江苏省南京市名校2023-2024学年高三下学期2月期初联考物理试题

这是一份江苏省南京市名校2023-2024学年高三下学期2月期初联考物理试题，共9页。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．
1.下列说法正确的是 （ ）
A. 重核分裂成中等大小的原子核，或者较小的核合并成中等大小的原子核，比结合能均增大
B. γ射线是由于原子核外电子跃迁而产生的
C. 核力也叫做强相互作用，发生与原子核与原子核之间
D. 放射性元素的半衰期将随着时间的推移，不断减小
2．电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件为由M、N两块极板组成的平行板电容器，其中极板N固定，极板M可以自由移动，移动的距离与汽车的加速度大小成正比。已知电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性导致极板M、N之间的相对位置发生变化，电容器M、N两极板之间的电压减小，当电压减小到某一值时，安全气囊弹出。下列车内平行板电容器的安装方式正确的是 （ ）
B． C． D．
3．为探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M包括小车和与小车固定连接的滑轮的质量，钩码的总质量用m表示。弹簧测力计可测出细线中的拉力大小。则实验时，一定要进行正确操作的是 （ ）
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．用天平测出钩码的总质量
C．为减小误差，实验中一定要保证m 远小于M
D．小车放在长木板上任意位置，先通电源，后放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
4．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动互相追逐，时而近时而远，它们之间的距离Δr随时间变化的关系如图所示，不考虑A、B之间的万有引力，万有引力常量为G，已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，则 （ ）
A. 两颗卫星的半径之比 RA:RB=3:5
B. 两颗卫星的周期之比 TA:TB=1:2
C. 两颗卫星的线速度之比vA:vB=1:2
D. 两颗卫星的角速度之比ωA:ωB=4:1
5.将两本质量均为m的书叠放在一起，用手从下面缓慢撬起，如图所示，当与水平面夹角为θ时，上面那本书刚刚开始滑动，则 （ ）
A.两本书之间的动摩擦因数小于tanθ
B.在缓慢撬起的过程中，上面那本书受到下面那本书的作用力不断减小
C.当书开始滑动后，继续增大角度，摩擦力保持不变
D.在撬起的过程中，下面那本书对上面那本书的摩擦力的冲量为零
6.在如图所示的劈尖干涉中，将一块平板玻璃a放置在另一块平板玻璃b上，一端夹入一张纸片，当单色光从上方入射后，可观察到明暗相间的条纹，下列说法正确的是 （ ）
A.干涉条纹是由a、b上表面的反射光叠加产生的
B.相邻暗条纹对应位置下方的空气膜厚度差均为一个波长
C.若将所夹纸片向右移动，条纹变密
D.若某亮纹发生弯曲，该亮纹所对应的下方空气膜厚度则发生了变化
7.手机屏幕的亮度传感器与光电效应原理有关，在某次实验中，我们得到了如下关于遏止电压和入射光频率的关系，如图，其中UC 为遏止电压，ν为入射光的频率，电子的电量为e，则下列说法正确的是 （ ）
A. 普朗克常量h=eab
B. 入射光频率越高，得到的光电子的初动能越大
C. 若更换材料再实验，则得到的图线斜率改变，b改变
D. 金属的逸出功为eb
8．如图所示的实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波t＝0和t＝0.03s时刻的波形图，x＝1.2m处的质点在t＝0.03s时刻向y轴正方向运动，则 （ ）
A．该波向x轴负方向传播
B．该波的周期可能是75Hz
C．该波的周期可能为0.024 s
D．该波的波速可能是230m/s
9.机场附近每天都能听到飞机发动机的轰鸣声，一位父亲带着孩子散步的过程中，有一架飞机从上空匀速驶过，如图所示，问飞机从图中A位置到B位置过程中，他们所听到的轰鸣声的频率如何变化 （ ）
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大，后减小
D.先减小，后增大
10．霍尔效应传感器可用于自行车速度计上，如图甲所示，将霍尔传感器固定在前叉上，磁铁安装在前轮辐条上，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。霍尔传感器原理如图乙所示，电源电压为U1，当磁场通过霍尔元件时，在导体前后表面间出现电压U2。某次行驶时，霍尔传感器测得的电压U2随时间t变化如图丙所示，车轮半径为R，霍尔传感器离轮轴距离为r，下列说法中正确的是 （ ）

A．如图乙所示，霍尔元件前表面电势低于后表面的电势，则载流子带正电
B． 霍尔电压U2的峰值与电源电压U1无关，与自行车的车速有关
C．自行车的速度可表示为2πRt3-t1
D．若前轮漏气，不影响速度计测得的骑行速度
11．轻质弹簧下端固定在斜面底部，弹簧处于原长时上端在O点。小球将弹簧压缩到A点（未栓接）由静止释放后，运动到B点速度为零。设阻力恒定， 以O点为坐标原点， 沿斜面向上为正方向建立x轴，小球上升过程的速度 v、加速度a、动能Ek及其机械能E随位置坐标x的变化规律可能正确的是 （ ）
A. B. C. D.
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12．(15分)某实验室有如下器材：
A.表头G1（2mA，2Ω），
B.表头G2,（20mA，3Ω）；
C.滑动变阻器R1（0～10Ω），
D.滑动变阻器R2（0～10kΩ）
E.电源一个，开关、导线若干
F.不同定值电阻若干，其中R=4Ω，
R
G.两个相同的非线性元件
(1)需要一个量程为0～3V的电压表，可用G1串联一个 Ω的电阻改装而成；
(2)利用改装的电压表和电流表测电源的电动势和内阻，用图甲的电路图，滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”)，得到多组数据，绘出图乙中的U-I图像，则电源电动势为 V，内阻为 Ω（结果保留两位有效数字）。
(3)将两个相同的非线性元件接入电路图丙，图丁是该非线性元件的电压和电流关系，则该电源的效率是 %（结果保留一位小数）。
13．（8分）真空电阻蒸发镀膜是在真空室中利用电阻加热，将紧贴在电阻丝上的金属丝（铝丝）熔融汽化，汽化了的金属分子沉积于基片上形成均匀膜层．在一块面积为S的方形基片上形成共有k层铝分子组成的镀膜，铝膜的质量为m．已知铝的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA．
（1）求基片上每层铝分子单位面积内的分子数n；
（2）真空气泵将真空室中的气体压强从p0=1.0×105Pa减小到p1=1.0×10-4Pa，设抽气后真空室中气体温度与抽气前相同，求抽气前后真空室中气体分子数之比．
14. （8分）某同学制作一个简易的手摇发电机，将匝数N=100，边长L=0.1m，内阻
r=4Ω的正方形线圈放入磁感应强度B=22π T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴OO1以角速度ω=10π rad/s匀速转动．其简化示意图如图，输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=4:1，副线圈外接电阻R=1Ω
求：（1）发电机产生的电动势有效值E；
（2）电阻R消耗的电功率P。
15．（12分）如图所示，足够长的水平轻杆中点固定在竖直轻质转轴O1O2上的O点，小球A和B分别套在水平杆中点的左右两侧，套在转轴上原长L=0.4m的轻质弹簧上端固定在O点，下端与小球C连接，小球A、C间和B、C间均用长度为5L4的不可伸缩的轻质细线连接，可视为质点的三个小球的质量均为1kg，。装置静止时，小球A、B紧靠在转轴上，两根绳子恰被拉直且张力为零。转动该装置并缓慢增大转速，小球C缓慢上升，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度取10m/s2。求:
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）当弹簧恢复原长时，装置的转动角速度；
（3）在弹簧的长度由初状态变为3L4的过程中，外界对装置所做的功。
16.（13分）如图为质谱仪的原理示意图，初速度为0的带电粒子经加速电压U加速之后进入磁感应强度为B的磁场，已知带电粒子形成的电流大小为I，显示屏上亮斑在磁场入口左边，与入口距离为d。
（1）计算粒子的比荷的大小；
（2）求显示屏受力大小F；
（3）若粒子进入磁场后受到了与速度大小成正比、方向相反的阻力，发现该粒子与磁场上边界相切于点M点（未画出），求M点到入口的距离x。
2023-2024学年度第二学期期初联考试题
高三物理参考答案和评分标准 2024.02
一、单项选择题：共11题，每小题4分，共44分．每小题只有一个选项最符合题意．
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12．（15分）（每空3分）
答案： (1)1498 (2) R1 3.0 10 (3) 90.7
解析：（1）（1）将G1改装成0～3V的电压表，阻值为R1=UIg-Rg=1498Ω，
（2）根据E=U+I(r+R)，得U=E- I(r+R0)，可知E=3.0V， R+，r=10Ω
（3）根据闭合电路欧姆定律有E=U+2Ir，
得U=3-20I，在非线性元件的伏安特性曲线图像中作出电源的I−U图线如图所示，交点的横、纵坐标即电路的工作点，此时U=2.72V，则电源的效率是η=UE×100%=90.7%
13.（8分）（1）基片上铝分子得总数………………………(2分)
解得………………………(2分)
（2）设真空室中原来气体得体积为，经过等温变化后这部分气体得体积为，根据玻意耳定律有………………………(2分)
设抽气前和抽气后真空室内气体分子数分别为，则………………(2分)
14.（8分）（1）由题可知，线圈产生电动势的最大值为…………(2分)
则线圈产生电动势的有效值为…………………(2分)
（2）设变压器原线圈的电流为I1，则根据能量守恒有…………………………(1分)
根据变压器的电流关系有
联立解得，电阻R中的电流强度为…………………………(2分)
则消耗的电功率 P=16W ………………………………………(1分)
15.（1）设弹簧为L，静止时，细线恰好被拉直，细线中拉力F1=0，弹簧长度等于细线长，对小球C，由 …………………………………(2分)
=100 N/m………………………………(1分)
（2）设弹簧恢复原长时，细线的拉力为F2，装置转动的角速度为ω1，细线与转轴间的夹角为θ1，由几何关系可知sin θ1=0.6，cs θ1=0.8，对小球C有 2F2csθ1=mg
对小球A有 ………………………(2分)
解得 ω1=g2L = 522 rad/s………………………(2分)
（3）设弹簧长度为0.3m时，细线的拉力为F3，装置转动的角速度为ω2，细线与转轴间的夹角为θ2，对小球C有………………………(1分)
对小球A有………………………(1分)
在弹簧的长度由初状态变为0.3m的过程中，弹簧弹性势能不变，
外界对装置所做的功………………………(2分)
解得 = 223 J………………………(1分)
16．（1）带电粒子在电场中加速，根据动能定理，有qU＝12mv2……………………(1分)
由洛伦兹力提供向心力，有qvB＝mv2r…………………………………………(1分)
得d=2r=2B2mUq，则qm＝8UB2d2……………………………(1分)
（2）设时间t内有n个粒子打在屏上，根据电流的定义式有………………(1分)
由牛顿第三定律，显示屏受力F与粒子受力F'大小相等，取打在屏上时速度方向为正，由动量定理，有 -F't=0-nmv，…………………………………(1分)
得 F=nmvt=Iqmv=I2mUq=BdI2…………………(2分)
(3)取一小段时间Δt，对粒子在y方向上列动量定理（如图）
-kvcsθΔt-qvBsinθΔt=mΔvy…………………………(2分)
两边同时对过程求和
-kvcsθΔt-qvBsinaθΔt=mΔvy………………………(1分)
-ky-qBx=-mv0
由于y=0 则有 qBx=mv0
结合（1）中qm＝8UB2d2，v0=2qUm
x=d2……………………………(3分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
A
B
A
C
A
C
D
D
B
C
B