江苏省南通市如东县2023-2024学年高三上学期期初学情检测物理试题（原卷版+解析版）

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物理试卷

注意事项：

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。

3.请将考试证号用2B铅笔将答题卡上考试证号相应的数字涂黑。

4.作答选择题，必须用2B铅笔把答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其它位置作答一律无效。

5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。

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.如图所示，粒子散射实验中，移动显微镜M分别在a、b、c、d四个位置观察，则（）

A.在a处观察到的是金原子核B.在b处观察到的是电子

C.在c处能观察到粒子D.在d处不能观察到任何粒子

2.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是（）

A.h越高，摩托车对侧壁的压力越大B.h越高，摩托车做圆周运动的加速度越小

C.h越高，摩托车做圆周运动的周期越大D.h越高，摩托车做圆周运动的线速度越小

3.在某次演习中，轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为，如图所示。不计空气阻力，则（）

A.仅改变炸弹的水平初速度，炸弹仍可能垂直击中山坡

B仅改变炸弹投放高度，炸弹仍可能垂直击中山坡

C.可求出炸弹水平方向通过的距离

D.可求出炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比

4.地球和哈雷彗星均绕太阳运行。地球的公转轨道接近圆，圆半径为r，运行周期为；哈雷彗星轨道为椭圆，运行周期为T，在近日点与太阳中心的距离为、加速度为，在远日点与太阳中心的距离为、加速度为。不考虑地球和哈雷彗星间的相互作用，则（）

A.B.C.D.

5.碳14是高层大气中的碳12原子核在太阳射来的高能粒子流作用下产生的，碳14容易发生衰变放出能量，其衰变方程为，则（）

A.是粒子B.是由质子转变成中子时产生的

C.高能粒子流的能量主要来自太阳内部的重核裂变D.的比结合能比的大

6.甲、乙两种光子的动量之比为3∶2，乙光子能使某金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能为，已知乙光子的能量为E，则（）

A.甲、乙两种光子的能量之比为9∶4

B.用甲光照射该金属时，产生的光电子最大初动能为

C.甲、乙两种光的波长之比为3∶2

D.用甲光照射时，该金属逸出功

7.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A、其中AD的延长线通过坐标原点O，则（）

A.A到B过程，外界对气体做功B.B到C过程，气体吸收热量

C.C到D过程，气体对外界做功D.D到A过程，气体内能减小

8.A、B两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。此过程中，设A、B两物体受到的摩擦力做的功之比，A、B两物体受到的摩擦力之比，则（）

A.B.C.D.

9.汽车始终以恒定功率运动，它先在水平路面上匀速行驶，某时刻突然驶入了另外一种路面，该路面的阻力比原路面的阻力大，前后两段路面上受到的阻力大小各自恒定，则（）

A.汽车将做一段时间的加速度减小的减速运动

B.汽车将做一段时间的加速度增大的减速运动

C.汽车将做一段时间加速度减小的加速运动

D.汽车将做一段时间的加速度增大的加速运动

10.一宇宙飞行器从地面发射，经过转移轨道后，绕太阳系另一行星运行，若再经过几次变轨后，进入如图所示椭圆轨道I，然后在轨道上P点变轨进入圆轨道Ⅱ，已知万有引力常量为G，则（）

A.飞行器从地面发射的速度小于11.2km/s

B.飞行器在P点从轨道I进入轨道Ⅱ时速度增加

C.若测出飞行器在轨道Ⅱ上运行的周期和速率，可求该行星质量

D.若测出飞行器在轨道I经过P点时的速率和到该行星中心的距离，可求该行星质量

11.在无风环境里将一塑料球以一定的初速度水平抛出，球受到的空气阻力与速度大小成正比，该球运动过程中水平方向的速度随时间t、水平方向的位移x的变化规律，竖直方向的速度随时间t、竖直方向的位移y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.（1）小华利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。该同学经正确操作得到打点纸带，打点周期为0.02s，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个打点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表，则打计数点6时的速度______m/s。

计数点1234567

h（m）0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777

v（m/s）1.942.332.733.13

3.765.437.459.80

请在图乙坐标中，描点作出图线______；由图线可知，重锺下落的加速度______（保留三位有效数字）；若当地的重力加速度，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锺机械能守恒的依据是______。

（2）小明采用如图所示的装置验证机械能守恒定律。提供器材有：气垫导轨（长度为L）、滑块（总质量为m，装有宽度为d的遮光板）、光电门两只（配接数字计时器）、木块若干、米尺。在一次实验中，测出两光电门AB间的距离为，导轨顶端距水平面的高度为h，接通气源，让滑块从导轨顶端由静止开始向下运动，读出遮光板通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，重力加速度为g。滑块在AB间运动过程验证机械能守恒的表达式可表示为______。实验结果显示，滑块有机械能的损失，原因是要克服空气阻力做功。在图中，保持其他条件不变，只调整光电门2位置，使不断增大，结果表明，平均空气阻力f随增大而增大，究其本质，说明空气阻力与______有关。

13.如图所示，一长为L的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g。

（1）若小球运动到最高点时，杆对球有竖直向下的拉力，则ω应满足什么条件？

（2）小球运动到水平位置A时，求杆对球的作用力大小。

14.如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为p0，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：

（1）最终汽缸内气体压强；

（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。

15.质量为M的“L”型装置通过两个光滑轻质滑轮与木块连接，“L”型装置内表面光滑，重力加速度为g。

（1）若“L”型装置外表面与地面的动摩擦因数，处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求悬挂木块质量的最大值；

（2）若“L”型装置外表面与地面的动摩擦因数，悬挂木块质量，水平外力将“L”型装置向左缓慢移动x，求水平外力所做的功W；

（3）若“L”型装置外表面也光滑，悬挂木块质量，静止释放木块和“L”型装置，求木块沿装置下滑过程中，下滑高度为h时“L”型装置的速度大小v。

16.传送带在各种输送类场景中应用广泛。如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为α=30°，一质量m=1kg的小物块静止在传送带上。t=0时接通电源，传送带开始逆时针转动，其加速度a随时间t的变化规律如图乙所示（a0未知），t=0.4s后的加速度为0。传送带斜向下的加速度大小为a0时物块恰好不相对传送带上滑。已知物块与传送带之间的动摩擦因数，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）求a0和传送带转动的最大速度的大小v；

（2）求整个过程物块和传送带由于摩擦产生的内能Q；

（3）若t=0时刻开始对物块施加另一力F，使物块一直以加速度1.4a0沿传送带斜向下做匀加速直线运动，求F的最小值。

如东县2023-2024学年高三上学期期初学情检测

物理试卷答案解析

注意事项：

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。

3.请将考试证号用2B铅笔将答题卡上考试证号相应的数字涂黑。

4.作答选择题，必须用2B铅笔把答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其它位置作答一律无效。

5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。

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.如图所示，粒子散射实验中，移动显微镜M分别在a、b、c、d四个位置观察，则（）

A.在a处观察到的是金原子核B.在b处观察到的是电子

C.在c处能观察到粒子D.在d处不能观察到任何粒子

【答案】C

【解析】

【详解】四个位置观察到的均为粒子。

故选C。

2.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是（）

A.h越高，摩托车对侧壁的压力越大B.h越高，摩托车做圆周运动的加速度越小

C.h越高，摩托车做圆周运动的周期越大D.h越高，摩托车做圆周运动的线速度越小

【答案】C

【解析】

【详解】摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，如图所示

侧壁对摩托车的支持力为

根据牛顿第二定律可得

解得

，，

可知h越高，不变，越大，则摩托车对侧壁的压力不变，摩托车做圆周运动的加速度不变，摩托车做圆周运动的周期越大，摩托车做圆周运动的线速度越大。

故选C。

3.在某次演习中，轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为，如图所示。不计空气阻力，则（）

A.仅改变炸弹的水平初速度，炸弹仍可能垂直击中山坡

B.仅改变炸弹投放高度，炸弹仍可能垂直击中山坡

C.可求出炸弹水平方向通过的距离

D.可求出炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比

【答案】D

【解析】

【详解】AB．炸弹正好垂直击中山坡上的目标，设水平初速度为，竖直分速度为，则有

又

仅改变炸弹的水平初速度，由于保持不变，则炸弹不可能垂直击中山坡；仅改变炸弹投放高度，则发生改变，但水平初速度为不变，则炸弹不可能垂直击中山坡，故AB错误；

C．由于炸弹投放高度不知道，无法知道下落时间，无法求出炸弹水平方向通过的距离，故C错误；

D．炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比为

故D正确。

故选D。

4.地球和哈雷彗星均绕太阳运行。地球的公转轨道接近圆，圆半径为r，运行周期为；哈雷彗星轨道为椭圆，运行周期为T，在近日点与太阳中心的距离为、加速度为，在远日点与太阳中心的距离为、加速度为。不考虑地球和哈雷彗星间的相互作用，则（）

A.B.C.D.

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据开普勒第三定律可得

可知

故A正确，B错误；

CD．根据牛顿第二定律可得

可得

故CD错误。

故选A。

5.碳14是高层大气中的碳12原子核在太阳射来的高能粒子流作用下产生的，碳14容易发生衰变放出能量，其衰变方程为，则（）

A.是粒子B.是由质子转变成中子时产生的

C.高能粒子流的能量主要来自太阳内部的重核裂变D.的比结合能比的大

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据质量数守恒与电荷数守恒可得的质量数为

电荷数为

可知为，故A错误；

B．由衰变方程可知，发生衰变，是由中子转变成质子时产生的，故B错误；

C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的氢核聚变，故C错误；

D．发生衰变，的比结合能比的大，故D正确。

故选D。

6.甲、乙两种光子的动量之比为3∶2，乙光子能使某金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能为，已知乙光子的能量为E，则（）

A.甲、乙两种光子的能量之比为9∶4

B.用甲光照射该金属时，产生的光电子最大初动能为

C.甲、乙两种光的波长之比为3∶2

D.用甲光照射时，该金属逸出功

【答案】B

【解析】

详解】A．由光子能量

可得甲、乙两种光子的能量之比为3∶2，故A不符合题意；

C．由动量

可得

可得甲、乙两种光子的波长之比为2∶3，故C不符合题意；

BD．由于

而

用甲光照射该金属时，产生的光电子最大初动能为

该金属逸出功

故B符合题意，D不符合题意。

故选B。

7.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A、其中AD的延长线通过坐标原点O，则（）

A.A到B过程，外界对气体做功B.B到C过程，气体吸收热量

C.C到D过程，气体对外界做功D.D到A过程，气体内能减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．A到B过程，压强不变，温度升高，根据理想气体状态方程

可知体积变大，气体对外界做功，故A错误；

B．B到C过程，温度不变，压强降低，根据理想气体状态方程

可知体积增大，气体对外界做功，内能不变，气体吸收热量，故B正确；

C．C到D过程，压强不变，温度降低，根据理想气体状态方程

可知体积变小，外界对气体做功，故C错误；

D．D到A过程，温度升高，内能增大，故D错误。

故选B。

8.A、B两物体的质量之比，它们以相同的初速度在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示。此过程中，设A、B两物体受到的摩擦力做的功之比，A、B两物体受到的摩擦力之比，则（）

A.B.C.D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据动能定理

可知A、B两物体受到的摩擦力做的功之比为

故AB错误；

CD．根据图象可知两物体的加速度之比为

根据牛顿第二定律

可得A、B两物体受到的摩擦力之比

故C正确，D错误；

故选C。

9.汽车始终以恒定功率运动，它先在水平路面上匀速行驶，某时刻突然驶入了另外一种路面，该路面的阻力比原路面的阻力大，前后两段路面上受到的阻力大小各自恒定，则（）

A.汽车将做一段时间的加速度减小的减速运动

B.汽车将做一段时间的加速度增大的减速运动

C.汽车将做一段时间的加速度减小的加速运动

D.汽车将做一段时间的加速度增大的加速运动

【答案】A

【解析】

【详解】当路面阻力变大，根据

，

汽车做减速运动，则牵引力增大，加速度减小。汽车将做一段时间的加速度减小的减速运动。

故选A。

10.一宇宙飞行器从地面发射，经过转移轨道后，绕太阳系另一行星运行，若再经过几次变轨后，进入如图所示的椭圆轨道I，然后在轨道上P点变轨进入圆轨道Ⅱ，已知万有引力常量为G，则（）

A.飞行器从地面发射的速度小于11.2km/s

B.飞行器在P点从轨道I进入轨道Ⅱ时速度增加

C.若测出飞行器在轨道Ⅱ上运行的周期和速率，可求该行星质量

D.若测出飞行器在轨道I经过P点时的速率和到该行星中心的距离，可求该行星质量

【答案】C

【解析】

【详解】A．飞行器要脱离地球绕太阳系另一行星运行，飞行器从地面发射的速度大于11.2km/s，故A错误；

B．飞行器从轨道I上的P点经减速后才能进入轨道Ⅱ，故B错误；

C．若测出飞行器在轨道Ⅱ上运行的周期和速率，有

该行星质量

故C正确；

D．测出飞行器在轨道I经过P点时速率和到该行星中心的距离，无法求该行星质量，故D错误。

故选C。

11.在无风的环境里将一塑料球以一定的初速度水平抛出，球受到的空气阻力与速度大小成正比，该球运动过程中水平方向的速度随时间t、水平方向的位移x的变化规律，竖直方向的速度随时间t、竖直方向的位移y的变化规律可能正确的是（）

A.B.

C.D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．水平方向受空气阻力作用，由牛顿第二定律，有

塑料球水平方向速度逐渐减小，所以其水平方向加速度逐渐减小，即图像中图线的斜率逐渐变小，故A错误；

B．根据动量定理

可得

整理可得

故B错误；

CD．竖直方向受空气阻力作用，由牛顿第二定律，有

塑料球竖直方向速度逐渐增大，所以其竖直方向加速度逐渐减小，即图像中图线的斜率逐渐变小。在图像中图线与坐标轴所围面积表示位移，易知vy随竖直位移y的变化率也是逐渐变小的。故C错误；D正确。

故选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.（1）小华利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。该同学经正确操作得到打点纸带，打点周期为0.02s，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个打点的距离h，并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表，则打计数点6时的速度______m/s。

计数点1234567

h（m）0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777

v（m/s）1.942332.733.13

3.765.437.459.80

请在图乙坐标中，描点作出图线______；由图线可知，重锺下落加速度______（保留三位有效数字）；若当地的重力加速度，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锺机械能守恒的依据是______。

（2）小明采用如图所示的装置验证机械能守恒定律。提供器材有：气垫导轨（长度为L）、滑块（总质量为m，装有宽度为d的遮光板）、光电门两只（配接数字计时器）、木块若干、米尺。在一次实验中，测出两光电门AB间的距离为，导轨顶端距水平面的高度为h，接通气源，让滑块从导轨顶端由静止开始向下运动，读出遮光板通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，重力加速度为g。滑块在AB间运动过程验证机械能守恒的表达式可表示为______。实验结果显示，滑块有机械能的损失，原因是要克服空气阻力做功。在图中，保持其他条件不变，只调整光电门2位置，使不断增大，结果表明，平均空气阻力f随增大而增大，究其本质，说明空气阻力与______有关。

【答案】①.3.50②.③.9.69（9.69~9.79）④.图线为通过坐标原点的一条直线，斜率与2g基本相等⑤.⑥.速度

【解析】

【详解】（1）[1]根据中间时刻速度公式

[2]利用描点发作出图像，如图

[3]根据

得

图线斜率为2g，则重力加速度为，则

[4]能粗略验证自由下落的重锺机械能守恒的依据是图线为通过坐标原点的一条直线，斜率与2g基本相等。

（2）[5]通过光电门1的速度

通过光电门2的速度

滑块在AB间运动的高度

根据

可得验证机械能守恒的表达式可表示为

[6]在图中，保持其他条件不变，只调整光电门2位置，使不断增大，结果表明，平均空气阻力f随增大而增大，究其本质，说明空气阻力与速度有关。

13.如图所示，一长为L的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g。

（1）若小球运动到最高点时，杆对球有竖直向下的拉力，则ω应满足什么条件？

（2）小球运动到水平位置A时，求杆对球的作用力大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球在最高点时，设杆对球的拉力为F1，则有

且满足

F1>0

解得

（2）小球运动到水平位置A处时，杆对球竖直方向分力

水平方向的分力

则杆对球的作用力大小

14.如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降，左侧活塞上升。已知大气压强为p0，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内。求：

（1）最终汽缸内气体的压强；

（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）对左右气缸内所封的气体，初态压强

体积

末态体积

设末态压强，根据玻意耳定律可得

解得

（2）对右边活塞受力分