2023-2024学年江苏省盐城市、南京市高三（上）期末调研测试物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.年月日，我国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录，成功实现稳定态高约束模式等离子体运行秒，其内部发生轻核聚变的核反应方程为，其中的是( )
A. 质子 B. 中子 C. 粒子 D. 正电子
2.半导体指纹传感器如图所示当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，指纹上凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器现使电容器的电压保持不变，手指挤压绝缘表面过程中，电容器( )
A. 电容变小 B. 带电量变小 C. 处于充电状态 D. 内部场强大小不变
3.利用如图所示的实验器材，不能完成的实验是
( )
A. 验证牛顿第二定律 B. 研究自由落体运动规律
C. 验证机械能守恒定律 D. 测量重力加速度的大小
4.如图所示，直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，相邻圆筒间的距离相同，其中心轴线在同一直线上，、接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上，粒子从序号为的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子( )
A. 在加速器中一直做匀加速直线运动
B. 只在金属圆筒内做匀加速直线运动
C. 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动
D. 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动
5.在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转．如图所示，是棱镜的横截面，其中、现有与面平行的三条同频率的光线、、从面射入，经面全反射后直接从面射出．设三条光线在棱镜中传播的时间分别为和则
( )
A. B. C. D.
6.年月日，神舟十七号在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将航天员汤洪波、唐胜杰、江新林顺利送入太空．发射入轨后，神舟十七号成功对接于空间站核心舱前向端口，形成三舱三船组合体，对接后的组合体仍在空间站原轨道上运行．对接前，空间站与神舟十七号的轨道如图所示。已知空间站距地球表面约则神舟十七号
( )
A. 需要加速变轨才能实现对接
B. 需要减速变轨才能实现对接
C. 对接后，绕地球运行周期大于小时
D. 对接前，绕地球做圆周运动的线速度比空间站的小
7.在探究“加速度与质量关系”的实验中，甲、乙、丙、丁四个小组分别保持合力不变，测得若干组数据，并得到如图所示的、、、四条曲线．转换成图像是四条过原点的直线．则合力最大的是
( )
A. B. C. D.
8.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图所示．某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察实验现象，下列说法正确的是( )
A. 干涉条纹与双缝垂直
B. 单缝和双缝应相互平行放置
C. 取下滤光片，光屏上观察不到白光的干涉图样
D. 将单缝向双缝靠近，从目镜中观察到的条纹条数增加
9.如图所示，某款发电机示意图，矩形线框置于水平向右的匀强磁场中，中心轴与磁场垂直，、端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起顺时针转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷、接触，初始时刻线框平面与磁场平行，通过电阻的电流以向右为正方向随时间变化的图像正确的是
( )
A. B.
C. D.
10.如图所示，为水平固定放置的形导体框，其中长为部分阻值为，其余部分电阻不计．长为、阻值为的均匀导体棒，始终与导体框接触良好．整个装置处于垂直纸面的匀强磁场中．现使导体棒以速度水平向左匀速运动，则导体棒两端的电势差是
( )
A. B. C. D.
11.如图所示，一个可视为质点的小木块从固定斜面的顶端由静止滑下，滑到水平面上的点停下．斜面与水平面粗糙程度相同，且平滑连接．现将斜面向右移动到虚线所示的位置，并固定在地面上，再让小木块从斜面的某处由静止下滑，仍滑到点停下．则小木块释放的位置可能是
( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
二、实验题：本大题共1小题，共12分。
12.某兴趣小组为了测量金属丝的电阻率和电源的电动势与内阻，设计了如图甲、乙所示的实验电路，其中为待测电阻，定值电阻的阻值已知。
测量金属丝的电阻时，要求通过金属丝的电流从零开始连续变化，实验电路图应选______选填“甲”“乙”；
使用螺旋测微器测量金属丝的直径如图丙所示，测量时，使用螺旋测微器的、、三部分的先后顺序是______；
测量金属丝电阻时，选择正确的电路，按照规范操作，调节滑动变阻器，得到电压表、的示数的多组数值。作出的图像，如图丁中直线所示，斜率为，则金属丝的电阻为______用和表示；
测量电源的电动势与内阻时，选择正确的电路，按照规范操作，调节滑动变阻器，得到电压表、的示数的多组数值。作出的图像，如图丁中直线所示，图线中的均已知，不考虑两电压表内阻的影响，则电源电动势______用或表示；
在上述、实验中，接通电路前，滑动变阻器的滑片应分别置于______选填下列选项的序号，并简述你的理由______。
A.最左端 最左端 最右端 最右端 最左端 最右端 最右端 最左端
三、计算题：本大题共4小题，共44分。
13.如图所示，点为单摆的固定悬点，测得摆球的质量为，摆长为现将摆球拉到点，小于，释放摆球，摆球将在竖直平面内的、之间来回摆动，到达最低点时摆线所受的拉力大小为，不计一切阻力重力加速度大小为，以处为零势面求摆球
第一次从运动到的时间；
具有的重力势能的最大值．
14.如图所示，某实验小组将带刻度的导热容器放在水平地面上，用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦滑动，这样就改装成一个“温度计”。当活塞静止在距容器底为时，气体的温度为。已知容器的横截面积为，高度为，重力加速度为，大气压强恒为。求：
该温度计能测量的最高温度；
当气体从外界吸收热量后，活塞由位置缓慢上升到容器最高点的过程中，气体内能的变化量。
15.如图所示，两小木块、质量均为，用劲度系数为、原长为的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，处于静止。重力加速度为。有人利用该装置进行以下两步操作：
第一步，用外力将缓慢竖直下压一段距离后，撤去外力，发现上下运动，刚好不离开地面。
第二步，将一质量为的橡皮泥在正上方某处自由落下，与碰撞并附着在上，一起向下运动，此后，木块能够离开地面。求：
木块处于静止状态时，弹簧的长度；
第一步操作中，外力对木块做的功；
第二步操作中，橡皮泥自由下落的距离应满足的条件。
16.如图所示，竖直平面内有四个相同的足够长的矩形区域、高度均为，区域Ⅰ中存在竖直向下的匀强电场，区域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中存在垂直于纸面向里的匀强磁场、其磁感应强度大小之比为，区域Ⅳ下边界放置一块水平挡板，可吸收打到板上的粒子。零时刻，在纸面内从点向各个方向范围均匀发射带电量为、质量为、初速度为的带正电粒子，其中水平向右射出的粒子第一次进入区域Ⅱ时速度方向与水平方向成，且刚好经过区域Ⅱ的下边界。粒子重力以及粒子间的相互作用不计。求：
电场强度大小；
水平向右射出的粒子经过区域下边界的时刻；
打在挡板上的粒子数占射出总粒子数的比例。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了核反应方程，解决问题的关键是根据电荷数守恒和质量数守恒写出聚变后的产物。
【解答】
根据质量数与电荷数守恒，可知的质量数与电荷数分别为：，，可知，为中子，故B正确，ACD错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查电容器的动态分析，基础题目。
根据题设得出电容器间距离变化情况，从而得出电容器内部场强变化情况，结合电容器的电容决定式得出其电容变化情况，结合电容的定义式得出电容器所带的电荷量变化情况，从而得出电容器的充放电情况即可判断。
【解答】
电容器的电压不变，手指挤压绝缘表面过程，电容器板间距离减小，电容器内部场强增大，电容器的电容增大，电容器所带的电荷量增大，电容器处于充电状态，故C正确，ABD错误。
3.【答案】
【解析】【分析】
本题考查各力学实验中要使用的实验器材，根据各实验的原理逐项分析，即可正确解答。
【解答】
A.由知验证牛顿第二定律需要改变加速度，以上图片提供的实验装置能测出的加速度始终为重力加速度，无法满足实验要求，符合题意
B.在研究自由落体运动规律实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，以上实验器材满足该实验，不符合题意
C.在验证机械能守恒定律实验中，要验证关系式不需要测质量，但需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，求速度，以上实验器材满足该实验，不符合题意
D.在测量重力加速度的大小实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，以上实验器材满足该实验，不符合题意。
故选A。
4.【答案】
【解析】
【详解】大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源加在相邻两个金属圆筒之间，所以粒子在相邻两个金属圆筒间受恒定的电场力，做匀加速直线运动，金属圆筒中电场为零，粒子不受电场力，做匀速运动。
故选C。
5.【答案】
【解析】【分析】根据折射定律作出光路图，根据光路图判断出射光线与入射光线的特点，并判断传播路程的大小关系。【解答】
光路图如图所示：
根据几何知识可知，设折射角为，光线在棱镜中传播的距离为，棱镜边反射点左侧长，右侧，有，，则，三条光折射角相等，故传播路程相等，用时相等，故B正确，ACD错误；
故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查万有引力定律的应用，涉及卫星变轨知识，基础题目。
根据卫星变轨知识分析即可判断；根据同步卫星知识和开普勒第三定律分析即可判断；根据万有引力提供向心力列方程分析即可判断。
【解答】
、神舟十七号变轨后与空间站对接，需要使神舟十七号做离心运动，需使神舟十七号加速运动，故A正确，B错误；
C、组合体与地球的距离小于同步卫星与地球的距离，而同步卫星运行的周期为，由开普勒第三定律知，对接后，绕地球运行周期小于小时，故C错误；
D、由可得线速度，由于对接前，神舟十七号的轨道半径小于空间站的轨道半径，则对接前，绕地球做圆周运动的线速度比空间站的大，故 D错误。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查探究“加速度与质量关系”实验，基础题目。
结合题设得出图像的形状，结合牛顿第二定律分析得出合力大小情况即可判断。
【解答】
图像是过原点的直线，则图像是一条双曲线，由牛顿第二定律：结合图知，，可见合力最大的是，故D正确，ABC错误。
8.【答案】
【解析】【分析】
单缝和双缝要平行放置；根据相邻明条纹中心间距公式分析判断。
本题关键掌握实验原理掌握相邻明条纹中心间距公式。
【解答】
A.干涉条纹是由双缝得到相干光叠加的结果，干涉条纹与双缝平行，故A错误；
B.单缝和双缝应相互平行放置，故B正确；
C.滤光片的作用是得到单色光，取下滤光片观察到白光的干涉条纹彩色条纹，故 C错误；
D.想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距减小， 根据相邻明条纹中心间距公式，可知条纹间距跟单缝到双缝间的距离无关，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题考查交变电流的产生，知道当线圈绕垂直匀强磁场的轴匀速转动时会在线圈中产生正弦交变电流，当磁通量为零时感应电流最大，磁通量最大时感应电流为零；本题的关键是要分析出由于两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷、接触会导致通过电阻的电流方向始终不变。
【解答】
根据右手定则结合电路分析可知，通过电阻的电流方向始终是向左，图示位置切割磁感线的速度与磁感线垂直，根据可知图示位置电流最大，则线圈与磁场垂直时电流最小，所以通过电阻的电流从图示位置开始先减小后增大，然后不断重复这个变化。
故选D．
10.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了导体棒平动切割磁感线、电磁感应中的电路问题，要注意杆部分在电路中，部分在电路外。
【解答】
由题意，杆在回路中的长度是，阻值是，由杆切割动生电动势得接在回路中的杆两端电势差，杆剩余部分在电路外，由右手定则可知，感应电动势方向相同，其电势差为，故导体棒两端电势差为，C正确。
11.【答案】
【解析】【分析】
本题考查动能定理的应用，别对两次运动过程列动能定理，联立解方程，即可得出正确答案。
【解答】
设每个小格边长为，斜面倾角为，则，由动能定理可得
第一次下滑：，
第二次下滑：
联立可得
丙位置到地面高度为个小格的高度。
故选C。
12.【答案】 甲 保护电路
【详解】要求通过金属丝的电流从零开始连续变化，滑动变阻器应选择分压接法，故选甲。
用螺旋测微器测量金属丝的直径时，从调节到读数过程中，应先将金属丝置于测砧与测微螺杆之间，之后调节旋钮进行粗调，当测微螺杆快靠近金属丝时，改为调节微调旋钮，当听到“喀喀”声时停止，然后读数，读数完毕后，再将锁紧装置关闭，故使用顺序为。
由欧姆定律
用乙图进行测量电源电动势和内电阻，根据乙电路，则有
可得
则图线与纵轴截距表示电源电动势，即
接通电路前，为了保护电路，电压表示数应为最小值，所以滑动变阻器的滑片都应置于最左端，故选A，原因是为了保护电路。
【解析】见答案
13.【答案】解：根据单摆的振动周期公式，
摆球第一次从运动到的时间为：，
解得：。
在点对摆球由牛顿第二定律得，
由机械能守恒定律得，
解得：
【解析】第一次从到为四分之一单摆周期，单摆周期公式为。
在点由牛顿第二定律结合向心力公式可求出摆球的速度，再由机械能守恒求重力势能的最大值。
14.【答案】 ；
【详解】因为 不变，气体做等压变化，有
解得
对活塞由平衡知识得
根据热力学第一定律
得出
【解析】见答案
15.【答案】 ； ；
【详解】木块静止时，由胡克定律可得弹簧的压缩量为
弹簧的实际长度为
解得
因为刚好不离开地面，则有
可得在最高点时，弹簧伸长
所以木块从开始到运动的最高点的过程中弹簧对做的总功为零，由动能定理得
解得
对橡皮泥自由下落，由机械能守恒定律可得
橡皮泥与碰撞，由动量守恒定律可得
对橡皮泥与从一起运动到最高点，由能量守恒得
解得
【解析】见答案
16.【答案】 ； 或 ；
【详解】设水平向右射出的粒子第一次进入区域时的速度大小为 ，有
根据动能定理有
解得
设水平向右射出的粒子第一次进入区域时速度竖直方向分量为 ，则
粒子从水平射出到第一次射出电场的时间
粒子在区域Ⅱ运动的半径满足
得
粒子从第一次到区域Ⅰ下边界到第二次经过区域Ⅰ下边界的时间
当粒子向下经过区域Ⅰ下边界的时刻
即
当粒子向上经过区域Ⅰ下边界的时刻
即
设粒子从 点射出时与水平方向成 角，运动到区域Ⅳ，轨迹刚好与挡板相切，经过区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的下边界时水平分速度的大小分别为 粒子在区域Ⅱ中运动时，取极短时间 ，由水平方向的动量定理
两边求和有
代入得
同理在区域Ⅲ、Ⅳ中运动时，分别有
累加可得
根据洛伦兹提供向心力
求得
则
【解析】见答案
第1页，共1页
