[物理]江苏省兴化市2023-2024学年高三下学期4月调研测试试卷（解析版）

这是一份[物理]江苏省兴化市2023-2024学年高三下学期4月调研测试试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1. 以下四幅图中所涉及热学知识的论述，说法正确的是（ ）
A. 图甲为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为T的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体温度不变
B. 图乙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，撞击作用的不平衡性表现得越明显
C. 图丙中，液体表面层中分子间的作用力表现为斥力
D. 图丁为同一气体在0℃和100℃两种不同情况下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线，两图线与横轴所围面积不相等
【答案】A
【解析】A．根据热力学第一定律有
右侧为真空，气体自由膨胀时没有做功对象，即做功为
因为是绝热容器，所以没有热交换，即
因此内能不变，容器内的理想气体的内能由温度决定，所以温度不变，故A正确；
B．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多，撞击作用的平衡性表现的越不明显，故B错误；
C．液体表面层中分子间距离比液体内部分子间的距离大，液体表面层中分子间的距离r略大于，液体表面层中分子间的作用力表现为引力，故C错误；
D．由图可知，在0℃和100℃两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于100%，即两图线与横轴所围面积相等，故D错误。故选A。
2. 我国科学家钱三强、何泽慧夫妇在实验中发现铀核也可能分裂为三部分或四部分。如图是铀核俘获中子后，裂变成三个质量较大的核和一个质量较小的核时产生的径迹。下列说法错误的是（ ）
A. 铀核裂变过程质量数守恒
B. 铀核裂变过程质子数守恒
C. 铀核裂变过程如果生成物不同，释放的能量可能会有差异
D. 铀核中使核子紧密结合在一起的作用是弱相互作用
【答案】D
【解析】AB．铀核裂变过程中质量数和质子数守恒，故AB正确；
C．根据爱因斯坦的质能方程
可知铀核裂变过程如果生成物不同，释放的能量会有差异，故C正确； .
D．铀核中使核子紧密结合在一起的作用是强相互作用，故D错误。
本题选错误的，故选D。
3. 哈雷彗星是裸眼所见短周期彗星之一。如图所示为地球、哈雷彗星绕太阳运动的示意图，已知哈雷彗星大约每76年环绕太阳一周，在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为，于2023年12月初抵达远日点。若地球的公转轨道可视为半径为R的圆轨道，则下列说法正确的是（ ）
A. 在近日点与远日点的加速度大小之比为
B. 在近日点与远日点的速度大小之比为
C. 哈雷彗星大约将在2071年左右离太阳最近
D. 哈雷彗星的轨道参数与地球轨道参数间满足
【答案】A
【解析】A．在近日点时，由牛顿第二定律可得
在远日点时，由牛顿第二定律可得
联立解得
故A正确；
B．根据开普勒第二定律，取时间微元，结合扇形面积公式可得
解得
故B错误；
C．由题中信息可知，哈雷彗星从远日点到近日点的时间
根据
可得哈雷彗星将在2061年左右回到近日点，故C错误；
D．根据开普勒第三定律
得
则有
又半长轴
则
故D错误。
故选A。
4. 如图所示，两列简谐横波在同一介质中沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，图示时刻处的质点正在向上振动，若两列波的波速均为15m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 虚线波的传播方向为x轴正方向
B. 实线波与虚线波的频率相同
C. 两列波在相遇区域能发生干涉现象
D. 从图示时刻起再过0.6s，平衡位置处的质点位于平衡位置
【答案】D
【解析】A．图示时刻x=9m处的质点正在向上振动，所以实线和虚线波在x=9m处的质点振动都是向上振动，则虚线波的传播方向为x轴负方向，故A错误；
B．由图可知，两波的波长
，
两波的频率
，
故B错误；
C．两列波频率不同，在相遇区域不能发生干涉现象，故C错误；
D．从图示时刻经过0.6s，x=9m处的质点实线波处于平衡位置，虚线波也处于平衡位置，根据叠加原理可知，平衡位置x=9m处的质点位于平衡位置，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，铅球运动员采用滑步推的方式推出铅球，滑步推铅球能比原地推铅球增加几米的成绩。两种方式出手时铅球的位置和速度方向都相同，忽略空气阻力，则（ ）
A. 采用滑步推铅球方式运动员对铅球做功更多
B. 两种方式推出的铅球在空中运动的过程中重力冲量相同
C. 两种方式推出的铅球在空中运动到最高点时的速度都相同
D. 若想要铅球抛得更远，抛出时的速度与水平方向夹角越小越好
【答案】A
【解析】A．两种方式运动员都是用最大力推铅球，由公式
可知采用滑步推铅球方式运动员对铅球在相同作用力下，推动铅球移动的位移较大，所以对铅球做功更多，故A正确；
B．忽略人的身高，两种方式铅球出手时相对地面的位置和速度方向都相同，但是成绩不同，所以速度方向相同，大小不同，竖直方向的分速度不同，到达最高点的时间为t，根据速度—时间公式
到达最高点的时间不同，故根据斜抛的对称性，铅球在空中的时间不同，由冲量计算公式有
可知两种方式推出的铅球在空中运动的过程中重力冲量不相同，故B错误；
C．两种方式推铅球方向相同，成绩不同，初速度大小不同，故水平速度大小不同，运动到最高点时只有水平方向的速度，所以最高点的速度不同，故C错误；
D．忽略人的身高，设抛出时的速度与水平方向夹角为，抛出铅球至落地用时为t，在水平方向有
竖直方向有
忽略人的身高，铅球落到地面可知
则由以上各式可得
可知当
即
上式有最大值，所以若想要铅球抛得更远，抛出时的速度与水平方向夹角为，故D错误。
故A。
6. 食盐（NaCl）晶胞的结构如图所示，由带电荷量为+e的钠离子和带电荷量为-e的氯离子组成。图中面abcd和面ijmn为立体晶体的两个中垂面，、p两点分别为图示立方体上、下表面的中心。取无穷远处为零势能点，则（ ）
A. 图中a、b两点的电势相同
B. 图中a、b两点的场强相同
C. 沿图中p线段，电场强度的大小先减小后增大
D. 沿图中p线段，电势先减小后增大
【答案】A
【解析】AB.将前后一个钠离子和一个氯离子看成等量异种电荷，等量异种电荷的中垂面为等势面，由电势叠加可知a、b两点电势相等，由电场叠加可知a、b两点场强大小相等、方向相反，故场强不相同。故A正确，B错误；
C.将上方两个钠离子、两个氯离子分别看成等量同种电荷，这四个离子在p线段上任意一点的合场强均为零，同理，下方四个离子在p线段上任意一点的合场强也均为零。因此沿题图中p线段，电场强度大小不变。故C错误；
D.平面 abcd 和平面ijmn为等势面，故沿题图中p线段电势不变，故D错误。
故选A。
7. 某发电站高压输电示意图如图所示，发电站输出的电压不变，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（ ）
A. 用户增多时，输电线损耗功率减少
B. ②为电压表，电压互感器是升压变压器
C. ②为电流表，电流互感器是升压变压器
D. 若输送功率一定，增加输电电压可以增大输电线中的电流
【答案】C
【解析】A．用户增多时，总功率将增大，根据可知，在电压不变的情况下，电流将增大，则输电线损耗的功率将增大，故A错误；
BC．电表②串联在输电线上，所以是电流表；根据图示的匝数关系可知电流互感器是升压变压器，故B错误、C正确；
D．若输送功率一定，增加输电电压，根据可知，可以减小输电线中的电流，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，由粗细均匀的金属导线围成的一个正六边形线框abcdef，它的六个顶点均位于一个半径为R的圆形区域的边界上，be为圆形区域的一条直径，be上方和下方分别存在大小均为B且方向相反的匀强磁场，磁场方向垂直于圆形区域。现给线框接入从a点流入、从f点流出的大小为I的恒定电流，则金属线框受到的安培力的大小为（ ）
A B. C. BIRD. 0
【答案】A
【解析】根据串并联电路的特点可知线框流过af边的电流：
流过abcdef边的电流：
de、ab边受到的安培力等大同向，斜向左下方，同理bc、ef边受到的安培力等大同向，斜向右下方，则de、ab、bc、ef边所受的安培力合力为：
方向向下；cd边受到的安培力：
方向向下，；af边受到的安培力：
方向向上，所以线框受到的合力：
A正确，BCD错误。
故选A。
9. 如图所示，整个空间中存在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B，导轨间距为l且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计，现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以恒定角速度ω转过60°的过程中（金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计）（ ）
A. 通过定值电阻的电流方向由b到aB. 转动过程中棒两端的电动势大小不变
C. 通过定值电阻的最大电流为D. 通过定值电阻的电荷量为
【答案】B
【解析】A．根据右手定则可知，通过定值电阻的电流方向由a到b，故A错误；
B．整个导体棒都在磁场中切割磁感线，故产生感应电动势不变
故B正确；
C．当金属棒两端接触到导轨时，电路接入感应电动势最大，则有
则最大感应电流为
故C错误；
D．转过的过程中，通过定值电阻的电荷量为
又
联立解得
故D错误。
故选B。
10. 有一长为L，质量为2m且质量分布均匀的软绳，放在足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的滑轮，斜面倾角为30°，软绳一端通过一根轻质细线系着一质量为2m的物块。初始时，用手托住物块底部，使细线恰好拉直。然后由静止释放物块，忽略空气阻力，不计软绳与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，软绳与斜面间动摩擦因数为，则在物块下落的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 释放瞬间，物块的加速度为
B. 释放瞬间，细线的拉力为
C. 当软绳全部滑出时摩擦力做功为
D. 当软绳全部滑出时物块的速度为
【答案】D
【解析】AB．释放瞬间，对物块受力分析有
对绳子受力分析有
解得
，
故AB错误；
C．软绳滑出过程中所受摩擦力为变力，且与位移成线性关系，整个过程中摩擦力的平均力为
所以整个过程摩擦力做功
故C错误；
D．根据动能定理可知
解得
故D正确。
故选D。
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
11. 小张同学用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）如图甲所示安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长L，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图乙所示，则______mm；
（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是______（选填字母代号）；
A. 将钢球换成塑料球
B. 当摆球经过平衡位置时开始计时
C. 把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放
D. 记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g
（3）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是______（选填字母代号）；
A. 把悬点到摆球下端的长度记为摆长
B. 把摆线的长度记为摆长
C. 摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动
D. 实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次
（4）某同学在家里做用单摆测量重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的石块代替了摆球，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到石块中心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得几组L和对应的周期T，画出图线；
首先根据图像判断测量摆长L______（填“大于”、“小于”、“等于”）真实摆长；
然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为，如图所示。由图可计算出重力加速度______。
【答案】（1）18.9 （2）B （3）BC （4）大于
【解析】【小问1详解】
小球的直径
【小问2详解】
A．将钢球换成塑料球，会增大小球摆动时受到的阻力，增大误差，A错误；
B．摆球摆到平衡位置时开始计时，此时摆球的速度最大，特征明显，可以减小测量周期产生的误差，B正确；
C．摆球摆动时的角度应小于，否则就不是简谐振动了，把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度，会增大实验的误差，C错误；
D．至少应该测量30次全振动的时间，以减小摆球周期测量的误差，故D错误。
故选B。
【小问3详解】
根据
可知
A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长,可知偏大，故偏大，A错误；
B．把摆线的长度记为摆长，可知偏小，故偏小，B正确；
C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动，实际摆长变大，计算所用摆长偏小，故偏小，C正确；
D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次，导致周期偏小，故偏大，D错误；
故选BC。
【小问4详解】
由图像可知，测量摆长大于实际摆长。设摆球重心在球心上方的距离为，则
解得
则图像的斜率
故重力加速度
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
12. 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔。假定坦克壁厚20cm，孔左右两边的距离为30cm。孔内安装一玻璃，厚度与坦克壁厚相同，ABCD为玻璃的截面，如图所示。用一束激光从A点与水平方向成37°射入玻璃，恰好从CD边中点射出，已知，。真空中的光速。求：
（1）光在玻璃中的速度；
（2）坦克内的人从AB中点向外观察能看到的外界角度范围为多大。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）用一束激光从A点与水平方向成37°射入玻璃，恰好从CD边中点射出，作出光路图如图所示
由几何关系得
根据折射定律得
由，解得光在玻璃中速度
（2）坦克内的人从AB中点向外观察时，看到的范围如图所示
由几何关系得
，
坦克内的人从AB中点向外观察能看到的外界角度范围为
13. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，导轨间距为L，导轨两端与定值电阻和相连，和的阻值均为R。磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上，有一个质量为m、电阻也为R的导体棒ab与导轨垂直放置。在时刻，给导体棒ab初速度向右运动。导轨的电阻忽略不计，求：
（1）时ab两点之间的电势差；
（2）全过程上产生的电热。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）时导体棒ab产生的电动势为
电路外电阻为
则电路电流为
根据右手定则可知，通过导体棒ab的电流方向由a到b，则a的电势低于b的电势，ab两点之间的电势差为
（2）根据能量守恒可知，全过程这个电路产生的总焦耳热为
由于
可知外电阻产生的焦耳热为
则全过程上产生的焦耳热为
14. 图中两个圆表示内、外半径几乎同为R的环形光滑轨道，它与长方形的底座连在一起放置于光滑的水平面上，环与底座的总质量为M，轨道内有一个质量为m的光滑小球，开始时静置于最高处（恰好与环形管道外壁不挤压），后因受到微小扰动而向右侧滑下，在以后的运动过程中底座的底面始终与地面接触。在地面参照系中建立O-xy坐标系，O为环形光滑轨道圆心的初始位置，x轴水平向右，y轴竖直向上。重力加速度为g。求：
（1）小球下滑高度为R时，小球速度大小；
（2）底座的速度最大时，小球的速度；
（3）在O-xy坐标系中小球运动的轨迹方程。
【答案】（1）；（2），水平向左；（3）
【解析】（1）小球下滑高度为时，设小球的速度为，底座的速度为。在水平方向上系统不受外力，动量守恒，则
由能量守恒可知
联立可得
（2）小球在右半环下滑时，弹力对底座做正功，在左半环运动时，弹力对底座做负功，故小球滑到最低点时，底座的速度最大。设此时小球的速度为，底座的速度为，系统在水平方向动量守恒
根据能量守恒
联立解得
（3）以为原点建立直角坐标系，系统质心的横坐标，设轨道及底座的横坐标为，小球质心的坐标为，任意时间小球相对轨道转动的角度为，由水平方向动量守恒可知
水平方向上的位移关系
联立以上两式可得
小球在竖直方向上的位移
两式平方后相加可得
可见小球相对于地面参考系的运动轨迹为一椭圆。
15. 某种离子测量简化装置如图所示，方向均垂直纸面向里的磁场区域Ⅰ、Ⅱ，两匀强磁场边界直线MN、PQ平行且相距L，磁场Ⅰ和Ⅱ的磁感应强度大小之比为，磁场之间有向右的匀强电场。自MN上S点水平向左射出一带正电粒子甲，甲在电、磁场中形成轨迹封闭的周期性运动。较长时间后撤去该粒子，又在S点竖直向下往电场内射出另一个相同粒子乙，也可形成轨迹封闭的周期性运动。粒子电荷量为q、质量为m，不计重力，两粒子射出的初速度大小均为。（，）求：
（1）粒子在匀强电场中的运动过程中加速度大小；
（2）粒子乙斜向右下经过边界PQ时间；
（3）将两磁场的磁感应强度同时增大为原来的k倍（），两粒子在各自的运动中可通过PQ上同一位置，k为多大。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】（1）甲粒子从S点向左释放的轨迹示意图如下
设磁场I的磁感应强度为，磁场II的磁感应强度为，则
：=3:5
设粒子从磁场I出来后经过电场E到达PQ边界的速度为v1，则由动能定理，有
粒子在电、磁场中形成轨迹封闭的周期性运动，说明粒子在两个磁场中的轨迹半径r相等，由洛伦兹力充当向心力，在磁场I中有
同理在磁场II中可得
各式联立，可解得
粒子在匀强电场中的运动过程中加速度大小
（2）乙粒子在电场中做类平抛运动，根据
结合
得
（3）磁感应强度增大，粒子在电场中的运动不变，在磁场中轨迹圆半径均减小为，甲粒子的轨迹与PQ相交于G、H，乙粒子的轨迹与PQ交于D、F，D和F周期性下移。如图所示
设F、D点每个周期下移距离，则
情况一：F点与H点重合
（N=1，2，3）
解得
（N=1，2，3）
情况二：D点与G点重合
（N=1，2，3）
解得
（N=1，2，3）
情况三：F点与G点重合
（N=1，2，3）
解得
（N=1，2，3）