江苏省四校2024届高三下学期4月联考模拟预测 物理试题（含解析）

2024年物理学科调研测试试卷一、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．我国玲龙一号（ACP100）为全球首个陆上商用小型模块化核反应堆，核反应方程为，其中X为（）A．H B．p C．n D．e2．如图所示，质量为m的小男孩沿滑梯匀速下滑，已知滑梯与水平面的夹角为，滑梯对小孩的作用力大小为（）A．0 B．mg C． D．3．如图所示，某同学要测量一段阻值约为5Ω的细金属丝的电阻率，下列操作不正确的是（）A．可用毫米刻度尺测金属丝直径B．电流表量程选用0~0.6A，电压表量程选用0~3VC．闭合S前，应调节滑动变阻器的滑片至最左端D．实验完毕后应立即断开开关S4．如图甲所示，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。两卫星之间的距离随时间的变化规律如图乙所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列正确的是（

）A．A、B的轨道半径之比为1∶3 B．A、B的线速度之比为1∶2C．A、B的角速度之比为1∶1 D．A、B的向心加速度之比为4∶15．如图所示，电子沿纸面以速度射入匀强磁场，速度方向与磁场方向夹角为。已知电子质量为m，电量大小为e，磁感应强度为B。则电子（

）A．受到洛伦兹力方向始终垂直于纸面向里 B．受到洛伦兹力大小为C．运动周期为 D．垂直纸面运动的最大侧位移为6．电磁弹射装置的原理如图甲所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，发射线圈放在绝缘且内壁光滑的发射导管内。闭合开关S后，在时间内驱动线圈中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在这段时间内，下列说法正确的是（

）A．发射线圈中感应电流产生的磁场水平向右B．时发射线圈中的感应电动势最大C．时驱动线圈的自感电动势最大D．对调电源的正负极，发射线圈会向相反方向运动7．如图所示，半球面半径为R，A点与球心O等高，小球两次从A点以不同的速率沿AO方向抛出，下落相同高度h，分别撞击到球面上B点和C点，速度偏转角分别为和，不计空气阻力。则小球（  ）A．运动时间 B．两次运动速度变化C．在C点的速度方向可能与球面垂直 D．8．如图所示，小物块a、b和c静置于光滑水平地面上。现让a以速度v向右运动，与b发生正碰，然后b与c也发生正碰。若a、b、c的质量可任意选择，碰撞可以是弹性也可以是非弹性的，各种可能的碰撞后，c的最大速度为（

）A．4v B．6v C．9v D．12v9．图甲为一列沿x轴传播的机械波在时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距2.1m的两个质点，此时质点P位于平衡位置，质点Q位于波峰（未画出），且质点P比质点Q先振动。图乙为图甲中P点的振动图像。已知该波波长在1.0m至1.5m之间，则下列说法正确的是（）A．该波沿x轴负方向传播B．经0.9s质点P运动的路程等于0.9mC．该波的传播速度为3.5m/sD．质点Q的振动方程为10．地面上方某区域存在水平向左的匀强电场，带负电的小球自电场中某点水平向左射出。小球所受的重力是电场力的2倍。则射出后，小球水平方向分速度、动能、机械能E及电场力瞬时功率随时间t变化图像可能正确的是（  ）A． B．C． D．11．如图所示，装置水平置于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，电源电动势为E、内阻为R，两幅平行且光滑的导轨间距分别为d与2d。导体棒b、c的电阻分别为R和2R，质量分别为m和2m，垂直置于导轨上。导轨足够长且不计电阻，闭合开关，下列正确的是（

）A．b、c棒均向右运动 B．稳定前c棒的加速度大小是b棒的2倍C．稳定时b、c棒速度大小相等 D．稳定时导体棒b两端的电压为二、非选择题：共5题，共56分，其中第13题~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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．12．如图所示，小车通过细绳与钩码相连，遮光片固定在小车的最右端，光电门传感器固定在长木板上。利用该装置可以完成多个力学实验。甲研究小组利用该装置完成了“研究匀变速直线运动”的实验，乙研究小组利用该装置完成了“验证牛顿第二定律”的实验，丙研究小组将长木板放平，并把小车换成木块，完成了“测定长木板与木块间动摩擦因数”的实验。(1)甲研究小组用游标卡尺测量遮光片的宽度，其示数如图乙所示，则遮光片的宽度mm。(2)关于甲、乙两研究小组的实验，下列说法正确的是______。A．甲小组实验时，需要平衡摩擦力B．乙小组实验时，需要平衡摩擦力C．甲小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量D．乙小组实验时，要求钩码的质量远小于小车质量(3)在实验操作完全正确的情况下，乙研究小组将小车从某一位置由静止释放，测出遮光片的宽度d和它通过光电门的挡光时间，小车静止时的位置到光电门的位移s，小车的质量M，弹簧测力计的示数F，则F与应满足的关系式为。(4)丙研究小组测出小车静止时遮光片的右端距光电门左端的位移s，由遮光片的宽度d和挡光时间求出滑块的速度v并算出，然后在坐标纸上作出的图像如图丙所示，根据图像可求得动摩擦因数。(5)丙研究小组在实验中测量位移s时未考虑遮光片的宽度d，动摩擦因数的测量值真实值。（填“大于”“小于”“等于”）13．如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内有一轻质绝热活塞封闭一定质量的气体，开始时汽缸内气体温度为，封闭气柱长，活塞横截面积为，现通过汽缸底部电阻丝给气体加一段时间。此过程中气体吸热，稳定后气体温度变为。已知大气压强，求：（1）加热后活塞到汽缸底端的距离；（2）此过程中气体内能增量。14．如图所示，一个透明介质长方体，高为2L，底面是边长为L的正方形，在长方体的几何中心固定一点状光源，向四周发出黄光，在长方体的右侧面部分区域有光线能够射出。已知透明长方体介质对黄光的折射率为，光在真空中的光速为，求：（1）从右侧面射出的光线，在长方体中传播的最长时间；（2）长方体右侧面上有光线能射出的区域的面积。15．如图所示，长的水平传送带AB以的速度顺时针转动。质量，带电量的滑块可以视作质点。放在与AB等高的平台BC上，距离B点为。B点右侧有一方向水平向左，场强的匀强电场。已知滑块和AB、BC间的动摩擦因数分别为，在滑动过程中，滑块的电荷量始终保持不变。求：（1）滑块第一次运动到B点时的速度；（2）滑块第一次从B点滑上传送带到再次返回B处系统因摩擦产生的热量；（3）运动全过程中，滑块在BC段运动的总路程。16．如图所示为一款速度选择器，在平面内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两块极板构成的圆弧形狭缝，圆心角为90°，半径为，极板间加上电压可在狭缝中形成大小相等的径向电场，处有个粒子源S在纸面内向x轴上方各个方向发射不同速率的带正电粒子，粒子质量为m，电荷量为q，以O点为圆心转动圆弧形电极，并相应改变电场强度的大小，使得各个方向的粒子都有机会通过速度选择器的狭缝。（粒子重力不计）（1）当速度选择器位于关于y轴对称位置时，①求通过速度选择器粒子的速度大小；②求狭缝间电场强度E的大小及方向；（2）求粒子进入速度选择器前运动半径r的范围，并写出狭缝间的电场强度E与r的关系式。1．C【详解】由题，X质量数为1，又因为X电荷数为0，则X为中子。故选C。2．B【详解】根据平衡条件，滑梯对小孩的作用力大小为mg。故选B。3．A【详解】A．用螺旋测微器测金属丝直径，故A错误，符合题意；B．电流表量程选用0~0.6A，电压表量程选用0~3V，故B正确，不符合题意；C．为保护电路，闭合S前，应调节滑动变阻器的滑片至最左端，故C正确，不符合题意；D．实验完毕后应立即断开开关S，故D正确，不符合题意。故选A。4．D【详解】AB．由图知，解得，所以A、B的轨道半径之比为；设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的轨道半径和线速度分别为r、v。根据，得则A、B的线速度之比为，故AB错误；C．根据可得A、B的角速度之比为，故C错误；D．根据可得A、B的向心加速度之比为，故D正确。故D正确。故选D。5．C【详解】A．将电子的初速度分解为垂直于磁场方向的速度沿磁场方向的速度电子沿垂直磁场方向做匀速圆周运动，沿磁场方向做匀速直线运动，则电子运动的轨迹为螺旋线，螺旋线的中轴线方向平行磁场方向，洛伦兹力方向不可能始终垂直纸面向里，故A错误；B．电子受到洛伦兹力大小为故B错误；C．电子做螺旋线运动的半径为电子做螺旋线运动的周期为故C正确；D电子垂直纸面运动的最大侧位移故D错误。故选C。6．B【详解】A．根据安培定则可知，驱动线圈内的磁场方向水平向右，结合题图乙可知，驱动线圈的电流增大，通过发射线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，发射线圈内部的感应磁场方向水平向左，故A错误；B．时驱动线圈的电流变化率最大，则此时通过发射线圈的磁通量变化得最快，发射线圈中的感应电动势最大，故B正确。C．同理时驱动线圈的电流变化率最大，此时发射线圈的磁通量变化得最快，驱动线圈的自感电动势最大，故C错误；D．根据楞次定律可知对调电源的正负极后，发射线圈仍然向右运动，故D错误。故选B。7．D【详解】A．根据则运动时间故A错误；B．根据两次运动速度变化故B错误；C．若在C点的速度方向与球面垂直，则速度方向所在直线经过圆心，速度方向反向延长线一定经过水平位移的中点，显然不符合，故C错误；D．速度偏转角分别为和，位移偏转角分别为和，水平位移分别为、，有可得如图可知所以故D正确。故选D。8．A【详解】设a、b、c的质量分别为、、。a与b碰撞后二者的速度分别为和，根据动量守恒定律有

①根据机械能守恒定律有

②联立①②解得

③由③式可知，当时，有

④设b与c碰撞后二者的速度分别为和，同理可得

⑤

⑥联立⑤⑥解得

⑦由⑦式可知，当时，有

⑧所以若b和c的质量可任意选择，碰后c的最大速度接近于4v。故选A。9．D【详解】A．质点P比质点Q先振动，该波沿x轴正方向传播，故A错误；B．周期一个周期质点P运动的路程为s=4A=0.8m由于质点从平衡位置向位移最大处速度越来越小，所以接下来的0.1s路程大于0.1m，所以经0.9s质点P运动的路程大于0.9m，故B错误；C．质点P位于平衡位置，质点Q位于波峰，有又该波波长在1.0m至1.5m之间，得该波的传播速度为=1.5m/s故C错误；D．根据题意时刻质点Q位于波峰，质点Q的振动方程为故D正确。故选D。10．B【详解】根据题意，由于小球所受的重力是电场力的2倍，则有小球所受合力为方向与水平方向夹角指向右下。A．根据题意可知，小球在水平方向上，由于电场力的作用，向左做匀减速直线运动，则有则则图像为向下倾斜的一次函数，故A错误；B．小球水平向左射出，则小球在垂直合力方向上做匀速，沿合力方向上做匀减速，则沿合力方向上的位移为由动能定理有解得可知，图像为开口向上的抛物线，故B正确；C．结合A分析可得，小球在水平方向上的位移为由功能关系有解得可知，E-t图像为开口向上的抛物线，故C错误；D．电场力瞬时功率为可知，图像为向下倾斜的一次函数，故D错误。故选B。11．C【详解】A．由图可知流过导体棒的电流方向从下到上，流过导体棒的电流方向从上到下，根据左手定则可知导体棒所受安培力向左，导体棒所受安培力向右，则导体棒向左运动，导体棒向右运动，故A错误；B．导体棒、串联，则电流相等，根据可知所受安培力之比为，导体棒b、c的质量分别为m和2m，根据牛顿第二定律可知导体棒b、c的加速度之比为，故B错误；C．根据可知稳定时b、c棒速度大小相等，故C正确；D．闭合开关，当两棒稳定时，两棒产生的反电动势与电源电动势的关系有稳定时导体棒b两端的电压故D错误。故选C。12．(1)20.55(2)B(3)(4)(5)等于【详解】（1）[1]遮光片的宽度（2）[1]A．用此装置研究匀变速直线运动时，摩擦力并不影响小车做匀变速直线运动，故不需要平衡摩擦力，故A错误；B．乙小组实验时，需要知道合外力，需要平衡摩擦力，故B正确；C．甲小组实验时，不要求钩码的质量远小于小车质量，故C错误；D．乙小组实验时，可以根据弹簧测力计直接读出力的大小，不要求钩码的质量远小于小车质量，故D错误。故选B。（3）[1]小车通过光电门的速度加速度根据得（4）[1]小车通过光电门的速度根据动能定理得由图像知（5）[1]根据丙研究小组在实验中测量位移s时未考虑遮光片的丙宽度d，动摩擦因数的测量值等于真实值。13．（1）16cm；（2）20J【详解】（1）取被封闭的气体为研究的对象。开始时气体的体积为，温度为末状态的体积为，温度为气体做等压变化，则代入数据得（2）在该过程中，气体对外做功由热力学第一定律14．（1）；（2）【详解】（1）根据解得光发生全反射的临界角为由几何关系可得从右侧面射出传播时间最长的光线的路程为光在介质中的速度右侧面射出的光线，在长方体中传播的最长时间（2）当入射角为临界角时，在右侧面能折射出光线的最大半径为，光线在右侧面能被光照亮的区域是半径为的圆，所以面积为15．（1）4m/s；（2）18J；（3）【详解】（1）滑块在电场中做匀加速运动，根据动能定理有解