江苏省扬州市仪征市四校联考2023_2024学年高三下学期4月学情检测试卷物理（解析版）

这是一份江苏省扬州市仪征市四校联考2023_2024学年高三下学期4月学情检测试卷物理（解析版），共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
一、单选题：本题共11小题，每题4分，共44分。
1. 下列叙述或实验发现说法正确的是（ ）
A. 组成黑体且振动着的带电微粒的能量可以是任意值
B. 卢瑟福提出了氢原子的能级理论
C. 在粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，多数粒子发生了大角度偏转
D. 汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子内部具有复杂的结构
【答案】D
【解析】A．普朗克假设组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，成功的解释了黑体辐射的实验规律，故A错误；
B．玻尔通过对氢光谱成因的研究提出了氢原子能级理论，故B错误；
C．粒子穿过金箔后多数粒子不改变方向，少数粒子发生了大角度的偏转，故C错误；
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的，故D正确。
故选D。
2. 一乘客伫立在站台，列车持续鸣笛（频率固定）通过站台时，从靠近到远离站台过程中，该乘客听到鸣笛声的频率变化情况是（ ）
A. 一直增大B. 一直减小C. 先增大后减小D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】当乘客站在火车轨道旁，一列正在鸣笛的高速火车靠近他的过程中，距离越来越小，乘客感知的音调逐渐变高，即该乘客听到鸣笛声的频率增大；火车离他而去，距离越来越远，乘客感知的音调逐渐变低，即该乘客听到鸣笛声的频率减小。
故选C。
3. 科学家设想未来较为理想可控核聚变反应方程为H+B→3X，下列说法正确的是（ ）
A. X为CB. 该方程为α衰变方程
C. 该反应质量数守恒D. 大亚湾核电站采用核聚变反应发电
【答案】C
【解析】AC．根据质量数和电荷数守恒可知，的质量数为，电荷数为，则为，故A错误，C正确；
B．该方程为可控核聚变，故B错误；
D．大亚湾核电站采用核裂变反应发电，故D错误。
故选C。
4. 2022年10月9日，我国成功发射“夸父一号”探测卫星，用于探测由太阳发射而来的高能宇宙射线，卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道离地面的高度为720km，下列说法正确的是（ ）
A. “夸父一号”的运行速度大于
B. “夸父一号”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
C. 为使“夸父一号”能更长时间观测太阳，采用a轨道比b轨道更合理
D. “夸父一号”绕地球做圆周运动的周期为24小时
【答案】C
【解析】A．第一宇宙速度为围绕地球做圆周运动的最大速度，则“夸父一号”的运行速度小于，故A错误；
B．由万有引力提供向心力有
解得
由于“夸父一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则“夸父一号”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，故B错误；
C．由图可知，采用a轨道可以更长时间观测太阳，故C正确；
D．由万有引力提供向心力有
解得
由于“夸父一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期小于地球同步卫星的周期24小时，故D错误。
故选C。
5. 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈通过电阻R1接在电压为220V的正弦交流电源上，副线圈接有电阻R2，如图所示。电路接通后R1与R2的功率之比为1：2，则R1:R2为（ ）
A. 2:1B. 4:1C. 8:1D. 16:1
【答案】C
【解析】原、副线圈的匝数比为4：1，根据
根据题意
联立得
故选C。
6. 静电除尘机原理如图所示，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线（方向未标出）。实曲线是某尘埃颗粒的运动轨迹，A、B是尘埃颗粒运动轨迹与电场线的两个交点，不考虑尘埃颗粒在迁移过程中的相互作用和电荷量变化，不计空气对尘埃颗粒的作用力和尘埃颗粒的重力，下列说法正确的是（ ）
A. A点场强比B点场强小
B. 该尘埃颗粒在迁移过程中动能先减小后增大
C. 该尘埃颗粒在迁移过程中做匀变速曲线运动
D. 该尘埃颗粒在A点的电势能低于在B点的电势能
【答案】B
【解析】A．电场线的疏密程度代表电场大小，则A点场强比B点场强大，故A错误；
B．该尘埃颗粒在迁移过程中电场力先做负功，后做正功，则动能先减小后增大，故B正确；
C．该尘埃颗粒在迁移过程中，电场力不断变化，尘埃做变速曲线运动，故C错误；
D．电场力指向轨迹的凹侧，可知集尘极带正电，沿电场线方向电势逐渐降低，可知A点电势较低，由于尘埃带负电，所以该尘埃颗粒在A点的电势能高于在B点的电势能，故D错误；
故选B。
7. 一简谐横波沿轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图像，则该质点的坐标合理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】AC．由图乙可知，时刻，该质点在轴的下半轴，并且正沿着轴的负方向向着波谷振动，对比甲图，时刻和的质点已经分别到达波谷和波峰，故AC错误；
BD．因为该波沿轴正方向传播，根据同侧法可知，甲图中，的质点正沿着轴负方向向着波谷振动，而的质点正沿着轴正方向向着平衡位置振动，故B正确，D错误。故选B。
8. 水平面内的两根平行长直导线上通以大小相等、方向相反的恒定电流，A、B、C三点均在两根导线所在平面内，位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. A点处的磁感应强度方向垂直于平面向下
B. B点处的磁感应强度方向垂直于平面向下
C. C点处的磁感应强度方向垂直于平面向下
D. A、B、C三点处的磁感应强度大小均为零
【答案】B
【解析】A．根据左手定则，上方电流在A点的磁场方向垂直平面向上，下方电流在A点的磁场方向垂直平面向下，A点距上方电流较近，则A点处的磁感应强度方向垂直于平面向上，A错误；
B．上方电流在B点的磁场方向垂直平面向下，下方电流在B点的磁场方向垂直平面向下，则B点处的磁感应强度方向垂直于平面向下，B正确；
C．上方电流在C点的磁场方向垂直平面向下，下方电流在C点的磁场方向垂直平面向上，C点距下方电流较近，则C点处的磁感应强度方向垂直于平面向上，C错误；
D．综上所述，D错误。故选B
9. 如图所示，等腰直角三角形为一棱镜的横截面，。由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有甲光从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为，则下列判断正确的是（ ）
A. 甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角
B. 甲、乙两光的折射率之比为
C. 用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽
D. 若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大
【答案】C
【解析】B．根据折射定律，甲、乙两种单色光的折射率分别为
甲、乙两光的折射率之比
故B错误；
A．全反射临界角
甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，甲单色光的全反射临界角大于乙单色光的全反射临界角，故A错误；
C．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，单色光在真空中的波长为
则甲单色光的波长大于乙单色光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
则单色光甲的条纹宽度要比单色光乙的条纹宽度宽，故C正确；
D．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，根据光电效应方程
若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更小，故D错误。故选C。
10. 气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其简化装置如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。气闸舱与座舱在太空中可认为与外界绝热。下列说法正确的是（ ）
A. 气体平衡后压强增大B. 气体平衡后内能减小
C. 气体平衡后温度不变D. 气体平衡后分子热运动的平均动能增大
【答案】C
【解析】A．气体平衡后体积增大，密度减小，压强减小，A错误；
BCD．气体自由扩散，没有对外做功，气闸舱与座舱在太空中认为与外界绝热，则气体温度不变，内能不变，分子热运动的平均动能不变，BD错误，C正确。
故选C。
11. 如图甲所示，倾角为θ传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时，将质量m=1kg的物体（可视为质点）轻放在传送带上，物体相对地面的v-t图像如图乙所示，2s末滑离传送带。设沿传送带向下为正方向，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 物体所受摩擦力方向一直沿传送带向上
B. 传送带的倾角θ=30°
C. 物体在传送带上留下的痕迹为6m
D. 物体在传送带上运动过程中产生的热量为24J
【答案】D
【解析】A．由图知，物体先做初速度为零的匀加速直线运动，摩擦力沿斜面向下，速度达到传送带速度后，由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，物块继续向下做匀加速直线运动，摩擦力沿斜面向上， 故A错误，
B．在0- 1.0s内，物体摩擦力方向沿斜面向下，匀加速运动的加速度为
在1.0 - 2.0s,物体的加速度为
联立解得
故B错误；
C．根据“面积”表示位移、可知0~1 .0s物体相对地面的位移
传送带的位移
可知0.1~2 .0s物体相对地面的位移
传送带的位移
物体相对传送带的位移
物体在传送带上留下的痕迹为5m，故C错误；
D．物体在传送带上运动过程中产生的热量为
故D正确。
故选D。
二、填空题（每空3分，共15分）
12. 某同学根据所学知识，用带托盘的弹簧、电池组、电阻箱、滑动变阻器、内电阻很大的电压表（量程为0-3V）等元件制作了一台简易电子秤。弹簧下端固定在可竖直升降的平台上，弹簧上端固定有托盘和水平指针P，滑动变阻器竖直固定，滑片P′朝向指针P。滑动变阻器的最大阻值R=20Ω，ab是滑动变阻器有电阻丝缠绕的部分，弹簧始终处于弹性限度内。
（1）图甲所示为电子秤的部分原理图。
①当托盘中没有放物体时，调节滑片，使滑片P′处于滑动变阻器的a点，调节平台使P正对P′。托盘中放入待测物体后，调滑片P′，使P′正对P。
②闭合开关，为使电压表示数随待测物体的质量的增大而均匀增大，应将电压表连接在图甲的B点与___________点（选填“A”或“C”）
③在托盘里放入1.0kg砝码，调节滑片P′，P正对P时，此时电压表读数为1.60V，则该电子秤可测量的最大质量为__________kg（结果保留2位有效数字），秤盘和弹簧的质量对电子秤的测量结果________（选填“有”或“无”）影响。
（2）该同学为了测量出电子秤内电池组的电动势和内阻，将电压表并联在R0两端，如图乙所示。进行了如下操作：
改变电阻箱的阻值R0，记录电压表的对应的读数U0，用WPS表格处理多次测量的数据得到如图丙所示的图像，该图像的函数关系式为y=2.3x+0.11。其中横坐标为，纵坐标为，则由图丙可得电池组的电动势E=________V，内阻r=_________Ω（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1） 1.9 无 （2） 0.91
【解析】【小问1详解】
②[1]根据闭合电路欧姆定律可知电路中的电流不变，待测物体的质量的增大时，滑动变阻器上半部分的电阻增大，则电压表应接在图甲的B点与A点:。
③[2][3]设滑动变阻器单位长度的电阻为r，则电压表的示数为U =Irx
根据胡克定律可知kx =mg
则电压表示数与质量正相关，电压表量程为3V，则有
解得m'= 1.9kg
秤盘和弹簧的质量对电子秤的测量结果无影响。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
变形可知
结合图像的斜率与截距可知
解得
三、计算题（总分41分）
13. 如图所示，上端开口的绝热圆筒气缸竖直放置。绝热活塞把一定量的气体（可视为理想气体）密封在缸内，活塞可在缸内无摩擦地上下滑动，且不漏气。气缸处在大气中，大气压强为p0。活塞平衡时，缸内密封气体的体积为V0，温度为T0。已知活塞的横截面积为S、质量（g为重力加速度），密封气体的内能U与温度T的关系为U=kT（k为常量）。现用电热丝缓慢地加热气体至体积为2V0，求此过程中气体吸收的热量Q。
【答案】
【解析】设缸内气体压强为，对活塞受力分析有
解得
设体积为时，缸内密封气体的温度为，此过程气体等压变，由盖—吕萨克定律得
解得
增加的内能
此过程外界对气体做功
根据热力学第一定律有
联立解得
14. 如图所示，质量为m的小球A通过长为L的不可伸长轻绳悬挂于天花板上，质量为2m的小球B放在高也为L的支架上。现将A球拉至水平位置由静止释放，在最低点与静止的B球发生碰撞，碰后瞬间B球的速度大小为。求：
（1）从碰后至B球落地时的B球的水平位移x；
（2）A、B碰后瞬间轻绳对A的拉力大小FT。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）碰后B球做平抛运动运动，则有
得
（2）设A球碰前的速度为v0，对A球列动能定理有
A、B两球碰撞满足动量守恒，设碰后A球速度为v0，向右为正，则有
得
由牛顿第二定律得
得
15. 图示装置可以用来说明电动汽车“动能回收”系统的工作原理。光滑平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平桌面上，ab为垂直于导轨的导体棒，轨道所在空间存在竖直向下的匀强磁场。当开关接1时，ab消耗电能而运动起来。当ab达到一定速度后，让开关接2，ab把机械能转化为电能（如果把电阻R换为储能元件，则可以在减速过程中进行动能回收存储）。已知轨道间距L=0.4m，磁感应强度B=0.25T，电源电动势E=1.5V、内电阻r=0.05Ω，电阻器的电阻R=0.05Ω，导体棒ab质量m=0.1kg、电阻r1=0.05Ω，导体棒与导轨接触良好，导轨足够长，且导轨电阻不计。求：
（1）开关与1接通的瞬间导体棒ab获得的加速度的大小；
（2）开关与1接通后导体棒ab能达到的最大速度的大小；
（3）当导体棒ab达到最大速度时，将开关与2接通，求此后导体棒ab能运动的距离。
【答案】（1）15m/s2；（2）15m/s；（3）15m
【解析】（1）开关与1接通的瞬间，根据闭合电路欧姆定律有
导体棒所受的安培力大小为
代入数据得
（2）开关与1接通后，导体棒在安培力作用下做加速运动，加速度越来越小，最后做匀速运动，匀速运动的速度是导体棒运动的最大速度，设导体棒产生的电动势为E′，则
匀速运动时有
代入数据得
（3）开关接通2后，导体棒还能运动的距离为x，导体棒产生的感应电动势为
由动量定理可得
联立可得
16. 如图，在x≥0，y≥0区域内存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于xOy平面匀强磁场，该磁场做周期性变化（不考虑磁场变化瞬间对粒子运动的影响），变化规律如图乙所示，规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正。在y轴左侧有一对竖直放置的平行金属板M、N，两板间的电势差为U0.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（重力和空气阻力均忽略不计），从贴近M板的位置由静止开始运动，通过N板小孔后在t=0时刻从坐标原点O沿x轴正方向垂直射入磁场中。（可能用到的数据：）
（1）求粒子进入磁场做匀速圆周运动时的动量大小p；
（2）若磁场的变化周期，求时刻粒子的位置坐标；
（3）若且在范围内大小可以任意调节，且粒子出磁场后不再返回磁场，求
（a）粒子在y轴上可能击中的范围；
（b）若时刻粒子仍在第一象限，试判断可能的横坐标（x坐标）的取值范围。
【答案】（1）；（2）；（3）（a）；（b）
【解析】（1）对带电粒子列动能定理
动量为
得
（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期为T，由
得
周期为
由
得圆周运动的圆心角为，
则粒子在0~T0内的轨迹如图所示
由几何关系得，
粒子的位置坐标为
（3）如图所示
（a）当时，粒子会击中的位置；当时，时，粒子会击中的位置。所以y轴有粒子击中的范围为
又有当时，粒子轨迹如图
击中y轴位置为
当时，粒子轨迹如图，击中y轴位置为
所以y轴有粒子击中的范围为
综上两个范围为粒子击中y轴的全部可能值。
（b）当时
当时
所以时刻仍在第一象限中的粒子位置的横坐标取值范围为