江苏省无锡市2023-2024学年高三上期末物理教学质量调研测试

试卷更新日期：2024-02-19 类型：期末考试

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一、单项选择题：共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项最符合题意．

1. 下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，不能产生交变电流的是（）

A、 B、 C、 D、

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2. 三位物理学家利用一系列频率相同的高次谐波相叠加，合成时间仅几百阿秒的光脉冲，荣获2023年度诺贝尔物理学奖。这种合成相当于中学物理中（）

A、光的衍射 B、光的干涉 C、光的折射 D、光的偏振

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3. 用图甲和图乙所示的装置探究平抛运动的特点。下列实验操作中错误的是（）

A、用图甲装置研究平抛物体的竖直分运动时，观察A、B两球是否同时落地 B、图乙装置中的背板必须处于竖直面内，固定时可用铅垂线检查背板是否竖直 C、若将小球放在图乙装置的斜槽末端水平部分任一位置均能保持静止，则说明斜槽末端水平 D、用图乙装置多次实验以获得钢球做平抛运动的轨迹时，可以从斜槽上任意不同位置静止释放钢球

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4. 某自发电门铃原理如图。N匝线圈绕在固定的铁芯上，初始时右侧强磁铁S极与线圈铁芯接触。按下门铃时，右侧强磁铁上N极与铁芯接触，同时内部电路接通工作。当有磁极与铁芯接触时线圈内磁感应强度为B，线圈截面积为S，则设转换接触时间为 $Δ t$ ，则线圈产生的感应电动势为（）

A、 $E = \frac{B S}{Δ t}$ B、 $E = \frac{2 B S}{Δ t}$ C、 $E = \frac{N B S}{Δ t}$ D、 $E = \frac{2 N B S}{Δ t}$

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5. 金属球内部空腔内放置一个点电荷后，形成电场的电场线如图所示（未标出场强方向），在轴线上有A、B两点位于空腔内壁上，用 $E_{A}$ 、 $E_{B}$ 和 $φ_{A}$ 、 $φ_{B}$ 分别表示A、B两处电场强度大小和电势，则（）

A、 $E_{A} > E_{B}$ ， $φ_{A} = φ_{B}$ B、 $E_{A} = E_{B}$ ， $φ_{A} = φ_{B}$ C、 $E_{A} > E_{B}$ ， $φ_{A} > φ_{B}$ D、 $E_{A} = E_{B}$ ， $φ_{A} > φ_{B}$

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6. 2023年10月26日，“神舟十七号”载人飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km的近地轨道（LEO），并在同一天，经转移轨道与轨道（正圆轨道）高度为400km的中国空间站完成对接，轨道简化如图。则（）

A、飞船在LEO轨道运行周期大于空间站周期 B、飞船在M点减速进入转移轨道 C、飞船在转移轨道运行经过M点的加速度大于N点的加速度 D、飞船在转移轨道从M点运动到N点过程中速度逐渐增大

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7. 霍尔元件被广泛使用在新能源行业中．图中左侧线圈连接待测电压U时，霍尔元件将输出一个电压值 $U_{H}$ 。霍尔元件由载流子为正电荷的材料制成，元件中通入的霍尔电流I₀从a流向b，放大示意图见下部分。则（）

A、图中霍尔元件处有方向向上的磁场 B、图中霍尔元件前表面c为高电势面 C、增大待测电压U，霍尔电压U_H将增大 D、霍尔电压U_H的大小与霍尔电流I₀无关

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8. “带操”运动员通过抖动手中的棍子（视作波源），带动连在棍子上的带子运动。照片中带子呈现的波形可简化为图中波形，波形图中 $P$ 点为波源，图示时刻绳波恰好到达M点处。由波形图可知，波源的振动图像为（）

A、 B、 C、 D、

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9. 太阳能电池在空间探测器上广泛应用。某太阳能电池在特定光照强度下工作电流I随路端电压U变化的图线如图中曲线①，输出功率P随路端电压U的变化图线如图中曲线②。图中给出了该电池断路电压U₀和短路电流I₀。当路端电压为U₁时，工作电流为I₁ ，且恰达到最大输出功率P₁ ，则此时电池的内阻为（）

A、 $r = \frac{U_{1}}{I_{1}}$ B、 $r = \frac{P_{1}}{I_{1}^{2}}$ C、 $r = \frac{U_{0} I_{1} - P_{1}}{I_{1}^{2}}$ D、 $r = \frac{U_{0} - U_{1}}{I_{0} - I_{1}}$

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10. 老师自制了一个炮弹发射器，结构如图。弹簧一端与炮管底部连接，另一端连接滑块，在炮管中装入小球后，系统静止在炮管中O处，此时滑块恰好无摩擦。某次演示时，老师用绳子拉动滑块，将弹簧压缩到A点后释放，观察到小球在O点上方的B点与滑块脱离接触，并能沿炮口飞出，考虑炮管与滑块之间有摩擦，但小球摩擦可忽略不计。则（）

A、在B点处弹簧一定处于原长 B、在B点时小球的速度恰好达到最大 C、滑块在以后的运动过程中可能到达A点 D、OA间的距离大于 OB间的距离

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二、非选择题：本题共5小题，共60分．其中第11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，答案中必须写出数值和单位．

11. 某校学习小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下：
待测电容器；电流传感器（内阻不计）；电压表；干电池（1.5V，内阻忽略不计）；定值电阻 $R_{0} = 3000 Ω$ ；单刀双掷开关；导线若干；
实验过程如下：
①按图甲所示的电路图正确连接电路；
②将开关S与“1”端连接，电源向电容器充电；
③将开关S掷向“2”端，测得电流随时间变化的 $i - t$ 图线如图丙中的实线所示。
请回答下列问题：

(1)、充电完成时，电压表示数如图乙所示，则其大小为V。

(2)、开关与“2”端相连，电压表示数将（填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”）。

(3)、电容器的电容 $C =$ F（保留二位有效数字）。

(4)、若将定值电阻换为 $R_{1} = 5000 Ω$ ，重复③。则电流随时间变化的 $i - t$ 图线应该是图丁中的曲线（选填“b”或“c”）。

(5)、实验中开关与“1”端相连后，电流表的示数始终不为0，小明同学认为等待时间不够长，你是否同意他的观点？请简要说明理由。

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12. 如图，一质量为0.05kg的小球（可视为质点）通过细线悬在O点，将小球拉至A点后由静止释放并在竖直平面内做简谐运动。已知摆长 $L = 2.5 m$ ，摆角 $θ = 4 °$ ， $c o s 4 ° \approx 0.9976$ 。重力加速度g取10m/s²。求：

(1)、小球从A点第一次运动到B的时间（π取3.14）；

(2)、小球最低点B处绳中拉力大小（结果保留1位有效数字）。

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13. 图1为某教师演示用笔直的箭叉鱼的装置．她先通过水面上方的空心管道看到鱼缸左侧拐角处的鱼模型，然后固定管道后将箭沿管道叉鱼，却击中了鱼缸侧壁A，简化装置见图2。测得OP=PA=10cm，PB=17.3cm（可视作 $10 \sqrt{3}$ cm）。求：

(1)、水的折射率n；

(2)、欲击中水底的长度为2cm的鱼模型，现保持装置方向不变而将鱼缸向左侧平移，求移动距离d的范围。

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14. 如图所示，倾角 $θ = 30 °$ 的斜面体固定在水平地面上，斜边长度 $L = 1.6 m$ ，质量均为1kg的小球B和C处于轻弹簧两端，其中小球C与弹簧相连，小球B与弹簧不连接，它们都静止于水平地面上。现有一个质量也为1kg的小球A从斜面体的最高点由静止下滑，下滑至斜面底端时，由于和水平地面的相互作用（作用时间 $Δ t = 0.1 s$ ），小球A速度的竖直分量变为0，水平分量不变，此后小球A与小球B正碰，碰后二者立即粘在一起。不计一切摩擦，已知重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、小球A刚下滑至斜面底端时的速度大小；

(2)、小球A在斜面底端和水平地面相互作用过程中弹力的冲量；

(3)、整个过程中，弹簧对小球C做的功。

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15. 如图，两个半圆状同心圆弧，分别交于坐标轴上的a、b、c点和d、e、f点．大圆半径为 $R_{0}$ ，辐向电场（电场方向由原点O向外）分布于两圆弧之间，其间的电势差为U₀；圆弧abc内为无场区．半圆弧def外侧区域有垂直纸面向里的足够大匀强磁场，其上边界在 $y = 2 R_{0}$ 处，O点处有一粒子源，可以在xOy平面内向x轴上方各个方向均匀射出带正电的粒子（粒子的质量为m、电荷量为q），初速度均为 $\sqrt{\frac{q U_{0}}{m}}$ ，先后经过电场和磁场区域。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。求：

(1)、粒子刚进入磁场区域的速度；

(2)、某粒子初速度方向与x轴正方向夹角为45°，恰能从磁场上边界垂直射出，则磁感应强度B₁为多少；

(3)、调节不同的磁感应强度，则能从磁场上边界垂直射出的粒子的运动半径不同。其中半径最小时对应的磁感应强度B₂为多少。

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