江苏省镇江第一中学2023-2024学年高三上学期期初阶段学情检测物理试题（解析版）

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江苏省镇江第一中学2022-2023学年高三上学期阶段学情检测物理试题
一、单项选择题
1. 如图所示，方解石形成的双折射现象实验的照片，下列关于方解石的说法正确的是（　　）

A. 是非晶体 B. 具有固定的熔点
C. 所有的物理性质都是各向异性 D. 是由许多单晶体杂乱无章排列组成的
【答案】B
【解析】
【详解】AB．光在晶体中的双折射现象就是光学各向异性的表现，所以图中方解石的双折射现象说明方解石是晶体，具有固定的熔点，A错误，B正确；
CD．单晶体具有规则的几何形状、各向异性和一定的熔点等性质；而多晶体是由许多小的晶体杂乱无章地排列在一起组成的，使得多晶体不再具有规则的几何外形，而且也看不出各向异性的特点，故CD错误。
故选B。
2. 某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示，O点为圆心，一束单色光从A点射入，经B点射出圆柱体。下列说法正确的是（　　）

A. 光线进入玻璃后频率变大
B. 若θ增大，可能变小
C. 若θ增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射
D. 若θ增大，光线由A点至第一次射出时间变短
【答案】D
【解析】
【详解】A．光在不同介质中传播时频率不变，故A错误；
BC．由几何知识可得，光线在A点折射角等于它在B点入射角，根据光路可逆性，A点入射角等于它在B点折射角，由于入射角不可能为，所以光线在A点折射角不可能为临界角C，B点入射角也不可能为C，光线在圆柱体内不可能发生全反射，故BC均错误；
D．若增大，光线在A点折射角增大，根据几何知识可得，光线在玻璃内传播路程减小，光线由A点至第一次射出时间变短，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图。下列说法正确的是（　　）

A. 同一介质中a光的波长小于c光
B. 若b光为可见光，则a光可能是紫外线
C. 若b光光子能量为2.86eV，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光
D. 若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据光电效应方程

而由动能定理有

由图乙可知a光对应的遏止电压小于c光对应的遏止电压，则可知a光的频率小于c光的频率，根据

可知，a光的的波长大于c光的的波长，故A错误；
B．由于a光对应的遏止电压等于b光对应的遏止电压，则可知两种光的频率相同，若b光为可见光，则a光也一定是可见光，故B错误；
C．若b光光子能量为2.86eV，用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，由氢原子吸收b光光子的能量值为

可知氢原子将跃迁至能级，而根据辐射光子种数

可知，氢原子从第5能级向基态跃迁的过程中将产生10种不同频率的光，故C错误；
D．由于a光的频率等于b光的频率，若b光光子是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，则a光光子也是由处于n=3激发态的氢原子向n=2跃迁产生的，故D正确。
故选D。
4. 一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示，用手握住长绳的一端，从时刻开始用手带动点沿垂直绳的方向（图甲中轴方向）在水平面内做简谐运动，内点的振动图像如图乙所示。时轻长绳上的波形图可能正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图乙可知波形图对应的质点起振方向沿y轴正方向，且开始时的周期较小，则对应的波形图开始时波长较小。
故选B。
5. “用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。小张同学某次实验中作出的p-图线如图所示，关于图线弯曲的可能原因，下列说法错误的是（　　）

A. 压强传感器与注射器的连接处漏气
B. 未在注射器活塞上涂润滑油
C. 未考虑注射器与压强传感器连接部位的气体体积
D. 实验过程中用手握住了注射器前端
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】ABC．当增大时，V减小，p增加的程度不是线性关系，当斜率减小，压强增加程度减小，导致这一现象的原因是注射器存在漏气现象，为在注射器活塞上涂润滑油会导致漏气，当压强增加后，连接部分的气体体积也减小，但连接部分体积未变，则注射器中一小部分气体进入连接部分，也相当于注射器漏气，故ABC正确，不符合题意；
D．实验过程中用手握住注射器前端，会导致注射器中气体温度升高，则图像的斜率会增大，故D错误，符合题意。
故选D。
6. 一地铁在水平直轨道上运动，某同学为了研究该地铁运动情况，他用细线将一支圆珠笔悬挂在地铁的竖直扶手上，地铁运行时用手机拍摄了如图所示的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细线相对竖直扶手偏东，该同学根据照片分析正确的是（　　）

A. 地铁一定向西加速运动
B. 地铁可能向东加速运动
C. 细线中拉力大小与地铁加速度大小无关
D. 若用刻度尺测量细线的长度和圆珠笔到竖直扶手的距离，可以估算此时地铁的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．根据题意，对笔受力分析，如图所示

竖直方向上，由平衡条件有

水平方向上，由牛顿第二定律有

解得


加速度方向水平向西，则地铁可能做向西的加速运动和向东的减少运动，地铁的加速度变化，细线与竖直方向的夹角变化，细线的拉力变化，则细线中拉力大小与地铁加速度大小有关，故ABC错误；
D．若用刻度尺测量细线的长度为和圆珠笔到竖直扶手的距离为，则有

可知，可以估算此时地铁的加速度，故D正确。
故选D。
7. 笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（ ）

A. 盖上盖板， a端带正电
B. 打开盖板， a端带正电
C. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大
D. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件磁场方向向下，电流方向向左，根据左手定则可得，载流子受力方指向a，因此a端带负电，AB错误；
CD．盖上屏幕过程中，磁感应强度变大，霍尔电压增大，a、b间电势差逐渐增大，C正确，D错误。
故选C。
8. 网上热卖的一款“钢球永动机”如图所示。小球从平台中心小孔P由静止下落，经小孔下方快速旋转的传动轮加速后，由Q点抛出并落回平台，每次轨迹如图中虚线所示。则（　　）

A. 该“钢球永动机”不违背能量守恒定律
B. 小球在空中上升过程中，处于超重状态
C. 小球在空中上升过程中，速度变化的方向竖直向上
D. 小球在空中上升过程中，克服重力做功的功率恒定
【答案】A
【解析】
【详解】A．钢球运动中因摩擦力、空气阻力造成的机械能损失，由小孔下方快速旋转的传动轮补充，该“钢球永动机”不违背能量守恒定律，故 A正确；
B．小球在空中上升过程中，加速度向下，处于失重状态，故B错误；
C．小球在空中上升过程中，由，可知速度变化的方向与加速度方向相同，加速度方向向下，故C错误；
D．小球在空中上升过程中，重力做功的功率

由于竖直方向上速度大小变化，所以克服重力做功的功率不恒定，故D错误。
故选A。
9. 如图，ABC为正三角形的三个顶点，A、B两点固定电荷量为+q的点电荷，C点固定电荷量为q的点电荷，O为三角形的中心，D、E为直线BO上的两点，DO=EO。则（　　）

A. O点的场强为零
B. D、E两点的场强相同
C. D点的电势高于E点的电势
D. 电子在D点的电势能大于在E点的电势能
【答案】C
【解析】
【详解】A．AB两个正的点电荷在O点的合场强沿OC方向，C点的负电荷在O点的场强也是沿OC方向，则O点的场强不为零，选项A错误；
B．D、E两点在AC连线的平分线上，则AC两电荷在E点的合场强大于D点的合场强，方向垂直DE斜向下；而B处电荷在D点的场强大于在E点的场强，方向沿DE方向，则D点和E点场强大小不能比较，选项B错误；
CD．因D、E两点在AC连线的平分线上，可知AC两处的电荷在DE两点的合电势均为零；而正电荷B在D点的电势高于E点电势，可知合成后D点的电势高于E点的电势，电子在D点的电势能小于在E点的电势能，选项C正确，D错误。
故选C。
10. 如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，自然伸长时弹簧上端处于A点。时将小球从A点正上方O点由静止释放，时到达A点，时弹簧被压缩到最低点B。以O为原点，向下为正方向建立x坐标轴，以B点为重力势能零点，弹簧形变始终处于弹性限度内。小球在运动过程中的动能、重力势能、机械能及弹簧的弹性势能变化图像可能正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．小球在到达A点前做自由落体运动，速度一直在增大，动能在增大，在到达A点后弹簧弹力小于小球重力，小球仍然向下做加速运动，经过平衡位置后弹簧弹力大于小球重力，小球做减速运动，动能在减小，所以时动能不是最大，故A错误；
B．以B点为重力势能零点，可知小球在下降的过程中有

可知图像为一条直线，故B正确；
C．小球在到达A点前，只有重力做功，机械能守恒，接触弹簧后，弹力做负功，小球的机械能在减小，故C错误；
D．设弹簧的劲度系数为k，小球接触到弹簧后，根据弹簧的弹性势能公式有

可知图像不是直线，故D错误。
故选B。
二、非选择题
11. 某实验小组要测量一段粗细均匀的金属丝Rx的电阻率。
（1）用螺旋测微器测待测金属丝直径如图甲所示，可知该金属丝的直径d=______mm。
（2）用多用电表粗测金属丝的阻值。当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为______Ω。

（3）为了更精确地测量金属丝的电阻率，实验室提供了下列器材：
A.电流表A（量程0.6A，内阻1.0Ω）
B.保护电阻R0
C.电源（输出电压恒为6V）
D.开关S、导线若干
①实验小组设计的测量电路如图丙所示，调节接线夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度，闭合开关，记录电流表读数I。

②改变接线夹位置，重复①的步骤，测出多组与的值。根据测得的数据，作出如图丁所示的图线，可得R0=______，金属丝的电阻率______（结果均保留2位有效数字）。

③关于本实验的误差，下列说法正确的是______。
A．电表读数时为减小误差应多估读几位
B．用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差
C．考虑电流表内阻的影响，电阻率的测量值大于真实值
【答案】 ①. 0.400 ②. 12.0 ③. 11 ④. 2.6×10−6（2.4×10−6~2.7×10−6） ⑤. B
【解析】
【详解】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
0+0.01×40.0mm=0.400mm
（2）[2] 当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，表明电阻过小，为了减小读数的偶然误差，换用“×1”挡，则指针静止时位置的读数为
12.0×1Ω=12.0Ω
（3）②[3][4]根据闭合电路欧姆定律有

根据电阻的决定式有

解得

根据图像有
，
解得
，
③[5]A．电表读数时应该根据量程确定精度，由出现不精确的位次选择估读的位次，因此电表读数时多估读几位并不能减小误差，A错误；
B．图像法处理实验数据时，能够尽量利用到更多的数据，减小实验产生的偶然误差，即用图像求金属丝电阻率可以减小偶然误差，B正确；
C．根据上述分析过程，电阻率是根据图线的斜率求解的，令斜率为k，即

可见电阻率的测量值与是否考虑电流表的内阻无关，C错误。
故选B。
12. 黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸，科学家一般通过观测绕黑洞运行的天体的运动规律间接研究黑洞。已知某黑洞的逃逸速度为，其中引力常量为G，M是该黑洞的质量，R是该黑洞的半径。若天文学家观测到与该黑洞相距为r的天体以周期T绕该黑洞做匀速圆周运动，求：
（1）该黑洞的质量；
（2）该黑洞的最大半径.

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）天体绕黑洞运动时，由黑洞对天体的万有引力提供向心力，则有

解得

（2）黑洞的逃逸速度不小于光速，则有

解得该黑洞的半径

可知该黑洞的最大半径。
13. H的质量是3.016050u，质子的质量是1.007277u，中子的质量是1.008665.1u相当于931.5MeV，c为光速，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，则：
(1)写出一个质子和两个中子结合为氚核时的核反应方程。
(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？
(3)如果释放的核能是以射出2个相同光子的形式释放，则每个光子的频率是多少？
【答案】(1) ；(2)7.97MeV；2.66MeV；(3)
【解析】
【详解】(1)核反应方程式是

(2)反应前各核子总质量为
mp+2mn=1007277u+2×1.008665u=3.024607u
反应后新核的质量为
mH=3.016050u
质量亏损为
△m=3.024607u-3.016050u=0.008557u
释放核能为
△E=△mc2=△m×931.5Mev=0.08557×931.5Mev=7.97MeV
氚核的结合能即为
△E=7.97MeV
它的比结合能为
=2.66MeV
(3)由题意可知
△E=2h
放出光子的频率为

14. 如图所示，内径很小的细管PMN竖直固定，PM段为长为L内径粗糙的水平直细管。P端有一竖直弹性挡板，MN段为内径光滑半径为R的圆弧细管，两段细管在M处平滑连接。细绳一端连接质量为3m的滑块A，另一端跨过滑轮，穿过挡板P的光滑小孔与质量为m、略小于细管内径的的滑块B相连，已知滑块B与PM段细管间动摩擦因数为0.5，起初两滑块在外力作用下静止，现同时释放两滑块，重力加速度为g。求：
（1）滑块B在PM段向左运动过程中加速度大小a；
（2）滑块B第一次运动至M点时速度大小vM；
（3）若滑块B每次与挡板P碰撞后均以原速弹回。求整个运动过程中，滑块B在水平PM段运动的总路程S。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，对A、B整体，由牛顿第二定律有

解得

（2）根据题意可知，滑块B第一次运动至M点时，滑块A、B的速度大小相等，由动能定理有

解得

（3）根据题意可知，由于

则滑块B最终停在P处，对整个过程，由动能定理有

解得

15. 波荡器是利用同步辐射产生电磁波的重要装置，它能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其装置简化模型如图所示，个互不重叠的圆形匀强磁场沿水平直线分布，半径均为，磁感应强度大小均相同，方向均垂直纸面，相邻磁场方向相反、间距相同，初始时磁感应强度为。一重力不计的带正电粒子，从靠近平行板电容器P板处由静止释放，PQ极板间电压为，粒子经电场加速后平行于纸面从点射入波荡器，射入时速度与水平直线夹角为，在范围内可调。
（1）若粒子入射角，粒子恰好能从点正下方离开第一个磁场，求粒子的比荷；
（2）若粒子入射角，调节的距离、磁场的圆心间距和磁感应强度的大小，可使粒子每次穿过水平线时速度与水平线的夹角均为，最终通过同一水平线上的点，到的距离为，求的大小和磁感应强度的大小；
（3）在（2）问的情况下，求粒子从A运动到的时间。

【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）设粒子电场加速后速度为，根据动能定理可得

由几何关系可知粒子在磁场中偏转半径为，根据洛伦兹力提供向心力可得

联立解得粒子的比荷为

（2）粒子的轨迹如图所示

由几何关系可得

粒子转动的圆心恰好在磁场圆周上且在磁场圆心的正下方或正上方。
由几何关系可得


可得

（3）由几何关系可得


每次从水平线到磁场边缘的时间为

每次在磁场中运动的时间为

可得粒子运动的时间为