江苏省南京航空航天大学附属高级中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试卷

这是一份江苏省南京航空航天大学附属高级中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试卷，共13页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题(共11小题，每题4分，共44分)
1. 2021年2月18日，核动力火星车“毅力号”成功着陆火星。 “毅力号”配置的放射性同位素热电发生器(RTG), 能将放射性元素衰变过程中产生的热能，转化为火星车工作需要的电能。下列关于放射性元素的衰变说法正确的是( )
A.放射性元素衰变过程吸收能量
B.目前核电站是利用衰变释放的能量发电的
C.放射性元素钋的半衰期为138天，100g的钋经276天，剩余元素钋的质量为25g
D.核反应714N+24He → 817O+ 11H 属于α衰变
2. 如图所示，ABCA 表示一定质量的理想气体的一个循环过程，下列说法正物的是( )
A. 在A→B过程中，气体对外做了功 B. 在B→C过程中，气体内能不变
C. 在C→A过程中，气体内能减少 D.在 A→B→C过程中，气体放热
3. 2022年11月30日7时33分，翘盼已久的神舟+四号航天员乘组顺利打开“家门”，热情欢迎远道而来的亲人入驻“天宫" 。随后，“胜利会师” 的两个航天员乘组，一起在中国人自 己的“天空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影。已知中国“天宫”空间站轨道高度的为400km (远小于地球半径)，宇航员每24h恰好可以看到16次日出日落。引力常量G已知，根据以上数据信息可以估算出( )
A.地球表面重力加速度 B.地球的平均密度
C.空间站的运行速度 D.地球同步卫星的运行速度
4. 我国越野滑雪集训队为备战2022冬奥会，在河北承德雪上项目室内训练基地，利用工作起来似巨型“陀螺”的圆盘滑雪机模拟一些特定的训练环境和场景，其转速和倾角(与水平面的最大夹角达18°)根据需要可调。一运动员的某次训练过程简化为如下模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离为10m处的运动员(保持图中滑行姿势，可看成质点)与圆盘始终保持相对静止，运动员质量为60kg，与盘面间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为15°，g取10m/s2，已sin15°≈0.260，cs15°≈0.966 。则下列说法正确的是( )
A. 运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到两个力的作用
B. ω的最大值约为0.47rad / s
C. ω取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力一定随ω增大而增大
D. 运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为3870 J
5.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿X轴正方向发送的简谐超声波图像，t =0时刻波恰好传到质点M，已知此超声波的频率为1×107Hz .下列说法正确的是( )
A.0~1.25×10-7 s内质点M运动的路程为2.4mm
B.超声波在血管中的传播速度为1. 4×105m/s
C.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
D. t=1.5×10-7s 时质点N恰好处于波谷
6.以下四幅图片是来自课本的插图，结合图片分析下列说法中正确的是( )
A.图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后会在 a界面发生全反射
B.图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离Δx将减小
C.图丙是针尖在灯光下发生的现象，这种现象反映了光的干涉现象
D.图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波
7.如图所示，固定的竖直光滑U形金属导轨，间距为L,上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定绝緣轻弹簧相连且放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1=mg/k 。此时导体棒具有竖直向上的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是( )
A. 初始时刻导体棒受到的安培力大小为
B.初始时刻导体棒加速度的大小为
C.导体棒第一次速度为零时，克服弹簧弹力和克服重力做功之和小于1/2mv02
D.从导体棒开始运动到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热为
8.如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为q1和q2的点电荷，其中q1位于x轴的坐标原点，电荷q2的右侧各点电势φ随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点电势为零。BD段中的电势最低点为C点， 则下列说法正确的是( )
A.A点的电场强度方向向左
B.两点电荷的电荷量的大小关系为q1 Ekb
B.若a光可以让处于基态的氢原子电离，则b光一定也可以
C.两种光照射金属K时的逸出功不一样
D.两种光的频率νa> νb
10. 图甲是判断电源I0大小是否发生变化的装置示意图。电流I0在铁芯中产生磁场,其磁感应强度与I0成正比。现给某半导体材料制成的霍尔元件(如图乙，其长、宽、高分别为a、b、 d) 通以恒定工作电流I，通过右侧电压表V的示数就能判断I0的大小是否发生变化。当I0的变化量一定时，电压表V的示数变化量越大，则该装置判断的灵敏度就越高。己知霍尔元件的半导体材料载流子为一价正离子， 则下列说法正确的是( )
A.仅适当增大工作电流I,可以提高判断的灵敏度
B.仅将该半导体材料制成的霍尔元件更换为另一个金属材料制成的霍尔元件，则电压表V的“+”“-”接线柱连线位置无需改动
C. M端应与电压表V的“+”接线柱相连
D. 当电流I0增大时，电压表V的示数会减小
11.如图所示，质量均为m的两物体A、B用劲度系数为k的轻质弹簧拴接，物体C叠放在物体B上，系统处于静止状态。现将C瞬间取走，物体A恰好不离开地面。已知弹性势能的表达式为，其中x为弹簧的形变量，重力加速度为g.以下说法正确的是( )
A.物体C的质量为3m B.物体B运动到最高点时的加速度大小为3g
C.物体B的最大速度大小为 D.物体B上升的最大高度为
二、实验题(本题共1小题，共15分)
12.用下列器材测量小车质量M。小车一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为50Hz的交流电源，直尺，6个槽码，每个槽码的质量均为m=10g。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。
改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_________的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；
②保持轨道倾角不变，取下1个槽码(即细线下端悬挂5个槽码)，让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；
③依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤②；
④以取下槽码的总个数n(l≤n≤6)的倒数1/n为横坐标，1/a为纵坐标，在坐标纸上作出关系的图像。
(2)已知重力加速度大小g = 9.80m/s2，以下计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：
①下列说法错误的是___________；
A. 接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放
B. 小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行
C. 实验中必须保证细线下增悬挂槽码的质量远小于小车
D. 若细线下燭悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg
②某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打"5"点时小车的速度大小v5 =__________m/s,加速度大小a= 0.820m/s2 ；
③写出随变化的关系式___________________ (用M，m，g，a, n表示);
④测得关系图线的斜率为2.50s2 /m，则小车质量M=________ kg。
三、解答题
13. (8分) 某种风力发电机的原理如图所示,发电机的矩形线圈abcd固定,磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动,图示位置线圈与磁场垂直。已知磁体间的磁场为匀强磁场,磁感应强度的大小为B,线圈的匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈总电阻为r,外接电阻为R,磁体转动的角速度为ω。当磁体从图示位置转过30°角时,求:
(1)线圈中的感应电动势大小e;
(2)bc边受到的安培力大小F。
14. (8分) 如图所示,柱形绝热汽缸固定在倾角为θ的斜面上,一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在汽缸内,此时活塞距汽缸底部的距离为L0，汽缸内温度为T0。现通过电热丝缓慢对汽缸内气体加热,通过电热丝的电流为I，电热丝电阻为R，加热时间为t，使气体温度升高到2T0。.已知大气压强为p0，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动,设电热丝产生的热量全部被气体吸收。求汽缸内气体温度从T0升高到2T0的过程中：
(1)活塞移动的距离x；
(2)该气体增加的内能ΔU。
15. (12分) 如图所示，在长方形abcd虚线框区域内，存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面水平向里的匀强磁场，电场强度 ，磁感应强度为B。O1为ab边中点，O1O2 为长方形水平中心线，照相底片与虚线O1O2垂直且离cd边L/2。现有一质量为m电荷量为q的带正电粒子从O1点以速度v (未知)水平射入时，带电粒子沿虚线O1O2做匀速直线运动。保持带电粒子从O1点水平射入的速度v不变，若撤去电场，带电粒子恰好经过d点后打在照相底片上的P点；若撤去磁场，带电粒子打在照相底片上的Q点。已知ab=L， bc= 。
(不计粒子重力和空气阻力)。求:
(1) 从O1点水平射入的速度v;
(2)带电粒子由O1点运动至P点的时间t;
(3)带电粒子打在照相底片上P、Q两点间的距离。
6. (13分) 如图，质量m=2kg的小车上固定有处于竖直平面内的特殊形状的圆管，圆管内壁处处光滑且圆管可以忽略内径，其中AB段圆弧所对应的半径R1=0.5m,圆心角∠AOB=53°，B点切线方向竖直向下，圆管的BC段是一段四分之一圆弧，对应的半径R2 = 0.35m，C点与小车表面平滑衔接，小车CD部分足够长，且CD部分与小球之间的动摩擦因数为μ1=0.1，小车置于水平地面的光滑段。现将质量m=2kg的小球由A点左上方某点以v0=4m/s的初速度水平抛出，使小球刚好可以无碰撞的进入到圆管中。小球穿过圆管后，滑上CD段。当小球与小车共速时，小车也刚好运动至水平面的粗糙段,车与地面的动摩擦因数为μ2 =0.2，取g= 10m/s2，求：
(1)小球抛出点到A点竖直高度;
(2)小球刚运动到C点时，球的速度大小;
(3)最终球和车都静止时，小球到C点的距离是多少。
南航附中2023-2024学年高三物理期中参考答案
一、选择题
1.【答案】C D是人工转变，不是自然衰变。
2.【答案】D
3.【答案】C
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】A
9.【答案】B
10.【答案】A
11.【答案】D
二、实验题
12.【答案】（1）等间距
（2）①CD ②0.723 ③ ④0.185 （0.250？？）
三、解答题
13.【答案】（1）1/2nBL1L2ω （2）
14.【答案】（1）L0 （2）
15.【答案】（1） （2） （3）
由牛顿第二定律得： 解得 R=L
根据几何知识得： α=60°
粒子在磁场中运动周期为：
（3）撤去磁场后，如图所示
粒子在电场中偏转
联立解得 y=3/8 L
根据几何知识得
PQ两点得距离为
16.【答案】（1）0.45m （2）方向向左；方向向右。
（3）14.67m