2023-2024学年江苏省常熟、张家港、昆山、太仓市高三（上）初调研测试物理试卷（含解析）

2023-2024学年江苏省常熟、张家港、昆山、太仓市高三（上）初调研测试物理试卷
一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）
1. 铅球被水平推出后的过程中，不计空气阻力，其水平位移、加速度大小、速度大小、动能随运动时间的变化关系中，正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态变化到状态延长线过原点。该过程中( )
A. 气体分子数的密度减小
B. 单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
C. 气体分子的平均动能增大
D. 单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增大
3. 某项链展示台可近似看成与水平方向成角的 斜面，如图所示。项链由链条和挂坠组成，其中、项链完全相同，链条穿过挂坠悬挂于斜面上，不计一切摩擦。则下列说法正确的是( )
A. 链条受到挂坠的作用力是由链条的形变产生的
B. 项链链条的拉力大于项链链条的拉力
C. 、两项链的链条对挂坠的作用力相同
D. 减小斜面的倾角，、项链链条受到的拉力都增大
4. 如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为、两种色光，下列说法正确的是( )
A. 光的频率比光的频率小
B. 光更容易观察到衍射现象
C. 、两种色光照射同一种金属，光更容易发生光电效应
D. 若仅将入射点上移，则光先发生全反射
5. 如图所示，距地面高度为的“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，运行一圈所用时间为。已知地球半径，则关于“夸父一号”下列说法正确的是( )
A. 角速度大于地球自转的角速度 B. 线速度大于
C. 向心加速度大于地球表面的重力加速度 D. 由题干信息，可求出日地间平均距离
6. 一列沿轴正方向传播的简谐波，时刻的波形如图所示，时质点第一次位于波峰位置，下列说法正确的是( )
A. 波上各质点的起振方向向上
B. 波的传播速度大小为
C. 内、两质点运动路程均为
D. 质点的振动方程为
7. 如图所示，站在车上的人，抡起锤子连续敲打小车。初始时，人、车、锤都静止。假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是( )
A. 连续敲打可使小车持续向右运动
B. 人、车和锤组成的系统动量守恒，机械能不守恒
C. 连续敲打可使小车持续向左运动
D. 当锤子速度方向竖直向下时，人和车的速度为零
8. 如图所示，原来不带电的长为的导体棒水平放置，现将一个带正电的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端处。已知为棒的中点，、为棒上左、右端的一点，当棒达到静电平衡后( )
A. 棒整体带负电 B. 点电势比点电势高
C. 感应电荷在处的场强方向水平向左 D. 点场强大小为
9. “用研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”时，三位同学根据实验数据分别得到如图所示、、三条图像。下列分析正确的是( )
A. 、不重合是由于气体质量大 B. 、不重合是 由于气体温度高
C. 产生图线可能是容器密闭性不好 D. 产生图线可能是推动活塞过于迅速
10. 如图所示为一地下电缆探测示意图，圆形金属线圈可在水平面内沿不同方向运动，平面下有一平行于轴且通有恒定电流的长直导线，、和为地面上的三点，线圈圆心点位于导线正上方，平行于轴，平行于轴，关于导线上下对称。则( )
A. 电流在、两点产生的磁感应强度相同
B. 电流在、两点产生的磁感应强度相同
C. 线圈从点匀速运动到点过程中磁通量不变
D. 线圈沿方向匀速运动时，产生恒定的感应电流
11. 如图所示，质量均为的两木块和用竖直轻质弹簧连接处于静止状态，现对木块施加一竖直向上的恒力，当木块向上运动到达最高点时，木块恰对地面没有压力。已知向上运动过程中的最大速度为，且弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 恒力的大小为
B. 整个过程中，、和弹簧组成的 系统机械能先减小后增大
C. 达到最大速度时，对地面的压力小于
D. 从静止至最大速度的过程中，弹簧弹力对所做的功
二、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
12. 某同学采用如图所示的装置测定物块与木板之间的动摩擦因数。实验中木板水平固定，物块在重物的牵引下在木板上运动，当重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上，在纸带上打出了一系列的点。

他截取了一段记录物块做匀减速运动过程信息的纸带，如图所示，相邻两个计数点之间还有四个点未标出。已知打点计时器电源的频率为。根据纸带求出物块做匀减速运动的加速度大小__________保留两位有效数字。
若取，求则物块与木板间的动摩擦因数__________。保留两位有效数字。
该测量结果比动摩擦因数的真实值___________填“偏大”或“偏小”。该同学撤去了纸带和打点计时器，设计了如图所示的装置重新实验。当物块位于水平木板上的点时，重物刚好接触地面。将物块拉到点，待重物稳定后由静止释放，物块最终滑到点重物落地后不反弹。分别测量、的长度和。改变，重复上述实验，分别记录几组实验数据。
实验时，发现物块释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，下列说法可能正确的是_________
A.增加细线长度，同时降低重物高度
B.只增加物块的质量
C.将细线缩短一些后，物块放回原处
D.只减少重物的质量
根据实验数据作出关系的 图像，且斜率为，如图所示。实验测得物块与重物的质量之比为：，则物块与木板间的动摩擦因数___________；用表示
三、计算题（本大题共1小题，共8.0分）
13. 某同学设计了一种利用光电效应的电池，如图所示。、电极分别加工成球形和透明导电的球壳。现用波长为的单色光照射电极，其发射光电子的最大动能为，电子电荷量为。假定照射到电极表面的光照条件不变，所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动，且忽略电子重力及在球壳间电子之间的相互作用，已知光速为，普朗克常量为，求电极的逸出功和、之间的最大电压。
四、综合题（本大题共3小题，共38.0分）
14. 如图所示，质量为，电阻为，边长为的正方形单匝线框放在光滑水平桌面上，右侧空间存在竖直向下匀强磁场，磁感应强度大小为，线框从左边界以初速度进入磁场。求：
线框刚进入磁场时，两端的电压；
线框完全进入磁场后的速度大小。
15. 如图，水平虚线上方一半径为的半圆区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，半圆磁场的圆心在上，虚线下方有平行纸面向上的范围足够大的匀强电场。一个质量为、电荷量为的带正电的粒子从点以大小为的初速度垂直平行纸面射入磁场，以最大半径从穿出磁场，不计粒子的重力。
求磁感应强度的大小；
若粒子射入磁场的速度与的夹角，粒子在磁场中运动后进入电场，一段时间后又从点进入磁场，且，求电场强度大小；
在中，粒子在电场和磁场中运动的总时间。
16. 图甲为游乐公园的回环过山车，竖直面的回环被设计成“雨滴”形。图乙为回环过山车轨道模型，倾角的倾斜轨道与地面水平轨道在处平滑连接，“雨滴”形曲线轨道左右对称，为最高点。图乙中圆和圆分别为、两点的曲率圆，半径分别为、。现将质量的小滑块可视为质点从轨道上某点由静止释放，滑块在轨道内侧运动时的向心加速度恒为。重力加速度取，，。不计一切阻力。对于一般曲线上的某点，若存在一个最接近该点附近曲线的圆，则这个圆叫做曲率圆，它的半径叫做该点的曲率半径
求滑块在点时对轨道的压力；
曲线轨道上任意高度处的曲率半径与的关系；
要使滑块能顺利通过轨道，且运动时的向心加速度不超过。求滑块在轨道上释放点高度的范围。
图甲 图乙
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.铅球被水平推出后的过程中，不计空气阻力，则铅球做平抛运动，水平方向满足
则水平位移与时间成正比关系，故A正确；
B.平抛运动的加速度为重力加速度，恒定不变，故B错误；
根据速度的合成有
根据动能的公式有
可知速度与动能与时间的关系都非线性关系，故CD错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，解题的关键点是理解图像的物理意义，结合气体压强的微观解释即可完成分析。
【解答】
A.由理想气体状态方程得：，则从到为等容线，即从到气体体积不变，故气体分子的数密度不变，故A错误；
B.从到气体的压强变小，气体分子热运动的平均速率变小，则单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小，故B正确；
C.从到气体的温度降低，则气体分子热运动的平均动能变小，故C错误；
D.气体的分子密度不变，从到气体分子热运动的平均速率变小，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数变小，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A.链条受到挂坠的作用力是由挂坠的形变产生的，故A错误；
B.做出力的平行四边形如图所示

可知，当合力相同时，分力之间的夹角越大，分力就越大，因此可知项链链条的拉力小于项链链条的拉力，故B错误；
C.根据平衡条件可知，、两项链的链条上产生的拉力的合力大小等于挂坠重力沿斜面向下的分力，方向均与挂坠重力沿斜面向下的分力的方向相反，即有
因此、两项链的链条对挂坠的作用力相同，故C正确；
D.根据平衡关系
当减小斜面的倾角 时，、两项链的链条上产生的拉力的合力减小，而、两项链的链条与竖直方向的夹角分别为 ，则有
显然，当 减小时， 、 均减小，即减小斜面的倾角 ，、项链链条受到的拉力都减小，故D错误。
4.【答案】
【解析】A.从光密介质进入光疏介质时，光的折射角大于光的折射角，则可知光的折射率大于光的折射率，而折射率越大，光的频率越大，因此可知光的频率比光的频率大，故A错误；
B.由于光的频率比光的频率大，根据
可知，光的频率越大，其波长越小，而波长越大衍射现象越明显，因此可知，光更容易观察到衍射现象，故B错误；
C.由于光的频率比光的频率大，根据
可知，频率越大，越容易发生光电效应，因此可知，、两种色光照射同一种金属，光更容易发生光电效应，故C正确；
D.入射点上移后，入射光线与法线之间的夹角变大，而根据全反射的临界角与频率之间的关系
可知，折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射，而光的折射率大于光的折射率，因此可知，若仅将入射点上移，则光先发生全反射，故D错误。
5.【答案】
【解析】A.根据万有引力提供向心力有
解得
“夸父一号”角速度大于地球同步卫星的角速度，地球自转的角速度与地球同步卫星的角速度相等，所以“夸父一号”角速度大于地球自转的角速度，故A正确；
B. 是第一宇宙速度，是圆周运动最大的环绕速度，所以“夸父一号”的线速度小于 ，故B错误；
C.根据万有引力提供向心力有
解得
所以“夸父一号”的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误；
D.由题干信息，无法求出日地间平均距离，故D错误；
6.【答案】
【解析】A.波沿轴正向传播，时刻波恰好传到点，根据波形平移法可知点振动方向向下，故各质点的起振方向向下，故A错误；
B.当时刻原点处波峰传到质点时，质点第一次位于波峰位置，则波速为
故B错误；
C.由波形图可知，波长为 ，设周期为，有
解得
由于等于 个周期的时间，且时刻、两点均在特殊位置，所以两质点振动的总路程相等，大小均为
故C正确；
D.质点的振动方程为
故D错误；
7.【答案】
【解析】A.人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，小车只能左右往复运动，不能持续向右运动，故选项A错误；
B.人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，机械能也不一定守恒，故选项B错误；
C.人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，小车只能左右往复运动，不能持续向左运动，故选项C错误；
D.人、车和锤组成的系统水平方向动量守恒，当锤子速度方向竖直向下时，锤子的水平速度为零，故人和车的速度也为零，故选项D正确。
8.【答案】
【解析】A.根据电荷守恒定律可知，棒的电荷量不变，故A项错误；
B.由静电平衡可知，导体棒是一个等势体，所以其表面上各点电势处处相等，故B项错误；
由静电平衡可知，点的合场强为零，感应电荷在处电场强度与正点电荷在处产生的电场强度大小相等，方向相反。正电荷在点的电场强度大小为
所以感应电荷在点处产生的场强为
故C正确，D错误
9.【答案】
【解析】根据理想气体状态方程 可得
可知 图像中斜率越大，气体温度越大，则、不重合是由于 气体温度高，故AB错误；
由图可知，图线的斜率减小，若容器密闭性不好，封闭气体的质量减小，则 减小， 图像斜率减小，推动活塞过于迅速，封闭气体体积减小时，温度升高， 图像斜率增大，故D错误，C正确。
10.【答案】
【解析】A.根据安培定则可得，电流在、两点产生的磁感应强度大小相同，方向相反，故选项A错误；
B.因为 平行于轴，与电流方向距离相等且位置相同，根据安培定则可得，电流在、两点产生的磁感应强度相同，故选项B正确；
C.线圈从点匀速运动到点过程中，线圈的磁通量变化了，故选项C错误；
D.线圈沿方向匀速运动时，磁通量一直不变且为零，不会产生恒定的感应电流，故选项D错误。
11.【答案】
【解析】A.设弹簧的劲度系数为 ，当、静止时，设弹簧的压缩量为 ，根据平衡条件有
而当木块向上运动到达最高点时，木块恰对地面没有压力，这此时弹簧的伸长量为 ，对由平衡条件有
显然
在、静止时与速度减为零时，这两个时刻弹簧的弹性势能相同，则对由动能定理有
可得
故A错误；
B.整个过程中，由于外力始终对该系统做正功，因此、和弹簧组成的系统机械能始终增大，故B错误；
C.当速度达到最大值时，的加速度为，即合外力为，设此时弹簧的压缩量为 ，对由平衡条件有
而
则可得
即此时弹簧处于原长，对地面的压力等于 ，故C错误；
D.根据以上分析可知，从静止至最大速度时，弹簧恢复原长，上升的距离为 ，则此过程对由动能定理有
解得
故D正确。
12.【答案】 偏大
【解析】根据题意可知，打点周期
而纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未标出，则可知相邻两计数点之间的时间间隔
根据连续相等时间间隔内的位移差公式可得加速度大小为
根据题意可知，重物落地后，物块在摩擦力的作用下做匀减速运动，由牛顿第二定律有
解得
由于物块在减速运动过程中，除了受到木板对它的摩擦力外，还因拉动纸带时，纸带与限位孔之间的阻力以及空气阻力，设木块受到其他阻力为 ，由牛顿第二定律有
解得
因此可知该测量结果比动摩擦因数的真实值偏大。
物块会撞到滑轮说明物块做减速运动速度未减为，因此若增加细线长度，同时降低重物高度，则相当于增加了物块距离滑轮端的距离，这样可以满足物块速度减为所需的位移，故A正确；
B.只增加物块的质量，则物块与重物一起加速运动时的加速度将减小，从而使重物落地时物块做减速运动的初速度减小，根据
可知，减速运动的初速度减小，则速度减为零的位移将减小，因此可满足物块不撞击滑轮，故B正确；
C.将细线缩短一些后放回原处，可知，这样做实际上增加了重物下降的高度，即增加了物块做加速运动的时间与位移，这样使得物块做减速运动时的初速度更大，速度减为的位移将更大，故C错误；
D.只减少重物的质量，相当于减小了重物与物块一起加速运动时所受的合外力，即减小了物块做加速运动时的加速度大小，因此当重物落地时，物块做减速运动的初速度将减小，速度减为的位移将减小，故D正确。
故选ABD。
设物块的质量为 ，则重物的质量为 ，根据实验可知，物块在段做匀加速直线运动，设加速度大小为 ，物块在段做匀减速运动，设其加速度大小为 ，则有
联立解得
13.【答案】 ，
【解析】光子能量
光电效应方程
或
解得
电子聚集在电极后，使极带负电，因此会在球内部建立一个从指向的反向电场，阻碍电子继续往聚集。当、之间达到最大压，最大动能为的电子都无法到达极。根据动能定理有
可得
14.【答案】 ；
【解析】当边刚进入磁场时，边相当于电源，根据法拉第电磁感应定律，可得闭合电路的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律，有
根据欧姆定律，有
由动量定理有
又
解得
。
15.【答案】 ； ；
【解析】以最大半径穿出磁场，则有
根据牛顿第二定律有
解得
根据题意，由粒子在电场中运动时轨迹的 对称性，设粒子射出磁场的位置为，做出粒子运动轨迹如图所示
由几何关系有
粒子从点进入磁场，粒子在电场中做类斜上抛运动，根据对称性可知
，
又有
解得
粒子从点进入磁场后，根据对称性可知，粒子的运动轨迹仍刚好与磁场边界相切，并从点射出磁场，则粒子在磁场中运动的时间
粒子在电场中运动的时间
因此粒子在电场、磁场中运动的 总时间
16.【答案】； ，；
【解析】设滑块在点，根据向心力公式

解得
由牛顿第三定律，滑块对轨道压力大小为，方向竖直向下
从点到曲线轨道上任意高度有：
且
联立有

设、两点高度差为 ，从点到点的过程中，由动能定理
解得
则
从高度处到点，根据动能定理有：
该点向心加速度
假设滑块在点刚好没有脱离轨道，即向心加速度为，设在点的速度为 ，则
解得
故当 时， 仅在点时取等号，因此，滑块在轨道上其他位置的加速都大于，不会脱离轨道，设滑块最低释放点高度为 ，从释放到点的过程中，由动能定理
解得
假设滑块在点时的向心加速度为，则有
解得
根据
可知，当 时， 仅在点时取等号，因此滑块在轨道上的向心加速度在点最大，其他位置的都小于，设滑块最高释放点高度为，从释放点到点的过程中，由动能定理
解得
综上可知

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