2024屆江蘇省南通市如皋市高三年級下冊調研考試物理試卷（二十三）（含解析）

2024屆江蘇省南通市如皋市高三下學期調研考試物理試卷

（二十三）

學校:姓名：班級：考號：

一、單選題

1.氫原子能級如圖甲所示，一群處于高能級的氫原子，向低能級躍遷時發(fā)出多種可見

光，分別用這些可見光照射圖乙電路的陰極K,其中3條光電流/隨電壓U變化的圖線

如圖丙所示，已知可見光波長范圍約為400nm到760nm之間,a光的光子能量為2.86eV。

則（）

n

x)■-

-u-u-uo

41~bc

A.氫原子從"=4能級向低能級躍遷時能輻射出6種頻率的可見光

B.當滑片P向a端移動時，光電流/將增大

C.。光照射得到的光電流最弱，所以。光光子動量最小

D.圖丙中3條圖線對應的遏止電壓，一定有l(wèi)a-UjvO.97V

2.某同學從住宿樓底層（1樓）沿樓梯進行登高鍛煉，已知每層樓高約為3m.該同

學的登高速度的倒數(shù)（!）與登高高度〃的關系如圖所示。已知他剛登上4樓時的速度

V

約為0.72m/s,則他剛登上19樓的速度和由樓底層登至19樓所需的時間分別約為（）

1

A.0.15m/s；190sB.0.15m/s；225s

C.0.12m/s；190sD.0.12m/s；225s

3.小明同學設計了一種測溫裝置，用于測量室內的氣溫（室內的氣壓為一個標準大氣

壓氣壓，相當于76cm汞柱產生的壓強），結構如圖所示，大玻璃泡A內有一定量的氣

體，與A相連的B管插在水銀槽中，管內水銀面的高度x可反映泡內氣體的溫度，即

環(huán)境溫度，當室內溫度為27℃時，B管內水銀面的高度為16cm,B管的體積與大玻璃

泡A的體積相比可忽略不計，則以下說法正確的是（）

A.該測溫裝置利用了氣體的等壓變化的規(guī)律

B.B管上所刻的溫度數(shù)值上高下低

C.B管內水銀面的高度為22cm時，室內的溫度為-3℃

D.若把這個已經刻好溫度值的裝置移到高山上，測出的溫度比實際偏低

4.如圖所示，水平面上有一半徑為R的透明均質球，下半球內豎直中心軸上有服。兩

種單色燈（可視為點光源，都發(fā)可見光），發(fā)現(xiàn)從兩個光源照射到上半球面的光恰好全

部都能發(fā)生折射（不考慮光線在球內反射后的折射），則下列說法中正確的是（）

A.a光光子動量小于b光光子動量

B.a光的在透明介質球中的折射率為與

C.若發(fā)出6光的某光源高速靠近探測器，探測器接受到的。光頻率可能與。光相同

D.若6光是氫原子從n=5能級躍遷到"=2能級時發(fā)出的,a光可能是氫原子從n=5

能級躍遷到〃=1能級時發(fā)出的

5.總質量為機的返回式人造地球衛(wèi)星沿半徑為R的圓軌道繞地球運動到某點時，向原

來運動方向噴出氣體以降低衛(wèi)星的速度，隨后衛(wèi)星轉到與地球相切的橢圓軌道，要使衛(wèi)

星相對地面的速度變?yōu)樵瓉淼淖蟊秳t衛(wèi)星在該點將質量為的氣體噴出的對

地速度大小應為（將連續(xù)噴氣等效為一次性噴氣，地球半徑為&,地球表面重力加速

度為g）

試卷第2頁，共8頁

6.汽車在平直公路上以速度”勻速行駛，發(fā)動機功率為P,%時刻進入另一足夠長的

傾斜路面，如圖，若保持功率尸繼續(xù)行駛，到L時刻，汽車又恢復了勻速直線運動。假

設汽車運動過程中阻力（不包含重力沿斜面的分力）大小保持不變，下列圖像中能正確

表示該汽車運動過程速率v隨時間r變化的是（）

0

7.如圖所示，a6c為均勻帶電半圓環(huán)，。為其圓心，O處的電場強度大小為E,將一試

探電荷從無窮遠處移到。點，電場力做功為憶若在〃處再放置一《圓的均勻帶電

圓弧，如虛線所示，其單位長度帶電量與相同，電性與abc相反，則此時。點場強

大小及將同樣的試探電荷從無窮遠處移到。點電場力做功為（

A.ME,-WB.?E,-IVC.-E,-W

D.-E,-W

22224222

8.為模擬航天器著陸，研究室構建了如圖一個立體非勻強磁場，關于中心軸對稱分布,

磁感應強度可分為縱向分量感和水平徑向分量紇（背向軸心），緣的大小只隨高度/7

變化（計初始位置為/?=（））,關系為其=穌。+400/2）,凡=急。為到對稱軸的距

離）?，F(xiàn)有橫截面半徑為1mm的金屬細絲構成直徑為1cm的圓環(huán)在磁場中由靜止開始

下落,其電阻率為1.6x10-8。.m。其中B0=0.1T,沿圓環(huán)中心的磁場方向始終豎直向上,

在運動過程中圓環(huán)平面始終保持水平，速度在下落1.6m后達到穩(wěn)定狀態(tài)。則從開始下

落到穩(wěn)定時圓環(huán)上通過的電荷量為（

C.12.5^CD.6.5*

9.如圖為某小型水電站電能輸送線路示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器和降壓變壓器向

用戶供電。已知發(fā)電機線圈電阻為廣，產生感應電動勢有效值為反升壓變壓器原副線

圈匝數(shù)比為降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為6,兩變壓器間輸電線總電阻為用戶

端總電阻為此。電流表為理想電表，變壓器為理想變壓器，下列說法正確的是（）

升壓變壓器降壓變壓器

,_rE

A.電流表的示數(shù)-夜?+/區(qū)+丁?。?/p>

B.升壓變壓器原線圈兩端的電壓保=

C.電阻與、此消耗的功率之比為

D.若用戶端負載增加，電流表示數(shù)變小

10.硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示，圖線。是該電池在

某光照強度下路端電壓u和電流/的關系圖像（電池內阻不是常數(shù)），圖線b是某電阻R

的U-/圖像。當它們組成閉合回路時，硅光電池的效率為（）

試卷第4頁，共8頁

B.竺

U2

U「U\

D.

U2

11.如圖所示，小球A可視為質點，裝置靜止時輕質細線AB水平，輕質細線AC與豎

直方向的夾角37。。已知小球的質量為相，細線AC長/,8點距C點的水平和豎直距離

相等。裝置能以任意角速度繞豎直軸轉動，且小球始終在BO'O平面內，那么在角速度

。從零緩慢增大的過程中（）（重力加速度g取:10m/s2,sin37o=0.6,cos37°=0.8）

A.兩細線張力均增大

B.細線A3中張力一直變小，直到為零

C.細線AC中張力一直增大

D.當A8中張力為零時，角速度可能為、匡

V4/

二、實驗題

12.干電池用久后通常電動勢會減小，內阻增大。某同學利用DIS系統(tǒng)、定值電阻凡、

電阻箱R等實驗器材分別研究新、舊兩節(jié)干電池的電動勢和內阻,實驗裝置如圖甲所示。

首先測量電池。的電動勢和內阻，實驗時多次改變R的阻值，用電流傳感器測得對應的

電流值/,在計算機上顯示出如圖乙所示的的關系圖線a,重復上述實驗方法測量

電池b的電動勢和內阻，得到圖乙中的圖線瓦

甲乙丙

(1)某次實驗電阻箱調節(jié)后如圖丙所示，則此時電阻箱的讀數(shù)為。。

⑵若定值電阻9=1.0。，令＞=X=R,由圖乙中實驗圖線。的擬合方程可得，電

池a的電動勢紇=V,內阻匕=Qo

(3)根據(jù)圖乙可以判斷，圖線對應的是新電池(選填%”或?")。

(4)根據(jù)實驗測得的電池。的R、/數(shù)據(jù)，若令y=r(R+&),X=R+RO,則由計算機擬

合得出的V-x圖線如圖丁所示，則圖線最高點A的坐標值應為彳=Q,y=

W(結果均保留2位有效數(shù)字)。

Ay/W

三、解答題

13.某種理想氣體A內能公式可表示為E=3詈，〃表示物質的量，R為氣體常數(shù)

(7?=8,3Jmor1.K1),T為熱力學溫度。如圖所示，帶有閥門的連通器在頂部連接兩個

絕熱氣缸，其橫截面積均為S=200cm2,高度分別為九=14cm,色=4cm用一個質量

M=15kg的絕熱活塞在左側氣缸距底部10cm處封閉〃=O.lmol,To=250K的氣體A,

氣缸底部有電阻絲可對其進行加熱，活塞運動到氣缸頂部時(圖中虛線位置)被鎖住，

右側氣缸初始為真空。現(xiàn)對電阻絲通電一段時間，活塞剛好緩慢移動至氣缸頂部時斷開

電源并打開閥門。已知外界大氣壓強為P0=lxl05pa,重力加速度g=10m/s2,不計活

塞與氣缸的摩擦及連通器氣柱和電阻絲的體積。求：

(1)上升過程中左側缸內氣體的壓強。

(2)斷開電源時氣體升高的溫度。

(3)穩(wěn)定后整個過程中氣體吸收的熱量。

試卷第6頁，共8頁

h\

K/VW^I

14.如圖所示為某種測量液體折射率裝置的俯視圖，該實驗裝置外側是邊長為工的正方

體，過正方體中心。、垂直上下兩面放置一衍射光柵，激光束垂直光柵平面打到。點，

未加入液體時，零級衍射光束打在后壁上的O'點，一級衍射光束打到。點；加入液體

后，一級衍射光束打到b點.已知。％=4，o'b=d2,衍射光柵一級衍射光束滿足

dsini=；l,其中d為光柵常數(shù)，i為衍射角（衍射光束與原光束傳播方向的夾角），2為

光的波長，光在真空中的速度為c,求：

（1）液體對激光的折射率；

（2）加入液體后，光從發(fā)出到打到6點所需的時間。

"a

b

/I

15.如圖，為某輪滑賽道模型,AB段和段為在8點相切的圓弧，半徑分別為2R3R,

在圓弧的最上端A點的切線水平，。1為圓弧A3的圓心，。田與豎直方向的夾角為

60。；圓弧的最下端C點的切線水平，。2為圓弧的圓心,C點離地面的高度為R,

一個質量為根的滑塊從A點（給滑塊一個擾動）由靜止開始下滑，到B點時對圓弧

的壓力恰好為零，到C點時對圓弧軌道的壓力大小為2mg,重力加速度大小為g,求:

（1）滑塊運動到B點時的速度多大；

（2）滑塊在段圓弧和在BC段圓弧上克服摩擦力做的功分別為多少；

（3）若滑塊與地面碰撞一瞬間，豎直方向速度減為零，水平方向速度不變，滑塊與地

面間的動摩擦因數(shù)為05則滑塊停下時離C點的水平距離為多少。

16.如圖“自由落體塔”是一種驚險刺激的游樂設備，將游客升至數(shù)十米高空，自由下落

至近地面再減速停下，讓游客體驗失重的樂趣。物理興趣小組設計了如圖乙的減速模型,

線圈代表乘客乘坐艙，質量為機，匝數(shù)N匝，線圈半徑為r,總電阻為凡減速區(qū)設置

一輻向磁場，俯視圖如圖丙，其到中心軸距離r處磁感應強度2=勺。線圈被提升到離

r

地4處由靜止釋放做自由落體運動，減速區(qū)高度為色，忽略一切空氣阻力，重力加速度

為g。

（1）判斷線圈剛進入磁場時感應電流方向（從上往下看）,計算此時受到的安培力大小。

（2）若落地時速度為v,求全程運動的時間為。

（3）為增加安全系數(shù)，加裝三根完全相同的輕質彈力繩（關于中心軸對稱）如圖丁，

已知每一條彈力繩形變量Ax時，都能提供彈力歹=心心，同時儲存彈性勢能;左2（盤），

其原長等于懸掛點到磁場上沿的距離。線圈仍從離地4處靜止釋放，由于彈力繩的作用

會上下往復（未碰地），運動時間f后靜止，求線圈在往復運動過程中產生的焦耳熱Q,

及每根彈力繩彈力提供的沖量4大小。

試卷第8頁，共8頁

參考答案：

1.D

【詳解】A.可見光波長范圍約為400nm到760nm之間，可知可見光的光子能量范圍約為

1.64eV到3.11eV之間。氫原子從"=4能級向低能級躍遷時能輻射出6種頻率的光，只有2

種可見光,分別為從〃=4能級向〃=2能級躍遷和從"=3能級向〃=2能級躍遷,故A錯誤；

B.當滑片P向a端移動時，施加反向電壓，光電流/將減小，故B錯誤；

C.根據(jù)

hv-W0=eU

可知頻率越大，遏止電壓越大，故。光的頻率最大，根據(jù)

2=-

f

可知頻率越大，波長越短，故。光的波長最短，根據(jù)

h

p=-

2

可知〃光光子動量最大，故C錯誤；

D.可見光波長范圍約為400nm到760nm之間，根據(jù)氫原子能級圖可知氫光譜可見光只有4

條，而。光的能量最大，故排除氫原子從〃=6能級向〃=2能級躍遷的可能，故。光是氫原

子從〃=5能級向〃=2能級躍遷發(fā)出的光,能量為2.86eV，/?光是氫原子從〃=4能級向〃=2

能級躍遷發(fā)出的光，能量為2.55eV,。光是氫原子從〃=3能級向〃=2能級躍遷發(fā)出的光,

能量為1.89eV,故圖丙中3條圖線對應的遏止電壓，一定有

|a-U/<0.97V

故D正確。

故選D。

2.D

【詳解】如圖可知登高速度的倒數(shù)(工)與登高高度/I成正比，即速度與高度成反比，為

V

vh=k

他剛登上4樓時的速度約為

匕=0.72m/s

高度為

%=(4-1)x3m=9m

答案第1頁，共14頁

當他剛登上19樓時，高度為

=(19-1)x3m=54m

根據(jù)反比規(guī)律，可求得速度為

v2=0.12m/s

如圖1-/2圖像的面積表示運動的時間，可得

故選D。

3.C

【詳解】A.根據(jù)受力分析可知

PA+X=PO

又B管的體積與大玻璃泡A的體積相比可忽略不計，故可知氣體做等容變化，故A錯誤;

B.溫度越高，由素=?？芍獕簭娫酱?，故而溫度越高，刻度x的數(shù)值就越小，應為上低下高，

故B錯誤；

C.由

PAI+無;%

PAZ=54cmHg

得

PAI=60cmHg

PAZ=54cmHg

又

-Al_

丁一百

7；=300K

得

T2=270K=-3℃

故C正確；

答案第2頁，共14頁

D.若把該裝置放到高山上，為'會減小，X，=R；_PA會減小，根據(jù)刻度上低下高，測出的

溫度偏高。故D錯誤。

故選C。

【詳解】A.分析如圖所示:

由幾何關系得

sin/3sina

因為R和電,距離不變,光在上半球面射出時用越大&越大。上半球面的光恰能都發(fā)生折射,

故光源射到球心等高處入射角恰為臨界角；由于b在。的下方，則有

Ca<Cb,fa>fh,

根據(jù)公式。=一h可得

Pa>Pb

故A錯誤;

B.對于。光有

1=嘮

sinQ颯+F

故B錯誤；

C.觀察者與波源靠近，接收頻率大于波源頻率，探測器接受到的頻率大于b光頻率，可能

與〃光相同，即故C正確；

D.從〃=5能級躍遷到〃=1能級，不能發(fā)出可見光，故D錯誤。

故選Co

答案第3頁，共14頁

5.C

【詳解】設原本速度匕，由萬有引力提供向心力

cMmV,2

G——=m—

R2R

噴出后速度入1，Am相對地球速度v,由動量守恒

mvx+2\mv

又

Mm

CJ——=mg

解得

m+kbm-km

v=

Am

故選C。

6.A

【詳解】勻速行駛時

P=Fovo

此時阻力等于牽引力

戶尸。

若％時刻進入另一足夠長的傾斜路面，汽車做減速運動，功率不變，根據(jù)尸=網(wǎng)可知，牽引

力會增加。

在斜面上，根據(jù)牛頓第二定律有

F—f—mgsin0=ma

則該過程是加速度減小的減速運動。

當加速度再次為零時，有

r

F=f+mgsin0>Fo

根據(jù)尸二網(wǎng)可知，此時速度小于％。

故選Ao

7.A

答案第4頁，共14頁

【詳解】把題中半圓環(huán)等分為兩段，即每段為:圓環(huán)，每段在點O的電勢為外,電場強度

4

為E。,且方向分別與￡夾角為6=45。，根據(jù)電場強度的疊加原理可知

V2

EP'E

因為電勢是標量，每段導體在。上的電勢為

夕=”

2

同理，在cd處再放置一段;圓的均勻帶電圓弧后，可等分為3個!圓環(huán)，由于電性與。6c

44

相反，根據(jù)場強疊加可知。處的場強大小為

E=J（2x烏加+交石2=叵石

V222

電勢為3個圓環(huán)在。點的電勢之和，為

=%I%%=%

%一5~2~~2~^2

將同樣的試探電荷從無窮遠處移到。點電場力做功為;WO

故選Ao

8.B

_A①_E_

【詳解】根據(jù)題意可知，由片=二竺、/=2和9=/加可得

△tR

△①

q=——

R

又有

/?=/?-=1.6X10-8-^4=1.6XW4Q

S7tr-

運動過程中，豎直方向上，由楞次定律可知，線圈中產生順時針的感應電流（從上往下看），

△①=（6,_穌）?/［卷）=1.6^-xlO-3Wb

則有

A①

q.=——=10萬C

1R

水平方向上

0=告=穌

200—

2

答案第5頁，共14頁

由右手定則可知，下落過程中線圈切割水平磁場，同樣產生順時針電流(從上往下看)，則

有

B。?兀dh

%=-.........=10?C

R

則從開始下落到穩(wěn)定時圓環(huán)上通過的電荷量為

4=4+/=20%C

故選B。

9.B

【詳解】A.降壓變壓器等效電阻為

&=從凡

升壓變壓器等效電阻為

2

R4=a(Rt+〃&)

電流表的示數(shù)

j；E_E

12

R4+rr+a(R[+b~R2)

故A錯誤；

B.升壓變壓器原線圈兩端的電壓

22

Ea(Rl+bR2)

故B正確；

C.根據(jù)

P=I2R

電阻&、&消耗的功率之比為

222

Pl-.P2=IRi:IR,=R1:bR2

故C錯誤；

D.若用戶端負載增加，用戶端總電阻為此減小，電流表示數(shù)變大，故D錯誤。

故選B。

10.B

【詳解】根據(jù)歐姆定律

答案第6頁，共14頁

U=E-Ir

由圖像a可得當/=0時

根據(jù)兩圖線交點處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為S,也就是路端電壓為S,硅光電池的效率

為

a

77=-L

故選B。

11.D

【詳解】AB.當靜止時，受力分析如圖，由平衡條件

TAB

由平衡條件得

TAB=mgtan37°=0.75mg

若A8中的拉力為0,當。最小時繩AC與豎直方向夾角。/=37。，受力分析如圖

mg

根據(jù)受力分析

mgtan3i=m(Lsm0i)a>min2

根據(jù)對稱性可知，當。最大時繩AC與豎直方向夾角a=53。，此時應有

2

mgtan32—m(omeaLsin02

得

答案第7頁，共14頁

所以。取值范圍為

繩子A8的拉力都是0.由以上的分析可知，開始時A8拉力不為0,當轉速在?匡匡

V4L\3L

時，的拉力為0,角速度再增大時，AB的拉力又會增大，AB錯誤；

C.當繩子AC與豎直方向之間的夾角不變時，AC繩子的拉力在豎直方向的分力始終等于重

力,所以繩子的拉力繩子等于1.25機g；當轉速大于、匡后，繩子與豎直方向之間的夾角增

V4L

大，拉力開始增大；當轉速大于、佟后，繩子與豎直方向之間的夾角不變，AC上豎直方向

V3L

的拉力不變；隨后當水平方向的拉力增大，AC的拉力繼續(xù)增大，C錯誤；

D.由開始時的分析可知，當。取值范圍為、匡W。二怪時，繩子A8的拉力都是0,D正

V4L\3L

確。

故選D。

12.(1)12.0

4

⑵-2.0

⑶b

(4)2.00.22

【詳解】(1)由電阻箱的讀數(shù)規(guī)則有

/?=0xl00Q+lxl0Q+2xlQ+0x0.1Q=12.0Q

(2)[1]⑵由閉合電路歐姆定律有

1=——-—

F+RQ+R

整理有

答案第8頁，共14頁

r+&

R+

riE

結合題中圖線。的解析式，有

0.75」

E

2.25=匚也

E

解得

12。

（3）由之前的分析可知，圖像的斜率為電池的電動勢的倒數(shù)，由題圖可知，其圖像。的斜

率大，所以圖線a的電動勢小。根據(jù)題意，舊電池的電動勢減小，所以圖線a為舊電池，圖

線6為新電池。

（4）分析題圖中電路可知，外電路的用電器為電阻R和國,結合題意可知，題圖的y

軸為電池的輸出功率，題圖的無軸為外電路的電阻。對電池有

/\2

2

尸=%=EE

叫卜+力瑪卜一2所外+d+41K外"（尺外一4）2

+包

結合題圖有

E2

y=F包

X

由之前的分析可知，有

12。

題圖中A點為y最大值，由上述公式可知，當x=%,即外電路電阻等于電池內阻時，取得

最大值，所以

x=2.0Q

yx0.22W

13.(1)1.075xl05Pa;(2)100K；(3)293.5J

【詳解】（1）由平衡條件知

答案第9頁，共14頁

pS=Mg+p0S

壓強為

p=p0+選=1.075xl()5pa

s

（2）氣體做等壓變化，由蓋-呂薩克定律可得

解得

=350K

則

Ar=7]-7；=100K

（3）氣體增加的內能為

,5nR\T____

\UTT=---------=207.5JT

2

氣體對外界做功為

W="SA/7=-86J

根據(jù)熱力學第一定律有AU=W+。

解得

Q=293.5J

故氣體吸收的熱量為293.5J。

+L2L

14.(1)n=—除⑵/％

d22

【詳解】（1）未加入液體前，一級衍射光束衍射角正弦值為

..d,2dl'空

siniy-—]；1}d

加入液體后，一級衍射光束衍射角的正弦值為

=2d2=4在

sini=?

2廠海T一丁

'4+L

解得液體對激光的折射率為

答案第10頁，共14頁

（2）加入液體后，光從發(fā)出到打到b點通過的路程為

"=『患+看

光在液體中的傳播速度

【詳解】（1）到B點時對圓弧的壓力恰好為零，則向心力完全由重力的分力提供，根據(jù)

牛頓第二定律

mgcos60°=

得滑塊運動到B點時的速度

VB=y[gR

（2）在AB段圓弧，根據(jù)動能定理

12

mghAB-Wf=-mv;-0

克服摩擦力做的功

Wf=gmgR

到C點時對圓弧軌道的壓力大小為2根g,根據(jù)牛頓第三定律，滑塊受到的支持力

N=2mg

根據(jù)牛頓第二定律

N-mg-m-^-

3R

得

vc=y（3gR

根據(jù)動能定理

答案第11頁，共14頁

_%=gmVC_|mVB

克服摩擦力做的功

%="gR

（3）根據(jù)

1

2

在地面滑行時，加速度大小

a==5m/s

滑行距離

s='=3R

2a

所以滑塊停下時離C