2024年江蘇省南通市物理高三上學(xué)期試題與參考答案

2024年江蘇省南通市物理高三上學(xué)期試題與參考答案一、單項選擇題（本大題有7小題，每小題4分，共28分）1、關(guān)于靜電場，下列說法正確的是()A.電勢等于零的物體一定不帶電B.電場強度為零的點，電勢一定為零C.同一電場線上各點的電勢一定不相等D.負電荷沿電場線方向移動時，電勢能一定增加答案：D解析：A選項：電勢的零點是人為規(guī)定的，與物體是否帶電無關(guān)。即使物體帶電，只要我們規(guī)定該物體的電勢為零，那么它的電勢就等于零。因此，A選項錯誤。B選項：電場強度與電勢是兩個不同的物理量，它們之間沒有必然的聯(lián)系。電場強度描述的是電場對電荷的作用力大小和方向，而電勢描述的是電場中某點的能的性質(zhì)。因此，電場強度為零的點，電勢不一定為零。故B選項錯誤。C選項：同一電場線上，如果電場線是直線且方向不變，那么各點的電勢是逐漸降低的。但是，如果電場線是曲線或者電場線的方向在某個點發(fā)生了變化，那么在同一條電場線上就可能存在電勢相等的點。因此，C選項的說法過于絕對，是錯誤的。D選項：負電荷在電場中受到的電場力方向與電場線方向相反。因此，當(dāng)負電荷沿電場線方向移動時，電場力做負功，電勢能增加。所以D選項正確。2、一平行板電容器充電后，把電源斷開，再用絕緣工具把電容器的兩金屬板稍為錯開一些，則電容器的電容C、電容器所帶電量Q和電容器兩極板間的電勢差U的變化情況為()A.C變大，Q不變，U變小B.C變小，Q不變，U變大C.C變小，Q變小，U不變D.C變大，Q不變，U變大答案：B解析：平行板電容器的電容C由電容器本身的因素決定，即C=當(dāng)電容器充電后斷開電源，其帶電量Q保持不變。題目中用絕緣工具把電容器的兩金屬板稍為錯開一些，導(dǎo)致正對面積S減小，根據(jù)電容的決定式C=由于電容器的帶電量Q保持不變，而電容C變小，根據(jù)電容的定義式C=綜上，選項B正確，ACD錯誤。3、在勻強電場中，下列說法正確的是()A.沿電場線方向電勢逐漸降低B.電場強度與電勢差成正比，與沿電場線方向的距離成反比C.電荷沿電場線方向移動時，電勢能減小D.電場中電勢降低的方向就是電場強度的方向答案：A解析：A選項：在勻強電場中，電場線的方向是電勢降低最快的方向，即沿電場線方向電勢逐漸降低。因此，A選項正確。B選項：電場強度E是由電場本身決定的，與試探電荷無關(guān)，與電勢差和沿電場線方向的距離無關(guān)。電勢差U與電場強度E和沿電場線方向的距離d的關(guān)系為U=C選項：電荷沿電場線方向移動時，其電勢能的變化取決于電荷的電性。正電荷沿電場線方向移動時，電場力做正功，電勢能減??；而負電荷沿電場線方向移動時，電場力做負功，電勢能增加。因此，C選項沒有指明電荷的電性，就錯誤地認(rèn)為電荷沿電場線方向移動時電勢能一定減小。所以C選項錯誤。D選項：電場中電勢降低的方向不一定是電場強度的方向。電場強度的方向是電勢降低最快的方向，而不是電勢降低的任意方向。因此，D選項錯誤。4、關(guān)于萬有引力定律，下列說法正確的是()A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了引力常量B.萬有引力定律中的引力常量G是由卡文迪許在實驗室中測得的C.萬有引力定律只適用于天體，不適用于地面上的物體D.根據(jù)萬有引力定律F=G(m?m?)/r2，當(dāng)兩物體間的距離r趨于0時，兩物體間的萬有引力趨于無窮大答案：B解析：A選項，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但他并沒有測出引力常量G，這個常量是由卡文迪許在實驗室中通過扭秤實驗測得的，所以A錯誤。B選項，由A選項分析可知，萬有引力定律中的引力常量G是由卡文迪許在實驗室中測得的，所以B正確。C選項，萬有引力定律是自然界中普遍存在的規(guī)律，它適用于任何兩個可以看作質(zhì)點的物體之間，無論這兩個物體是天體還是地面上的物體，所以C錯誤。D選項，萬有引力定律公式F=5、下列說法正確的是()A.牛頓通過扭秤實驗裝置首次測出了萬有引力常量B.牛頓利用實驗觀察和邏輯推理首先發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星C.伽利略根據(jù)理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因D.開普勒潛心研究第谷的天文觀測數(shù)據(jù)，提出行星繞太陽作勻速圓周運動答案：C解析：A選項，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但并未測出引力常量，引力常量是由卡文迪許通過扭秤實驗測出的，故A錯誤。B選項，海王星和冥王星并不是由牛頓利用實驗觀察和邏輯推理發(fā)現(xiàn)的，而是由后人根據(jù)萬有引力定律計算發(fā)現(xiàn)其軌道后，進一步觀測證實的，故B錯誤。C選項，伽利略通過理想斜面實驗，推翻了亞里士多德“力是維持物體運動的原因”的觀點，提出力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，故C正確。D選項，開普勒潛心研究第谷的天文觀測數(shù)據(jù)，得出了行星運動的三大定律，即開普勒定律，但行星繞太陽的運動并不是勻速圓周運動，而是橢圓運動，故D錯誤。6、下列說法正確的是()A.牛頓提出了萬有引力定律，并通過實驗測出了萬有引力常量B.牛頓第一定律、牛頓第二定律都可以通過實驗來驗證C.單位m、kg、s是國際單位制中的基本單位，力的單位ND.物體受到的合力為零時，它一定處于靜止?fàn)顟B(tài)答案：C解析：A選項，牛頓提出了萬有引力定律，但并未通過實驗測出萬有引力常量，而是由卡文迪許通過扭秤實驗測出的，故A錯誤。B選項，牛頓第一定律是牛頓在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過進一步的推理而概括出來的，它不可能通過簡單的實驗來驗證，因為不受力的物體在現(xiàn)實中是不存在的。而牛頓第二定律則可以通過實驗來驗證，故B錯誤。C選項，單位m（米）、kg（千克）、s（秒）是國際單位制中的基本單位，它們不需要通過其他單位來定義。而力的單位N（牛頓）則是根據(jù)牛頓第二定律FD選項，物體受到的合力為零時，根據(jù)牛頓第一定律，物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，而不一定處于靜止?fàn)顟B(tài)，故D錯誤。7、關(guān)于機械能守恒，下列說法正確的是()A.物體所受合力為零，機械能一定守恒B.物體做勻速直線運動，機械能一定守恒C.物體做勻變速曲線運動，機械能一定不守恒D.物體所受合力做功為零，機械能可能守恒

本題主要考查機械能守恒的條件和機械能的概念。A選項：物體所受合力為零，意味著物體處于平衡狀態(tài)，可能是靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。但機械能守恒的條件是只有重力或彈力做功，與合力是否為零無關(guān)。例如，在豎直方向上勻速上升的物體，雖然合力為零（重力和拉力平衡），但機械能（動能加勢能）是增加的，因為重力勢能增加了。所以A選項錯誤。B選項：物體做勻速直線運動，合力一定為零，但機械能不一定守恒。同樣以豎直方向上勻速上升的物體為例，機械能是增加的。所以B選項錯誤。C選項：物體做勻變速曲線運動，機械能可能守恒。例如，平拋運動就是一種勻變速曲線運動，只受重力作用，機械能守恒。所以C選項錯誤。二、多項選擇題（本大題有3小題，每小題6分，共18分）1、下列說法正確的是()A.牛頓通過”斜面實驗”合理外推，間接得出了自由落體運動的規(guī)律B.伽利略通過”斜面實驗”，使物理學(xué)進入具有定量研究特色的新時代C.牛頓第一定律是牛頓第二定律在物體不受外力或所受合外力為零、物體的加速度a=0條件下的特例D.牛頓第三定律揭示了一對相互作用力間的關(guān)系，即大小相等、方向相反、作用在同一直線上

本題主要考查物理學(xué)史以及牛頓運動定律的理解。A選項，伽利略通過“斜面實驗”合理外推，間接得出了自由落體運動的規(guī)律，而不是牛頓，所以A錯誤。B選項，伽利略通過“斜面實驗”，使物理學(xué)進入具有定量研究特色的新時代，這是物理學(xué)史上的重要事件，所以B正確。C選項，牛頓第一定律是牛頓第二定律的前提和基礎(chǔ)，它定義了慣性和力的概念，是牛頓第二定律在物體不受外力或所受合外力為零的條件下的推論，但并非特例，所以C錯誤。D選項，牛頓第三定律揭示了一對相互作用力間的關(guān)系，即大小相等、方向相反、作用在同一直線上，這是牛頓第三定律的基本內(nèi)容，所以D正確。綜上，正確答案是B和D。2、在水平地面上，工人用100N的水平推力推動重150N的箱子，4s內(nèi)前進了6m，在這個過程中，木箱所受重力對木箱做功為____J；工人對木箱做功為____J本題主要考查了功的計算公式和平均速度的計算公式。首先，我們來看重力對木箱做的功。功的計算公式是W=Fs，其中F是作用在物體上的力，s是物體在力的方向上移動的距離。在本題中，木箱所受的重力方向是豎直向下的，但木箱是在水平方向上移動了6接著，我們來看工人對木箱做的功。工人用100N的水平推力推動木箱，木箱在水平方向上移動了6m，所以工人對木箱做的功為最后，我們來看箱子運動的平均速度。平均速度的計算公式是v=st，其中s是物體移動的距離，t是物體移動這段距離所用的時間。在本題中，木箱在4s內(nèi)前進了綜上所述，本題答案為：0；600；1.5。3、下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是()A.物體只有靜止或做勻速直線運動時才有慣性B.物體做變速運動時，其慣性不斷改變C.同一物體，速度越大，慣性越大D.同一物體，無論其運動狀態(tài)如何，慣性都相同

本題主要考察對慣性概念的理解。慣性是物體的固有屬性，它指的是物體能夠保持原來的運動狀態(tài)的一種性質(zhì)，慣性大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大。A選項：慣性是物體的固有屬性，無論物體是靜止還是運動，無論物體是勻速運動還是變速運動，都具有慣性。因此，A選項錯誤。B選項：物體做變速運動時，雖然其速度在改變，但其質(zhì)量并不改變（在忽略質(zhì)量虧損的情況下），而慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，所以物體的慣性并不改變。因此，B選項錯誤。C選項：同一物體，其質(zhì)量是一定的，無論其速度如何變化，其慣性都保持不變。因此，C選項錯誤。D選項：同一物體，無論其運動狀態(tài)如何（靜止、勻速直線運動、變速運動等），其質(zhì)量都不變，所以其慣性都相同。因此，D選項正確。綜上所述，正確答案是D。三、非選擇題（前4題每題10分，最后一題14分，總分54分）第一題題目：在江蘇省南通市物理高三上學(xué)期的課程中，我們學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。現(xiàn)在，請考慮一個由閉合線圈組成的電路，該電路置于變化的磁場中。已知磁場強度B隨時間t線性減小，表達式為B=B0-kt（其中B0和k為常數(shù)）。線圈的匝數(shù)為n，面積為S，電阻為R。求線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E的大小，并說明感應(yīng)電流的方向。答案：感應(yīng)電動勢E的大小為E=nkS，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向（或根據(jù)楞次定律判斷為阻礙磁通量減小的方向）。解析：感應(yīng)電動勢的計算：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。磁通量Φ與磁場強度B和線圈面積S的關(guān)系為Φ=BS。由于磁場強度B隨時間線性減小，即B=B0-kt，我們可以求出磁通量隨時間的變化率。磁通量的變化率dΦ/dt=-dS/dtB=-SdB/dt=-S(-k)=kS（注意dB/dt=-k，因為B在減?。⒋磐康淖兓蚀敕ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律的公式E=ndΦ/dt，得到E=nkS。感應(yīng)電流的方向：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向總是試圖阻礙產(chǎn)生它的原因。在這個問題中，磁通量正在減?。ㄒ驗锽在減?。?，所以感應(yīng)電流的方向?qū)⒃噲D阻礙磁通量的減小。由于磁場方向指向線圈內(nèi)部（假設(shè)B0>0），感應(yīng)電流的方向?qū)a(chǎn)生一個與原磁場方向相同的磁場來試圖抵消磁通量的減小。這意味著電流在閉合線圈中的方向應(yīng)為逆時針方向（或根據(jù)具體線圈的繞向和磁場方向來確定，但這里給出的是一般性的結(jié)論）。第二題題目：某同學(xué)利用圖示裝置研究平拋運動，他使小球每次都從斜槽的同一位置由靜止釋放，用描點法畫出小球做平拋運動的軌跡。(1)為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項前面的字母填在橫線上：____。A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B.每次釋放小球的位置必須不同C.每次必須由靜止釋放小球D.記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次必須嚴(yán)格地等距離下降E.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸F.將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用直尺將點連成折線(2)實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋運動起點O為坐標(biāo)原點，過O點作x軸的水平線，建立坐標(biāo)系。平拋軌跡上的某一點P，其坐標(biāo)x=16.0cm，y=12.0cm答案：(1)A；C；E；(2)2.0解析：A.為了保證小球做的是平拋運動，必須使小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，斜槽的末端保持水平，故A正確；B.每次釋放小球的位置必須相同，以保證每次平拋運動的初速度相同，故B錯誤；C.每次必須由靜止釋放小球，以保證每次平拋運動的初速度相同，故C正確；D.記錄小球位置用的木條（或凹槽）每次不必嚴(yán)格地等距離下降，故D錯誤；E.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸，以免紙由于摩擦而改變運動軌跡，故E正確；F.將球的位置記錄在紙上后，取下紙，用平滑曲線將點連接，不能連成折線，故F錯誤；所以選ACE。根據(jù)平拋運動規(guī)律有：x=v0t，y=第三題題目：在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，某同學(xué)測得的數(shù)據(jù)如下表所示：擺長L（m）周期T2（s2）0.501.960.602.300.803.041.003.921.204.84（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出L-T2圖象。（2）利用圖象求出重力加速度g的值。答案：（1）略（因為無法直接繪制圖像，但學(xué)生應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)點（0.50,1.96）、（0.60,2.30）、（0.80,3.04）、（1.00,3.92）、（1.20,4.84）在坐標(biāo)紙上繪制出L關(guān)于T2的直線圖。）（2）重力加速度g的值為9.86m/s2（答案可能因繪圖精度和計算方式略有不同，但應(yīng)接近此值）。解析：（1）為了繪制L-T2圖象，首先以T2為橫坐標(biāo)，L為縱坐標(biāo)建立坐標(biāo)系。然后，將表格中的數(shù)據(jù)點（0.50,1.96）、（0.60,2.30）、（0.80,3.04）、（1.00,3.92）、（1.20,4.84）依次標(biāo)在坐標(biāo)系上。連接這些點，如果數(shù)據(jù)點分布接近一條直線，則可以用直線擬合這些數(shù)據(jù)點。這條直線就是L關(guān)于T2的圖象。（2）根據(jù)單擺的周期公式T=2πLg，我們可以推導(dǎo)出L第四題題目：在江蘇省南通市某高中的物理實驗室中，有一個關(guān)于“驗證機械能守恒定律”的實驗。實驗裝置包括一個打點計時器、紙帶、重錘和連接重錘的細線等。已知打點計時器使用的交流電源頻率為50Hz，即每隔0.02s打一個點。某次實驗中，同學(xué)們得到了一條較為理想的紙帶，并選取了點跡清晰的連續(xù)四個點A、B、C、D，量得各點到起始點O的距離分別為h?、h?、h?、h?。其中，B點為重錘下落時打下的第一個點。同學(xué)們想通過計算重錘從B點到D點的動能增量與重力勢能減少量的關(guān)系來驗證機械能守恒定律。那么，他們應(yīng)該如何計算這兩個量？若實驗測得的數(shù)據(jù)滿足什么樣的關(guān)系，則可以認(rèn)為機械能守恒？答案：重錘從B點到D點的動能增量：首先，需要求出B點和D點的速度。由于打點計時器每隔0.02s打一個點，所以B到C和C到D的時間間隔均為0.02s。利用勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該段位移的平均速度，可以求出C點的速度v?=(h?-h?)/(2×0.02)。由于B到D的時間較長，且速度變化較為均勻，可以近似認(rèn)為D點的速度v?=(h?-h?)/(2×0.02)。然后，利用動能公式ΔE?=1/2mv?2-1/2mv?2（其中m為重錘質(zhì)量，這里可以約去，因為題目中并未給出具體質(zhì)量，且通常我們只關(guān)心動能的變化量）來計算動能增量。重錘從B點到D點的重力勢能減少量：直接利用重力做功的公式ΔE?=mgh來計算，其中h為B點到D點的高度差，即h=h?-h?（m同樣可以約去）。若實驗測得的數(shù)據(jù)滿足ΔE?≈ΔE?（即動能增量近似等于重力勢能減少量），則可以認(rèn)為機械能守恒。由于實驗中存在摩擦、空氣阻力等不可避免的因素，完全相等的情況幾乎不可能出現(xiàn)，因此通常我們接受一個較小的誤差范圍，認(rèn)為兩者在誤差范圍內(nèi)相等即可。解析：本題主要考察“驗證機械能守恒定律”實驗的原理、數(shù)據(jù)處理以及誤差分析。在實驗過程中，我們需要通過測量和計算來驗證機械能守恒定律是否成立。具體來說，就是要比較重錘下落過程中動能的增加量和重力勢能的減少量是否相等。在計算動能增量時，我們利用