2023-2024学年江苏省张家港市高三（下）阶段性调研测试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江苏省张家港市高三（下）阶段性调研测试物理试卷（含解析），共19页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.将一根筷子竖直插入装有水的玻璃杯中，从水平方向拍摄的照片如图所示。看上去，浸在水中的这段筷子产生了侧移，而且变粗了。这是因为光发生了( )
A. 折射现象B. 全反射现象C. 衍射现象D. 干涉现象
2.“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图所示，组装仪器时，应将单缝固定在
A. a处B. b处C. c处D. d处
3.如图，单摆在AB之间做简谐运动，A、B为运动最高点，O为平衡位置。下列关于单摆说法正确的是( )
A. 经过O点时，向心力和回复力均不为零B. 经过A点时，向心力和回复力均为零
C. 在半个周期内，合外力的冲量一定为零D. 在半个周期内，合外力做的功一定为零
4.生活中经常用刀来劈开物体，如图是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，则刀劈物体时对物体侧向推力FN的大小
A. FN=FsinθB. FN=FcsθC. FN=F2sinθ2D. FN=F2csθ2
5.2022年12月8日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”.火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为3:2，如图所示．根据以上信息可以得出
A. 当火星与地球相距最近时，两者的相对速度最大
B. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为3278
C. 火星与地球绕太阳速度大小之比约为 23
D. 下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前
6.飞机向东水平匀减速飞行，每隔相等时间抛下一物，则物体在空中的排布情况应是
A. B.
C. D.
7.直导线折成夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，线中通有如图所示恒定电流I.现将该导线绕轴OO′由图示位置向纸面外缓慢转过90°，在该过程中导线所受的安培力
A. 大小和方向均不变B. 大小和方向均改变
C. 大小改变，方向不变D. 大小不变，方向改变
8.如图是变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压稳定，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，如果变压器上的能量损失可以忽略，图中各表的读数如何变化( )
A. A1读数减小B. A2读数增大C. V2读数增大D. V3读数增大
9.t=0时刻，质点P从原点由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为2t0.在时间0～3t0内，下列说法正确的是
A. t=2t0时，P回到原点
B. t=2t0时，P到原点的距离最远
C. 在0～t0时间内，P的动量的变化量为0
D. 在12t0～t0和t0～32t0时间内，P所受合外力的冲量不同
10.如图所示，等边三角形的三个顶点A、B、C上分别固定一点电荷，点电荷的带电荷量分别为−q、+2q、+q，已知M、N、P分别为AB、BC、AC的中点，O为三角形的中心，下列说法正确的是
A. 从P点到O点，电势先减小后增大
B. M点和N点的电场强度相同
C. 电子在M点的电势能大于在N点的
D. 正试探电荷沿直线从O点运动到N点，电场力先做负功后做正功
11.如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B从两侧同时水平射入木块，木块始终保持静止，子弹A射入木块的深度是B的3倍。假设木块对子弹阻力大小恒定，A、B做直线运动且不会相遇，则A、B运动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 木块和子弹A、B系统动量不守恒
B. 子弹B的初速度大小是子弹A的初速度大小的3倍
C. 子弹B的质量是子弹A的质量的3倍
D. 若子弹A向右射入木块，与木块相对静止后，子弹B再向左射入木块，最终A进入的深度仍是B的3倍
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.某同学为了测量某新型电动自行车电瓶的电动势和内阻，现有实验器材如下：
A.待测电源(电动势约为30V，内阻约为3Ω)
B.电压表(量程为3V，内阻为1kΩ)
C.电流表(量程为3A，内阻约为0.1Ω)
D.滑动变阻器(0∼50Ω,3A)
E.电阻箱R(最大阻值9999Ω)
F.定值电阻R0=8000Ω
G.开关和导线若干
(1)为了完成实验，该同学扩大电压表的量程为30V，那么他应该将电阻箱的阻值调到 Ω，使电阻箱和电压表串联；
(2)将改装后的电压表(表盘未换)与电流表连成如图(a)所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表示数U和电流表示数I，作出图像如图(b)所示，则电源的电动势为 V，内阻为 Ω(结果均保留一位小数)；
(3)对改装后的电压表进行后期校准时，发现示数与标准值总有偏差，怀疑是电压表标示的内阻值1kΩ可能并不准确，为了重新测量电压表的内阻，又设计了图(c)所示的电路图，按照图(c)连接好电路，进行了如下几步操作：
①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；
②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表示数为3.00V；
③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表示数为2.00V时，电阻箱的读数为4525Ω，则电压表内阻的测量值为 Ω，该测量值 电压表内阻的真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)．
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为L且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，一金属棒垂直放在导轨上．现将金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度ω转过60°，金属棒始终与导轨接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计．求：
(1)金属棒转动过程中产生感应电动势的最大值；
(2)转动过程中通过定值电阻R的电荷量是多少？
14.如图所示，用折射率为n的透明介质制成内外半径分别为a和2a的空心球壳，一束光射向此球壳，当入射角i=60°时，光束经折射后恰好与内球表面相切，求：
(1)该透明材料的折射率n；
(2)改变入射角，使折射光线恰好在内球表面发生全反射，此时入射角i多大？
15.如图所示，质量为2m的“I”型金属工件竖直放置在水平面上，工件AB部分是粗细均匀的细杆，细杆上套有质量为m的钢珠，初始时二者都处于静止状态，钢珠位于A点．拨动钢珠，让它从A点以初速度v0开始上滑，钢珠到达B点时与工件发生弹性碰撞，使工件离开桌面竖直向上运动．已知A、B两点间的距离l=8v0275g，钢珠相对工件滑动时受到摩擦力大小f=2mg，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力．求：
(1)钢珠与工件碰撞前钢珠的速度v1；
(2)工件向上运动的最大高度h；
(3)若工件落地后不反弹且保持竖直，从开始到最后均停止运动，钢珠与工件因摩擦而产生的热量Q．
16.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限有足够长的条状磁场区域І、П，宽度均为x0，区域І有垂直纸面向里的匀强磁场，区域П有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1、B2.有一带正电粒子电量为q，质量为m，从坐标原点O沿x轴正方向以初速度v0射入磁场区域，不计粒子的重力．求：
(1)粒子初速度v0为多少时，恰好可以穿过磁场区域І？
(2)粒子初速度v0为多少时，恰好可以穿过磁场区域П？
(3)若区域І磁感应强度大小沿x轴满足B=kx，粒子初速度v0为多少时，恰好可以穿过磁场区域І？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】【分析】
筷子侧移是因为光的折射现象；变粗是因为杯壁是一个曲面，与水组成凸透镜，根据折射现象与凸透镜原理分析解答。
该题属于光学现象在日常生活中的应用，解答的关键是根据图示，注意凸透镜的原理。
【解答】
为了使成像原理更加清晰，应作截面图，如图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，
A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线，ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的角θ1和角θ2分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有θ1T地
可知下一次“火星冲日”将出现在2023年12月18日之后，故D错误。
6.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了两个直线运动的合成、平抛运动基本规律；解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，匀减速飞行的飞机上落下一小球，小球做平抛运动，根据小球水平方向上和竖直方向上的运动规律可知小球在空中排成形状。
【解答】
解：设飞机的加速度为a，飞机释放一个铁球后，每隔相等时间T=1s后释放第二个，由于飞机做匀加速直线运动，此时第一个铁球与第二个铁球间的水平位移12aT2，再经T=1s释放第三个铁球，由于此时的飞机与第一个球的水平位移是12a(2T)2=2aT2，再经1s释放第四个球，此时飞机与第一个球的水平位移为12a(3T)2=92aT2；
则知第二、三、四个小球与飞机的水平位移之比为9：4：1，竖直方向上做自由落体运动，竖直方向上的位移之比为1：4：9，所以在空中任何时刻物体在空中排成倾斜的直线，竖直方向、水平方向间距越来越大；
故D正确，ABC错误。
7.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查非直线导体安培力的计算，在利用F=BIL计算安培力时，式中L为导体的有效长度，它的具体含义为磁场中的导体首尾相连的有向线段沿垂直于磁场方向上的投影。
【解答】
无论导线绕轴OO′如何转动，导线中的电流始终可以等效成从O到O′的直线电流，等效长度始终为线段OO′的长度，根据F=BLI可知安培力大小不变，根据左手定则可知方向也不变，故选A。
8.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了变压器的动态分析；电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。
和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的元件的电流和电压的变化的情况。
【解答】
C.理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以V2的示数不变，故C错误；
B.当用电器增加时，相当于R的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即A2的示数变大，故B正确；
D.由于副线圈的电流变大，电阻R0消耗的电压变大，又因为V2的示数不变，所以V3的示数变小，故D错误；
A.当用户的用电器增加时，副线圈总电阻减小，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以A1的示数变大，故A错误。
9.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了运动学中的a−t图像，解题的关键知道a−t图像中图线与时间轴所夹的面积表示速度变化量，并画出v−t图像的大致形状。
质点P的初速度为零，根据a−t图像中图线与时间轴所夹的面积表示速度变化量可知不同时刻速度大小；
根据图像可知质点P的运动特点，根据动量、动量定理分析。
【解答】
AB.由图可知，a−t像的面积表示质点速度变化量，可知质点在 0∼t0 时间内一直向前做加速运动，t0 时刻速度达到最大；t0∼2t0 时间内加速度方向与速度方向反向，因为加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，可知 2t0 时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动， 2t0∼4t0 重复此过程的运动，即质点一直向前运动，故AB错误；
C.根据p=mv可知在0～t0时间内，P的动量的变化量不为0，故C错误；
D.根据动量定理I=△mv可知：在12t0～t0和t0～32t0时间内，P所受合外力的冲量大小相等，方向相反，所以P所受合外力的冲量不同，故D正确。
10.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了点电荷的场强、场强的叠加和电势的叠加以及电势能的定义、电场力做功；注意电势是标量，空间中某点的电势是各点电荷在该点电势的代数和。
只考虑AC两处的点电荷时，由题意分析O、P两点的电势高低；再分析在B处的点电荷产生的电场中O、P两点的电势高低，最后求合电势；
根据点电荷的场强公式求解ABC三处的点电荷在M、N产生的合场强的大小，结合电场强度的方向作答；
M、N两点到B点的距离相等，据此分析B处的点电荷的电场中M、N两点电势的高低；再分析AC两处的点电荷的电场中M、N两点电势的高低，再根据电势能的定义分析作答；
将正试探电荷沿直线从O点运动到N点的过程中，分析ABC三处的点电荷对试探电荷做功的情况，然后作答。
【解答】
解：A.只考虑AC两处的点电荷时，由题意可知O、P两点位于等量异种电荷的中垂线上，两点电势相等；
在B点的点电荷产生的电场中，距离点电荷越近，电势越高，可知从P点到O点，电势逐渐增大，故A错误；
B.设BM长为L，根据几何关系可知BP长BP=2BMcs30°=2L× 32= 3L
A、B两点的点电荷在M点产生的电场方向由B点指向A点，电场强度大小为EBA=2kqL2+kqL2=3kqL2
可得三个点电荷在M点产生的合电场强度大小为EM= 82kq3L2
同理可得三个点电荷在N点产生的电场强度大小为EN= 82kq3L2
则M点的电场强度大小等于N点的电场强度，但方向不同，故B错误；
C.M、N两点到B点的距离相等，因此B处的点电荷产生的电场中M、N两点电势相等；
又在A、C两点的点电荷产生的电场中，M点距离负点电荷近，因此M点的电势低于N点的电势，即φM