江苏省南通等六市2024届高三上学期第一次调研测试（一模）物理试题 含解析

这是一份江苏省南通等六市2024届高三上学期第一次调研测试（一模）物理试题 含解析，共18页。
考生在答题前请认虞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. 如图所示，两轻质小环套在水平杆上，两根等长细线悬挂一重物处于静止状态。现保持环的位置不变，将环往左侧移动一小段距离，仍处于静止状态。则环受到杆的（ ）
A. 支持力不变B. 支持力变小C. 摩擦力不变D. 摩擦力变大
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，设每根绳子的拉力为，绳子与竖直方向的夹角为，由平衡条件有
解得
设杆对小环支持力为，摩擦力为，对小环受力分析，由平衡条件有
，
将环往左侧移动一小段距离，减小，可知变小，不变。
故选A。
2. 两个完全相同的相干波源在水面上形成的干涉图样如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。则（ ）
A. 质点振动加强B. 质点振动加强
C. 质点始终在波谷D. 质点的位移始终最大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，质点为波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故A错误；
BCD．由图可知，质点为波峰与波峰相遇，质点为波谷与波谷相遇，则均为振动加强，质点在连线的延长线上，也为振动加强，质点和质点分别在各自的平衡位置附近上下振动，质点不是始终在波谷，质点的位移不是始终最大，故B正确，CD错误。
故选B。
3. 如图所示，医护人员用注射器将药液从密封药瓶中缓缓抽出，在此过程中瓶中气体（ ）
A. 压强增大，分子数密度增大B. 压强增大，分子数密度减小
C 压强减小，分子数密度增大D. 压强减小，分子数密度减小
【答案】D
【解析】
【详解】医护人员用注射器将药液从密封药瓶中缓缓抽出，在此过程中瓶中药液体积减小，则气体的体积增加，而气体的温度可视为不变，则气体压强减小，气体分子总数一定，则气体分子数密度减小。
故选D。
4. 图甲为LC振荡电路，振荡电流随时间的变化规律如图乙所示，则（ ）
A. 时刻，电容器充电完毕
B. 时刻，线圈中的磁场最弱
C. 过程中，电容器极板间的电压变大
D. 过程中，线圈中的自感电动势变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．在振荡电路中，当振荡电流为零时，表示电容器充电结束，故A正确；
BC．过程中电容器放电，电场能向磁场能转化，时刻放电电流达到最大，此时电场能最小，电容器两极板间的电压最小，而线圈中的磁场能最大，故BC错误；
D．电流的变化率越大自感电动势越大，反之电流的变化率越小自感电动势越小，在过程中，电流的变化率逐渐减小，则可知线圈的自感电动势逐渐减小，故D错误。
故选A。
5. 莱顿瓶是一种储存电荷的装置，在玻璃瓶外面贴有一层金属篟，内部装食盐水，从瓶口处插入金属探针，下端浸在食盐水中，盐水和金属箔构成电容器的两极。现要增大电容器的电容，下列操作中可行的是（ ）
A. 多加入一些食盐水B. 减小食盐水的浓度
C. 将金属探针上移少许D. 减小金属箔的高度
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据电容器电容的物理意义可知，要提升其储存电荷的本领，即要增大电容器的电容C，根据
往玻璃瓶中再加入一些食盐水，相当于增大了极板之间的正对面积，电容增大，莱顿瓶储存电荷的本领获得提高，故A正确；
B．减小食盐水的浓度，相当于介电常数ɛ减小，莱顿瓶储存电荷的本领获得减弱，故B错误；
C．把金属探针上移少许，极板之间的正对面积S、极板间距d和介电常数ɛ，均没有发生变化，根据上述可知，电容不变，则这只莱顿瓶储存电荷的本领不变，故C错误；
D．减小金属箔的高度，相当于减小了极板之间的正对面积，电容减小，莱顿瓶储存电荷的本领减弱，故D错误。
故选A。
6. 如图所示，挡板上安装有宽度可调的一条狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝，狭缝宽度从调整为，光屏上可能呈现（ ）
A. 图样①变化为图样②B. 图样②变化为图样①
C. 图样③变化为图样④D. 图样④变化为图样③
【答案】D
【解析】
【详解】AB．①和②为双缝干涉实验的图像，故AB错误；
CD．用单色平行光照射狭缝，当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反而增大了，故可能呈现图样④变化为图样③。故C错误，D正确。
故选D。
7. 2023年12月，神舟十七号航天员在空间站机械臂的支持下顺利完成出舱，出舱时间约7.5小时．已知空间站距离地球高度约391.9千米，下列说法中正确的是（ ）
A. 空间站的速度大于第一宇宙速度B. 空间站的加速度小于地球表面的重力加速度
C. 航天员在舱外受到的合力为零D. 航天员在舱外绕地球转动大约一圈
【答案】B
【解析】
【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，则空间站的速度小于第一宇宙速度，选项A错误；
B．根据
可知，空间站的加速度小于地球表面的重力加速度，选项B正确；
C．航天员在舱外绕地球做圆周运动，则受到的合力不为零，选项C错误；
D．空间站距离地球高度约391.9千米，根据
可得周期
可估算空间站的周期约为90分钟，则航天员在舱外绕地球转动大约五圈，选项D错误。
故选B。
8. 一辆轿车在平直公路上由静止开始匀加速运动，达到额定功率后保持功率不变，最终做匀速运动．轿车在行驶过程中受到的阻力恒定，关于轿车的速度，功率随时间的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设汽车的额定功率为P，所受恒定阻力为，牵引力为，匀加速结束时的速度为，由于汽车开始做匀加速直线运动，设其加速度为，则根据速度与时间的关系可得
当汽车的匀加速阶段结束，其速度还未达到最大值，此时根据
结合牛顿第二定律
可知，速度将继续增大，而牵引力将减小，则加速度将减小，即此后汽车将做加速度逐渐减小的加速运动，直至牵引力等于阻力时，加速度减小为0，速度达到最大值，而速度—时间图像的斜率表示加速度，因此可知该图像第一阶段为倾斜的直线，第二阶段为斜率逐渐减小的向下弯曲的曲线，故AB错误；
CD．根据
而汽车在匀加速阶段
可得
而
即在匀加速阶段有
式中，则可知在汽车匀加速阶段汽车的功率与时间成正比，即此图像为过原点的一条倾斜直线，而匀加速结束后，汽车的功率达到额定值，此后功率不变，其图像与时间轴平行，故C正确，D错误。
故选C。
9. 如图所示，是棱镜的横截面，是底角为的等腰梯形。一单色光平行于底面入射，入射点为，折射后射向点，为中点，棱镜的折射率为，不考虑光的二次反射，则（ ）
A. 光可能从点射出面B. 光可能在面发生全反射
C. 入射点上移，光的出射点下移D. 入射点上移，光在棱镜中传播的路程变长
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意画出光路图，如图所示
AB面上的入射角为，棱镜的折射率为，则折射率为
故AC面上的折射角为
设光线在点发生全反射临界角为，则有
可得
当光束射向F点时，分析几何关系知入射角为
可知光线在点发生全反射，故光不可能从点射出面，故A错误；
B．根据对称性可知，光束在BD面上的入射角为，故在BD面上不会发生全反射，故B错误；
C．入射点上移，光束在BD面上的入射角为，且不发生变化，光线右移在点右侧，光束在BD面上的入射角不发生变化，光的出射点下移，故C正确；
D．入射点上移，由几何关系可知，光束在棱镜中的光程没有发生变化，故D错误。
故选C。
10. 在电学实验中，改装后的电表测量值略偏小，为校准电表，可以将一个阻值较小的电阻（ ）
A. 与电阻串联B. 与电阻并联C. 与电阻串联D. 与电阻并联
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．左图所示电流测量范围依旧为电表的测量范围，电压增加了R1的电压，因此改装为了大量程的电压表。因为改装后测量值偏小，即电流表示数偏小，通过的电流偏小，因此为了增大电流，需要与R1并联电阻，A错误，B正确；
CD．右图所示电压测量范围依旧是电表的测量范围，电流增加了R2的电流，因此改装为了大量程的电流表。因为改装后测量值偏小，即电流表示数偏小，通过的电流偏大，因此为了增大电流计的电流，需要与R2串联一个电阻，C正确，D错误。
故选BC。
11. 一种电磁驱动的无绳电梯简化模型如图所示，光滑的平行长直金属轨道固定在竖直面内，下端接有电阻，导体棒垂直跨接在轨道上，匀强磁场的方向垂直轨道平面向里。磁场以速度匀速向上移动，某时刻导体棒由静止释放，导体棒始终处于磁场区域内，轨道和导体棒的电阻均不计、接触良好则（ ）
A. 导体棒向上运动的速度可能为
B. 导体棒在磁场中可能先下降再上升
C. 安培力对导体棒做的功大于导体棒机械能的增量
D. 安培力对导体棒做的功可能小于回路中产生的热量
【答案】C
【解析】
【详解】B．根据题意，导体棒始终处于磁场区域内，开始，磁场匀速向上移动，导体棒相对磁场向下的速度大小为，根据右手定则判断感应电流水平向右，安培力竖直向上，若安培力小于导体棒重力，则棒会先向下做加速运动，至安培力等于导体棒重力时，开始匀速向下运动，离开磁场磁场区域，而某时刻导体棒由静止释放，导体棒始终处于磁场区域内，故判断安培力大于导体棒重力，则棒会先向上做加速运动，至安培力等于导体棒重力时，开始匀速向上运动，故B错误；
A．此时受力平衡
而
故导体棒向上运动的速度不可能等于，故A错误；
CD．根据功能关系知安培力对导体棒做的功一部分转化为导体棒机械能，一部分转化为回路中产生的热量，故安培力对导体棒做的功大于导体棒机械能的增量，不可能小于回路中产生的热量，故C正确，D错误。
故选C。
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. 某小组做“验证动量守恒定律”实验：一长木板固定在水平桌面上，其左端固定一个弹射装置。两个小滑块A、B质量分别为、，与木板间的动摩擦因数相同，滑块A每次被弹射装置弹出的速度相同。主要实验步骤如下：
①A紧靠弹射装置，被弹出后停在木板上的点，如图甲所示；
②将B放在木板上的某一位置处，测出与两点间的距离，如图乙所示；
③A紧靠弹射装置，被弹出后与B发生正碰，A被弹回；
④分别测出A、B两滑块停下时的位置与点的距离，如图丙所示。
根据以上实验步骤，回答以下问题：
（1）___________（选填“”）；
（2）到达点时的速度与的关系满足___________；
A． B． C．
（3）若表达式满足___________，则碰撞中动量守恒；若表达式再满足___________，则碰撞过程为弹性碰撞；（均用表示）
（4）B所放的位置不能过于偏左或偏右，请简要说明理由___________。
【答案】 ①. < ②. C ③. ④. 或者 ⑤. 若过于偏左，滑块与B碰撞反弹后可能与弹射装置再次相碰；若过于偏右，B被碰撞后的位移过小，测量误差过大
【解析】
【详解】（1）[1]滑块A与B碰撞，设向右为正，碰撞前滑块A的速度为，碰撞后滑块A的速度为，滑块B的速度为，由动量守恒定律得
由机械能守恒得
解得
由于滑块A反弹，所以
则
（2）[2]滑块A由O点运动到P点，由动能定理得
解得
则
故选C。
（3）[3]若碰撞中动量守恒，则
又
，，
解得
[4]若碰撞中动量守恒，机械能守恒，则
，
解得
或者
（4）[5]若过于偏左，滑块 与B碰撞反弹后可能与弹射装置再次相碰；若过于偏右，B被碰撞后的位移过小，测量误差过大。
13. 如图所示，一个小型交流发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈匝数分别为，副线圈连接电阻．交流发电机的线圈匝数为，电动势瞬时值的表达式为，发电机线圈电阻不计．求：
（1）通过发电机线圈磁通量的最大值；
（2）变压器原线圈中电流的有效值．
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈面积为，则
且
解得
（2）设变压器原、副线圈上电压的有效值为则
且
解得
14. 美国物理学家密立根用如图所示的装置测量光电效应中的几个重要物理量。已知电子的电荷量。
（1）开关断开时，用单色光照射光电管的极，电流表的读数。求单位时间内打到极的电子数；
（2）开关闭合时，用频率和的单色光分别照射光电管的极，调节滑动变阻器，电压表示数分别为和时，电流表的示数刚好减小到零。求普朗克常数。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由
且
代入数据解得
（2）设用频率为的光照射极时，逸出的光电子的最大初动能为，对应的遏制电压为，逸出功为。
根据光电效应方程有
根据动能定理有
代入数据解得
15. 如图所示，质量的物块A放置在水平地面上，上表面为光滑斜面，斜面长，与水平方向的夹角。质量的小物块B从斜面顶端由静止沿斜面下滑，A保持静止。A与地面间的动摩擦因数为，取重力加速度。
（1）求物块B在斜面上运动的时间；
（2）B在斜面顶端时，给A、B相同的水平初速度，此后A、B恰能一起以相同的加速度向左做匀减速运动，求A与地面间的动摩擦因数；
（3）B沿斜面下滑，此时对A施加水平向右的推力F，A、B在水平方向的加速度相同，B相对A做匀速直线运动，求B下滑到底端的过程中推力做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设物块沿斜面下滑的加速度为，由牛顿第二定律得
沿斜面向下运动
代入数据解得
（2）设A、B一起运动的加速度为，对B受力分析可知
对整体受力分析可知
代入数据解得
（3）设下滑的时间为，获得的速度为，相对于A匀速下滑的时间为，则
B相对于A匀速下滑，则B在竖直方向做匀速直线运动
A、B的加速度
对整体受力分析可知
整体的位移
推力做的功
代入数据解得
16. 某种负离子空气净化原理如图所示，空气和带负电的灰尘颗粒物组成的混合气流从左侧进入由一对平行金属板构成的收集器，颗粒物在磁场和电场的作用下，打到金属板上被收集．已知颗粒物的质均为，电荷量均为，初速度大小均为、方向与金属板平行，金属板长为，间距为，不考虑重力影响和颗粒间相互作用．
（1）若金属板间只加匀强电场，上极板带负电．不计空气阻力，板间电压为时，颗粒物全部被收集，求电压的范围；
（2）若金属板间只加匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，颗粒物全部被收集，求磁感应强度大小的范围；
（3）若金属板间存在匀强电场和磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，收集器中气流的速度大小为，方向沿板的方向保持不变．颗粒物所受阻力与其相对于空气的速度方向相反，大小为常量．若板间电压为，上极板带负电，假设颗粒物进入收集器后极短时间内加速到最大速度，此后做匀速运动，颗粒物恰好全部被收集，求电压的大小．
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设沿上极板边缘进入的颗粒物恰好被下极板吸收，在板间运动的时间为，运动的加速度大小为，板间电压为，电场强度大小为，则沿金属板方向
垂直于金属板方向
颗粒物的加速度
板间电场强度
解得
则
（2）由题意可知，贴近上极板进入的颗粒物刚好被下极板左侧吸收，对应的是在磁场中圆周运动的最小半径，可知
贴近上极板进入的颗粒物刚好被下极板右侧吸收，对应的是在磁场中圆周运动的作大半径，则
要使所有的粒子全部被吸收，粒子在磁场中运动的半径应满足
又
解得
（3）如图所示，颗粒达最大速度时，在轴上的分速度分别为，两个分速度对应的洛伦兹力分别为，颗粒受到的电场力为，受到的阻力在轴上的分力分别为，则洛伦兹力在两坐标轴上的分力为

电场力
空气阻力在两坐标轴的分力为
由平衡关系得方向
方向
当颗粒物恰好被全部吸收，应满足

由以上方程解得