高級中學名校試卷PAGEPAGE12024屆高三第二學期調研考試物理學科試題一．單項選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分．每小題只有一個選項符合題意）1.如圖所示，某人在河谷堤岸上以一定初速度水平拋出一小石塊，拋出的小石塊可能落在拋出點左側的任何位置，落地速度與水平方向的夾角成為偏向角，下列說法正確的是（）A.初速度越大，落地時間越長B.初速度越大，落地時間越短C.初速度越大，偏向角越小D.初速度不同，偏向角可能相等〖答案〗D〖解析〗AB．落地時間長短與小石塊豎直方向位移有關，由于落點不確定，落地時間長短無法確定，故AB錯誤；CD．設速度偏轉角，位移偏轉角為。根據平拋運動速度方向夾角和位移方向夾角關系規律可知當小球落在拋出點所在斜面時，落地速度與水平方向的夾角相同，與水平初速度無關，故D正確，C錯誤。故選D2.現在市場上的調光電燈、調速風扇是用可控硅電子元件來實現調節的。如圖為一個經過元件調節后加在電燈上的電壓，加在電燈上的電壓是（） A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗由圖可知該電壓的周期為，設加在電燈的有效電壓為，有得故選B。3.2023年8月13日，我國“陸地探測四號01星”衛星入軌成功，這顆衛星在高達3萬公里的高空，全天候掃描亞太地區。衛星發射后先在橢圓過渡軌道運動，在近地點A的速度為vA，遠地點P的速度為vP。飛行一定時間后在P點點火，進入正圓運行軌道，在正圓軌道速度為vB。則（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗由開普勒第二定律可知，近地點速度大于遠地點速度，即因為從橢圓軌道變軌到圓周軌道，要在P點點火加速，故有若以地球為圓心，以A點到圓心距離為半徑做一運動軌道，該軌道半徑比B點的半徑小。由公式得可知所以有故選B。4.2023年6月，神舟十五號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。返回艙經歷一系列減速過程后，在距離地面高度只有1米時，返回艙的速度為7m/s，此時底部的反推火箭將瞬間點火，讓返回艙的速度快速降至2m/s，從而實現軟著陸。已知返回艙的總質量約為3噸，重力加速度取10m/s2，火箭點火時間約為0.15秒，則點火過程返回艙受到的反向推力約為（）A.7.0×104N B.1.0×105NC.1.3×105N D.1.6×105N〖答案〗C〖解析〗根據動量定理解得點火過程返回艙受到的反向推力約為故選C。5.如圖所示，電源電動勢E＝6V，內阻r＝0.5Ω，直流電動機內阻R1＝1.0Ω。調節滑動變阻器R2，使得額定電壓為U0＝4V、額定機械輸出功率為P0＝4W電動機剛好正常工作，則R2連入電路中的阻值為（）A.2.0Ω B.1.5Ω C.1.0Ω D.0.5Ω〖答案〗D〖解析〗電動機額定機械輸出功率為解得根據閉合電路的歐姆定律解得R2連入電路中的阻值為故選D。6.如圖甲所示為牛頓環裝置意識圖，將一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在一塊玻璃平板上，用單色光照射透鏡與玻璃板，就可以觀察到一些明暗相間的同心圓環，如圖乙所示。如果將下方的玻璃平板換成凸面朝上的平凸透鏡，如圖丙，則觀察到的條紋可能是（已知A選項中的同心圓環條紋與乙圖完全相同）（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗凸透鏡的凸球面和玻璃平板之間形成一個空氣薄膜，當豎直向下的平行光射向平凸透鏡時，尖劈形空氣膜上、下表面反射的兩束光相互疊加而產生干涉。同一半徑的圓環處的空氣膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉圖樣呈圓環狀。若將下方的玻璃平板換成凸面朝上的平凸透鏡，即對應圖乙同一亮環，這一厚度要內移，對應的牛頓亮環的半徑變小，其它環半徑依次變小，所以圓環半徑要變小，環更密。故選B。7.如圖所示為某彈跳玩具，底部是一個質量為m的底座，通過彈簧與頂部一質量M=2m的小球相連，同時用輕質無彈性的細繩將底座和小球連接，穩定時繩子伸直而無張力。用手將小球按下一段距離后釋放，小球運動到初始位置處時，瞬間繃緊細繩，帶動底座離開地面，一起向上運動。某次游戲時發現，底座離開地面后能上升h高，則（）A.用手將小球按下一段距離后，彈簧彈性勢能B.繩子繃緊前的瞬間，小球的動能為C.繩子繃緊瞬間，系統損失的機械能為D.玩具離開地面上升到最高點的過程中，重力做功〖答案〗C〖解析〗ABC．設細繩繃緊后瞬間，小球和底座一起向上運動的速度大小為，底座離開地面后能上升h高，則有設細繩繃緊前瞬間，小球的速度為，根據動量守恒可得可得則繩子繃緊前的瞬間，小球的動能為則繩子繃緊瞬間，系統損失的機械能為用手將小球按下一段距離后，在繩子繃緊前的瞬間，減小的彈性勢能轉化成小球的動能和重力勢能，故彈性勢能滿足故AB錯誤，C正確；D．玩具離開地面上升到最高點的過程中，重力做功為故D錯誤。故選C。8.食鹽（NaCl）晶胞的結構如圖所示，由帶電荷量為+e的鈉離子和帶電荷量為-e的氯離子組成。圖中面abcd和面ijmn為立體晶體的兩個中垂面，o、p兩點分別為圖示立方體上、下表面的中心。取無窮遠處為零勢能點，則（）A.圖中a、b兩點的電勢相同B.圖中a、b兩點的場強相同C.沿圖中op線段，電場強度的大小先減小后增大D.沿圖中op線段，電勢先減小后增大〖答案〗A〖解析〗AB.將前后一個鈉離子和一個氯離子看成等量異種電荷，等量異種電荷的中垂面為等勢面，由電勢疊加可知a、b兩點電勢相等，由電場疊加可知a、b兩點場強大小相等、方向相反，故場強不相同。故A正確，B錯誤；C.將上方兩個鈉離子、兩個氯離子分別看成等量同種電荷，這四個離子在op線段上任意一點的合場強均為零，同理，下方四個離子在op線段上任意一點的合場強也均為零。因此沿題圖中op線段，電場強度大小不變。故C錯誤；D.平面abcd和平面ijmn為等勢面，故沿題圖中op線段電勢不變，故D錯誤。故選A。9.2023年11月，我國第三艘國產航母福建艦在長興島成功進行了首次電磁彈射測試。電磁彈射的原理可簡化為如圖所示結構，電容為C的電容器充滿電后板間電壓為U0，導體軌道abcd處存在磁感應強度為B的勻強磁場，金屬牽引桿開始時靜止在ac處，接通電路，電容器通過軌道和金屬桿放電。金屬桿和軌道電阻可忽略不計，金屬桿在安培力作用下開始加速，已知ac=L。金屬桿的質量為m，所受阻力忽略不計，金屬桿在運動到bd之前已經勻速，速度大小為v，則（）A.整個過程電容器放出的電荷量為B.整個過程電容器放出的電荷量為C.金屬桿勻速運動的速度可表示為D.金屬桿勻速運動的速度可表示為〖答案〗D〖解析〗金屬桿在運動到bd之前已經勻速，速度大小為v，設此時電容器兩端電壓為，則有可知整個過程電容器放出的電荷量為對金屬桿根據動量定理可得則有解得金屬桿勻速運動的速度可表示為故選D。10.我國的空間站上安裝有四臺LHT霍爾推進器來維持空間站軌道高度。霍爾推進器噴射管的結構如圖。在噴射管中存在沿+x方向的勻強電場E和沿+z（圖中垂直紙面向外）方向、磁感應強度為B的勻強磁場，燃料氙氣在O處被電離為氙離子，氙離子的質量為m，電量為+q，初速度可視為0，經電場加速和磁偏轉后從噴口噴出，為空間站提供持續、方向可控的動力。已知電磁場區域長度為L，則（）A.氙離子穿越場區的過程中，洛倫茲力對氙離子做正功B.氙離子出射速度的方向延長線過的中點C.氙離子穿越場區的時間D.氙離子噴出的速度偏向角θ滿足〖答案〗D〖解析〗A．洛倫茲力的方向總是與帶電粒子的速度方向垂直，所以氙離子穿越場區的過程中，洛倫茲力對氙離子不做功，故A錯誤；B．氙離子射出后運動軌跡不是拋物線，速度的方向延長線不過的中點，故B錯誤；C．水平方向根據動量定理有根據動能定理有解得cos故C錯誤；D．氙離子噴出的速度偏向角θ滿足其中根據動能定理有聯立解得故D正確；故選D。11.水的硬度主要與水中溶解的鈣、鎂離子濃度有關，水的硬度也將影響水的電阻率。為測量樣品水質的電阻率，檢測員將水樣注滿一絕緣性能良好的圓柱形塑料容器，容器兩端用固定的圓形金屬電極密封（如圖甲所示）。粗測水樣電阻Rx約有幾萬歐姆。已知容器金屬電極間距離為L=10.00cm，用游標卡尺測量容器內直徑時讀數如圖乙所示。（1）乙圖中游標卡尺的讀數是d=______________cm；（2）在測定水樣電阻Rx后，水樣的電阻率的表達式為_______________（用題中測得物理量L、d、Rx表達）（3）若測得水樣的電阻率越大，則說明水中溶解的離子濃度越__________（填“大”或“小”）；（4）用如圖丙電路圖測量水樣的電阻Rx。將開關S2置于a處，閉合開關S1，調節滑動變阻器，使靈敏電流計讀數為I1=100μA；將開關S2置于b處，保持滑動變阻器不動，調節電阻箱，為保證在轉換開關S2和調節電阻箱時滑動變阻器的分壓幾乎不變，在提供的兩款滑動變阻器：R1=5Ω和R2=5000Ω，檢測員應該選用__________（填R1或R2）。（5）操作時發現當電阻箱阻值為R0=50000Ω時靈敏電流計讀數I2=62μA，若已知靈敏電流計內阻為RG=500Ω，根據測量可知所取水樣的電阻為Rx=__________Ω。〖答案〗（1）1.150（2）（3）小（4）R1（5）30810〖解析〗（1）[1]乙圖中游標卡尺的讀數是（2）[2]由電阻定律有得（3）[3]水樣的電阻率越大，所以電阻越大，水中溶解的離子濃度越小。（4）[4]為保證在轉換開關S2和調節電阻箱時滑動變阻器的分壓幾乎不變，不管是或是與滑動變阻器左側部分的并聯電阻應該變化不大，所以滑動變阻器的阻值應該很小，故選用。（5）[5]由歐姆定律有得12.有一列振幅為4.0cm的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻位于0點的波源開始振動。t=0.4s時的波形如圖所示，此時波傳播到x=4.4m處，波源的坐標為y=2.0cm，試求：（1）該簡諧波傳播的速度v；（2）該簡諧波的波長λ。〖答案〗（1）11m/s；（2）4.8m〖解析〗（1）該簡諧波傳播的速度為（2）根據簡諧運動質點位移-時間表達式結合圖像有解得（舍去），解得該簡諧波的波長為13.一種反射式光纖位移傳感器可以實現微小位移測量，其部分原理簡化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d=4a，直徑均為2a，折射率為。M、N下端橫截面平齊且與被測物體表面平行。激光在M內多次全反射后從下端面射向被測物體，經被測物體表面鏡面反射至N下端面，測量前先調節光纖內光路，使得從M下端面出射的光與豎直方向的夾角達到最大。（1）求此最大偏角的正弦值；（2）被測物體自上而下微小移動，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求被測物體下移的距離Δb（只考慮在被測物體表面反射一次的光線）。（結果用a表示）〖答案〗（1）0.8；（2）0.75a〖解析〗（1）由題意可知當光在兩側剛好發生全反射時從M下端面出射的光與豎直方向夾角最大，設光在M下端發生折射時，入射光線與豎直方向的偏角為，此時可得又解得（2）根據題意要使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路圖如圖所示由幾何關系可得，聯立，解得14.如圖所示裝置，兩根光滑細桿與豎直方向夾角都是θ，上面套有兩個質量為m的小球，小球之間用勁度系數為k的彈簧相連。靜止時，兩小球靜止在A、B處，當整個裝置繞中心軸線緩慢加速旋轉，當角速度為ω時，不再加速，保持穩定，此時兩小球處于C、D位置，且此時彈簧中彈力與小球靜止在A、B處時的彈力大小相等，試求：（1）小球靜止在A、B位置時彈簧的彈力大小F；（2）穩定在C、D位置時彈簧的長度LCD；（3）整個過程中細桿對彈簧小球系統做的功W。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）小球靜止在A、B位置時，根據平衡條件彈簧的彈力大小為（2）穩定在C、D位置時，對小球受力分析，重力、支持力、彈簧彈力的合力提供小球做圓周運動的向心力，豎直方向有水平方向有兩小球處于C、D位置，且此時彈簧中彈力與小球靜止在A、B處時的彈力大小相等，則解得（3）小球穩定在C、D位置時，線速度為設彈簧原長為，根據胡克定律有根據幾何關系有小球穩定在C、D位置時，上升的高度為因初、末狀態彈簧的形變量相同，彈簧彈力對小球做功為零，故細桿對兩小球所做總功為15.清華大學研究的新型SSMB-EUV光刻技術，用于提供高強度、可調波長的極紫外光源。方案中的同步軌道如圖所示，密度分布非常均勻的穩流電子束被導入同步軌道。同步軌道上存在磁感應強度為B的勻強磁場，電子在磁場控制下沿著固定半徑的軌道做勻速圓周運動，每轉一周，穿越一次加速腔，從中獲得能量，如圖所示。同步加速器中磁感應強度隨電子速度的增加而增加。已知圓形軌道半徑為R，電子的質量為m，電荷量為-e，加速腔ab的長度為L，L<<R，當電子進入加速腔時，加速電壓的大小始終為U，離開加速