(v eq \\al(2,0) ＋v eq \\al(2,y) ) ＝ eq \r(2) v0(1分)
方向与x轴正方向成45°角，粒子在磁场中运动时，由牛顿第二定律得qvB＝m eq \f(v2,r) (1分)
当粒子从b点射出时，半径最大，磁场的磁感应强度有最小值，运动轨迹如图所示
由几何知识得rmax＝ eq \f(\r(2),2) L(1分)
联立解得Bmin＝ eq \f(2mv0,qL) (1分)
(3) 当磁感应强度最小时，时间最长，电场中时间t1＝ eq \f(2h,v0) (1分)
磁场中的最长时间t2＝ eq \f(θ,2π) T
又T＝ eq \f(2πm,qBmin) (1分)
由轨迹图可知θ＝ eq \f(π,2)
解得t2＝ eq \f(πL,4v0) (1分)
粒子出磁场后做匀速直线运动，水平分速度与粒子在电场中的水平分速度大小相等，故运动时间相等，则有t3＝t1(1分)
粒子从P点出发到回到y轴上所用时间的最大值t＝t1＋t2＋t3＝ eq \f(16h＋πL,4v0) (1分)
16. (14分)解：(1) 根据功能关系可知E0－μ1m1gL1－2m1gR＝ eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,1) (1分)
解得v1＝6 m/s(1分)
在C点，根据牛顿第二定律有FN＋m1g＝m1 eq \f(v eq \\al(2,1) ,R) (1分)
解得FN＝40 N(1分)
(2) 与滑块N发生弹性碰撞，则动量守恒且能量守恒
m1v1＝m1vM＋m2vN(1分)
eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,1) ＝ eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,M) ＋ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,N) (1分)
解得vM＝－1 m/s，vN＝5 m/s
而由于 eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,M) <2μ1m1gL1
则不会再弹上C(1分)
eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,M) ＋2m1gR＝μ1m1gs
解得s＝4.25 m(1分)
而由于s＝4L1＋0.25 m
故最终停在B点左侧0.25 m处(1分)
(3) 根据平抛运动规律有2R＝ eq \f(1,2) gt2
解得t＝0.4 s
若一直减速则有－μ2m2gL2＝ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,2) － eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,N)
解得v2＝1 m/s(1分)
若一直加速，则有μ2m2gL2＝ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,3) － eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,N)
解得v3＝7 m/s(1分)
则若v≤1 m/s，则x＝0.4 m(1分)
若1 m/s≤v≤7 m/s，则x＝0.4v m(1分)
若v≥7 m/s，则x＝2.8 m(1分)
2023．12
一、 单项选择题：本题共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术，静电喷涂机的结构如图所示，规定大地的电势为0。下列说法正确的是( )
A. 雾化涂料微粒可能带负电，也可能带正电
B. 工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度
C. 工件与喷口之间的电场线与真空中等量异种点电荷之间的电场线完全相同
D. 静电喷涂机喷口处的电势大于0
2. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，0～t1时间内物体的加速度增大
B. 图乙中，物体做匀加速直线运动
C. 图丙中，阴影面积表示t1～t2时间内物体的位移大小
D. 图丁中，物体做匀速直线运动
3. 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. 为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些
B. 为清晰显示油膜的边界，应该在滴入油酸酒精溶液后撒上痱子粉
C. 为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些
D. 如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，会导致测量结果偏小
4. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线A是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I变化的关系图像，图线B是某灯泡的UI图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是( )
A. 该灯泡的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1 Ω
B. 电源的效率为66.7%
C. 若将灯泡换成0.3 Ω定值电阻，电源的输出功率减小
D. 此时闭合回路中电源两端的电压是为3 V
5. “西电东送”是我国西部大开发的标志性工程之一。如图所示为远距离输电的原理图，假设发电厂的输出电压U1恒定不变，输电线的总电阻保持不变，两个变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率会增大
B. 当用户负载增多，升压变压器的输出电压U2增大
C. 若输送总功率不变，当输送电压U2增大时，输电线路损失的热功率增大
D. 在用电高峰期，用户电压U4降低，输电线路损失的热功率增大
6. 嫦娥六号探测器计划在2024到2025年执行月球背面的月球样品采集任务。若嫦娥六号探测器在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，嫦娥六号探测器先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点。下列有关嫦娥六号探测器的说法正确的是( )
A. 发射速度大于地球的第二宇宙速度
B. 要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点减速
C. 运行至B点时的速度等于月球的第一宇宙速度
D. 在圆轨道上运行的周期和在椭圆轨道上运行的周期相等
7. 如图所示为某名运动员保持固定姿势欲骑车飞跃宽度d＝2 m的壕沟AB。已知两沟沿的高度差h＝0.4 m，g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 运动员在空中飞行的过程中，重力的功率逐渐增大
B. 运动员离开A点时的速度越大，在空中运动的时间越长
C. 运动员在空中飞行的过程中，动量变化量的方向斜向右下方
D. 运动员离开A点时的速度大于5 m/s就能安全越过壕沟
8. 劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器(如图甲所示)，其原理如图乙所示，加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。两盒间留有空隙，现对氚核( eq \\al(3,1) H)加速，所需的高频电源的频率为f，已知元电荷为e，下列说法正确的是( )
A. 氚核的质量为 eq \f(eB,2πf)
B. 高频电源的电压越大，氚核最终射出回旋加速器的速度越大
C. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大
D. 该回旋加速器接频率为f的高频电源时，也可以对氦核( eq \\al(4,2) He)加速
9. 如图所示为内燃机部分结构的剖面简图，曲轴OA绕O点沿逆时针方向匀速转动，转速为n，曲轴与连杆AB连接在A点，连杆与活塞连接在B点，OA＝R。此时OA⊥AB，连杆AB与OB的夹角为θ，则( )
A. 从图示时刻至活塞到最高点，活塞一直处于超重状态
B. 图示时刻活塞的速度大小为 eq \f(2πnR,cs θ)
C. 图示时刻活塞的速度大小为2πnR cs θ
D. 曲轴和活塞运动周期不相等
10. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的，如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动，图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( )
A. 静止时，电流表示数为零，且电容器两极板不带电
B. 电路中的电流表示数越大，说明手机的加速度越大
C. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表
D. 由静止突然向后加速时，电容器的电容会减小
11. 如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿x轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设bc边两端电压为U，线框受到的安培力为F，线框的热功率为P，通过ab边的电荷量为q。下列关于U、F、P、q随时间t变化的关系图像正确的是( )
二、 非选择题：本题共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. (16分)某同学想要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材和参考电路：电流表A(0.6 A量程的内阻约1 Ω、3 A量程的内阻约0.2 Ω)，电压表V(3 V量程的内阻约3 kΩ、15 V量程的内阻约15 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值200 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω)，开关，导线若干。
(1) 选用合适器材后，为了减小误差，应选择图________(选填“甲”或“乙”)所示的电路进行测量，并完成图丙中的实物连线。
(2) 为了调节方便、测量准确，滑动变阻器选________(选填“R1”或“R2”)。
(3) 某次测量时电压表的示数如图丁所示，电压表的读数为________V。
(4) 另外一位同学为了减小计算误差，将测得的数据在坐标纸上描点作出UI图像如图戊所示，根据图像可求出干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(均保留到小数点后两位)
(5) 若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图戊中重新绘制UI图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将________，与纵坐标轴交点的数值将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
13. (6分)“战绳”训练是近年健身的一种流行项目，如图甲所示。健身者抖动其中一根绳子形成的绳波，可看作简谐波，以手的平衡位置为坐标原点，建立xOy坐标系，如图乙所示为t＝0时刻绳子的波形，若抖动的频率是2 Hz，不考虑绳波传播过程中的能量损失。求：
(1) 从该时刻开始计时，质点Q的振动方程；
(2) 该绳波的传播速度大小。
14. (8分)一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C，其有关数据如pT图像甲所示。若气体在状态A的温度为－73.15 ℃，在状态C的体积为0.6 m3。求：
(1) 根据图像提供的信息，计算图中VA的值；
(2) 在图乙坐标系中，作出由状态A经过状态B变为状态C的VT图像，并在图线相应位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定坐标值，请写出计算过程。
15. (12分)如图所示的平面直角坐标系xOy，在第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第四象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a点(2h，0)进入第四象限，经过磁场后又从y轴上的某点进入第三象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求：
(1) 电场强度E的大小；
(2) abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值；
(3) 粒子从P点出发到回到y轴上所用时间的最大值。
16. (14分)如图所示的游戏装置放置在水平地面上，该装置由水平直轨道OB、两个相同的四分之一圆弧构成的竖直细管道BC、水平直轨道CD和水平传送带DE平滑连接而成，传送带以恒定速度做顺时针转动。一轻质弹簧左端固定，原长时右端处于O点。质量m1＝0.5 kg的滑块M将弹簧压缩至A处(图中未标出)，此时弹性势能Ep＝14 J。释放后滑块通过ABC段，进入轨道CD与质量m2＝0.7 kg的滑块N发生弹性碰撞，碰后滑块N从E点水平飞出。已知OB段长L1＝1 m，滑块M与OB段的动摩擦因数μ1＝0.2，圆弧半径R＝0.4 m，传送带长L2＝3 m，滑块N与传送带的动摩擦因数μ2＝0.4，滑块均可视为质点，装置其余部分均光滑，g取10 m/s2，不计空气阻力。求：
(1) 滑块M首次到达竖直光滑细管道C点时的速度大小及滑块M受到管道的作用力大小；
(2) 滑块M最终静止的位置与管道最低点B的距离；
(3) 滑块N平抛的水平距离x与传送带速度大小v的关系。
2023～2024学年高三第一学期学情调研考试(如东等四校)
物理参考答案及评分标准
1. B 2. B 3. C 4. C 5. D 6. B 7. A 8. A 9. B 10. C 11. D
12. (16分，每空2分)(1) 甲 如图所示
(2) R2
(3) 1.25(1.24～1.26均可)
(4) 1.48 0.96
(5) 变大 变大
13. (6分)解：(1) 振幅A＝20 cm，该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向
ω＝2πf＝4π(s－1)(1分)
振动方程y＝A sin ωt＝20sin 4πt(cm)(2分)
(2) 由波形图知λ＝8 m(1分)
波速v＝fλ＝16 m/s(2分)
14. (8分)解：(1) 状态A的热力学温度TA＝t＋273.15 K＝－73.15＋273.15 K＝200 K(1分)
对A至C，由理想气体状态方程有 eq \f(pAVA,TA) ＝ eq \f(pCVC,TC) (1分)
解得VA＝ eq \f(pCVCTA,pATC) ＝ eq \f(2.0×105×0.6×200,1.5×105×400) m3＝0.4 m3(2分)
(2) 由盖吕萨克定律 eq \f(VA,TA) ＝ eq \f(VB,TB)
解得VB＝ eq \f(VATB,TA) ＝0.4× eq \f(300,200) m3＝0.6 m3(1分)
因为B至C为等容过程，所以VC＝VB＝0.6 m3(1分)
图像如图所示
(2分)
15. (12分)解：(1) 带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有2h＝v0t(1分)
竖直方向有h＝ eq \f(1,2) at2，a＝ eq \f(qE,m) (1分)
联立解得E＝ eq \f(mv eq \\al(2,0) ,2qh) (1分)
(2) 粒子到达a点时，沿y轴负方向的分速度为vy＝at＝v0
则粒子到达a点时的速度大小为v＝ eq \r(v eq \\al(2,0) ＋v eq \\al(2,y) ) ＝ eq \r(2) v0(1分)
方向与x轴正方向成45°角，粒子在磁场中运动时，由牛顿第二定律得qvB＝m eq \f(v2,r) (1分)
当粒子从b点射出时，半径最大，磁场的磁感应强度有最小值，运动轨迹如图所示
由几何知识得rmax＝ eq \f(\r(2),2) L(1分)
联立解得Bmin＝ eq \f(2mv0,qL) (1分)
(3) 当磁感应强度最小时，时间最长，电场中时间t1＝ eq \f(2h,v0) (1分)
磁场中的最长时间t2＝ eq \f(θ,2π) T
又T＝ eq \f(2πm,qBmin) (1分)
由轨迹图可知θ＝ eq \f(π,2)
解得t2＝ eq \f(πL,4v0) (1分)
粒子出磁场后做匀速直线运动，水平分速度与粒子在电场中的水平分速度大小相等，故运动时间相等，则有t3＝t1(1分)
粒子从P点出发到回到y轴上所用时间的最大值t＝t1＋t2＋t3＝ eq \f(16h＋πL,4v0) (1分)
16. (14分)解：(1) 根据功能关系可知E0－μ1m1gL1－2m1gR＝ eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,1) (1分)
解得v1＝6 m/s(1分)
在C点，根据牛顿第二定律有FN＋m1g＝m1 eq \f(v eq \\al(2,1) ,R) (1分)
解得FN＝40 N(1分)
(2) 与滑块N发生弹性碰撞，则动量守恒且能量守恒
m1v1＝m1vM＋m2vN(1分)
eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,1) ＝ eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,M) ＋ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,N) (1分)
解得vM＝－1 m/s，vN＝5 m/s
而由于 eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,M) <2μ1m1gL1
则不会再弹上C(1分)
eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,M) ＋2m1gR＝μ1m1gs
解得s＝4.25 m(1分)
而由于s＝4L1＋0.25 m
故最终停在B点左侧0.25 m处(1分)
(3) 根据平抛运动规律有2R＝ eq \f(1,2) gt2
解得t＝0.4 s
若一直减速则有－μ2m2gL2＝ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,2) － eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,N)
解得v2＝1 m/s(1分)
若一直加速，则有μ2m2gL2＝ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,3) － eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,N)
解得v3＝7 m/s(1分)
则若v≤1 m/s，则x＝0.4 m(1分)
若1 m/s≤v≤7 m/s，则x＝0.4v m(1分)
若v≥7 m/s，则x＝2.8 m(1分)
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