江苏省常州市武进区2024届高三学业质量调研抽测(第三次5月)物理试题

江苏省常州市武进区2024届高三学业质量调研抽测（第三次5月）物理试题
注意事项
1．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．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．
4．作答选择题，必须用2B铅笔将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05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，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：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、一充电后的平行板电容器与外电路断开保持两极板的正对面积不变，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是（）
A．仅在两极板间插入一电介质，C减小，U不变
B．仅在两极板间插入一电介质，C增大，U减小
C．仅增大两极板间距离，C减小，U不变
D．仅增大两极板间距离，C增大，U减小
2、真空中一半径为r0的带电金属球，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离，根据电势图像（φ-r图像），判断下列说法中正确的是（）
A．该金属球可能带负电
B．A点的电场强度方向由A指向球心
C．A点的电场强度小于B点的电场强度
D．电荷量大小为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功W=q（φ1-φ2）
3、两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中C为ND段电势最低的点，则下列说法正确的是()
A．q1、q2为等量异种电荷
B．N、C两点间场强方向沿x轴负方向
C ．N 、
D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大
D ．将一正点电荷从N 点移到D 点，电势能先增大后减小
4、如图所示，M N 、两根通电长直导线在同一水平面内，且垂直纸面固定放置，通电电流相等且均垂直纸面向外，在M N 、两根导线正中间竖直放有一可自由移动的通电导线ab ，通电导线ab 的电流方向竖直向上，则通电导线ab 在安培力作用下运动的情况是（ ）
A ．静止不动
B ．沿纸面顺时针转动
C ．a 端转向纸外，b 端转向纸内
D ．a 端转向纸内，b 端转向纸外
5、近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。

假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为T ，则可以算得火星的平均密度2k T ρ=，式中k 是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为G ） A ．3k π= B ．3k G π= C ．3k G π= D ．24k G
π= 6、2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。

据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。

可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。

若质量分别为m 1
和m 2的A 、B 两天体构成双星，如图所示。

某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（ ）
A ．A 、
B 做圆周运动的半径之比为m 2：m 1
B ．A 、B 做圆周运动所需向心力大小之比为1：1
C ．A 、B 做圆周运动的转速之比为1：1
D ．A 、B 做圆周运动的向心加速度大小之比为1：1
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、2019年3月10日0时28分，“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞，成功将“中星6C”卫星送入太空．“中星6C”是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务，服务寿命15年．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，关于该卫星的发射和运行，下列说法正确的是
A．该卫星发射升空过程中，可能处于超重状态
B．该卫星可能处于北京上空
C．该卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
D．该卫星运行轨道距离地面的高度为
22
3
2
g
4
R T
R
π
-
8、如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系如图中曲线所示，曲线过（0.1，4.5）和（0.15，3）两点，图中虚线为该曲线过点（0.15，3）的切线。

现有一质量为0.20 kg、电荷量为＋2.0×10－8 C的滑块P（可视为质点），从x＝0.10 m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02，取重力加速度g＝10 m/s2。

则下列说法中正确的是（）
A．滑块P运动过程中的电势能逐渐减小
B．滑块P运动过程中的加速度逐渐增大
C．x＝0.15 m处的电场强度大小为2.0×106 N/C
D．滑块P运动的最大速度为0.5 m/s
9、如图所示，甲、乙、丙是绕地球做匀速圆周运动的3艘飞船，下列说法正确的是（）
A．丙开动发动机向后瞬时喷气后，其势能不变
B．丙开动发动机向后瞬时喷气后的一段时间内，可能沿原轨道追上同一轨道上的乙
C．甲受稀薄气体的阻力作用后，其动能增大、势能减小
D．甲受稀薄气体的阻力作用后，阻力做功大小与引力做功大小相等
10、2019年9月21日，“多彩贵州”自行车联赛在赤水市举行第五站的赛事一辆做匀变速直线运动的赛车，初速度
v0=5m/s，它的位置坐标x与速度的二次方v2的关系图像如图所示，则（）
A．赛车的加速度大小为2.5m/s2
B．赛车在t=2s时速度为0
C．赛车在前2s内的位移大小为7.5m
D．赛车在1s时的位置坐标为2.375m
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）某小组同学用如图所示的装置来“验证动能定理”，长木板固定在水平桌面上，其左端与一粗糙曲面平滑连接，木板与曲面连接处固定一光电门，A是光电门的中心位置，滑块P上固定一宽度为d的遮光片。

将滑块从曲面的不同高度释放，经过光电门后，在木板上停下来，设停下来的那点为B点。

该小组已经测出滑块与木板间的动摩擦因数为 、査得当地重力加速度为g。

根据本实验的原理和目的回答以下问题：
(1)为了“验证动能定理”，他们必需测量的物理量有___________；
A．滑块释放的高度h
B．遮光片经过光电门时的遮光时间t
C．滑块的质量m
D．A点到B点的距离x
(2)该组同学利用题中已知的物理量和(1)问中必需测量的物理量，只需要验证表达式___________在误差范围内成立即可验证动能定理；
(3)以下因素会给实验结果带来误差的是___________。

A．滑块释放时初速度不为零
B．曲面不光滑
C．遮光片的宽度不够小
D．光电门安放在连接处稍偏右的地方
12．（12分）图（甲）是演示简谐运动图像的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。

当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。

图（乙）是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线（图中的虚线表示）。

（1）图（乙）的P处堆积的细沙比Q处_________________（选填“多”、“少”或“一样多”）。

（2）经测量发现图（乙）中OB=O′B′，若木板1的移动速度v1=3m/s，则木板2的移动速度v2=_________________。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=L．当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab直线，且它们到达ab直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)a粒子的发射速率
(2)匀强电场的场强大小和方向
(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值
14．（16分）如图所示为快件自动分捡装置原理图，快件通过一条传送带运送到各个分捡容器中。

图中水平传送带沿顺时针匀速转动，右侧地面上有一个宽和高均为d=1m的容器，容器左侧离传送带右端B的距离也为d，传送带上表面离地高度为2d，快件被轻放在传送带的左端A，运动到B端后做平抛运动，AB间距离为L=2 m，快件与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g=10 m/s2，求：
(1)要使快件能落入容器中，传送带匀速转动的速度大小范围；
(2)试判断快件能不能不与容器侧壁碰撞而直接落在容器底部，如果能，则快件从A点开始到落到容器底部需要的最长时间为多少。

15．（12分）一定质量的理想气体经历了如图A→B→C→D→A的状态变化求该过程中
（1）气体最高温度T1与最低温度T2的比值；
（2）气体与外界交换的热量Q。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、B
【解题分析】
AB ．根据4S C kd επ=
可知，仅在两极板间插入一电介质，C 变大，根据Q C U =可知，Q 一定，则U 减小，选项A 错误，B 正确；
CD ．仅增大两极板间距离，根据4S C kd επ=
可知C 减小，根据Q C U
=可知，Q 一定，U 变大，选项CD 错误； 故选B 。

2、D
【解题分析】
A ．由图可知0到r 0电势不变，之后电势变小，带电金属球为一等势体，再依据沿着电场线方向，电势降低，则金属球带正电，A 错误；
B ．沿电场线方向电势降低，所以A 点的电场强度方向由A 指向B ，B 错误；
C ．r ϕ-图像斜率的物理意义为电场强度，所以A 点的电场强度大于B 点的电场强度，C 错误；
D ．正电荷沿直线从A 移到B 的过程中，电场力做功 ()12AB W qU q ϕϕ==-
D 正确。

故选D 。

3、C
【解题分析】
A ．若是异种电荷，电势应该逐渐减小或逐渐增大，由图象可以看出，应该是等量的同种正电荷，故A 错误；
B ．沿x 正方向从N 到
C 的过程，电势降低，N 、C 两点间场强方向沿x 轴正方向．故B 正确；
C ．φ−x 图线的斜率表示电场强度，由图可得N 、
D 两点间的电场强度大小沿x 轴正方向先减小后增大，故C 正确； D ．NC 电场线向右，CD 电场线向左，将一正点电荷从N 点移到D 点，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大．故D 错误；
【题目点拨】
由图象中电势的特点可以判断是同种等量正电荷．由电势图线的斜率可以判断电场强度的大小．沿电场线电势降低，可以判断电场强度的方向，可知电场力做功的正负，从而判断电势能的变化．
4、C
【解题分析】
由右手定则可判断通电直导线M N 、在导线a b 、处产生的磁场方向如图所示：
由左手定则可判断，a 端转向纸外，b 端转向纸内，故C 符合题意，ABD 不符合题意。

5、C
【解题分析】
由万有引力定律，知
2
224Mm G m r r T
π= 得
23
24r M GT
π= 又
343
M R ρ=⋅π 而火星探测器绕火星做“近地”圆周运动，有r R =，解得
23GT
πρ= 故题中的常量
3k G
π= 故选C 。

6、D
【解题分析】
AB ．因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力
221211222m m G m r m r L
ωω== 可知两天体的向心力大小相等，半径之比为
1221
r m r m = AB 正确；
C ．根据角速度与转速的关系
2n ωπ=
可知两天体转速相同，C 正确；
D ．由
1211222m m G m a m a L
== 得
1221
a m a m = D 错误。

本题选不正确的，故选D 。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AD
【解题分析】
该卫星发射升空过程中，一定是先加速运动，处于超重状态，故 A 正确；该卫星是一颗地球静止轨道通信卫星，一定处于赤道上空，不可能处于北京上空，故 B 错误；环绕地球运动的卫星的线速度都小于第一宇宙速度，故 C 错误；由2Mm G mg R =、222()()Mm G m R h R h T π⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭
可得h R =，故 D 正确．故选AD 8、AC
【解题分析】 A ．在φ-x 图像中，图线的斜率表示电场强度，由图可知，滑块P 运动过程中，电场方向不变，电场力始终做正功，则电势能逐渐减小，故A 正确；
BC ．由A 可知，图线的斜率表示电场强度，0.15m x =处的场强为
5
66310N/C 210N/C 2.010N/C 0.30.15
E x ϕ∆⨯===⨯=⨯∆- 则此时的电场力大小为
86210210N 0.04N F qE -==⨯⨯⨯=
滑动摩擦力大小为
0.020.210N 0.04N f mg μ==⨯⨯=
此时电场力与滑动摩擦力大小相等，由图可知图线斜率逐渐减小，故在0.15m x =之前，电场力大于摩擦力，滑块做加速运动，加速度逐渐减小，在0.15m x =之后，电场力小于摩擦力，做减速运动，加速度逐渐增大，故B 错误，C 正确；
D ．滑块加速度为零时，速度最大，由BC 选项可知，在0.15m x =时，电场力和摩擦力大小相等，加速度为零，此时滑块的速度最大，根据动能定理得
2012
qU fx mv -=- 由图可知0.10m 处和0.15m 处的电势差大约为51.510V ⨯，代入解得最大速度大约为0.1m/s v =，故D 错误。

故选AC 。

9、AC
【解题分析】
A ．丙向后瞬时喷气后，速度增大，但位置尚未变化，其势能不变，选项A 正确；。

B ．综合应用牛顿第二定律、功和能的推论。

丙飞船向后瞬时喷气后速度增大，之后离开原来轨道，轨道半径变大，不可能沿原轨道追上同一轨道上的乙，选项B 错误；
CD ．甲受稀薄气体的阻力作用时，甲轨道半径缓慢减小，做半径减小的圆周运动，由v =可知其动能增大、势能减小、机械能减小，由动能定理可知G f k W W E -=∆，即此过程中有阻力做功大小小于引力做功大小，选项C 正确，D 错误；
故选AC.
10、CD
【解题分析】
A ．由图象可知该车做匀减速直线运动，根据速度位移公式有
2222001222v v v x v a a a
-==- 则图象的斜率等于
128225
a --= 解加速度a =-1.25m/s 2，即大小为1.25m/s 2，故A 错误；
B ．设汽车减速到零所有的时间为0t ，根据速度公式有
00v v at =+
代入数据解得04t =s ，说明赛车在t =2s 时仍在运动，此时速度不为0，故B 错误；
C ．设赛车在前2s 内的位移为2x ，根据位移时间公式有
2202212
x v t at =+ 代入数据解得27.5x =m ，故C 正确；
D ．设赛车在前1s 内的位移为1x ，根据位移时间公式有
2101112
x v t at =+ 代入数据解得1 4.375x =m ，由图可知该车在1s 内是由-2m 处出发，所以在1s 时的位置坐标为12x -m=2.375m ，故D 正确。

故选CD 。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、BD 2
22d gx t
μ= C 【解题分析】
(1)[1]．要验证的是从滑块经过光电门到最后在木板上停止时动能减小量等于摩擦力做功，即
212
mv mgx μ= 其中
d v t
= 可得
2
22d gx t
μ= 则必须要测量的物理量是：遮光片经过光电门时的遮光时间t 和A 点到B 点的距离x ，故选BD 。

(2) [2]．由以上分析可知，需要验证表达式2
22d gx t
μ=在误差范围内成立即可验证动能定理； (3) [3]．A ．滑块释放时初速度不为零对实验无影响，选项A 错误；
B ．曲面不光滑对实验无影响，选项B 错误；
C ．遮光片的宽度不够小，则测得的滑块经过A 点的速度有误差，会给实验结果带来误差，选项C 正确；
D ．光电门安放在连接处稍偏右的地方对实验无影响，选项D 错误；
故选C 。

12、多 4m/s
【解题分析】
（1）[1]在图（乙)的P 处时，沙摆的速度最小，在Q 处时，沙摆的速度最大，所以堆积的细沙比Q 处多； （2）[2]根据单摆周期公式：
2L T g π= 它们在同一地点，且摆长相同，则周期相同，设为T ，OB 段经历的时间是：
12t T =
O B ''段经历的时间为：
2 1.5t T =
设板长为L ，则：
112L t T v =
= 22
1.5L t T v == 比较可得：
2144m/s 3
v v ==。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）粒子发射速度为
（2）电场强度的大小为
（3）粒子到达直线ab 所用最长时间和最短时间的比值
【解题分析】
（1）设粒子做匀速圆周运动的半径R ，过O 作PQ 的垂线交PQ 于A 点，如图三所示：
由几何知识可得
代入数据可得粒子轨迹半径
洛仑磁力提供向心力
解得粒子发射速度为
（2）真空室只加匀强电场时，由粒子到达直线的动能相等，可知为等势面，电场方向垂直向下．
水平向左射出的粒子经时间t到达Q点，在这段时间内
式中
解得电场强度的大小为
（3）只有磁场时，粒子以O1为圆心沿圆弧PD运动，当圆弧和直线相切于D点时，粒子速度的偏转角最大，对应的运动时间最长，如图四所示．据图有
解得
故最大偏转角
粒子在磁场中运动最大时长
式中T 为粒子在磁场中运动的周期．
粒子以O 2为圆心沿圆弧PC 运动的速度偏转角最小，对应的运动时间最短．据图四有
解得 速度偏转角最小为 故最短时长
因此，粒子到达直线ab 所用最长时间和最短时间的比值
点睛：此题是关于带电粒子在电场及磁场中的运动问题；掌握类平抛运动的处理方向，在两个方向列出速度及位移方程；掌握匀速圆周运动的处理方法，确定好临界状态，画出轨迹图，结合几何关系求解.
14、（1）5m /s v （2）能，最长时间510s ⎝⎭
【解题分析】
(1) 根据平抛运动的知识可得：
21122
d d gt -= 设快件落入容器的最小速度为v 1，则有：
11d v t =
解得：
15m /s v =
设快件落入容器的最大速度为v 2，则有：
2d =v 2t 1
解得：
225m/s v =
快件在传送带上匀加速运动到B 点的速度为：
2225m/s v aL gL μ==
因此传送带的速度为：
5m/s v
(2) 设快件从容器左侧边沿落入容器可以直接落入容器底部，则有：
211212
,2x v t d gt ==
求得：
2t x == x ＜2d ，假设成立，因此快件落入容器底部，且从容器左边落入容器的快件从A 点开始落到容器底部的时间最长；快件在传送带上加速运动的时间为：
1115
v v t a g μ'=== 加速运动的距离为：
2110.5m 2v x g
μ== 匀速运动的时间为：
21L x t v '-== 因此运动的最长时间
12
2s 25t t t t ''⎛=++=+ ⎝⎭ 15、（1）91
；（2）0040Q p V =>，吸热 【解题分析】
（1）根据理想气体状态方程
pV c T
= 变形得
pV Tc =
即压强与体积的乘积越大，温度越高，故状态B 温度最高，状态D 温度最低，设A 状态温度为A T ，则A B →等压变化，则有
001
3A V V T T = D A →等容变化，则有
0023A
p p T T = 联立解得
1291
T T = （2）A B C D A →→→→的状态变化过程外界对气体做的功 000000624W p V p V p V =-+=-
根据热力学第一定律有
U Q W ∆=+
解得
0040Q p V =>
故此过程是吸热。