2023年江苏省苏锡常镇高三下学期二模补偿训练物理试题

2023年江苏省苏锡常镇高三下学期二模补偿训练物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．微型核电池的体积很小，只有一个硬币的厚度，电力极强，可用于手机充电。微型核电池利用微型和纳米级系统研发出了一种超微型电源设备，这种电池通过放射性物质的衰变，释放出带电粒子，从而获得持续电流。镍发生衰变变为铜，用它制成的大容量核电池，续航可超百年。下列说法正确的是（　　）

A．衰变中粒子来源的方程为

B．镍的衰变方程满足质量守恒，电荷数守恒

C．升高镍的温度，可使其半衰期减小

D．镍的比结合能比铜的比结合能大

【答案】A

【详解】A．β衰变中β粒子来自原子核中的中子，其方程为

A正确；

B．镍的衰变，电荷数守恒，有质量亏损，B错误；

C．放射性元素的半衰期与温度无关，C错误；

D．镍的比结合能比铜的比结合能小，铜比结合能大更稳定，D错误；

故选A。

2．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　）

A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝、间的距离d，相邻亮条纹间距离将增大

B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短

C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的

D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波

【答案】C

【详解】A．根据可知只增大两缝距离d，相邻亮条纹间距离将减小，A错误；

B．由图可知，上图的衍射现象比下图更明显，可知在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，B错误；

C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，C正确；

D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光波是横波，D错误。

故选C。

3．环形变压器视为理想变压器。原线圈匝数n1= 880匝，副线圈接一个“12V，22W”的照明电灯，示意图如图乙所示，图中电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈接交流电源，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值，最大值始终保持不变，照明电灯恰好正常发光。则（　　）

A．原线圈两端电压的有效值和t = 2.5 × 10－3s的电压瞬时值相等

B．若电压表为非理想电表，读数比理想电压表读数小

C．照明电灯正常发光时，电流表的读数为0.05A

D．在t = 5 × 10－3s时刻，电压表的示数为零

【答案】A

【详解】A．原线圈两端电压的有效值为

由图丙可知电压周期

则电压瞬时值表达式为

当时的电压瞬时值为

即原线圈两端电压的有效值和t = 2.5 × 10－3s的电压瞬时值相等，A正确；

B．根据

可知，原线圈两端有效值一定时，副线圈两端电压也一定，电压表测的是变压器副线圈两端电压，其不会随外电阻的变化而发生变化，即若电压表为非理想电表，其读数与理想电压表读数相等，B错误；

C．照明电灯正常发光时，通过副线圈的电流为

线圈匝数比为

则电流表的读数为

C错误；

D．电压表测的为副线圈两端电压的有效值，即始终为12V，D错误。

故选A。

4．下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（　　）

A．图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能变大

B．图乙水黾可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力

C．图丙是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹

D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象

【答案】D

【详解】A．晶体熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，故A错误；

B．水黾可以在水面自由活动，是因为水的表面张力，故B错误；

C．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故C错误；

D．图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象，故D正确。

故选D。

5．2022年11月1日4时27分，空间站梦天实验舱在发射入轨后，成功对接于天和核心舱前向端口。梦天实验舱，又称为梦天舱，是中国空间站“天宫”的重要组成部分。对接变轨过程简化为如图所示，MN是椭圆轨道Ⅱ的长轴。梦天实验舱从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，并在圆轨道Ⅲ上与运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（　　）

A．梦天实验舱在变轨过程中机械能不变

B．可让梦天实验舱先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶天和核心舱实现对接

C．无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，梦天实验舱在N点的加速度都相同

D．梦天实验舱在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期与天和核心舱的运行周期相等

【答案】C

【详解】A．梦天实验舱在变轨过程中都需要加速度做离心运动，有外力对其做正功，机械能变大，故A错误；

B．如果梦天实验舱先进入圆轨道Ⅲ后再加速，梦天实验舱会飞到更高的轨道，无法与和核心舱实现对接，故B错误；

C．无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，梦天实验舱在N点所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律可知梦天实验舱在N点的加速度都相同，故C正确；

D．由图可知椭圆轨道Ⅱ的半长轴小于圆轨道Ⅲ的轨道半径，根据开普勒第三定律可知梦天实验舱在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱的运行周期，故D错误。

故选C。

6．斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象。一个容器中装水，一束单色光从O点射入水中，折射到容器壁的B点，入射光线的延长线交容器壁于A点，水面处C点与A、B在同一竖直线上，则以下线段长度之比等于水的折射率的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】D

【详解】根据题意，如图所示

由折射定律可得，水的折射率为

由几何关系可得

又有

可得

故选D。

7．某探究小组为了研究波的传播过程及其特点，将两根完全相同的轻质细绳一端固定在墙上处于同一水平线上的A、B两点，另一端由组内甲、乙两位同学同时以相同的起振方向上下持续振动产生横波。已知甲、乙两同学抖动细绳的频率之比为，则某时刻用手机拍摄下波刚好传播到墙壁处的波形图。以下选项中波形图正确的是（  ）

A．

B．

C．

D．

【答案】A

【详解】BD．甲、乙两同学抖动细绳的频率之比为，周期之比为，波在两根完全相同的细绳中传播的速度相等，根据波速与波长的关系

因此甲、乙两波的波长之比为，BD错误；

AC．根据波形图可知，A、B处细绳上质点开始振动的方向相反，与题意中两列波起振方向相同不一致，C错误，因此可能的波形图只有选项A。

故选A。

8．如图所示，ABC构成正三角形，AB和AC是等长绝缘细棒，带等量负电荷，棒上的电荷分布均匀。О为BC边中点，P、D为BC中垂线上离О点距离相等（P、D距О点很近，相对于AB长度可忽略）的两点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（　　）

A．О点和D点场强可能大小相等，方向相反

B．D点场强与Р点场强大小相等，电势相等

C．将一正试探电荷沿直线从Р点移动到D点，电场力先做正功后做负功

D．将一正试探电荷沿直线从О点移动到D点，电势能增加

【答案】D

【详解】A．根据场强的叠加和对称性可知，O点和D点场强方向相同，但D点场强要小于O点场强，A错误；

B．如果右边有带等量负电荷的相同三角形棒，根据对称性原理，D、P的场强大小相等，但只存在左边负电荷的细棒情况下，P点场强就大于D点，且D点电势比P点电势要高，B错误；

CD．正的试探电荷从P到D受到的电场力始终水平向左，因此电场力始终做负功，将其从О点移动到D点，电势能增加，C错误，D正确。

故选D。

9．如图所示，在一个开阔、表面平坦的倾斜雪坡上，一个小孩靠推一棵树获得大小为v0的水平初速度，雪坡与小孩之间的动摩擦因数为µ，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化，设雪坡足够大，则经过足够长时间，小孩（　　）

A．可能一直做曲线运动

B．可能与初速度方向保持小于90°的角度做加速直线运动

C．若匀速运动，最终速度的表达式里一定包含µ

D．若没有停下则最终速度方向一定与初速度垂直

【答案】D

【详解】ABD．小孩所受的摩擦力方向与速度方向相反，将小孩的速度和所受的摩擦力都沿着水平方向和斜面向下（或向上）方向做正交分解，则小孩在水平方向上做减速运动；如果小孩所受的重力沿斜面的分力大于等于摩擦力，则当水平分速度减小到零时，小孩就只有沿着斜面向下的速度，即开始沿着斜面向下做匀速或加速直线运动，所以只要没有停下来，则不可能一直做曲线运动，其最终速度方向一定与初速度方向垂直，故AB错误、D正确；

C．若匀速运动，则μ=tanθ，即最终速度表达式里可以没有μ，故C错误

故选D。

10．题图为某水上乐园设计的水滑梯结构简图。倾斜滑道与滑板间动摩擦因数为μ，水平滑道与滑板间动摩擦因数为2μ，两滑道平滑连接。若倾斜滑道高度h一定，要确保游客能从倾斜滑道上由静止滑下，并能滑出水平滑道，不计空气阻力，游客（含滑板）可视为质点，下列设计符合要求的是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

【答案】C

【详解】A．要从倾斜滑道滑下，要求

即

即

A错误；

BCD．要从水平滑道滑出，要求

即

带入B、C、D中的数据可知C正确，BD错误。

故选C。

二、实验题

11．某实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电动势4.50V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，小组成员利用身边的仪器，设计方案对其进行测量。

A．待测手机电池

B．电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）

C．电流表（量程0~100mA，内阻为1Ω）

D．电阻箱（阻值范围0~99.99Ω）

E.电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）

F.电阻箱（阻值范围0~9999Ω）

G.滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，额定电流0.2A）

H.滑动变阻器（阻值范围0~50Ω，额定电流0.2A）

I.滑动变阻器（阻值范围0~1000Ω，额定电流0.2A）

J。开关，导线若干

（1）实验室所提供的电表的量程都不够大，需要进行改装才能使用。

①如果将电流表量程增大到原来的5倍，则应_________（填“串联”或者“并联”）一个阻值为_________Ω的电阻，将改装后的电流表记为；

②为将电压表的量程扩大为0~4.50V，小组成员采用了以下的操作：按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将开关接b，将的滑片移至_________（填“最上端”或“最下端”），将电阻箱调为零，闭合开关，保持开关断开，适当移动的滑片，使电压表示数为3.00V；保持接入电路中的阻值不变，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为_________V时，完成扩大量程，断开；

③小组成员按照乙所示的实验电路图完成了该实验。图中滑动变阻器应选_________，电阻箱应选_________。（均填写器材前面字母标号）

（2）用改装好的电表测量该电池的电动势和内阻，步骤如下：保持电阻箱的阻值不变，开关接a，闭合、，从下到上移动的滑片，读出电压表（量程0~3.00V，内阻约4000Ω）的读数U和电流表（量程0~100mA，内阻为1Ω）的读数I，并作出U-I图像如图丙所示，可得该电池的电动势为_________V，内阻为_________Ω。（结果保留三位有效数字）

【答案】     并联     0.25     最上端     2.00     H     F     4.20     1.90

【详解】（1）①[1][2]将电流表量程增大到原来的5倍,应并联一个电阻，根据欧姆定律可知并联电阻的阻值为

②[3][4]电压表支路与R1上端并联，接通电路前要保证其分压为零，故滑动变阻器滑片应移至最上端；电压表示数为3V且保持R1接入电路的阻值不变时，电压表和R2电压之和可认为始终等于3.0V。当电压表的示数为2.00V时，说明电阻R2两端电压为1.00V，由串联电路分压原理可知，此时R2的电阻为电压表内阻的一半，电压表的量程被扩大为1.5倍，即为0-4.5V。

③[5]滑动变阻器阻值过大，不方便调节，滑动变阻器G取最大值接入电路，也会超过额定电流，故选择滑动变阻器H；

[6]由实验步骤可知电压表要扩大量程为0-4.5V，则串联的电阻箱R2的阻值应能调节为电压表内阻的一半，即电阻箱能调节到，故选电阻箱F；

（2）[7][8]改装后电流表的阻值为

根据闭合电路欧姆定律可得

则有

根据图像斜率和截距有

，

解得

E=4.20V，

三、解答题

12．为摆脱水源条件的限制，宋朝时人们就发明了一种能汲取地下水的装置——压水井。在汕头华侨公园的儿童玩水区，安放着如甲图所示的压水井让孩子们体验。压水井结构如图乙所示，取水时先按下手柄同时带动皮碗向上运动，此时上单向阀门关闭。皮碗向上运动到某个位置时，下单向阀门被顶开，水流进入腔体内。设某次下压手柄前，腔体只有空气，空气的体积和压强分别为和。现研究缓慢下压手柄，直至下单向阀门刚被顶开的过程。已知大气压强为，水的密度为，下单向阀门质量为m，横截面积为S，下单向阀门到水面距离为，重力加速度为g。

（1）简要说明缓慢下压手柄过程，腔内气体是吸热还是放热；

（2）求下单向阀门刚被顶开时，腔体内气体的体积。

【答案】（1）吸热；（2）

【详解】（1）下压手柄带动皮碗向上运动，气体体积变大对外做功。缓慢移动过程中，气体内能不变，根据热力学第一定律，则气体应吸热。

（2）设下阀门恰好要被顶开时，腔内气体压强为，体积为，则

根据玻意耳定律有

联立得

13．两条平行光滑金属导轨所在平面与水平面夹角为θ，间距为L，导轨顶端连接阻值为R的电阻。导轨处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨平面与磁感线垂直。质量为 m，阻值为r的金属棒开始时被固定在导轨底端，导轨与外接电源相连，使金属棒中通有恒定电流 I。金属棒被松开后沿导轨匀加速上滑，上滑至某处时断开外接电源，又向上滑动距离s后金属棒速度减为零。导轨的电阻不计，已知重力加速度为g，求：

（1）金属棒匀加速上滑的加速度大小a；

（2）减速上滑过程中通过金属棒的电荷量q。

【答案】（1）a=；（2）q=

【详解】（1）金属棒在匀加速运动时受到的安培力F沿斜面向上，且

F=BIL

则由牛顿运动定律有

解得

a=

（2）由题意有

E=， ，q=t

解以上式得

q=

14．如图所示，固定在竖直平面内的轨道由倾角可调的倾斜轨道、足够长的水平轨道和半径为的竖直圆轨道构成，P为圆轨道的最高点，段轨道粗糙，其余轨道光滑，各段轨道均平滑连接．当倾角时，质量为的物块a恰好能沿轨道匀速下滑。现将倾角调为，让物块a从距水平面高度为处静止滑下，过一段时间后与静止在水平轨道上的物块b发生弹性碰撞．若物块a、b均可视为质点，物块a始终不会脱离轨道，取重力加速度．求：

（1）物块a与轨道间的动摩擦因数；

（2）物块a第一次经过圆轨道最高点P时对轨道的压力大小；

（3）若物块a只经过一次P点且能与物块b发生两次碰撞，求物块b的质量范围．

【答案】（1）；（2）2N；（3）

【详解】（1）当倾角时，物块a恰好能沿轨道匀速下滑，则

解得

（2）物块a第一次经过圆轨道最高点P时，由动能定理

解得

vP=2m/s

在P点时

解得

FNP=2N

（3）物块a与物块b碰前的速度

解得

v0=4m/s

根据动量守恒和能量守恒，可得

解得

因物块a只经过一次P点，则

物块a能与物块b发生两次碰撞则

联立解得

15．如题图所示，水平放置的平行板电容器内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场B1，电容器右侧的矩形区域以对角线QM为界分布有等大反向的匀强磁场B2（包含边界），QM与水平方向夹角α=30º（图中未画），在矩形区域上方有区域足够大竖直向下的匀强磁场B3，一质量为m，带电量为q的正粒子从P点以速度v水平射入平行板电容器，能沿水平直线PQ运动，并从Q点进入矩形磁场区域，一段时间后恰能从M点进入匀强磁场B3区域。不考虑带电粒子对电磁场的影响，不计粒子重力。求：

（1）匀强电场的电场强度大小E；

（2）粒子从Q点运动到M点的时间；

（3）粒子在B3区域运动过程中回到竖直线MN时上升的高度h。

【答案】（1）；（2）①（n=0、1、2、3…）；②；（3）①（k=1、2、3…）；②

【详解】（1）粒子从P到Q点做匀速运动，有

解得

（2）粒子进入矩形区域后做圆弧运动

运动周期

发生一次偏转圆心角，沿QM方向运动距离为，运动时间

①粒子完成奇数次偏转运动到M点，则

（n=0、1、2、3…）

②粒子完成偶数次偏转运动到M点，则

（3）①若粒子完成奇数次偏转从M点进入磁场区域，速度与竖直方向夹角为，竖直方向分速度

水平方向分速度

由于磁场方向竖直向下，粒子将做螺旋上升的运动，水平方向做匀速圆周运动

圆周运动周期

粒子会多次旋转交于MN竖直线，则再次相交时上升高度

（k=1、2、3…）

解得

（k=1、2、3…）

②若粒子完成偶数次偏转到达M点，水平射出后完成水平方向圆周运动回到M点,则