江苏省2023-2024高三上学期期初学情调研迎考物理试卷（含解析）

江苏省20232024学年高三第一学期期初迎考试卷
物理参考答案及评分标准
1. C　解析:一个Po核含有84个质子,故A错误;由质量数和电荷数守恒可知Y射线是α射线,穿透力最弱,故B错误;由于Po核比Rn核更稳定,所以Po核比Rn核的比结合能大,故C正确;半衰期与物理、化学变化无关,故D错误.
2. A　解析:地球到太阳的距离r越大,线速度越小,角速度越小,向心加速度越小,故A正确,B、C错误;由G=mr得太阳的质量M=,即可以根据地球的公转周期求出太阳的质量,无法求出地球质量,故D错误.
3. C　解析:设一个篮子的质量为m,连接下篮的绳子的拉力为T2,对下篮,受力分析得4T2=mg,解得T2=,设连接上篮的绳子的拉力为T1,绳子与竖直方向夹角为θ,对两个篮整体分析得4T1cosθ=2mg,根据几何关系得sinθ==0.6,联立解得T1=mg,则=,故C正确,A、B、D错误.
4. D　解析:a光偏折程度较小,频率较小,a光光子的能量小于b光光子的能量,故A错误;a光频率较小,折射率较小,在冰晶中a光传播速度大于b光传播速度,故B错误;根据sinC=,a、b从冰晶射入空气发生全反射时b光的临界角较小,故C错误;a光频率较小,波长较长,让a、b光分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距比较大,故D正确.
5. B　解析:由图乙可知波的周期为T=4 s,由图甲可知波长λ=4 m,则波速v==1 m/s,故A错误;由上下坡法可知波源起振方向沿y轴正方向,故B正确;此波从质点P传播至Q点的过程中,波传播的距离为s=5 m,由s=vt可知传播时间为t=5 s=1.25T,质点P的路程为1.25×4×0.1 m=0.5 m,故C错误;N点与Q点的平衡位置距离NQ=10 m-4 m=6 m=λ,所以当质点Q起振后,与质点N振动步调不一致,故D错误.
6. C　解析:运动员离开B点后的上升过程中,加速度为g,则处于失重状态,故A错误;运动员在C点时具有水平速度,即速度不为0,故B错误;运动员下降过程中只受重力作用,则加速度不变,故C正确;从A点到E点,由动能定理m-m=mghAE,α变大时,运动员落到着陆坡上时的位置可能在E点上方,则此时hAE变小,则落到着陆坡上的速度变小,故D错误.
7. C　解析:当有烟雾进入时,来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C,照射到钠表面时会产生光电流,则光源S发出的光波频率要大于金属钠的极限频率,故A错误,C正确;由光电效应方程可得eUc=Ek=hν-hνc,变式可得Uc=ν-νc,可知该图像斜率k=,故B错误;当光源s发出的光能使光电管发生光电效应,那么光源越强,被烟雾散射进入光电管的光就越多,产生的电流越大,越容易探测到烟雾,即光电烟雾探测器灵敏度越高,故D错误.
8. B　解析:当发电机线圈转速减小时,根据Em=nBSω,可知升压变压器的输入电压U1减小,而负载不变,因此整个电路中各部分电流、电压、功率都减小,故B正确.
9. C　解析:该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的,a、b为两电荷连线上对称的两点,所以a、b两点的电场强度大小、方向相同,故A错误;c、d两点位于同一条等势线上,则c点的电势等于d点的电势,故B错误;正电荷在电势高的地方电势能大,所以将带正电的试探电荷从b点移到d点,其电势能增加,故C正确;负电荷在电势低的地方电势能大,所以负电荷在c点的电势能大于在a点的电势能,故D错误.
10. D　解析:根据楞次定律,导体棒L1、L2最终以相同的速度匀速直线运动,设共同速度为v1,根据动量守恒定律可得mv0=2mv1,解得v1=,故A错误;设导体棒L1、L2在整个过程中产生的焦耳热为Q总,根据能量守恒定律可得m=Q总+(2m),解得Q总=m,导体棒L1、L2的电阻都为r,因此导体棒L2产生的焦耳热为Q=Q总=m,故B错误;对导体棒L2,由动量定理得Bidt=mv1,因为q=it,故Bdq=mv1,因此通过导体棒横截面的电荷量为q==,故C错误;若导体棒L1、L2速度相等时距离为零,则两棒初始距离最小,设最小初始距离为l,则通过导体棒横截面的电荷量q===,解得l=,故D正确.
11. (1) E　(2) 见解析　(3) 　(4) 减小　(5) 30
解析:(1) 实验时要求电流表的示数从0开始调节,则滑动变阻器应采用分压式接法,为了方便调节且使电表示数变化比较明显,滑动变阻器应选择阻值较小的R1.
(2) 滑动变阻器采用分压式接法,实验器材有两个电流表,没有电压表,可以采用双安法测电阻的方式测量热敏电阻的阻值.电流表A1的阻值已知,所以A1可以作为电压表使用,设计电路图如图所示.
(3) 电流表A1两端电压为U1=I1r1,热敏电阻RT与电流表A1并联,所以热敏电阻RT两端的电压为UT=U1=I1r1,通过热敏电阻RT的电流为IT=I2-I1,所以热敏电阻的阻值为RT==.
(4) 由图甲中信息可知,随温度的升高而逐渐增大,所以RT随温度的升高而逐渐减小.
(5) 图乙中,电压表示数U4=1.2 V,所以通过电阻R4的电流为I4==0.4 A,通过电阻R3的电流为I3=I-I4=0.4 A,电阻R3两端的电压为U3=I3R3=2.0 V,热敏电阻RT两端的电压为UT=U3-U4=0.8 V,所以热敏电阻的阻值为RT==2 Ω,由图甲中信息可知,与温度t之间存在如下线性关系=0.20+0.01t(℃),解得t=30 ℃.
12. (1) 对料盒,根据牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma解得a=6.8 m/s2,加速度方向沿输送线B向下. (4分)
(2) 对料盒,设推杆对每个料盒做功为W,由动能定理得W-(mgsinθ+μmgcosθ)L=0
解得W=23.8 J(4分)
13. (1) 当锅内气体压强增大到设计的最大值p1=1.4p0时,限压阀被顶起,设限压阀质量为m,由平衡条件可得
p1S=p0S+mg
解得m=0.048 kg(4分)
(2) 设气孔2放气前锅内气体体积为V1,放出的气体体积为ΔV,因锅内气体温度一定,根据玻意耳定律有
p1V1=p0(V1+ΔV)
解得ΔV=0.4V1
由M=ρV
可得 == (4分)
14. (1) 物块A滑到P点时,向心力由压力提供F=m1
从底端到P点 m1=m1gR+m1
解得vA=3 m/s(3分)
(2) 弹簧被弹开的瞬时,由动量守恒定律可得m1vA=m2vB
弹性势能为Ep=m1+m2
解得Ep=21 J(5分)
(3) 当木板C锁定时B恰能滑到长木板的右端,则
m2=μm2gL
解得木板长L=3.2 m
解除木板C的锁定,B滑上C后到相对静止,由动量守恒定律可得m2vB=(m2+m3)v
由能量关系m2-(m2+m3)v2=μm2gx
解得x=1.28 m
即物块B最终的位置与长木板C右端的距离为
l=3.2 m-1.28 m=1.92 m. (5分)
15. (1) 粒子在电场中加速qU=mv2
粒子磁场中做匀速圆周运动
qvB=m,r=
联立解得B= (3分)
(2) 由(1)可得半径r==
由k1>k2,当B和U相同时r1当电压波动时,要在胶片上分开两种粒子,需满足
2r1max<2r2min
即<
解得ΔU(3) 粒子恰好打在接收器中点N时,设粒子进入磁场时速度与竖直方向夹角为β,则
0.2L=2r-2rcosβ=L(1-cosβ)
解得β=37°
粒子恰好打在接收器最左端时,设粒子进入磁场时速度与竖直方向夹角为α,则
0.4L=2r-2rcosα=L(1-cosα)
解得α=53°>45°
进入磁场速度与竖直方向夹角在45°到37°的粒子打在接收器中点N左侧,夹角在0°到37°的粒子打在接收器中点N右侧.在单位时间内接收到比荷为k1的粒子数之比
η== (8分)绝密★启用前
江苏省20232024学年高三第一学期期初迎考试卷
物　理
注意事项:
1. 本试卷共100分,考试用时75分钟.
2. 答题前,请考生将学校、班级、姓名填写在密封线内.
一、 单项选择题:共10题,每题4分,共40分,每题只有一个选项最符合题意.
1. 大理石是家居装修常用的石材,它有一定的辐射,其辐射源主要是石材中的氡元素.已知氡核衰变方程为 RnPo+Y,则下列说法中正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. 一个 Po核含有134个质子
B. Y射线是穿透力最强的一种放射性射线
C. Po核比Rn核的比结合能大
D. 经高温煅烧后石材中的氡半衰期会缩短
2. 二十四节气是中华民族的文化遗产.地球沿椭圆形轨道绕太阳运动,所处四个位置分别对应北半球的四个节气,如图所示.下列关于地球绕太阳公转的说法中,正确的是 (　　)
A. 冬至时线速度最大 B. 夏至和冬至时的角速度相同
C. 夏至时向心加速度最大 D. 可根据地球的公转周期求出地球的质量
3. 图甲为挂在架子上的双层晾衣篮.上、下篮子完全相同且保持水平,每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成,两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连,上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上.晾衣篮的有关尺寸如图乙所示,则图甲中上、下各一根绳中的张力大小之比为 (　　)
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 5∶2 D. 5∶4
4. 日晕也叫圆虹,是多出现于春夏季节的一种大气光学现象,如图甲所示.其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上,如图乙所示,a、b为其折射出的光线中的两束单色光.下列说法中正确的是 (　　)
A. a光光子的能量大于b光光子的能量
B. 在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度
C. a、b从冰晶射入空气发生全反射时b光的临界角较大
D. 让a、b光分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距比较大
5. 图甲是一列简谐横波在某时刻的波形图,质点M、N、P、Q分别位于介质中x=3 m、x=4 m、x=5 m、x=10 m处.该时刻横波恰好传播至P点,图乙为质点M从该时刻开始的振动图像.下列说法中正确的是 (　　)
A. 此波在该介质中的传播速度为1.25 m/s
B. 波源起振方向沿y轴正方向
C. 此波传播至Q点的过程中,质点P的路程为5 m
D. 当质点Q起振后,与质点N振动步调完全一致
6. 图甲是北京冬奥会单板滑雪大跳台比赛项目中运动员在空中姿态的合成图.比赛场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分.运动员进入起跳台后的运动可简化成如图乙所示,先以水平初速度v0从A点冲上圆心角为α的圆弧跳台,从B点离开跳台,C点为运动轨迹最高点,之后落在着陆坡上的E点.若忽略运动过程中受到的一切阻力并将运动员及其装备看成质点,则下列说法中正确的是 (　　)
A. 运动员离开B点后的上升过程中处于超重状态
B. 运动员在C点速度为0
C. 运动员下降过程中的加速度不变
D. α越大,运动员落在着陆坡上的速度越大
7. 如图甲所示是一款光电烟雾探测器的原理图.当有烟雾进入时,来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C,光射到光电管中的钠表面时会产生光电流.如果产生的光电流大于10-8A,便会触发报警系统.金属钠的遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示,则 (　　)
甲
乙
A. 要使该探测器正常工作,光源S发出的光波频率要小于金属钠的极限频率
B. 图乙中图像斜率的物理意义为普朗克常量h
C. 触发报警系统时钠表面会释放出光电子
D. 无法通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度
8. 2022年11月23日,我国自主研制的16兆瓦海上风电机组正式下线,标志着我国海上风电技术实现重大突破.风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型:风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流,并通过变压器和远距离输电线给灯泡L供电.两变压器均为理想变压器,当发电机线圈转速减小时,下列说法中正确的是 (　　)
A. 通过R的电流增加 B. 降压变压器的输入电压U3减小
C. 灯泡L消耗的功率增加 D. 发电机的输出功率不变
9. 有研究表明,当兴奋情绪传播时,在人的体表可以测出与之对应的电势变化.某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示,图中实线为等差等势面,标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势,a、b、c、d为等势面上的点,该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场,a、b为两电荷连线上对称的两点,c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点.下列说法中正确的是 (　　)
A. a、b两点的电场强度不同
B. c点的电势大于d点的电势
C. 将带正电的试探电荷从b点移到d点,其电势能增加
D. 负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能
10. 如图所示,两光滑平行长直导轨,间距为d,放置在水平面上,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直,两质量都为m、电阻都为r的导体棒L1、L2垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,初始两导体棒距离足够远,L1静止,L2以初速度v0向右运动,不计导轨电阻,忽略感生电流产生的磁场,则 (　　)
A. 导体棒L1的最终速度为v0 B. 导体棒L2产生的焦耳热为
C. 通过导体棒横截面的电荷量为 D. 两导体棒的初始距离最小为
二、 非选择题:共5题,共60分.其中第12题~第15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.
11. (15分)某物理兴趣实验小组的同学探究热敏电阻的阻值和温度的关系,实验室为其提供了如下的实验器材:
A. 电源电动势E=4.0 V,内阻不计 B. 电流表A1(0.6 A,内阻r1=5 Ω)
C. 电流表A2(0.6 A,内阻r2约为1 Ω) D. 定值电阻R0(用于保护电源)
E. 滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω) F. 滑动变阻器R2(最大阻值为100 Ω)
G. 热敏电阻RT H. 绝缘温度计
I. 开关S、导线若干
(1) 实验时要求电流表的示数从0开始调节,则滑动变阻器应选择　　　　(填器材前的字母).
(2) 为了较精确地测量热敏电阻在不同温度下(所加电压不超过3.0 V)的阻值,利用以上的实验器材设计电路,并将设计好的电路画在虚线框中.
(3) 根据设计的电路,闭合开关,调节滑动变阻器,两电表A1、A2的读数分别记为I1、I2,则此次测量时,热敏电阻的阻值为RT=　　　　　　(用题中所给的物理量的符号表示).
(4) 该小组的同学通过测量的实验数据描绘出了该热敏电阻的阻值关于温度的函数图像,如图甲所示,则该热敏电阻的阻值随温度的升高而逐渐　　　　(填“减小”“不变”或“增大”).
(5) 该小组的同学将热敏电阻接在如图乙所示的电路中,已知电源的输出电流恒为I=0.8 A,定值电阻R3=5 Ω、R4=3 Ω,接通电路后理想电压表的示数为1.2 V,则热敏电阻所处环境的温度为　　　　℃.
12. (8分)如图是一位同学设计的直角输送推料装置,导轨输送线A与倾角为θ=37°、长度为L=3.5 m的导轨输送线B平滑连接.每相同时间间隔有一个质量m=1 kg的料盒通过输送线A被送到推杆前并处于静止状态,推杆将其沿输送线B推动距离L0=0.1 m后,快速缩回到原推料处,料盒离开推杆后恰能到达输送线B的顶端.已知输送线B与料盒的动摩擦因数μ=0.1,整个过程料盒可视为质点,输送线B静止不动,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1) 料盒离开推杆后,在输送线B上滑行的加速度.
(2) 推杆对每个料盒做的功.
13. (8分)如图为高压锅结构示意图,气孔1使锅内气体与外界连通,随着温度升高,锅内液体汽化加剧,当温度升到某一值时,小活塞上移,气孔1封闭.锅内气体温度继续升高,当气体压强增大到设计的最大值1.4p0时,气孔2上的限压阀被顶起,气孔2开始放气.气孔2的横截面积为12 mm2,锅内气体可视为理想气体,已知大气压p0=1.0×105 Pa,取g=10 m/s2.
(1) 求限压阀的质量m.
(2) 若限压阀被顶起后,立即用夹子夹住限压阀使其放气,假设放气过程锅内气体温度不变,当锅内气压降至p0时,求放出的气体与限压阀被顶起前锅内气体的质量比.
14. (13分)如图所示,半径R=0.4 m的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内,在最低点与光滑平台相切,P点与圆心O等高,物块A、B静置在平台上,用轻质无弹性细绳将A、B连接在一起,且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(两端未与A、B拴接),长木板C锁定在平台右侧光滑的水平面上,长木板上表面与平台齐平.已知物块A的质量m1=2 kg,物块B的质量m2=1.5 kg,长木板C的质量m3=1 kg,物块B与长木板C间的动摩擦因数μ=0.25.现将物块A、B之间的细绳剪断,脱离弹簧后物块A向左滑入半圆形光滑轨道,运动到P点时对轨道的压力大小为F=5 N,物块B滑上长木板C后恰好运动到长木板C的右端.取g=10 m/s2,物块A、B均可视为质点.
(1) 求物块A刚脱离弹簧后的速度大小.
(2) 求轻质弹簧中储存的弹性势能.
(3) 若B滑上C瞬间,解除对长木板C的锁定,求物块B最终的位置与长木板C右端的距离.
15. (16分)如图甲所示为质谱仪的原理图,加速电压为U.粒子源A持续释放出初速度可忽略、比荷分别k1和k2的两种正电荷,且k1>k2.粒子从O点沿垂直磁场边界方向进入匀强磁场,磁场下边界放置胶片C.比荷为k1的粒子恰好打在距O点为L的M点,不计粒子重力和粒子间的相互作用.(取sin37°=0.6,sin53°=0.8)
(1) 求磁感应强度B的大小.
(2) 若加速电压存在波动,在(U-ΔU)到(U+ΔU)之间变化,要在胶片上分开两种粒子,求ΔU的取值范围.
(3) 如图乙所示,若比荷为k1的粒子进入磁场时存在散射角θ=45°,粒子在2θ范围内均匀射入,现撤去胶片C,紧靠M点在其左侧水平放置一长度为0.4L的接收器,求接收器中点左右两侧在单位时间内接收到比荷为k1的粒子数之比η.