2024届江苏省泰州市高三下学期调研测试（一模）物理试题及答案

这是一份2024届江苏省泰州市高三下学期调研测试（一模）物理试题及答案，共19页。试卷主要包含了单选题，解答题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，其衰变方程为，则X是（ ）
A．正电子B．电子C．质子D．氦核
2．2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，则该合成云母（ ）
A．是非晶体B．没有规则的外形
C．有固定的熔点D．各向性质均相同
3．羲和号卫星是我国首颗绕地球运行的太阳探测卫星。设该卫星在离地球表面高度517km的圆轨道上运行，能经过地球南北两极上空，可24小时观测太阳。则该卫星（ ）
A．发射速度大于第二宇宙速度
B．向心加速度等于地球表面的重力加速度
C．运行周期等于地球同步卫星的周期
D．运行速度大于地球同步卫星的运行速度
4．在用斜槽验证动量守恒定律的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．斜槽有摩擦对实验结果有较大的影响
B．入射小球与被碰小球质量、半径应该相等
C．需要测量斜槽末端到距离水平地面的高度
D．入射小球释放点越高，两球相碰时的作用力越大，实验误差越小
5．运动员用手握住较长弹性轻质长绳的一端连续上下抖动，形成一列向右传播的简谐横波。长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…，质点1起振方向向上，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动。则此时关于质点9的运动，下列说法正确的是（ ）
A．正向下运动B．速度将减小
C．位移将增大D．加速度将增大
6．一定质量理想气体的卡诺循环过程图线如图所示，状态a、d的温度分别为、，ad、bc两条绝热线下的面积分别为、（图中阴影部分），则（ ）
A．B．
C．D．
7．原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用光①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（ ）
A．②光子的频率大于④光子的频率
B．①光子的动量与③光子的动量大小相等
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
8．如图所示，将一张重力不计的白纸夹在重力为G的课本与水平桌面之间，现用一水平拉力F将白纸从课本下向右抽出（书本始终未从桌面上滑落），已知所有接触面间的动摩擦因数均为μ，则在白纸被抽出的过程中（ ）
A．课本对白纸的滑动摩擦力方向向右
B．课本与桌面接触前，白纸所受滑动摩擦力大小为2μG
C．白纸被抽出越快，课本动量的变化越大
D．白纸被抽出越快，课本所受滑动摩擦力的冲量越大
9．通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如图所示，电容器的M极板固定，与弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。则当手机（ ）
A．匀速运动时，电流表示数为零，电容器M极板带负电
B．由静止突然向前加速时，电容器的电容增大
C．由静止突然向前加速时，流过电流表的电流由b向a
D．保持向前匀减速运动时，电流表示数变小
10．如图所示，阳光垂直照射到斜面上，在斜面顶端把一小球水平抛出，小球刚好落在木板底端。B点是运动过程中距离斜面的最远处，A点是小球在阳光照射下小球经过B点的投影点。不计空气阻力，则（ ）
A．小球在斜面上的投影做匀速运动
B．OA与AC长度之比为
C．若D点在B点的正下方，则OD与DC长度相等
D．减小小球平抛的速度，小球可能垂直落到斜面上
二、解答题
11．如图所示，水平面OA段粗糙，AB段光滑，。一原长为、劲度系数为k（）的轻弹簧右端固定，左端连接一质量为m的物块。物块从O点由静止释放。已知物块与OA段间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则物块在向右运动过程中，其加速度大小a、动能Ek、弹簧的弹性势能Ep、系统的机械能E随位移x变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
三、实验题
12．小明同学准备自制一个简易欧姆表。
(1)他选用的电路应为图中 ，红表笔应为 （选填“a”或“b”）。
A． B．
C． D．
(2)小明同学成功制成欧姆表，并进行欧姆调零后，打算测量此欧姆表的内阻和电池的电动势，他找到5个规格相同、阻值为R的标准电阻，先后将n个（n＝1、2、3、4、5）电阻串联后，接在该欧姆表的红黑表笔之间，记下串联电阻的个数n和对应电流表的读数In。根据所得数据作出如图所示的图像，若已知该图线的斜率为k，纵截距为b，则欧姆表的内阻为 ，电池的电动势为 。（用字母k、b、R表示）
(3)用该欧姆表测某一未知电阻后，小明同学更换了另一电动势相同但内阻不同的电池，重新进行欧姆调零后按正确使用方法再次测量该未知电阻，其测量结果 （选填“变大”“变小”或“不变”），请简要说明理由 。
四、解答题
13．如图所示，一边长为L、电阻为R的正方形金属线框abcd可绕其水平边ad转动。线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，已知bc边质量为m，其余质量不计。现给bc边一个瞬时冲量，使bc边获得水平速度v，线框恰能摆至水平位置。求：
（1）线框刚开始运动瞬间bc边所受安培力大小F；
（2）线框开始运动到水平位置过程中产生的焦耳热Q。
14．光纤在现代通信中有着巨大作用，如图所示，由透明材料制成的光纤纤芯折射率大于包层折射率，若纤芯的折射率为n1，包层材料的折射率为n2，则当光由纤芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足sinC＝。
（1）光在纤芯与包层中的速率比；
（2）若光纤纤芯的半径为a，并设光垂直于端面沿轴入射，为保证光信号一定能发生全反射，则在铺设光纤时光纤轴线的弯曲半径R不能超过多大？
15．如图所示，一半径的四分之一光滑圆弧轨道与一水平固定平台相连，现用一轻绳将质量的小球（视为质点）跨过光滑轻质定滑轮与平台上木板MN相连，木板与滑轮间轻绳处于水平，木板有三分之一长度伸出平台，其与平台的动摩擦因数。小球位于圆弧轨道上的A点，AC长也为r，CM足够长。g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力（结果可保留根号）。
（1）若小球、木板恰能在图示位置保持静止，求木板质量M；
（2）若木板质量，从图示位置由静止释放时，木板的加速度大小为，求此时绳中的张力F和小球的加速度的大小；
（3）接第（2）问，求小球从A点运动到B点过程中绳子拉力对小球所做的功。
16．高能微粒实验装置，是用以发现高能微粒并研究和了解其特性的主要实验工具。为了简化计算，一个复杂的高能微粒实验装置可以被最简化为空间中的复合场模型。如图甲所示，三维坐标系中，yOz平面的右侧存在平行z轴方向周期性交化的磁场B（图中未画出）和沿y轴正方向竖直向上的匀强电场E。有一个质量为m、电荷量为q的带正电的高能微粒从xOy平面内的P点沿x轴正方向水平射出，微粒第一次经过x轴时恰好经过O点，此时速度大小为v0，方向与x轴正方向的夹角为45°。已知电场强度大小，从微粒通过O点开始计时，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，已知，，规定当磁感应强度沿z轴正方向时为正，重力加速度大小为g。
（1）求抛出点P到x轴的距离y；
（2）求微粒从通过O点开始做周期性运动的周期T；
（3）若时撤去yOz右侧的原电场和磁场，同时在整个空间加上沿y轴正方向的匀强磁场，求微粒向上运动到离xOz平面最远时的坐标。
参考答案：
1．A
【详解】设X的核电荷数为Z，质量数为A，根据电荷数守恒和质量数守恒可得
解得
，
可得X是正电子。
故选A。
2．C
【详解】由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点、具有各向异性的特点。
故选C。
3．D
【详解】A．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度，第二宇宙速度是使卫星脱离地球束缚的最小发射速度，所以“羲和号”的发射速度应介于第一和第二宇宙速度之间，故A错误；
CD．设地球质量为M，质量为m的卫星绕地球做半径为r、周期为T、速度大小为v的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
分别解得
地球同步卫星位于赤道上方高度约36000km处，所以其轨道半径远大于“羲和号”卫星的轨道半径，则根据以上两式可知“羲和号”的运行周期小于地球同步卫星的周期，运行速度大于地球同步卫星的运行速度，故C错误，D正确。
B．对地球同步卫星和“羲和号”卫星，由万有引力提供向心力
可得地球同步卫星的向心加速度小于“羲和号”卫星的向心加速度，又对比地球同步卫星和地球表面的物体有
，
所以地球同步卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度，故“羲和号”卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度，故B错误。
故选D。
4．D
【详解】A．实验中只要小球到达斜槽底端时的速度相等即可，则斜槽有摩擦对实验结果无影响，故A错误；
B．入射小球与被碰小球半径相等，但入射小球的质量应大于被碰小球的质量，故B错误；
C．实验中入射球和被碰球做平抛运动的高度相等即可，不需要测量斜槽末端到水面地面的高度，故C错误；
D．a球释放点越高，两球相碰时相互作用的力越大，实验误差越小，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】当振动传播到质点13时，波形图如图所示
由上下坡法可知质点9正向下运动，因此位移减小，速度增加，加速度减小。
故选A。
6．D
【详解】AB．由图可知表示外界对气体做功，表示气体对外界做功，两个过程为绝热过程，由卡诺循环过程可知另外的两个过程为等温过程，则压缩过程中气体的温度升高，即
故AB错误；
CD．由于绝热过程中温度变化一样，即内能变化一样，根据热力学第一定律
可得两个过程中做功大小相等，由于绝热线下围的面积为该过程中做的功，则
故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】A．由图可知，②光子的能量小于④光子的能量，根据
可知②光子的频率小于④光子的频率，故A错误；
B．由图可知①光子的能量等于③光子的能量，则①光子的频率等于③光子的频率，①光子的波长等于③光子的波长，根据
可知①光子的动量与③光子的动量大小相等，故B正确；
C．由图可知②光子的能量小于①光子的能量，则用②照射该金属不一定能发生光电效应，故C错误；
D．根据光电效应方程
由于④光子的能量大于①光子的能量，则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】A．根据题意可知，白纸相对课本向右运动，则课本对白纸的摩擦力方向向左，故A错误；
B．课本与桌面接触前，白纸受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式
且白纸受到课本与桌面的两个滑动摩擦力，因此其大小为2μG，故B正确；
C．根据
白纸被抽出越快，时间越短，课本动量的变化越小，故C错误；
D．根据
白纸被抽出越快，时间越短，课本所受滑动摩擦力的冲量越小，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】A．匀速运动时，N极板相对M极板的位置不变，电容器的电容不变，则电容器带电量不变，电路中没有电流，电流表示数为零，电容器M极板与电源正极相连，带正电，故A错误；
BC．由静止突然向前加速时，因为惯性，N极板相对M极板向后运动，两极板间距变大，根据
可知电容器的电容减小，根据
可知电容器带电量减小，则电容器放电，流过电流表的电流由b向a，故B错误，C正确；
D．保持向前匀减速运动时，加速度恒定不变，N极板受力不变，则弹簧形变量不变，N极板相对M极板的位置不变，则电容器的电容不变，电容器带电量不变，电路中无电流，电流表示数不变，为零，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】AB．将小球的运动分解为沿斜面和垂直斜面两个分运动，可知小球沿斜面方向做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，则小球在斜面上的投影做匀加速直线运动；小球垂直斜面方向做初速度为，加速度为的匀减速直线运动，B点是运动过程中距离斜面的最远处，则此时小球垂直斜面方向的分速度刚好为0，根据对称性可知，O到B与B到C的时间相等，均为
则有
可得
则有
故AB错误；
C．将小球的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动，则小球从O到B有
小球从O到C有
若D点在B点的正下方，则有
可知D点是OC的中点，则OD与DC长度相等，故C正确；
D．若小球垂直落到斜面上，则小球水平方向的分速度与小球从斜面顶端抛出的初速度方向相反，而小球在水平方向做匀速运动，小球的水平速度方向不可能反向，则减小小球平抛的速度，小球不可能垂直落到斜面上，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】A．由题意可知，A点处，物块受到的弹力大小为
可知物块从O到A过程，一直做加速运动，动能一直增加，根据牛顿第二定律可得
（）
可知物块从O到A过程，图像应为一条斜率为负的倾斜直线，故A错误；
B．物块从O到A过程（），由于弹簧弹力一直大于滑动摩擦力，物块一直做加速运动，动能一直增加，但随着弹力的减小，物块受到的合力逐渐减小，根据动能定理可知，图像的切线斜率逐渐减小；物块到A点瞬间，合力突变等于弹簧弹力，则图像的切线斜率突变变大，接着物块从A到弹簧恢复原长过程（），物块继续做加速运动，物块的动能继续增大，随着弹力的减小，图像的切线斜率逐渐减小；当弹簧恢复原长时，物块的动能达到最大，接着弹簧处于压缩状态，物块开始做减速运动，物块的动能逐渐减小到0，该过程，随着弹力的增大，图像的切线斜率逐渐增大；故B正确；
C．根据弹性势能表达式可得
可知图像为开口向上的抛物线，顶点在处，故C错误；
D．物块从O到A过程（），摩擦力对系统做负功，系统的机械能逐渐减少，根据
可知从O到A过程，图像为一条斜率为负的斜率直线；物块到达A点后，由于A点右侧光滑，则物块继续向右运动过程，系统机械能守恒，即保持不变，故D错误。
故选B。
12．(1) C a
(2)
(3) 不变 因电动势相同，通过欧姆调零后，欧姆表内阻不变，根据闭合电路欧姆定律可知，未知电阻的测量结果不变
【详解】（1）[1]A．欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律
所以欧姆表内部要有电源，A错误；
B．灵敏电流计中电流应从正接线柱流入，B错误；
C．欧姆表内部要接滑动变阻器，进行欧姆调零，C正确，D错误。
故选C。
[2]电流要从红表笔流入，黑表笔流出，所以红表笔应为a。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，有
可得
所以有
解得
（3）
[1][2] 根据
可知，电动势相同，通过欧姆调零后，欧姆表内阻不变，根据闭合电路欧姆定律可知
所以未知电阻的测量结果不变。
13．（1）；（2）mv2－mgL
【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律有
E＝BLv
由欧姆定律有
I＝
根据安培力公式有
F＝BIL
解得
F＝
（2）由能量守恒定律，可得
Q＝mv2－mgL
14．（1）；（2）
【详解】（1）由折射率公式
n＝
得
＝
（2）根据题意，有
sinC＝
由几何关系，得
sinC＝
联立解得
R＝
15．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）根据题意，小球、木板在图示位置时，设此时绳子的弹力为，由于小球、木板恰好静止，则有
由小球平衡，有
联立解得
（2）根据题意，对木板，由牛顿第二定律有
解得
释放瞬间，小球速度为零，则小球指向圆心方向的合力为零，则对小球有
解得
（3）对系统，由能量守恒定律得
小球运动到B点时，小球速度为、木板速度为，则
对小球运用动能定理，有
联立解得
16．（1）；（2）；（3）（(＋)，，）
【详解】（1）粒子做平抛运动，由于经过O点时方向与x轴正方向的夹角为45°，则有
vy＝v0sin45°＝v0
根据平抛规律得
解得
y＝
（2）根据题意，重力与电场力平衡，即
qE＝mg
由洛伦兹力提供向心力，有
qv0B＝m
T0＝
解得
R＝
T0＝
当B＝B0时
R1＝
T1＝
当B＝时
R2＝
T2＝
结合题中信息可知：0～t0，微粒刚好转过180°；t0～2t0，微粒转过90°；2t0～3t0与0～t0的运动轨迹大小一样，只是偏转方向不一样；3t0～4t0与t0～2t0的运动轨迹大小一样，只是偏转方向不一样，综上所述，微粒一个周期的运动轨迹如图所示
由图可知
T＝2×＋2×＝
（3）t＝t0时，把速度分解到水平方向和竖直方向，即
v′x＝v′y＝v0sin45°＝v0
粒子在竖直方向上做竖直上抛运动，则有
(v0)2＝2gy2
v0＝gt2
解得
y2＝
t2＝
粒子水平方向向上做圆周运动，则有
R3＝＝
T3＝＝
可知
t2＝T3
则有
x′＝R1＋R3＝(＋)
y′＝y2＝
z′＝R3＝
因此粒子向上运动到离xOz平面最远时的坐标为
（(＋)，，）