江苏省南京市秦淮中学2023-2024学年高三上学期12月学情调研物理试题

2024年江苏省南京市秦淮中学高考物理调研试卷(12月份) 一、单选题:本大题共11小题,共44分。 1.某同学用指针式多用电表粗测规格为“6V 3W”小灯泡的室温电阻,应将多用电表的选择开关挡位旋至( ) A. 电阻 B. 电阻 C. 直流电压10V D. 直流电流5mA 2.抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,观察激光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化( ) A. 这里应用的是光的干涉现象 B. 这里应用的是光的偏振现象 C. 如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细 D. 用蓝色激光比红色激光得到的条纹更宽 3.如图所示,水平传送带A、B长,以的速度沿顺时针方向匀速运动。现将一小物块以的水平初速度从A点冲上传送带。若小物块与传送带间的动摩擦因数为,g取,则小物块运动至传送带右端B点所用的时间是( ) A. B. C. D. 4.如图所示,一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。A内有一定质量的理想气体,B内为真空。抽开隔板K后,A内气体进入B,最终达到平衡状态。在这个过程中,下列关系图像正确的是( ) A. B. C. D. 5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,传播速度,时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动,下列图形中哪个是时的波形( ) A. B. C. D. 6.2021年2月,我国首次火星探测任务探测器“天问一号”成功进入周期为T的大椭圆环火轨道。14天后,“天问一号”成功实施近火制动,经过极轨转移轨道图中未画出,进入近火点高度h、远火点高度H、周期为的火星停泊轨道。已知火星半径R。则大椭圆轨道半长轴为( ) A. B. C. D. 7.如图所示,假设入射光子的动量为,光子与静止的电子发生弹性碰撞。碰后光子的动量大小为,传播方向与入射方向夹角为:碰后电子的动量大小为,出射方向与光子入射方向夹角为。已知光速为c,普朗克常量为h,下列说法正确的是( ) A. 该效应说明光具有波动性 B. 碰前入射光的波长为 C. 碰后散射光的波长变长 D. 碰后电子的能量为 8.如图所示,AOB为扇形玻璃砖,一细光束照射到AO面上的C点,入射光线与AO面的夹角为,折射光线平行于BO边,圆弧的半径为R,C点到BO面的距离为,,,光在空气中的传播速度为c,下列说法正确的是( ) A. 玻璃砖的折射率 B. 光线在AB圆弧面上出射时的折射角 C. 光线会在AB圆弧面上发生全反射 D. 若不考虑每个界面的反射光,则光在玻璃砖中传播的时间为 9.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地.两板间有一个正检验电荷固定在P点,如图所示,以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、表示P点的电势,W表示正电荷在P点的电势能,若正极板保持不动,将负极板缓慢向右平移一小段距离的过程中各物理量与负极板移动距离x的关系图象中正确的是( ) A. B. C. D. 10.如图所示是研究光电效应的实验原理图,某实验小组用光强相同即单位时间照射到单位面积的光的能量相等的红光和紫光分别照射阴极K,移动滑片P分别得到红光和紫光照射时,光电管的光电流I与电势差的关系图像可能正确的是( ) A. B. C. D. 11.如图所示,质量忽略不计、长度分别为和的不可伸长的轻绳,分别系质量为5m和m的小球,它们以相同的转速绕中心轴线做匀速圆周运动。稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为及,圆周运动半径分别为和,两绳子中的张力分别为和,则( ) A. ::5 B. ::2 C. ::1 D. :: 二、实验题:本大题共1小题,共15分。 12.某小组测量不知名材质带缺口金属环如图甲的电阻率,应用了学生电源E、定值电阻、电压表和、电阻箱R等器材,操作步骤如下: 用软尺测量金属环的长度L,用游标卡尺在不同部位测量金属环横截面的直径D,测量时金属环应卡在乙图游标卡尺的_部位选填“A”、“B”或“C”,读数如图丙所示,示数为_ cm; 按图丁连接电路,a、b间器件表示金属环,闭合开关,调节电阻箱,记录两块电压表和电阻箱的读数,绘制出戊图,可计算出金属环的阻值_,用L、D、表示出该金属环的电阻率_; 由戊图计算出的阻值_真实值选填“大于”、“小于”或“等于”。 三、计算题:本大题共4小题,共41分。 13.在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量。 放射性原子核用表示,新核的元素符号用Y表示,写出该衰变的核反应方程; 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求环形电流大小。 14.如图所示,质量为m、电荷量为的带电小球用不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方的A点。在空间施加水平向右的匀强电场,小球从A点由静止释放后,到达最高点B,已知OA和OB间的夹角,重力加速度大小为g,不计空气阻力。求: 电场强度E的大小; 小球运动到B点时的加速度大小。 15.如图所示,质量为的小车上有一半圆形的光滑槽,一质量为的小球置于槽内,共同以速度沿光滑水平面运动,并与一个原来静止的小车对接时间极短,g取。 对接后瞬间,小车的速度大小; 小球能上升的最大高度h; 小球再次回到凹槽最低点时的速度大小。 16.如图甲所示,两电阻不计的光滑金属导轨倾斜平行放置,间距,倾角,下端接定值电阻,矩形区域CDEF内有垂直导轨平面向上的磁场,DE边长,磁场磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。现将一质量,电阻的金属棒在导轨上端某处由静止释放,经运动到EF位置,进入磁场后,再运动后开始做匀速运动。g取,。求: 时间内金属棒中电流的大小; 金属棒刚进磁场时加速度的大小a; 从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中,定值电阻上产生的焦耳热。 答案和解析 1.【答案】A 【解析】解:小电珠正常发光时电阻为: 所以使用多用电表测电阻时,选择开关旋至欧姆挡进行测量。 故A正确,BCD错误。 故选:A。 先估算小灯泡的电阻,再选择合适的挡位。 本题关键掌握根据估算的电阻值选择欧姆表的挡位。 2.【答案】C 【解析】解:当障碍物的尺寸与光的波长相当或小于光的波长时,会发生明显的衍射,该装置的原理是应用光的衍射,如果屏上条纹变宽,则说明衍射现象更加明显,可知纤维细丝变细了,故ABD错误,C正确。 故选:C。 根据发生衍射的条件分析即可。 知道障碍物的尺寸越小,衍射现象越明显是解题的基础。 3.【答案】B 【解析】解:设运动过程中物体的加速度为a,根据牛顿第二定律得: 求得 设达到皮带速度v时发生的位移为,所用时间为,则 位移 匀速运动的时间 所需总时间,故B正确,ACD错误。 故选:B。 物体在摩擦力的作用下减速运动,先根据牛顿第二定律求解出加速度,求出加速时间和位移,判断是否到达右端,接下来物体做匀速运动直到B端,分两个匀加速和匀速两个过程,分别求出这两个过程的时间即可。 本题关键要对滑块受力分析后,根据牛顿第二定律求解出加速度,再结合运动学公式列式求解。 4.【答案】B 【解析】解:AB、绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递,则T不变,根据,可知,所以p与是过原点的直线,故A错误,B正确。 C、抽开隔板后,V变大则p变小,图像不为平行T轴的线,故C错误。 D、有,由于p变化,所以图像不是过原点的直线,故D错误。 故选:B。 气体自由扩散,而且是绝热过程,体积变大,故内能不变,由理想气体状态方程可以直接求解。 要注意气体绝热自由膨胀时气体是不做功的,根据热力学第一定律和气态方程结合进行分析。 5.【答案】B 【解析】【分析】 分析在时刻位于坐标原点的质点所处的位置和振动方向,该波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”进行分析。 本题主要是考查了波的图像;解答本题的关键是根据质点的振动方向判断出波的传播方向;一般的判断方法是根据“平移法”或“同侧法”,或者根据“走坡法”来判断。 【解答】 根据图象可知该波的波长为,则周期;时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动,在时,该质点已经振动了个周期,说明在时刻位于坐标原点的质点在平衡位置处且向下振动,该波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”可知,B选项是时的波形,故B正确、ACD错误。 6.【答案】B 【解析】解:设大椭圆轨道半长轴为r,停泊轨道的轨道半长轴为 根据开普勒第三定律有: 解得: 故B正确,ACD错误; 故选:B。 “天问一号”围绕火星运动,不同轨道都满足开普勒第三定律。 本题考查开普勒第三定律的应用,解题关键掌握开普勒第三定律的适用条件。 7.【答案】C 【解析】解:A、该效应是康普顿效应,康普顿效应说明了光具有粒子性,故A错误; BC、根据德布罗意波公式可知碰前入射光的波长为,碰后散射光的波长为。光子和电子碰撞,规定光子原来的方向为正方向,根据动量守恒定律有,所以,所以,即碰后散射光的波长边长,故B错误,C正确; D、动能和动量的关系为,设电子的质量为m,则碰后电子的能量为,故D错误。 故选:C。 康普顿效应说明了光具有粒子性;根据德布罗意公式和动量守恒定律分析;根据动能和动量的关系分析。 知道康普顿效应说明了光具有粒子性,掌握德布罗意公式以及动能与动量的关系。 8.【答案】D 【解析】A、光路如图所示: 由于折射光线CE平行于BO,因此光线在圆弧面上的入射点E到BO的距离也为,则光线在E点的入射角满足得 由几何关系可知,,因此光线在C点的折射角为 由折射定律知,玻璃砖的折射率为,故A错误; BC、由于光线在E点的入射角为,根据折射定律可知,光线在E点的折射角为 因为,所以光线不会在AB圆弧面上发生全反射,故BC错误; D、由几何关系可知 光在玻璃砖中传播的速度为 因此光在玻璃砖中传播的时间为,故D正确。 故选:D。 A.作出光路图,根据几何知识求解光在AO面折射的入射角和折射角,根据正弦定理求解折射率; B.光线在E点的入射角为,根据正弦定理求解光线在AB圆弧面上出射时的折射角; C.根据求解全反射的临界角,从而判断光线是否会在AB圆弧面上发生全反射; D.根据几何知识求解光在玻璃砖内传播的路径长,由求解光在玻璃砖内传播的速度,根据求解传播时间。 解决该题关键是能根据题意正确作出光路图,能根据几何知识求解相关的角度和长度,掌握全反射的临界角的求解公式,熟记光在介质中传播的速度的表达式。 9.【答案】C 【解析】解:A、当负极板右移时,d减小,由可知,C与x图象不能为一次函数图象!故A错误; B、由可知,,则,故E与d无关,故B错误; C、因负极板接地,设P点原来距负极板为l,则P点的电势;故C正确; D、电势能,不可能为水平线,故D错误; 故选:C。 由题意可知电量不变,由平行板电容器的决定式可知电容的变化;由定义式可得出两端电势差的变化;再由可知E的变化,进而判断势能的变化. 本题考查电容器的动态分析,由于结合了图象内容,对学生的要求更高了一步,要求能根据公式得出正确的表达式,再由数学规律进行分析求解. 10.【答案】A 【解析】解:当时,电场力使电子减速,光电流为0时的电压即为遏制电压,紫光频率高于红光,紫光遏制电压较大,所以在U轴的正半轴的交点大于红光。单位时间内红光的光子数多,所以红光的饱和光电流大。 故A正确,BCD错误。 故选:A。 根据光电效应的原理,结合电路图以及紫光和红光的频率大小关系得出正确的图像。 本题主要考查了光电效应的相关应用,理解光电效应的原理,结合不同颜色光的频率大小关系即可完成分析,学生容易把KA间电压的正负弄错而得出错误选项。 11.【答案】A 【解析】解:对下面小球受力分析,水平方向有 对上面小球受力分析,水平方向有 联立解得::5 故A正确; B.设绳子与竖直方向夹角分别为、,对下面小球受力分析,竖直方向有 对两个球看作整体,竖直方向上有 稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为及, 联立解得 故B错误; 根据几何关系 联立解得 故CD错误; 故选:A。 对两小球分别进行受力分析;设绳子与竖直方向夹角分别为、,先对下面小球受力分析,将两个球看作整体受力分析;根据几何关系判断CD项。 本题考查学生对圆周运动及受力分析的综合理解能力。 12.【答案】 等于 【解析】解:测量金属环横截面的直径要使用游标卡尺的外侧测量爪C部分; 10分度游标卡尺的精确度为,截面的直径; 根据欧姆定律和串联电路的特点 化简得 图像的斜率 结合函数斜率的含义,待测电阻; 根据电阻定律 电阻率 根据上述求解函数的过程可知,等式真实反映了通过电阻R和的电流,实验没有误差,因此由戊图计算出的阻值等于真实值。 故答案为:;;;;等于。 用游标卡尺测量金属环横截面的直径,根据游标卡尺的正确操作分析作答; 10分度游标卡尺的精确度为,测量值=主尺上对应示数游标上对齐格数不估读精确度; 根据欧姆定律和串联电路的特点求解函数,结合图像斜率的含义求解作答; 根据电阻定律求解电阻率; 根据上述求解函数的过程,结合电路结构分析作答。 本题主要考查了螺旋测微器的使用和读数,考查了金属圆环电阻和电阻率的测量,要明确实验的原理,掌握串联电路的特点、欧姆定律和电阻定律,能正确进行实验误差分析。 13.【答案】解:根据质量数与核电荷数守恒可知,反应方程为:。 设粒子的速度大小为v,根据牛顿第二定律: 可得: 即粒子在磁场中的运动周期为: 环形电流大小为: 答:放射性原子核用表示,新核的元素符号用Y表示,该衰变的核反应方程为:; 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,环形电流大小为。 【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可写出反应方程; 先得到粒子的运动周期,然后根据电流的定义式计算即可。 掌握核反应中质量数守恒和电荷数守恒,以及电流的定义式是解题的基础。 14.【答案】解:小球由A到B的过程中,由动能定理得: 联立解得: 在B点,球的速度为零,向心力为零,沿绳方向合力为零 沿垂直绳的方向,根据牛顿第二定律有: 代入数据解得: 答:电场强度E的大小为; 小球运动到B点时的加速。 【解析】根据动能定理求场强,在等效最低点时,轻绳所受的拉力最大,根据动能定理及向心力表达式求电场强度的大小; 在B点,球的速度为零,向心力为零,故沿绳方向合力为零,沿垂直绳的方向根据牛顿第二定律列方程求加速度。 本题主要考查了带电粒子在复合场中运动的问题,要求同学们能正确分析粒子的受力情况,再通过受力情况分析粒子的运动情况,熟练掌握圆周运动及动能定理的基本公式,难度适中。 15.【答案】解:根据题意可知,对接过程中,两个小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有 代入数据解得 根据题意可知,当小球上升到最高点时,小球和两个小车共速,设此时的速度为,水平方向上由动量守恒定律有 解得 由机械能守恒定律有 联立解得 设小球再次回到凹槽最低点时的速度大小,此时两小车的速度为,由动量守恒定律有 由机械能守恒定律有 代入数据解得 ,舍去 解得 答:对接后瞬间,小车的速度大小; 小球能上升的最大高度; 小球再次回到凹槽最低点时的速度大小为0。 【解析】对接过程,两车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出小车的速度; 当小球上升到最高点时,小球和两个小车共速,水平方向上运用动量守恒定律结合机械能守恒定律求出小球能上升的最大高度; 小球再次回到凹槽最低点时,根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出小球再次回到凹槽最低点时的速度大小。 本题考查了动量守恒定律和机械能守恒定律,正确确定研究对象是正确解题的前提与关键,应用动量守恒定律和机械能守恒定律即可正确解题。 16.【答案】解:内,磁场均匀变化,由乙图得 设回路中感应电动势大小为,则 解得 设金属棒刚进入磁场前的加速度为,刚进入时速度为v,则 解得 设金属棒刚进磁场时磁感应强度为,切割磁感线产生的电动势,金属棒中的电流,刚进磁场时加速度的大小为a,由乙图得金属棒进入磁场后磁感应强度则 由牛顿第二定律有 解得 , 金属棒进磁场后磁感应强度始终为,设金属棒匀速运动时速度为,切割磁感线产生的电动势,金属棒中的电流,则 根据平衡条件有 解得 从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中,这整个回路中产生的焦耳热为Q,则由能量守恒有 而 解得 , 答:时间内金属棒中电流的大小为10A; 金属棒刚进磁场时加速度的大小a为; 从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为9J。 【解析】内,磁场均匀变化,由法拉第电磁感应定律求解回路中感应电动势大小,再利用闭合电路欧姆定律求解金属棒中电流的大小; 根据牛顿第二定律求金属棒刚进入磁场前的加速度,由速度-时间关系求此时的速度大小;金属棒刚进磁场时由求解电动势,由闭合电路欧姆定律求电流,由牛顿第二定律求解加速度的大小a; 从金属棒开始运动到达稳定,由动能定理功能关系、焦耳定律求解金属杆上产生的焦耳热。 对于电磁感应问题研究思路常常有两条:一条从力的角度,根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程;另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解。 第1页,共1页 学科网(北京)股份有限公司 $$