江苏省南京市外国语学校2023-2024学年高三上学期1月调研测试物理试题（无答案）

南京外国语学校 2023 学年秋学期高三年级 1 月调研测
试
物理试题
2024.1
（试卷满分 100 分，考试时间 90 分钟）
第 I 卷 选择题（共 31 分）
一、不定项选择题：本大题共 12 小题，每题有一个或多个选项符合题意，1~5 题，每题 2 分；6~12 题，每题 3 分，共 31 分。
1 ．如图所示，某种透明介质的截面图由圆心为 O ，半径为 R 的四分之一圆弧 BC 和直角 三角形 AOC 组成，其中 。一束单色光从 D 点垂直 AB 面射入透明介质中，射到
圆弧 BC 上时恰好发生全反射，已知 D 点与 O 点之间的距离为 ，光在真空中的传播
速度为 c ，以下说法不正确的是( )
A ．单色光在介质中的传播速度为
B ．单色光射到 AC 面发生全反射，可能没有光线射出
C ．单色光第一次射出介质时折射角 45°
D ．单色光第一次射出介质时折射角 30°
2 ．如图所示是含理想变压器的电路图，a 、b 间接有输出电压有效值恒定的正弦式交流电 源。 和 为定值电阻， 为滑动变阻器，L 为灯泡，为理想交流电流表。将滑动变
阻器的滑片由 M 移动到 N 的过程中，下列说法不正确的是( )
C ．地面对人的摩擦力逐渐变大 D ．地面对人的支持力逐渐变大
A ．通过的电流变大 B ．灯泡 L 变亮
C ． 消耗的功率变小 D ．电流表的示数变小
3 ．1896 年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构。 天然放射现象：有两种衰变( α 、 β) , 三种射线( α 、 β 、 γ) , 其中γ射线是衰变 后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态 无关。1896 年，在贝克勒尔的建议下，玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素— —钋（Po）镭（Ra） 。 68 、1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核 的人工转变，发现了质子，并预言原子核内还有另一种粒子—— 中子。下列关于原子物 理知识说法正确的是( )
A ． 甲图为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，可能不放出能量 B ．乙图中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一 种核裂变反应方程为
C ．丙图为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，不同频率的光照 射同种金属发生光电效应时，图线的斜率一定相同。
D ．核反应方程 中， 是中子
4 ．如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在 A 点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井 中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为 O 点，人所拉绳子与 OA 的夹角为β , 拉 水桶的绳子与 OA 的夹角为α 。人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为 m 的水桶匀速提
上来，人的质量为 M，重力加速度为 g，在此过程中，以下说法正确的是( )
A . α可能不等于β B ．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐
变大
5 ．樊锦诗在继捐资 1000 万元支持敦煌学研究后，再次捐资 1000 万元用于敦煌文物事业 和急需人才培养。2023 年 7 月 10 日，经国际天文学联合会小行星命名委员会批准，中国 科学院紫金山天文台发现的、国际编号为 381323 号的小行星被命名为“樊锦诗星” 。如图 所示，“樊锦诗星”绕日运行的椭圆轨道面与地球圆轨道面间的夹角为 20. 11 度，轨道半长 轴为 3. 18 天文单位（日地距离为1天文单位），远日点到太阳中心距离为 4.86 天文单
位。若只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是( )
A ．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要 2. 15 年
B ．“樊锦诗星”绕太阳一圈大约需要 3. 18 年
C ．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
D ．“樊锦诗星”在远日点的加速度与地球的加速度大小之比为
6 ．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 2：1 ，其输入端通过灯泡 L1 与输出电 压有效值恒定的交流电源 u ＝Umsin ( ωt）（V）相连，副线圈电路中接有灯泡 L2 和最大 阻值为 R 的滑动变阻器，已知两个灯泡的额定电压均为 U，且两者规格完全相同，电压 表为理想电表，导线电阻不计。开始时滑动变阻器的滑片 P 位于最下端，调节滑动变阻 器的滑片可使两个小灯泡同时正常发光（忽略灯丝电阻变化），下列说法不正确的是
( )
A ．在 R 的滑片 P 向上滑动的过程中，电源的输出功率将会变大
B ．在 R 的滑片 P 向下滑动的过程中，L1 的亮度会变暗
C ．若小灯泡 L2 突然烧坏，电压表示数会增大
D ．交流电源的最大值为
7 ．如图所示，MN 、 是固定在绝缘水平面上的两根电阻不计、间距为L 的光滑平行 金属导轨，导轨右端接一个阻值为R的定值电阻，在宽度为 d 的虚线范围内，存在竖直 向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，一根质量为m 、电阻也为R 的金属棒静止在导 轨左侧（磁场外），现给金属棒一水平向右的瞬时冲量，金属棒恰好能穿过磁场区域。
已知金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，下列说法不正确的是( )
A ．迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体温度升高
B ．迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体内能不变
C ．压下打气筒活塞过程中筒内气体压强增大
D ．压下活塞过程中越来越费力是因为筒内气体分子间一直表现为斥力，并且越来越
A ．通过定值电阻 的感应电流由 流向 B ．通过金属棒某截面的电荷量为
C ．金属棒受到的瞬时冲量大小为 D ．金属棒产生的电热为
8 ．如图甲所示，在公元 年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石
块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物 M。发射前将长臂端往下拉至地面，然后 突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量
m=50kg 的可视为质点的石块装在长 L= 10m 的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面
的夹角 , 松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。测
得石块落地点与 O 点的水平距离 s=30m ，忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力
和所有摩擦， , 下列说法正确的是( )
A ．石块水平抛出时的初速度为
B ．重物 M 重力势能的减少量等于石块 m 机械能的增加量
C ．石块从 A 到最高点的过程中，石袋对石块做功 15000J
D ．石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为 500N
9 ．如图所示为打气筒模型图，在给自行车打气的过程时，首先迅速压下打气筒活塞，当 打气筒内气体压强大于某个值时筒内阀门打开，气体开始进入自行车车胎内，反复操
作。完成打气过程，设筒内气体在进入车胎前质量不变，气体可以看成理想气体，下列 有关筒内气体在进入车胎前的说法中正确的是( )
大
10 ．如图所示，为轿车中的手动变速杆，若保持发动机输出功率不变，将变速杆推至不 同挡位，可获得不同的运行速度，从“ 1”—“5”挡速度增大，R 是倒车挡，某型号轿车发动 机的额定功率为 60kW ，在水平路面上行驶的最大速度可达 180km/h ，假设该轿车在水平
路面上行驶时所受阻力恒定，则该轿车( )
A ．以最大牵引力爬坡，变速杆应推至“ 1”挡
B ．该车在水平路面上行驶时所受阻力大小为 900N
C ．以额定功率在水平路面上以最大速度行驶时，其牵引力为 1200N
D ．改变输出功率， 以 54km/h 的速度在同一水平路面上匀速行驶时，发动机的输出 功率为 35kW
11 ．如图甲所示，倾角为 30° 的光滑、固定斜面底端有一固定挡板，轻质弹簧一端固定在 挡板上，质量为 m 的物块 P（可视为质点）从斜面上的 O 点由静止释放，P 的加速度大
小随到 O 点的距离 x 变化的图像如图乙所示，图乙中各坐标值均为已知， 为物块 P 到
O 点的最大距离。地球视为半径为 R 的均质球体，忽略地球的自转，引力常量为 G 。下 列说法不正确的是( )
A ． 时，物块 P 速度最大 B ．弹簧的最大弹性势能为
C ．地球的平均密度为 D ．物块 P 的最大动能为
12 ．如图所示，质量为 m 的光滑大圆环用细轻杆固定在竖直平面内，两个质量均为2m
的小环（可视为质点）套在大圆环上，将两个小环同时从大圆环的最高点 a 由静止释
放，两小环分别沿大圆环两侧下滑。已知重力加速度为 g，从两小环开始下滑到运动至大
圆环最低点 c 的过程中，下列说法不正确的是( )
A ．小环从 a 运动到 b 的过程中，大圆环对小环的弹力始终指向大圆环的圆心 B ．小环运动到 b 点时，大圆环与小环间的作用力一定不为零
C ．大圆环对轻杆的作用力可能为零
D ．大圆环对轻杆作用力的最大值为 21mg
第 II 卷 非选择题（共 69 分）
二、非选择题：本大题共 8 小题，13 、14 题为实验题，无需解答过程；15~20 题请写出 解答过程，只有答案没有过程不得分，共 69 分。
13 ．（6 分）用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固 定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
（1）关于本实验下列说法不正确的是 （填字母代号）。
A ．为降低空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物
B ．为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源
C ．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，释放重物前应如图甲所示手持纸带上方而不能 手拖重物，然后由静止释放
D ．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线 上
（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中 O 点为打点计时器打下的第一个点，A、
B 、C 为三个计数点，打点计时器通以频率为 50Hz 的交变电流。用分度值为 1mm 的刻度 尺测得。A=10.57cm ， OB=17.00cm ， oC=24.97m ，在计数点 A 和 B 、B 和 C 之间还 各有一个点，重锤的质量为 1.00kg ， 取 9.m/s- 。根据以上数据算出：当打点计时器打 到 B 点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J；此时重锤的动能比开始下落时增 加了 J 。（结果均保留四位有效数字）
（3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线 一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时 力传感器显示的示数为 F。已知小球质量为 m ，当地重力加速度为 g 。在误差允许范围 内，当满足关系式 时，可验证机械能守恒。
14 ．（9 分）在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图 1 所示连接电路。电源 电动势为 8.0V ，内阻可以忽略。单刀双掷开关 S 先跟 2 相接，某时刻开关改接 1 ，一段 时间后，把开关再改接 2 。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。
（1）如果用欧姆表直接连接待测电容器（未充电）两端，观察到指针的偏转情况是 A ．偏转角度一直很小 B ．偏转角度一直很大
C ．偏转角度逐渐增大 D ．偏转角度先很大，再逐渐减小
（2）开关 S 突然接“ 1” 时， 电容器处于 （选填“充电”或“放电” ）状态， 电容器板 （选填“A”或“B” ）带正电，
（3） 电容器充电后，开关 S 改接 2 使电容器进行放电，此过程得到的I-t 图像如图 2 所 示，如果不改变电路其他参数，只减小电阻 R 的阻值，则此过程的I-t 曲线与坐标轴所 围成的面积将 （选填“减小”“不变”或“增大” ）。
（4）若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q=3.44×10-3℃ , 则该电容 器的电容为 。
（5）关于电容器在整个充、放电过程中的q-t图像和"a-t 图像的大致形状，可能正确
的有 。（q 为电容器极板所带的电荷量， 为 A ，B 两板的电势差）。
A ． B ． C ． D .
15 ．（8 分）图甲所示为某旅游景点的滑草场，图乙所示为其中一条滑道的示意图。该滑 道由倾角为 的斜坡AC 和水平滑道CD 组成，斜坡AC 由材质不同的AB 、 BC两 部分组成，一位质量m=70g 的游客坐在质量m2=10kg的滑草车上，从斜坡顶端 A 点 静止滑下，最终恰好在水平滑道末端 D 点停下。已知 、 的长度分别为
、 ，滑草车与8 、 、 四 间的动摩擦因数分别为 、
、 ，重力加速度 ， ，不计空气阻力以及滑草车经 过 B 、C 两点时的能量损失，求滑草车（含游客）：
（1）在滑道CD 上运动时受到的摩擦力大小及滑道CD 的长度LO ； （2）在整个运动过程中的平均速度大小 。
16 ．（10 分）如图所示，在平面直角坐标系 横轴下方一矩形区域及横轴上方一半圆
形（圆心在x 轴上）区域内，存在垂直纸面向里、磁感应强度大小相同的匀强磁场（图 中未画出）。点 p(a,0) 处的粒子源沿与 轴负方向成α=30 角斜向下发射一带电荷量为 、质量为 、速率为的粒子，粒子经过矩形磁场后，垂直横轴经过坐标原点进入两 极板分别为 M 、N 的圆弧形电容器，在电场和磁场的共同作用下，沿两极板间的中心线 做匀速圆周运动，并以圆周运动的形式回到横轴。已知横轴上方半圆形磁场区域的圆心 恰好与粒子经过矩形磁场区域时运动轨迹的圆心重合，圆弧形电容器的中心线对应的圆 心在 P 点，对应的圆心角为β＜α ) , 不计粒子受到的重力，忽略电容器的边缘效
应，求：
（1）矩形磁场区域的面积最小值；
（2）圆弧形电容器中心线处的电场强度大小E；
（3）半圆形磁场区域的最小半径 。
17 ．（10 分）一根 L= 1.5m 的滑轨 AB 固定在竖直平面内，滑轨上表面光滑、下表面粗 糙，且与竖直方向夹角θ=37° , 如图所示。t=0 时一个套在滑轨上 m= 1.2kg 的小球在
F= 16N 的水平向左的恒力作用下从滑轨顶端 A 点由静止开始下滑。t=0.4s 时，将恒力 F 改为水平向右，此后一直保持不变。小球与滑轨下表面的动摩擦因数μ=0.75 ，g 取
10m/s2 ，不计空气阻力，sin37°=0.6 ，cos37°=0.8.
（1）求 0~0.4s 内小球加速度的大小；
（2）求小球滑至 B 点时的速度， 以及滑轨对小球的弹力大小；
（3）小球从 B 点滑出后，在重力和 F 的共同作用下，又经过 0.3s 后掉落至水平地面，计
算小球到达地面时的动能。
18 ．（10 分）如图所示，电阻不计、间距为 L 的光滑 U 形金属导轨固定在绝缘斜面上。 区域 I 、 Ⅱ中磁场方向均垂直斜面向上，I 区宽度为 L ，磁感应强度大小为 B1 = B0＋kt（k 是大于零的常数）， Ⅱ区中磁场的磁感应强度大小为 B 。质量为 m 、阻值为 R 的金属棒 从无磁场区域中 a 处由静止释放，a 处与Ⅱ区上边界距离也为 L 。金属棒进入Ⅱ区后下行 距离 s 时速度减至零。运动过程中金属棒始终垂直导轨且接触良好。重力加速度为 g，
求：
（1）金属棒未进入磁场时的感应电流的大小；
（2）金属棒刚进入Ⅱ区的加速度大小及方向；
（3）金属棒在Ⅱ区下行过程的时间。
19 ．（8 分）如图所示的平面直角坐标系 , 在第一象限内有平行于y 轴的匀强电场，
(
平面
)方向沿y 正方向；在第四象限的正三角形 abc 区域内有匀强磁场，方向垂直于
向里，正三角形边长为 L ，且 ab 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(o， hi) 点， 以大小为vo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 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45 角，不计粒子所受的重力．求：
（1） 电场强度 E 的大小；
（2）abc 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。
20 ．（8 分）如图所示，光滑水平地面上静置有一半径为 R=0. 1m 的竖直光滑圆弧轨道
CD ，O 为圆心，C 为轨道最低点，OC 竖直，OC 与 OD 夹角为60 ．在其左侧地面上静 置一质量为M=4kg的长木板 A ，木板上表面粗糙且与 C 点高度相同。现将一质量为
=2 的小滑块 B 以初速度v0=3m/s沿 A 的上表面从左端滑上木板，当小滑块 B 刚滑 到 A 右端时，A 、B 恰好达到共同速度，此时木板与圆弧轨道发生弹性相撞（碰撞时间 极短）。已知小滑块 B 与长木板 A 的动摩擦因数μ=0.3 ，小滑块可视为质点，空气阻力 不计，重力加速度g-1m/s- 。
（1）求长木板 A 的长度；
（2）若圆弧轨道不固定，且已知圆弧轨道质量为M"=6kg ，求小滑块 B 沿圆弧轨道上升 的最大高度 H。