江苏省镇江市部分学校2024-2025学年高三上学期高三期初适应性练习物理试卷（解析版）

这是一份江苏省镇江市部分学校2024-2025学年高三上学期高三期初适应性练习物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了本试卷满分100分， 将一初动能为E的物体等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷满分100分。考试时间75分钟。
2.答题前，务必将自己的学校、姓名、考试号等相关信息写在答题卡上规定的地方。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
一.单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一一个选项最符合题意.
1. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【解析】
【详解】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故A错误；
B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故B错误；
C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故C错误；
D．因为安全气囊充气后面积增大，司机受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故D正确。
故选D。
2. 高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )
A. ＋mgB. －mg
C. ＋mgD. －mg
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有
即在产生拉力瞬间速度为
之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得
联立解得
故选A。
【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向。
3. 甲乙两小孩各乘一辆小车在光滑的水平冰面上匀速相向行驶，速度大小均为v0=6 m / s，甲车上有质量为m=1 kg的小球若干个，甲和他的小车及小车上小球的总质量为M1=50 kg，乙和他的小车的总质量为M2=30 kg．为避免相撞，甲不断地将小球以相对地面为v′=16.5 m / s的水平速度抛向乙，且被乙接往，假如某一次甲将小球抛出且被乙接住后，刚好可保证两车不致相撞．则甲总共抛出的小球个数是
A. 12B. 13C. 14D. 15
【答案】D
【解析】
【详解】规定甲的速度方向为正方向，两车刚好不相撞，则两车速度相等，由动量守恒定律得 ，解得v=1.5m/s，对甲及从甲车上抛出的小球，由动量守恒定律得 解得n=15．
A．12与计算结果不符，A错误．
B．13与计算结果不符，B错误．
C．14与计算结果不符，C错误．
D．15与计算结果相符，D正确．
4. 如图所示为风力发电机，风力带动叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动，使定子（线圈，不计电阻）中产生感应电流，实现风能向电能的转化。若叶片长为l，设定的额定风速为v，空气的密度为ρ，额定风速下发电机的输出功率为P，则风能转化为电能的效率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示
建立一个“风柱”模型，“风柱”的横截面积为叶片旋转扫出的面积，则
S=πl2
经过时间t，可得“风柱”长度为
x=vt
故所形成的“风柱”体积为
V＝πl2vt
“风柱”的质量为
m=ρV=ρπl2vt
根据动能定理可得，风力在这段位移内做的功
W=Ek=mv2=ρπl2vt·v2=ρπl2v3t
“风柱”的功率为
风能转化为电能的效率为
故选A。
5. 一木块静置于光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中．当子弹进入木块的深度达到最大值2.0cm时，木块沿水平面恰好移动距离1.0cm．在上述过程中系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为（ ）
A. 1 : 2B. 1 : 3C. 2 : 3D. 3 : 2
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，子弹在摩擦力作用下的位移为x1=2+1=3cm，木块在摩擦力作用下的位移为x2=1cm；系统损失的机械能转化为内能，根据功能关系，有：△E系统=Q=f•△x；
子弹损失的动能等于克服摩擦力做的功，故：△E子弹=f•x1；所以，所以C正确；A、B、D错误．
6. 将一初动能为E的物体（可视为质点）竖直上抛，物体回到出发点时，动能为，取出发点位置的重力势能为零，整个运动过程可认为空气阻力大小恒定，则该物体动能与重力势能相等时，其动能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】设上升的最大高度为，根据功能关系
根据能量守恒可得
求得
求得
若在上升阶段离出发点H处动能和重力势能相等，由能量守恒
求得
若在下降阶段离出发点H’处动能和重力势能相等，由能量守恒
求得
故选BC。
7. 如图甲所示，足够长的光滑金属导轨处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，其磁感应强度B随时间t的变化图像如图乙所示。导轨左端接有一个电阻值恒为R的灯泡。从0时刻开始，垂直于导轨的导体棒ab在水平外力F的作用下从导轨的左端沿导轨以速度v水平向右匀速运动。导体棒ab的长度为l，导体棒运动过程中与导轨接触良好，导体棒与导轨的电阻均不计。在导体棒ab向右运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡亮度不变
B. 水平外力F逐渐变小
C. 在t0时刻，
D. 在t0时刻，
【答案】C
【解析】
【详解】A．时刻t时磁感应强度大小为
动生电动势为

感生电动势为

总电动势为

灯泡的电流为

灯泡亮度增大，A错误；
B．根据平衡条件得

解得
水平外力F逐渐变大，B错误；
CD．在t0时刻

解得
C正确，D错误。
故选C。
8. 如图所示，、、、四条光滑的足够长的金属导轨平行放置，导轨间距分别为和，两组导轨间由导线相连，装置置于水平面内，导轨间存在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场，两根质量均为，接入电路的电阻均为的导体棒、分别垂直于导轨放置，且均处于静止状态，不计导体棒外其余部分电阻。时使导体棒获得瞬时速度向右运动，两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好。且达到稳定运动时导体棒未到两组导轨连接处。则下列说法正确的是（ ）
A. 时，导体棒的加速度大小为
B. 达到稳定运动时，、两棒速度之比
C. 从时至达到稳定运动的过程中，回路产生的内能为
D. 从时到达到稳定运动的过程中，通过导体棒的电荷量为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．开始时，导体棒中感应电动势
电路中感应电流
导体棒D所受安培力
F=BIL
导体棒D的加速度为a，则有
F=ma
解得
故A正确；
B．稳定运动时，电路中电流为零，设此时C、D棒的速度分别为v1，v2，则有
对变速运动中任意极短时间△t，由动量定理得，对C棒
对D棒
故对变速运动全过程有
解得
故B错误；
C．根据能量守恒可知回路产生的电能为
解得
故C正确；
D．由上分析可知对变速运动中任意极短时间△t，由动量定理得，对C棒
可得
解得
故D正确。
故选ACD。
9. 一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（ ）
A. 1 × 102mB. 3 × 102mC. 6 × 102mD. 9 × 102m
【答案】B
【解析】
【详解】一个光子的能量为
E = hν
ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为
S = 4πR2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 102m
故选B。
10. 光电效应实验中，下列表述正确的是（ ）
A. 光照时间越长光电子最大初动能越大
B. 入射光足够强就可以有光电流导出
C. 遏止电压与入射光的强度有关
D. 入射光频率小于极限频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．光电子最大初动能与光照时间无光，与光的频率有关。故A错误。
B．发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光强，不一定能发生光电效应。故B错误。
C．根据光电效应方程
知遏止电压与入射光的频率有关，与强度无关。故C错误。
D．入射光频率小于极限频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应，故D正确。
故选D。
11. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ ）
A. m/sB. m/sC. m/sD. m/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据图b可知t=2s时x=2m处的质点正经过平衡位置向下振动；又因为该波向负方向传播，结合图a，利用“上下坡”法可知x=2m为半波长的奇数倍，即有
（n=1，2，3… …）
而由图b可知该波的周期为T=4s；所以该波的波速为
（n=1，2，3… …）
当n=3时可得波的速率为
故选A。
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. 用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压有交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对图中纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
下列几个操作步骤中：
A.按照图示，安装好实验装置；
B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上；
C.用天平测出重锤的质量；
D.先释放重锤，后接通电源，纸带随着重锤运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
E.测量纸带上某些点间的距离；
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势是否等于增加的动能．
没有必要的是______，操作错误的是______填步骤前相应的字母
使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，在选定的纸带上依次取计数点如图2所示，纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置，那么纸带的______端填“左”或“右”与重物相连设打点计时器的打点周期为T，且O为打下的第一个点当打点计时器打点“3”时，物体的动能表达式为______，若以重物的运动起点O为参考点，当打第点“3”时物体的机械能表达式为______．
【答案】 ①. C ②. D ③. 左 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）验证机械能守恒定律验证的是：，等号两边的质量可以约去，所以不需要质量，故C项没必要；在实验室应该先接通电源，再释放纸带，故选项D错误．
（2）因为是自由落体运动，下落的距离应该是越来越大，所以纸带最左端与重锤相连．根据推论中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度可得打点“3”时的瞬时速度为：，重锤动能的表达式为：，以O为参考点，当打第点“3”时物体的重力势能为，因此物体的机械能为
13. 如图所示，一自然长度小于R的轻弹簧左端固定，在水平面的右侧，有一底端开口的光滑圆环，圆环半径为R，圆环的最低点与水平轨道相切，用一质量为m的小物块（可看作质点）压缩弹簧右端至P点，P点到圆环最低点距离为2R，小物块释放后，刚好过圆环的最高点，已知重力加速度为g，小物块与水平面间的动摩擦因数为μ。
（1）弹簧的弹性势能为多大？
（2）改变小物块的质量，仍从P点释放，要使小物块在运动过程中不脱离轨道，小物块质量满足的条件是什么？
【答案】（1）；（2）m1≤m或
【解析】
【详解】（1）小物块恰运动到最高点时，由牛顿第二定律
从小物块释放至运动到最高点的过程，由能量守恒定律
联立可解得
（2）要使小物块在运动过程中不脱离轨道，有两种情况：①小物块能够通过最高点；②小物块运动中最高到达圆心等高处。
①设小物块质量为m1，在最高点
从小物块释放至运动到最高点的过程满足
解得
m1≤m
②设小物块质量为m2，当小物块运动的最高点不超过圆周，满足h≤R
此时
解得
14. 某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的热效应。如图所示，戒指可视为周长为L、横截面积为S、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求：
（1）戒指中的感应电动势和电流；
（2）戒指中电流的热功率。
【答案】（1）E=B0L24πΔt，I=B0LS4πρΔt；（2）P=B02L3S16π2ρ(Δt)2
【解析】
【详解】（1）设戒指的半径为，则有
L=2πr
磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，产生的感应电动势为
E=B0Δt⋅πr2
可得
E=B0L24πΔt
戒指电阻为
则戒指中的感应电流为
I=ER=B0LS4πρΔt
（2）戒指中电流的热功率为
P=I2R=B02L3S16π2ρ(Δt)2
15. 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C．两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动．当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨．问：

（1）磁场的方向；
（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；
（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少．
【答案】（1）垂直于导轨平面向下；（2）（3）
【解析】
【详解】（1）电容器充电后上板带正电，下板带负电，放电时通过MN的电流由M到N，欲使炮弹射出，安培力应沿导轨向右，根据左手定则可知磁场的方向垂直于导轨平面向下．
（2）电容器完全充电后，两极板间电压为E，根据欧姆定律，电容器刚放电时的电流：
炮弹受到的安培力：
根据牛顿第二定律：
解得加速度
（3）电容器放电前所带的电荷量
开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上感应电动势：
最终电容器所带电荷量，导体棒运动过程中受到安培力的作用，磁感应强度和导体棒长度不变，即安培力和电流成正比，因此在此过程中MN的平均电流为，MN上受到的平均安培力：
由动量定理，有：
又：
整理的：最终电容器所带电荷量
16. 如图(a)所示的xOy平面处于变化的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间做周期性变化的图象如图(b)所示，y轴正方向为E的正方向，垂直于纸面向里为B的正方向．t＝0时刻，带负电粒子P(重力不计)由原点O以速度v0沿y轴正方向射出，它恰能沿一定轨道做周期性运动．v0、E0和t0为已知量，图(b)中＝，在0～t0时间内粒子P第一次离x轴最远时的坐标为.求：
（1）粒子P的比荷；
（2）t＝2t0时刻粒子P的位置；
（3）带电粒子在运动中距离原点O的最远距离L.
【答案】（1）（2）（3）v0t0
【解析】
【详解】(1)0～t0时间内粒子P在匀强磁场中做匀速圆周运动，当粒子所在位置的纵、横坐标相等时，粒子在磁场中恰好经过圆周，所以粒子P第一次离x轴的最远距离等于轨道半径R，即
R＝
又

代入 解得

(2)设粒子P在磁场中运动的周期为T，则
T＝
联立解得
T＝4t0
即粒子P做圆周运动后磁场变为电场，粒子以速度v0垂直电场方向进入电场后做类平抛运动，设t0～2t0时间内水平位移和竖直位移分别为x1、y1，则
x1＝v0t0＝
y1＝
其中加速度a＝
解得
y1＝＝R
因此t＝2t0时刻粒子P的位置坐标为()，如图中的b点所示．
(3)分析知，粒子P在2t0～3t0时间内，电场力产生的加速度方向沿y轴正方向，由对称关系知，在3t0时刻速度方向为x轴正方向，位移
x2＝x1＝v0t0
在3t0～5t0时间内粒子P沿逆时针方向做匀速圆周运动，往复运动轨迹如图所示，
由图可知，带电粒子在运动中距原点O的最远距离L即O、d间的距离
L＝2R＋2x1
解得
L＝