2024届江苏省泰州市高三下学期一模调研考试 物理 （解析版）

这是一份2024届江苏省泰州市高三下学期一模调研考试 物理 （解析版），共21页。试卷主要包含了本试卷共6页等内容，欢迎下载使用。

物理 （解析版）
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1．本试卷共6页。满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2．答题前，请您务必将自己的姓名、学校、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国东汉学者王充早在公元一世纪就有关于静电现象的描述——“顿牟掇芥”，即摩擦过的玳瑁能够吸引芥菜子之类的轻小物体。下列现象与“顿牟掇芥”作用原理相同的是（ ）
A. 秋冬季节用手指触摸金属时手指常感受到刺痛
B. 空气中的飞絮很容易附在行进中的汽车挡风玻璃上
C. 梳完头发后，部分头发反而根根竖立起来
D. 摩擦过的琥珀靠近验电器，验电器的金属箔片张开
2. 微波炉是利用微波（高频电磁波）进行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器，遇到金属炉壁会反射，遇到水和食物等会被吸收，并使食物内水分子剧烈振动而达到加热目的。某次利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况，造成该现象的主要原因是（ ）
A. 电磁波在食物内部发生了干涉B. 电磁波在食物内部发生了折射
C. 电磁波在食物表面发生了反射D. 电磁波经过食物时发生了衍射
3. 小明用同一光电管在不同实验条件下做光电效应实验，得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。关于本实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 甲光的频率比乙光的频率大
B. 乙光的波长比丙光的波长大
C. 乙光所对应的截止频率与丙光所对应的截止频率一样大
D. 甲光所产生光电子的最大初动能比丙光所产生光电子的最大初动能大
4. 关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（ ）
A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
5. 一列火车沿平直轨道飞快地匀速行驶，车厢中央的光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前壁和后壁。下列说法正确的是（ ）
A. 车上的观察者看到闪光同时到达前、后壁
B. 车上的观察者看到闪光先到达前壁，后到达后壁
C. 车下的观察者看到闪光同时到达前、后壁
D. 车下的观察者看到闪光先到达前壁，后到达后壁
6. 某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、外径为2R。一束单色光在截面上的A点以i=45°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切，则玻璃砖对该单色光的折射率为（ ）

A. 0.5B. C. D. 2
7. 如图所示，半球形容器内有三块不同长度的滑板、、，其下端都固定于容器底部点，上端搁在容器侧壁上，已知三块滑板的长度。若三个滑块同时从A、B、C处开始由静止下滑（忽略阻力），则（ ）
A. A处滑块最先到达点B. B处滑块最先到达点
C. C处滑块最先到达点D. 三个滑块同时到达点
8. 一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A. 气体在过程中做等温变化
B. 气体在过程中内能增加
C. 气体在过程和过程对外界做的功相等
D. 气体在一次循环过程中会向外界放出热量
9. 人们常利用高压水枪洗车（如图），假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流量为Q（单位时间流出的水的体积），水流垂直射向汽车后速度变为0。已知水的密度为，则水流对汽车的平均冲击力为（ ）
A. B. C. D.
10. 已知无限长直导线通电时，在某点所产生的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。两根足够长的直导线平行放置，其中电流分别为是两导线所在平面内的两点，到导线的距离分别如图所示，其中A点的磁感应强度为。则B点的磁感应强度（ ）
A. 大小为，方向垂直纸面向外B. 大小为，方向垂直纸面向里
C. 大小为，方向垂直纸面向外D. 大小为，方向垂直纸面向外
二、非选择题：共5题，共60分。其中第13题~第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。
11. 电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下：
电容器C（额定电压，电容标识不清）；
电源E（电动势，内阻不计）；滑动变阻器（最大阻值）；
电阻箱（阻值）；电压表V（量程，内阻较大）；
开关，电流传感器，计算机，导线若干
（1）按照图甲连接电路，闭合开关、断开开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器的滑片应向___________端滑动（选填“a”或“b”）。
（2）当电压表的示数为时，调节的阻值，闭合开关，通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像；保持的阻值不变，断开开关，得到电容器放电过程电流随时间变化的图像，图像如图乙所示。测得，则___________。
（3）重复上述实验，得到不同电压下电容器充、放电过程的电流和时间的图像，利用面积法可以得到电容器电荷量的大小，测出不同电压下电容器所带的电荷量如下表：
请在图丙中画出图像_____，并利用图像求出电容器的电容为____F。（结果保留两位有效数字）
（4）实验发现，相同电压下电容器充、放电过程的电流和时间的图像中的总是略大于，其原因是___________。
12. 我国是国际热核聚变研究领域的领先者之一。在某次核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核，并放出一个粒子。已知氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，该核反应释放的核能为，真空中光速为c。
（1）写出核反应方程并求出质量亏损；
（2）求氦核的比结合能。
13. 如图所示，一根粗细均匀的木筷下端绕有几圈铁丝，竖直浮在一个较大的盛水容器中，以木筷静止时下端所在位置为坐标原点O建立直线坐标系，把木筷往下压一段距离后放手，木筷就在水中上下振动。已知水的密度为，重力加速度为g，不计水的阻力。
（1）试证明木筷的振动是简谐运动；
（2）观测发现筷子每10秒上下振动20次，从释放筷子开始计时，写出筷子振动过程位移随时间变化的关系式。
14. 如图所示，可视为质点两个小物块A、B并排放在粗糙水平面上，一根轻绳一端固定于水平面上的O点，另一端系在小物块A上。已知，A、B与水平面间的动摩擦因数，轻绳长取取3.14且。现给A一个向左的初速度，使其绕O点做圆周运动，运动一周时与B发生弹性碰撞。求：
（1）A刚开始运动时所受轻绳拉力的大小；
（2）A与B碰前瞬间的加速度大小a；
（3）A与B碰后B滑行距离s。
15. 如图所示，在竖直平面内，足够长的平行边界与间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，该区域宽度为d。一质量为m、带电量为q的带正电粒子从O点沿与轴成角（可在范围内任意取值）以一定的初速度射入磁场，不计粒子的重力。
（1）若，为使粒子不穿出边界，求粒子初速度的取值范围；
（2）若在匀强磁场区域同时存在一方向竖直向下、电场强度大小为E的匀强电场，粒子从O点以角方向入射，初速度，且运动过程中不穿出边界。求粒子在场区内偏离x轴的最大距离。
（3）若粒子在运动过程中还受到阻力，阻力f与速度v在大小上满足（k为已知常数），求粒子能穿出边界的最小入射速度。
2024届高三第二学期期初质量监测
物理
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1．本试卷共6页。满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2．答题前，请您务必将自己的姓名、学校、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。
4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国东汉学者王充早在公元一世纪就有关于静电现象的描述——“顿牟掇芥”，即摩擦过的玳瑁能够吸引芥菜子之类的轻小物体。下列现象与“顿牟掇芥”作用原理相同的是（ ）
A. 秋冬季节用手指触摸金属时手指常感受到刺痛
B. 空气中的飞絮很容易附在行进中的汽车挡风玻璃上
C. 梳完头发后，部分头发反而根根竖立起来
D. 摩擦过的琥珀靠近验电器，验电器的金属箔片张开
【答案】B
【解析】
【详解】“顿牟掇芥”的原理是带电体有吸引轻小物体的性质。
A．秋冬季节用手指触摸金属时手指常感受到刺痛，是静电感应现象。故A错误；
B．空气中的飞絮很容易附在行进中的汽车挡风玻璃上，是因为挡风玻璃与空气摩擦成为带电体，可以吸引轻小物体的缘故。故B正确；
C．梳完头发后，部分头发反而根根竖立起来，是因为梳子与头发摩擦使部分头发带上同种电荷相互排斥造成的。故C错误；
D．摩擦过的琥珀，成为带电体，靠近验电器时，由于静电感应，验电器的金属箔片张开。故D错误。
故选B。
2. 微波炉是利用微波（高频电磁波）进行工作的。微波能穿透玻璃、陶瓷等容器，遇到金属炉壁会反射，遇到水和食物等会被吸收，并使食物内水分子剧烈振动而达到加热目的。某次利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况，造成该现象的主要原因是（ ）
A. 电磁波在食物内部发生了干涉B. 电磁波在食物内部发生了折射
C. 电磁波在食物表面发生了反射D. 电磁波经过食物时发生了衍射
【答案】C
【解析】
【详解】依题意，微波炉的原理是微波能被水和食物吸收，并使食物内水分子剧烈振动而达到加热。所以利用微波炉加热食物时出现了受热不均的情况，造成该现象的主要原因是电磁波在食物表面发生了反射。故ABD错误；C正确。
故选C。
3. 小明用同一光电管在不同实验条件下做光电效应实验，得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图所示。关于本实验，下列说法中正确的是（ ）
A. 甲光的频率比乙光的频率大
B. 乙光的波长比丙光的波长大
C. 乙光所对应的截止频率与丙光所对应的截止频率一样大
D. 甲光所产生光电子的最大初动能比丙光所产生光电子的最大初动能大
【答案】C
【解析】
【详解】D．根据图像可知，甲丙的遏止电压相等，小于乙的遏止电压，根据
可知，甲光所产生光电子的最大初动能与丙光所产生光电子的最大初动能相等，故D错误；
C．根据逸出功与截止频率的关系有
由于逸出功与截止频率均由金属材料本身决定，实验中小明用的是同一光电管，则乙光所对应的截止频率与丙光所对应的截止频率一样大，故C正确；
A．根据光电效应方程有
结合上述有
由于甲的遏止电压小于乙的遏止电压，则甲光的频率比乙光的频率小，故A错误；
B．结合上述可知，乙光的频率比丙光的频率大，根据
解得
可知，乙光的波长比丙光的波长小，故B错误。
故选C。
4. 关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（ ）
A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
【答案】B
【解析】
【详解】A．水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误；
B．水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；
C．当一根内径很细的管垂直插人液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误；
D．拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减小水分蒸发，故D错误。
故选B。
5. 一列火车沿平直轨道飞快地匀速行驶，车厢中央的光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前壁和后壁。下列说法正确的是（ ）
A. 车上的观察者看到闪光同时到达前、后壁
B. 车上的观察者看到闪光先到达前壁，后到达后壁
C. 车下的观察者看到闪光同时到达前、后壁
D. 车下的观察者看到闪光先到达前壁，后到达后壁
【答案】A
【解析】
【详解】AB．因为车厢是个惯性系，光向前、后传播的速度相同，光源又在车厢的中央，闪光当然会同时到达前、后两壁，故A正确，B错误；
CD．地面上的观察者认为地面是一个惯性系，闪光向前、后传播的速度相对地面也是相同的，但闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些，到达前壁的时间也就晚些，故CD错误。
故选A。
6. 某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形的玻璃砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、外径为2R。一束单色光在截面上的A点以i=45°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切，则玻璃砖对该单色光的折射率为（ ）

A. 0.5B. C. D. 2
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，作出光路图如图所示

令折射角为，根据几何关系有
则玻璃砖对该单色光的折射率为
解得
故选B。
7. 如图所示，半球形容器内有三块不同长度的滑板、、，其下端都固定于容器底部点，上端搁在容器侧壁上，已知三块滑板的长度。若三个滑块同时从A、B、C处开始由静止下滑（忽略阻力），则（ ）
A. A处滑块最先到达点B. B处滑块最先到达点
C. C处滑块最先到达点D. 三个滑块同时到达点
【答案】D
【解析】
【详解】令半球形容器的半径为R，滑板的倾角为θ，对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有
根据位移公式有
解得
可知时间t与滑板的倾角和板的长度均无关，故三个滑块同时到达点。
故选D。
8. 一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A. 气体在过程中做等温变化
B. 气体在过程中内能增加
C. 气体在过程和过程对外界做的功相等
D. 气体在一次循环过程中会向外界放出热量
【答案】C
【解析】
【详解】A．气体在过程中因pV乘积变大，可知温度升高，选项A错误；
B．气体在过程中因pV乘积变小，可知温度降低，内能减小，选项B错误；
C．在p-V图像中，图像与坐标轴围成的面积等于气体对外做功，可知气体在过程和过程对外界做的功相等，选项C正确；
D．气体在一次循环过程中从a到b再到c过程对外做功，从c到a过程外界对气体做功，整个过程中气体对外做功，且内能不变，则气体会从外界吸收热量，选项D错误。
故选C
9. 人们常利用高压水枪洗车（如图），假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流量为Q（单位时间流出的水的体积），水流垂直射向汽车后速度变为0。已知水的密度为，则水流对汽车的平均冲击力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】选择短时间内与汽车发生相互作用的水为研究对象，该部分水的质量为
由于喷出水流的流量为Q指单位时间流出的水的体积，则有
根据动量定理有
根据牛顿第三定律有
解得，水流对汽车的平均冲击力为
故选D。
10. 已知无限长直导线通电时，在某点所产生的磁感应强度的大小与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离成反比。两根足够长的直导线平行放置，其中电流分别为是两导线所在平面内的两点，到导线的距离分别如图所示，其中A点的磁感应强度为。则B点的磁感应强度（ ）
A. 大小为，方向垂直纸面向外B. 大小为，方向垂直纸面向里
C. 大小为，方向垂直纸面向外D. 大小为，方向垂直纸面向外
【答案】A
【解析】
【详解】由安培定则可知，两导线独立在A点产生的磁场的方向均垂直纸面向里，则有
左边导线在B点产生的磁场的方向垂直纸面向外，右边导线在B点产生的磁场的方向垂直纸面向里，则有
方向垂直纸面向外，故选A。
二、非选择题：共5题，共60分。其中第13题~第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。
11. 电容储能已经在电动汽车、风力发电等方面得到广泛应用。某同学设计了图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程和测定电容器的电容。器材如下：
电容器C（额定电压，电容标识不清）；
电源E（电动势，内阻不计）；滑动变阻器（最大阻值）；
电阻箱（阻值）；电压表V（量程，内阻较大）；
开关，电流传感器，计算机，导线若干
（1）按照图甲连接电路，闭合开关、断开开关，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向___________端滑动（选填“a”或“b”）。
（2）当电压表示数为时，调节的阻值，闭合开关，通过计算机得到电容器充电过程电流随时间变化的图像；保持的阻值不变，断开开关，得到电容器放电过程电流随时间变化的图像，图像如图乙所示。测得，则___________。
（3）重复上述实验，得到不同电压下电容器的充、放电过程的电流和时间的图像，利用面积法可以得到电容器电荷量的大小，测出不同电压下电容器所带的电荷量如下表：
请在图丙中画出图像_____，并利用图像求出电容器的电容为____F。（结果保留两位有效数字）
（4）实验发现，相同电压下电容器充、放电过程的电流和时间的图像中的总是略大于，其原因是___________。
【答案】（1）b （2）500
（3） ①. 见解析 ②.
（4）见解析
【解析】
【小问1详解】
由电路可知，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器的滑片应向b端滑动。
【小问2详解】
由图乙可知，充电的最大电流值为I1，根据欧姆定律可得
【小问3详解】
[1] 图像如图所示
[2]根据
结合图像可得图线的斜率倒数表示电容器电容，即
【小问4详解】
充电过程，R2会把一部分电能转化为内能，导致充电电流的最大值略大于放电电流的最大值。
12. 我国是国际热核聚变研究领域的领先者之一。在某次核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核，并放出一个粒子。已知氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，该核反应释放的核能为，真空中光速为c。
（1）写出核反应方程并求出质量亏损；
（2）求氦核的比结合能。
【答案】（1）；；（2）
【解析】
【详解】（1）核反应方程为
根据质能方程，可得
解得
（2）依题意，可得
解得
13. 如图所示，一根粗细均匀的木筷下端绕有几圈铁丝，竖直浮在一个较大的盛水容器中，以木筷静止时下端所在位置为坐标原点O建立直线坐标系，把木筷往下压一段距离后放手，木筷就在水中上下振动。已知水的密度为，重力加速度为g，不计水的阻力。
（1）试证明木筷的振动是简谐运动；
（2）观测发现筷子每10秒上下振动20次，从释放筷子开始计时，写出筷子振动过程位移随时间变化的关系式。
【答案】（1）见解析；（2）
【解析】
【详解】（1）如图所示
取向下为正方向，将木筷往下按x之前
按下x后
令
所以，木筷在水中的运动为简谐运动。
（2）因为筷子每10秒上下振动20次，则筷子简谐运动的周期为
则筷子振动过程位移随时间变化的关系式
14. 如图所示，可视为质点的两个小物块A、B并排放在粗糙水平面上，一根轻绳一端固定于水平面上的O点，另一端系在小物块A上。已知，A、B与水平面间的动摩擦因数，轻绳长取取3.14且。现给A一个向左的初速度，使其绕O点做圆周运动，运动一周时与B发生弹性碰撞。求：
（1）A刚开始运动时所受轻绳拉力的大小；
（2）A与B碰前瞬间的加速度大小a；
（3）A与B碰后B滑行的距离s。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）A刚开始运动时轻绳拉力提供向心力
解得轻绳拉力的大小
（2）设A与B碰前瞬间的速度为，根据动能定理
解得
此时绳子的拉力为
根据牛顿第二定律
解得
（3）根据动量守恒
根据机械能守恒
解得
B的加速度
A与B碰后B滑行的距离
15. 如图所示，在竖直平面内，足够长的平行边界与间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，该区域宽度为d。一质量为m、带电量为q的带正电粒子从O点沿与轴成角（可在范围内任意取值）以一定的初速度射入磁场，不计粒子的重力。
（1）若，为使粒子不穿出边界，求粒子初速度的取值范围；
（2）若在匀强磁场区域同时存在一方向竖直向下、电场强度大小为E的匀强电场，粒子从O点以角方向入射，初速度，且运动过程中不穿出边界。求粒子在场区内偏离x轴的最大距离。
（3）若粒子在运动过程中还受到阻力，阻力f与速度v在大小上满足（k为已知常数），求粒子能穿出边界的最小入射速度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子刚好与边界相切时速度最大，有几何关系可得
求得
由可得
粒子初速度的取值范围；
（2）在方向上由动量定理可得
即
又由动能定理可得
代入数据联立求得
（3）设某瞬时的速度为，加速度为，根据牛顿第二定律可得
取微小时间，速度变化量为
整理为
粒子能发生的位移大小为
求得
实验次数
1
2
3
4
5
6
3
4
5
6
7
8
0.14
0.19
0.24
0.30
0.33
0.38
实验次数
1
2
3
4
5
6
3
4
5
6
7
8
0.14
0.19
024
0.30
0.33
0.38