江苏省省三校2023-2024学年高三下学期期初调研考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024届高三第二学期调研考试物理学科试题一．单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项符合题意）1.如图所示，某人在河谷堤岸上以一定初速度水平抛出一小石块，抛出的小石块可能落在抛出点左侧的任何位置，落地速度与水平方向的夹角成为偏向角，下列说法正确的是（）A.初速度越大，落地时间越长B.初速度越大，落地时间越短C.初速度越大，偏向角越小D.初速度不同，偏向角可能相等〖答案〗D〖解析〗AB．落地时间长短与小石块竖直方向位移有关，由于落点不确定，落地时间长短无法确定，故AB错误；CD．设速度偏转角，位移偏转角为。根据平抛运动速度方向夹角和位移方向夹角关系规律可知当小球落在抛出点所在斜面时，落地速度与水平方向的夹角相同，与水平初速度无关，故D正确，C错误。故选D2.现在市场上的调光电灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图为一个经过元件调节后加在电灯上的电压，加在电灯上的电压是（） A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗由图可知该电压的周期为，设加在电灯的有效电压为，有得故选B。3.2023年8月13日，我国“陆地探测四号01星”卫星入轨成功，这颗卫星在高达3万公里的高空，全天候扫描亚太地区。卫星发射后先在椭圆过渡轨道运动，在近地点A的速度为vA，远地点P的速度为vP。飞行一定时间后在P点点火，进入正圆运行轨道，在正圆轨道速度为vB。则（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗由开普勒第二定律可知，近地点速度大于远地点速度，即因为从椭圆轨道变轨到圆周轨道，要在P点点火加速，故有若以地球为圆心，以A点到圆心距离为半径做一运动轨道，该轨道半径比B点的半径小。由公式得可知所以有故选B。4.2023年6月，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱经历一系列减速过程后，在距离地面高度只有1米时，返回舱的速度为7m/s，此时底部的反推火箭将瞬间点火，让返回舱的速度快速降至2m/s，从而实现软着陆。已知返回舱的总质量约为3吨，重力加速度取10m/s2，火箭点火时间约为0.15秒，则点火过程返回舱受到的反向推力约为（）A.7.0×104N B.1.0×105NC.1.3×105N D.1.6×105N〖答案〗C〖解析〗根据动量定理解得点火过程返回舱受到的反向推力约为故选C。5.如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω，直流电动机内阻R1＝1.0Ω。调节滑动变阻器R2，使得额定电压为U0＝4V、额定机械输出功率为P0＝4W电动机刚好正常工作，则R2连入电路中的阻值为（）A.2.0Ω B.1.5Ω C.1.0Ω D.0.5Ω〖答案〗D〖解析〗电动机额定机械输出功率为解得根据闭合电路的欧姆定律解得R2连入电路中的阻值为故选D。6.如图甲所示为牛顿环装置意识图，将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环，如图乙所示。如果将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，如图丙，则观察到的条纹可能是（已知A选项中的同心圆环条纹与乙图完全相同）（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个空气薄膜，当竖直向下的平行光射向平凸透镜时，尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉。同一半径的圆环处的空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状。若将下方的玻璃平板换成凸面朝上的平凸透镜，即对应图乙同一亮环，这一厚度要内移，对应的牛顿亮环的半径变小，其它环半径依次变小，所以圆环半径要变小，环更密。故选B。7.如图所示为某弹跳玩具，底部是一个质量为m的底座，通过弹簧与顶部一质量M=2m的小球相连，同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接，稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放，小球运动到初始位置处时，瞬间绷紧细绳，带动底座离开地面，一起向上运动。某次游戏时发现，底座离开地面后能上升h高，则（）A.用手将小球按下一段距离后，弹簧弹性势能B.绳子绷紧前的瞬间，小球的动能为C.绳子绷紧瞬间，系统损失的机械能为D.玩具离开地面上升到最高点的过程中，重力做功〖答案〗C〖解析〗ABC．设细绳绷紧后瞬间，小球和底座一起向上运动的速度大小为，底座离开地面后能上升h高，则有设细绳绷紧前瞬间，小球的速度为，根据动量守恒可得可得则绳子绷紧前的瞬间，小球的动能为则绳子绷紧瞬间，系统损失的机械能为用手将小球按下一段距离后，在绳子绷紧前的瞬间，减小的弹性势能转化成小球的动能和重力势能，故弹性势能满足故AB错误，C正确；D．玩具离开地面上升到最高点的过程中，重力做功为故D错误。故选C。8.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，o、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op线段，电场强度的大小先减小后增大D.沿图中op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op线段上任意一点的合场强均为零，同理，下方四个离子在op线段上任意一点的合场强也均为零。因此沿题图中op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op线段电势不变，故D错误。故选A。9.2023年11月，我国第三艘国产航母福建舰在长兴岛成功进行了首次电磁弹射测试。电磁弹射的原理可简化为如图所示结构，电容为C的电容器充满电后板间电压为U0，导体轨道abcd处存在磁感应强度为B的匀强磁场，金属牵引杆开始时静止在ac处，接通电路，电容器通过轨道和金属杆放电。金属杆和轨道电阻可忽略不计，金属杆在安培力作用下开始加速，已知ac=L。金属杆的质量为m，所受阻力忽略不计，金属杆在运动到bd之前已经匀速，速度大小为v，则（）A.整个过程电容器放出的电荷量为B.整个过程电容器放出的电荷量为C.金属杆匀速运动的速度可表示为D.金属杆匀速运动的速度可表示为〖答案〗D〖解析〗金属杆在运动到bd之前已经匀速，速度大小为v，设此时电容器两端电压为，则有可知整个过程电容器放出的电荷量为对金属杆根据动量定理可得则有解得金属杆匀速运动的速度可表示为故选D。10.我国的空间站上安装有四台LHT霍尔推进器来维持空间站轨道高度。霍尔推进器喷射管的结构如图。在喷射管中存在沿+x方向的匀强电场E和沿+z（图中垂直纸面向外）方向、磁感应强度为B的匀强磁场，燃料氙气在O处被电离为氙离子，氙离子的质量为m，电量为+q，初速度可视为0，经电场加速和磁偏转后从喷口喷出，为空间站提供持续、方向可控的动力。已知电磁场区域长度为L，则（）A.氙离子穿越场区的过程中，洛伦兹力对氙离子做正功B.氙离子出射速度的方向延长线过的中点C.氙离子穿越场区的时间D.氙离子喷出的速度偏向角θ满足〖答案〗D〖解析〗A．洛伦兹力的方向总是与带电粒子的速度方向垂直，所以氙离子穿越场区的过程中，洛伦兹力对氙离子不做功，故A错误；B．氙离子射出后运动轨迹不是抛物线，速度的方向延长线不过的中点，故B错误；C．水平方向根据动量定理有根据动能定理有解得cos故C错误；D．氙离子喷出的速度偏向角θ满足其中根据动能定理有联立解得故D正确；故选D。11.水的硬度主要与水中溶解的钙、镁离子浓度有关，水的硬度也将影响水的电阻率。为测量样品水质的电阻率，检测员将水样注满一绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器两端用固定的圆形金属电极密封（如图甲所示）。粗测水样电阻Rx约有几万欧姆。已知容器金属电极间距离为L=10.00cm，用游标卡尺测量容器内直径时读数如图乙所示。（1）乙图中游标卡尺的读数是d=______________cm；（2）在测定水样电阻Rx后，水样的电阻率的表达式为_______________（用题中测得物理量L、d、Rx表达）（3）若测得水样的电阻率越大，则说明水中溶解的离子浓度越__________（填“大”或“小”）；（4）用如图丙电路图测量水样的电阻Rx。将开关S2置于a处，闭合开关S1，调节滑动变阻器，使灵敏电流计读数为I1=100μA；将开关S2置于b处，保持滑动变阻器不动，调节电阻箱，为保证在转换开关S2和调节电阻箱时滑动变阻器的分压几乎不变，在提供的两款滑动变阻器：R1=5Ω和R2=5000Ω，检测员应该选用__________（填R1或R2）。（5）操作时发现当电阻箱阻值为R0=50000Ω时灵敏电流计读数I2=62μA，若已知灵敏电流计内阻为RG=500Ω，根据测量可知所取水样的电阻为Rx=__________Ω。〖答案〗（1）1.150（2）（3）小（4）R1（5）30810〖解析〗（1）[1]乙图中游标卡尺的读数是（2）[2]由电阻定律有得（3）[3]水样的电阻率越大，所以电阻越大，水中溶解的离子浓度越小。（4）[4]为保证在转换开关S2和调节电阻箱时滑动变阻器的分压几乎不变，不管是或是与滑动变阻器左侧部分的并联电阻应该变化不大，所以滑动变阻器的阻值应该很小，故选用。（5）[5]由欧姆定律有得12.有一列振幅为4.0cm的简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻位于0点的波源开始振动。t=0.4s时的波形如图所示，此时波传播到x=4.4m处，波源的坐标为y=2.0cm，试求：（1）该简谐波传播的速度v；（2）该简谐波的波长λ。〖答案〗（1）11m/s；（2）4.8m〖解析〗（1）该简谐波传播的速度为（2）根据简谐运动质点位移-时间表达式结合图像有解得（舍去），解得该简谐波的波长为13.一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d=4a，直径均为2a，折射率为。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，测量前先调节光纤内光路，使得从M下端面出射的光与竖直方向的夹角达到最大。（1）求此最大偏角的正弦值；（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求被测物体下移的距离Δb（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。（结果用a表示）〖答案〗（1）0.8；（2）0.75a〖解析〗（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下端发生折射时，入射光线与竖直方向的偏角为，此时可得又解得（2）根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示由几何关系可得，联立，解得14.如图所示装置，两根光滑细杆与竖直方向夹角都是θ，上面套有两个质量为m的小球，小球之间用劲度系数为k的弹簧相连。静止时，两小球静止在A、B处，当整个装置绕中心轴线缓慢加速旋转，当角速度为ω时，不再加速，保持稳定，此时两小球处于C、D位置，且此时弹簧中弹力与小球静止在A、B处时的弹力大小相等，试求：（1）小球静止在A、B位置时弹簧的弹力大小F；（2）稳定在C、D位置时弹簧的长度LCD；（3）整个过程中细杆对弹簧小球系统做的功W。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）小球静止在A、B位置时，根据平衡条件弹簧的弹力大小为（2）稳定在C、D位置时，对小球受力分析，重力、支持力、弹簧弹力的合力提供小球做圆周运动的向心力，竖直方向有水平方向有两小球处于C、D位置，且此时弹簧中弹力与小球静止在A、B处时的弹力大小相等，则解得（3）小球稳定在C、D位置时，线速度为设弹簧原长为，根据胡克定律有根据几何关系有小球稳定在C、D位置时，上升的高度为因初、末状态弹簧的形变量相同，弹簧弹力对小球做功为零，故细杆对两小球所做总功为15.清华大学研究的新型SSMB-EUV光刻技术，用于提供高强度、可调波长的极紫外光源。方案中的同步轨道如图所示，密度分布非常均匀的稳流电子束被导入同步轨道。同步轨道上存在磁感应强度为B的匀强磁场，电子在磁场控制下沿着固定半径的轨道做匀速圆周运动，每转一周，穿越一次加速腔，从中获得能量，如图所示。同步加速器中磁感应强度随电子速度的增加而增加。已知圆形轨道半径为R，电子的质量为m，电荷量为-e，加速腔ab的长度为L，L<<R，当电子进入加速腔时，加速电压的大小始终为U，离开加速