江苏省南通市如东名校、如东一高等四校2023-2024学年高三（上）物理学情调研试卷

试卷更新日期：2024-03-07 类型：期末考试

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一、单选题：本大题共11小题，共44分。

1. 静电喷涂是一种利用静电作用使雾化涂料微粒在高压电场作用下带上电荷，并吸附于带正电荷的被涂物的涂装技术，静电喷涂机的结构如图所示，规定大地的电势为 $0$ ，下列说法正确的是

A、雾化涂料微粒可能带正电，也可能带负电 B、静电喷涂机喷口处的电势大于 $0$ C、工件表面处的电场强度小于喷口处的电场强度 D、工件与喷口之间的电场线与真空中等量异种点电荷之间的电场线完全相同

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2. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像，下列说法中正确的是（）

A、甲图中， $0 ～ t_{0}$ 时间内物体的加速度增大 B、乙图中，物体做匀加速直线运动 C、丙图中，阴影面积表示 $t_{1} ～ t_{2}$ 时间内物体的位移大小 D、丁图中，物体做匀速直线运动

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3. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是（）

A、为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些 B、为清晰显示油膜的边界，应该在滴入油酸酒精溶液后撒上痱子粉 C、如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，会导致测量结果偏小 D、为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些

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4. 硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线 $A$ 是该电池在某光照强度下路端电压 $U$ 和电流 $I$ 变化的关系图像，图线 $B$ 是某灯泡的 $U - I$ 图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（）

A、该灯泡的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为 $1 Ω$ B、电源的效率为 $66.7 %$ C、若将灯泡换成 $0.3 Ω$ 定值电阻，电源的输出功率减小 D、此时闭合回路中电源两端的电压是为 $3 V$

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5. “西电东送”是我国西部大开发的标志性工程之一。如图所示为远距离输电的原理图，假设发电厂的输出电压 $U_{1}$ 恒定不变，输电线的总电阻保持不变，两个变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）

A、当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率会增大 B、当用户负载增多，升压变压器的输出电压 $U_{2}$ 增大 C、若输送总功率不变，当输送电压 $U_{2}$ 增大时，输电线路损失的热功率增大 D、在用电高峰期，用户电压 $U_{4}$ 降低，输电线路损失的热功率增大

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6. “嫦娥六号”探测器计划在 $2024$ 到 $2025$ 年执行月球背面的月球样品采集任务。若“嫦娥六号”探测器在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，“嫦娥六号”探测器先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到 $A$ 点时变轨为椭圆轨道， $B$ 点是近月点，则下列有关“嫦娥六号”探测器的说法正确的是（）

A、发射速度大于地球的第二宇宙速度 B、要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在 $A$ 点减速 C、运行至 $B$ 点时的速度等于月球的第一宇宙速度 D、在圆轨道上运行的周期和在椭圆轨道上运行的周期相等

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7. 如图所示为某名运动员保持固定姿势欲骑车飞跃宽度 $d = 2 m$ 的壕沟 $A B$ 。已知两沟沿的高度差 $h = 0.4 m$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A、运动员在空中飞行的过程中，重力的功率逐渐增大 B、运动员离开 $A$ 点时的速度越大，在空中运动的时间越长 C、运动员在空中飞行的过程中，动量变化量的方向斜向右下方 D、运动员离开 $A$ 点时的速度大于 $5 m / s$ 就能安全越过壕沟

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8. 劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器 $($ 如图甲所示 $)$ ，其原理如图乙所示，加速器由两个铜质 $D$ 形盒 $D_{1}$ 、 $D_{2}$ 构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $B$ 。两盒间留有空隙，现对氚核加速，所需的高频电源的频率为 $f$ ，已知元电荷为 $e$ ，下列说法正确的是（）

A、氚核的质量为 $\frac{e B}{2 π f}$ B、高频电源的电压越大，氚核最终射出回旋加速器的速度越大 C、被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 D、该回旋加速器接频率为 $f$ 的高频电源时，也可以对氦核加速

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9. 如图所示为内燃机部分结构的剖面简图，曲轴 $O A$ 绕 $O$ 点沿逆时针方向匀速转动，转速为 $n$ ，曲轴与连杆 $A B$ 连接在 $A$ 点，连杆与活塞连接在 $B$ 点， $\bar{O A} = R$ 。此时 $O A ⊥ A B$ ，连杆 $A B$ 与 $O B$ 的夹角为 $θ$ ，则（）

A、图示时刻活塞的速度大小为 $\frac{2 π n R}{c o s θ}$ B、图示时刻活塞的速度大小为 $2 π n R c o s θ$ C、曲轴和活塞运动周期不相等 D、从图示时刻至活塞到最高点，活塞一直处于超重状态

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10. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的，如图所示， $M$ 极板固定，当手机的加速度变化时， $N$ 极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中 $R$ 为定值电阻。下列对传感器描述正确的是（）

A、静止时，电流表示数为零，且电容器两极板不带电 B、电路中的电流表示数越大，说明手机的加速度越大 C、由静止突然向后加速时，电容器的电容会减小 D、由静止突然向前加速时，电流由 $b$ 向 $a$ 流过电流表

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11. 如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框 $a b c d$ ，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿 $x$ 轴运动，磁场方向垂直纸面向里。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设 $b c$ 边两端电压为 $U$ ，线框受到的安培力为 $F$ ，线框的热功率为 $P$ ，通过 $a b$ 边的电荷量为 $q$ 。下列关于 $U$ 、 $F$ 、 $P$ 、 $q$ 随时间 $t$ 变化的关系图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、实验题：本大题共1小题，共16分。

12. 某同学想要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材和参考电路：电流表 $A (0.6 A$ 量程的内阻约 $1 Ω$ 、 $3 A$ 量程的内阻约 $0.2 Ω)$ ，电压表 $V (3 V$ 量程的内阻约 $3 k Ω$ 、 $15 V$ 量程的内阻约 $15 k Ω)$ ，滑动变阻器 $R_{1} ($ 最大阻值 $200 Ω)$ ，滑动变阻器 $R_{2} ($ 最大阻值 $20 Ω)$ ，开关，导线若干。

(1)、选用合适器材后，为了减小误差，应选择图 $($ 选填“甲”或“乙” $)$ 所示的电路进行测量，并完成丙图中的实物连线；

(2)、为了调节方便、测量准确，滑动变阻器选 $($ 选填“ $R_{1}$ ”或“ $R_{2}$ ” $)$ ；

(3)、某次测量时电压表的示数如图丁所示，电压表的读数为 $V$ ；

(4)、另外一位同学为了减小计算误差，将测得的数据在坐标纸上描点作出 $U - I$ 图像如图戊，根据图像可求出干电池的电动势 $E =$ $V$ ，内阻 $r =$ $Ω$ 。 $($ 均保留到小数点后两位 $)$

(5)、若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图戊中重新绘制 $U - I$ 图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将，与纵坐标轴交点的数值将 $($ 两空均选填“变大”“变小”或“不变” $)$ 。

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三、计算题：本大题共4小题，共40分。

13. “战绳”训练是近年健身的一种流行项目，如图甲所示。健身者抖动其中一根绳子形成的绳波，可看作简谐波，以手的平衡位置为坐标原点，建立 $x O y$ 坐标系，如图乙所示为 $t = 0$ 时刻绳子的波形，若抖动的频率是 $2 H z$ ，不考虑绳波传播过程中的能量损失。求：

(1)、从该时刻开始计时，质点 $Q$ 的振动方程；

(2)、该绳波的传播速度大小。

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14. 一定质量的理想气体由状态 $A$ 经过状态 $B$ 变为状态 $C$ ，其有关数据如 $p - T$ 图象甲所示．若气体在状态 $A$ 的温度为 $- 73.15 ℃$ ，在状态 $C$ 的体积为 $0.6 m^{3} .$ 求：

(1)、根据图象提供的信息，计算图中 $V_{A}$ 的值；

(2)、在图乙坐标系中，作出由状态 $A$ 经过状态 $B$ 变为状态 $C$ 的 $V - T$ 图象，并在图线相应位置上标出字母 $A$ 、 $B$ 、 $C .$ 如果需要计算才能确定坐标值，请写出计算过程．

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15. 如图所示的平面直角坐标系 $x O y$ ，在第一象限内有平行于 $y$ 轴的匀强电场，方向沿 $y$ 正方向；在第四象限的正三角形 $a b c$ 区域内有匀强磁场，方向垂直于 $x O y$ 平面向里，正三角形边长为 $L$ ，且 $a b$ 边与 $y$ 轴平行。一质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的粒子，从 $y$ 轴上的 $P (0 ， h)$ 点，以大小为 $v_{0}$ 的速度沿 $x$ 轴正方向射入电场，通过电场后从 $x$ 轴上的 $a$ 点 $(2 h ， 0)$ 进入第四象限，经过磁场后又从 $y$ 轴上的某点进入第三象限，且速度与 $y$ 轴负方向成 $4 5^{∘}$ 角，不计粒子所受的重力．求：

(1)、电场强度 $E$ 的大小；

(2)、 $a b c$ 区域内磁场的磁感应强度 $B$ 的最小值；

(3)、粒子从 $P$ 点出发到回到 $y$ 轴上所用时间的最大值。

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16. 如图所示的游戏装置放置在水平地面上，该装置由水平直轨道 $O B$ 、两个相同的四分之一圆弧构成的竖直细管道 $B C$ 、水平直轨道 $C D$ 和水平传送带 $D E$ 平滑连接而成，传送带以恒定速度做顺时针转动。一轻质弹簧左端固定，原长时右端处于 $O$ 点。质量 $m_{1} = 0.5 k g$ 的滑块 $M$ 将弹簧压缩至 $A$ 处 $($ 图中未标出 $)$ ，此时弹性势能 $E_{p} = 14 J$ 。释放后滑块通过 $A B C$ 段，进入轨道 $C D$ 与质量 $m_{2} = 0.7 k g$ 的滑块 $N$ 发生弹性碰撞，碰后滑块 $N$ 从 $E$ 点水平飞出。已知 $O B$ 段长 $L_{1} = 1 m$ ，滑块 $M$ 与 $O B$ 段的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.2$ ，圆弧半径 $R = 0.4 m$ ，传送带长 $L_{2} = 3 m$ ，滑块 $N$ 与传送带的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.4$ ，滑块均可视为质点，装置其余部分均光滑， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。求：

(1)、滑块 $M$ 首次到达竖直光滑细管道 $C$ 点时的速度大小及滑块 $M$ 受到管道的作用力大小；

(2)、滑块 $M$ 最终静止的位置与管道最低点 $B$ 的距离；

(3)、滑块 $N$ 平抛的水平距离 $x$ 与传送带速度大小 $v$ 的关系。

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