2024-2025学年江苏省南通市、泰州市、镇江市、盐城部分学校高三上学期第一次调研测试物理试卷（解析版）

这是一份2024-2025学年江苏省南通市、泰州市、镇江市、盐城部分学校高三上学期第一次调研测试物理试卷（解析版），共16页。
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，请务必将自己的姓名、考试号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确。
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11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍。则黑磷（ ）
A. 属于多晶体B. 没有固定的熔点
C. 导电性能呈各向异性D. 没有天然的规则几何外形
【答案】C
【解析】A．黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，属于单晶体，故 A错误；
B．黑磷属于单晶体，有固定的熔点，故B错误；
C．电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍，导电性能呈各向异性，故C正确；
D．黑磷属于单晶体，有天然的规则几何外形，故D错误。故选C。
2. 2024年12月17日，中国航天员创造了最长太空行走的世界纪录，空间站在距离地面约400km高处的圆轨道上运动。则航天员（ ）
A. 受到的合力为零B. 始终在北京的正上方
C. 绕地球运动的周期为24hD. 绕地球运动的速度小于
【答案】D
【解析】A．航天员随空间站绕地球一起做匀速圆周运动，合力不为零，由合力提供向心力，故A错；
BC．根据万有引力提供向心力得
解得
因空间站的轨道半径比地球同步卫星的小， 所以空间站的运行周期小于地球同步卫星的运行周期24h，则空间站的角速度大于地球同步卫星的角速度，所以空间站相对于地球是运动的，不可能始终在北京的正上方，故BC错误；
D．7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星绕地球的最大环绕速度，可知航天员绕地球运动的速度小于7.9km/s，故D正确。
故选D。
3. 某微型核电池原料，衰变方程是。则（ ）
A. X是中子
B. 比更稳定
C. 升高温度可以加快的衰变
D. 的质量等于与X的质量之和
【答案】B
【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知
则X电子，故A错误；
B．衰变释放核能，则生成物的比结合能大于反应物的比结合能，即生成物更稳定，比更稳定，故B正确；
C．半衰期不受温度、压强以及该物质是单质还是化合物的影响，故C错误；
D．衰变的过程释放核能，则存在质量亏损，即的质量大于与X的质量之和，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，矩形线圈在磁极间的匀强磁场中匀速转动，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行。此时（ ）
A. 穿过线圈的磁通量最大B. 通过线圈的电流最大
C. 电压表的示数为零D. 流经电阻的电流方向改变
【答案】B
【解析】A．图示位置线圈平面与磁感线平行，为中性面的垂面，穿过线圈的磁通量为零最小，故A错误；
BC．根据电磁感应定律可知线圈在中性面的垂面时，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，则通过线圈的电流最大，且电压表的示数为有效值，所以电压表的示数不为零，故B正确，C错误；
D．线圈平面与磁感线垂直时，线圈中的感应电流方向发生改变，故图示位置线圈中的感应电流方向未发生改变，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，在水平面上固定一竖直挡板M，现用水平力F向左推楔形木块B，使球A缓慢上升，所有接触面均光滑。在此过程中（ ）
A. A对B的压力始终不变
B. A对M的压力逐渐增大
C. 水平外力F逐渐增大
D. 水平面对B的支持力逐渐增大
【答案】A
【解析】AB．设楔形木块B的倾角为，根据题意，对A受力分析，受重力、的支持力、的支持力力，如图所示
由平衡条件可得：，
由题可知，A球慢慢升高，但不变，则B的支持力、的支持力均不变，由牛顿第三定律可知，A对B的压力和A对M的压力始终不变，故A正确，B错误；
CD．对AB的整体受力分析，如图
由平衡条件可得：，
结合题意可知，和均不变，则水平面对B的支持力N不变、水平外力不变，故CD错误。
故选A。
6. 用图示装置研究光电效应的规律，v为入射光的频率，Uc为遏止电压，I为电流表示数，U为电压表示数。下列反映光电效应规律的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．根据光电效应方程得，又因为
解得
则遏止电压与入射光子频率的关系图线是不过原点的直线；对于不同的金属逸出功不同，即截距不同，但两图线的斜率相同，故AB错误；
CD．根据题中给定的图像，在发生光电效应的前提条件下，当电压表电压为0时，电流表示数不能为0，且存在饱和光电流，所以图像不能过原点，故C正确，D错误。
故选C 。
7. 炮弹的速度越大，受到的空气阻力越大，一炮弹从水平面A处射出，落到B点，其弹道曲线如图所示。炮弹从A运动到B的过程中（ ）
A. 水平方向的分速度一直减少B. 上升的时间大于下降的时间
C. 在最高点时的速度最小D. 在最高点时的加速度最小
【答案】A
【解析】A．炮弹在水平方向受到空气阻力作用，空气阻力方向与水平方向的分速度方向相反，炮弹在水平方向一直做减速直线运动，因此炮弹在水平方向的分速度一直减小，故A正确；
B．上升阶段炮弹在竖直方向所受空气阻力竖直向下，在下降阶段在竖直方向所受空气阻力竖直向上，上升阶段在竖直方向所受合力大于下降阶段在竖直方向所受合力，上升阶段在竖直方向的加速度大小大于下降阶段在竖直方向的加速度大小，上升阶段在竖直方向的未速度为零，其逆过程为初速度为零的加速运动，由于上升阶段与下降阶段的位移大小相等，上升阶段在竖直方向的加速度大于下降阶段在竖直方向的加速度，根据
知上升时间比下降时间短，故B错误；
C．当炮弹所受合力方向与速度方向垂直时炮弹的速度最小，在最高点，速度方向沿水平方向，炮弹所受合力方向斜向左下方，不与速度垂直，在最高点炮弹的速度不是最小，故C错误；
D．炮弹所受合力最小时加速度最小，在最高点炮弹所受合力不是最小，合力最小位置在从最高点下降过程的某位置，所以在最高点炮弹的加速度不是最小，故D错误。
故选A。
8. 如图甲所示，弧形磁铁固定在把手的表面，转动把手改变弧形磁铁与霍尔元件的相对位置。如图乙所示，霍尔元件通以向右的恒定电流，使垂直穿过霍尔元件的磁场增强，则霍尔元件（ ）
A. 上下表面间的电势差变大B. 上下表面间的电势差变小
C. 前后表面间的电势差变大D. 前后表面间的电势差变小
【答案】C
【解析】AB．结合图乙，左手定则可知霍尔元件中载流子只会向前或向后偏转，造成前后表面电势差U发生改变，由于载流子不会向上或向下偏转，所以上下表面间的电势差不变，故AB错误；
CD．设霍尔元件前后表面距离为d，一个载流子电量为q，霍尔元件中单位体积内载流子的数量为n，其定向移动的速率为v，导体横截面积为S，当载流子在磁场和电场中不再偏移时有
电流微观表达式
联立解得
故磁场增强，前后表面间的电势差变大，故C正确，D错误。故选C。
9. 一个简易温度计的结构如图所示，长直玻璃管竖直固定，上端与玻璃球形容器相连，下端通过软管与柱形开口容器相连，用水银将一定质量的空气封闭在球形容器内。大气压强保持不变，上下移动柱形容器使左右水银面平齐时，长直玻璃管中水银面对应刻度可以表示外界温度。则玻璃管M、N区间内的刻度可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为大气压强保持不变，所以球形容器内气体做等压变化，则其体积V与热力学温度T成正比，由此可知，温度越高，体积越大，则玻璃管M、N区间内的刻度越靠下，对应温度越高，又因为摄氏温度与热力学温度差值不变，则M、N区间内的刻度分布均匀。故选A。
10. 如图所示，光滑圆弧轨道ABC竖直固定，与水平面相切于A点，B为圆弧上一点，C为圆弧最高点，弧长AC远小于半径。质量相等的小球甲、乙分别从B、C位置由静止同时释放，则两球从开始运动到A点的过程中（ ）
A. 甲球比乙球运动的时间短B. 两球可能在A点右侧相撞
C. 两球动量的改变量相等D. 两球重力的冲量相等
【答案】D
【解析】AB．由于弧长AC远小于半径，可认为小球甲、乙在光滑圆弧轨道做简谐运动，根据单摆周期公式可得周期为
小球甲、乙从B、C位置由静止同时释放，两球从开始运动到A点运动时间均
可知两球在A点相撞，故AB错误；
D．根据
由于两球质量相等，可知两球重力的冲量相等，故D正确。
C．根据动能定理可得
可得小球到达A点的速度大小为
则小球的动量变化量为
由于两球释放高度不同，所以两球动量的改变量不相等，故C错误。故选D。
11. 如图所示，足够大的金属板A、B平行放置，在两板间放置一不带电的金属球壳，O为球心，a、b为球壳外表面上的两点。闭合开关S，稳定后（ ）
A. a点的电势比b点的高B. a点的电场强度比O点的大
C. 向右移动滑片P，a点的电势降低D. 断开开关S，a点的电场强度减小
【答案】B
【解析】A．金属球壳在两极板间的电场中处于静电平衡状态，金属壳为一等势体，电势处处相等，故A错误；
B．处于静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，所以O点的电场强度为零，而a点的电场强度不为零，故B正确；
C．由于电容器保持与电源连接，所以向右移动滑片P时，金属板A、B之间的电势差保持不变，a点的电势不变，故C错误；
D．断开开关S，金属板A、B所带电荷量不变，且电容器的结构未发生改变不变，则金属板A、B之间的电势差不变，根据可知，a点的电场强度不变，故D错误。
故选B。
二、非选择题：共5题，共56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。
12. 兴趣小组用如图甲所示装置验证向心力公式，将力传感器和光电门分别固定，细线上端固定在力传感器上。下端栓接一金属小球。力传感小球自然下垂时球心与光电门中心重合，已知球心到悬点O的距离为l，小球的直径为d，重力加速度为g。实验如下：
（1）小球自然下垂时力传感器读数为，则小球的质量__________（用题中已知量表示）；
（2）将小球拉离竖直方向成一定角度后由静止释放，摆动过程中，测得小球通过光电门的时间t，力传感器对应测得细线的最大拉力F，则小球经过最低点时的速度大小__________（用题中已知量表示）；
（3）改变细线与竖直方向的夹角，重复步骤（2），多次采集实验数据；
（4）正确操作得到一组数据，下列图像中能验证向心力公式的是__________；
（5）向心力的实际值为，理论值为，实验中发现明显大于，可能的原因是__________（写一个原因即可）；
（6）力传感器的核心是电阻应变片，如图乙所示，4个应变片固定在横梁上，横梁右端受向下的作用力向下弯曲，4个应变片的电阻发生改变，上表面应变片的电阻__________（选填“变大”或“变小”），将4个应变片连接到如图丙所示电路中，B、C端输出电压的大小反映了横梁右端受力的大小，则图丙中对应的是__________（选填“”或“”）。
【答案】（1） （2） （4）D （5）球心到悬点的距离l用悬线的长度表示 （6）变大
【解析】（1）[1]小球自然下垂时力传感器读数为，根据平衡关系可知，小球的质量；
（2）[2]小球经过最低点时速度大小；
（4）[3]根据向心力公式可知
解得
则的图像为一次函数，故选D。
（5）[4]实验中发现明显大于，可能的原因是球心到悬点的距离l用悬线的长度表示；
（6）[5][6] 上应变片的电阻分别是Ra、Rb，外力F时，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，根据电阻定律可知，上应变片电阻变大，下应变片电阻变小；
若图丙中R1对应的是Rb，则Ra= R1= Rb，Rc= R2= Rd
根据并联电路的电压特点以及串联电路电压的分配与电阻的关系可知
B、C两点之间无电压输出，因此图丙中R1对应的是Rd。
13. 电动汽车刹车时利用储能装置储蓄能量，其原理如图所示，矩形金属框部分处于匀强磁场中，磁场方向垂直金属框平面向里，磁感应强度大小为B，金属框的电阻为r，ab边长为L。刹车过程中ab边垂直切割磁感线，某时刻ab边相对磁场的速度大小为v，金属框中的电流为I。此时刻：
（1）判断ab边中电流的方向，并求出感应电动势大小E；
（2）求储能装置两端的电压U和金属框的输出电功率P。
【答案】（1）方向，
（2），
【解析】【小问1详解】
由右手定则得ab中的电流方向；
感应电动势大小为
【小问2详解】
由闭合电路欧姆定律
解得储能装置两端的电压
根据
解得金属框的输出电功率
14. 如图所示。一细束白光从O点射入某矩形透明材料，经下表面反射后在上表面形成一条光带AB。已知透明材料的厚度为d，O、A间的距离为d，O、B间的距离为kd，透明材料对从A处射出光的折射率为，真空中的光速为c。

（1）从A处射出的是紫光还是红光？求该光在材料中的速度大小v；
（2）求透明材料对从B处射出光的折射率。
【答案】（1）紫光，
（2）
【解析】【小问1详解】
由图可知，A处射出的光线在材料中偏折大，A处射出的是紫光，折射率
解得
【小问2详解】
设白光的入射角为，A光的折射角为，B光的折射角为，由几何关系有，
对A处射出的光有
对B处射出光有
联立解得
15. 如图所示，固定在水平面上的光滑斜面，倾角，底端固定弹性挡板，长木板B放在斜面上，小物块A放在B的上端沿斜面向上敲击B，使B立即获得初速度，此后B和挡板发生碰撞，碰撞前后速度大小不变，方向相反，A始终不脱离B且与挡板不发生碰撞。已知A、B的质量均为，A、B间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求：
（1）敲击B后的瞬间，A、B的加速度大小、；
（2）B上升的最大距离s；
（3）B的最小长度L。
【答案】（1），
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
敲击B后的瞬间，A受到向上的滑动摩擦力，
对A由牛顿第二定律
解得
对B由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
设A、B向上运动，经过时间t后共速
共速后A、B一起以加速度a向上减速，对A、B分析，有
解得
【小问3详解】
最终A、B均停在挡板处，此时B的长度最小，由能量守恒
解得
16. 如图所示，xOy平面内、区域存在两个有界匀强磁场，右边界与x轴的交点为Q，x轴上方磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为3B，x轴下方磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为2B。质量为m、电荷量为的粒子，从y轴上P点以初速度沿x轴正方向射入磁场，大小可调，P点的纵坐标为d。不计粒子重力，，。
（1）若，求粒子第二次经过x轴位置的横坐标；
（2）求粒子从左边界射出时的位置与P点的最大距离L；
（3）若在范围内，求粒子从P点运动到Q点的最短时间t。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设粒子在第一象限和第四象限做圆周运动的半径分别为和，由牛顿第二定律得，
解得，
粒子在平面内运动轨迹如答图1。
则
解得
【小问2详解】
设粒子在第一象限的半径为r，则粒子在第四象限的半径为1.5r，如答图2所示。
设轨迹的圆心、的连线与y轴方向夹角为，由几何关系得，，
解得
【小问3详解】
粒子的速度越大，运动到Q点的时间越短，①粒子的速度在，粒子在第一象限运动的最大半径为，粒子不能从第一象限直接到达Q点；②设粒子以速度v从P点射出，经第四象限运动到Q点，粒子在第一象限运动的半径r，粒子第一次到达x轴时偏转的角度为，如答图3
则，
解得
由此可以推断，此情形不成立（得到①、②中的一个推断即可得分）。③设粒子以速度从P点射出，粒子在第一象限运动的半径为，粒子第一次到达x轴时偏转的角度为，如答图4。
则，
解得，
则粒子达到Q点的最短时间