2023届江苏省南京市金陵中学高三下学期模拟测试物理试题（解析版）

这是一份2023届江苏省南京市金陵中学高三下学期模拟测试物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2023届江苏省南京市金陵中学高三下学期模拟测试物理试题（解析版）第I卷   选择题一、单项选择题：（共10题，每题4分，共40分，每题只有一个选项最符合题意。）1. 2022年10月9日，中国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，开启中国综合性太阳观测新时代。“夸父一号”卫星采用的是离地高度720千米左右、周期约99分钟的太阳同步晨昏轨道。下列说法正确的是（    ）A. 夸父一号的向心加速度比地球同步卫星大B. 夸父一号受到地球的万有引力比地球同步卫星大C. 夸父一号的角速度比静止在赤道上的物体小D. 夸父一号的运行速度大于第一宇宙速度【答案】A【解析】【详解】A．根据解得夸父一号的半径小，所以夸父一号的向心加速度比地球同步卫星大，A正确；B．根据万有引力公式由于不知道卫星的质量，所以无法比较万有引力的大小，B错误；C．根据解得可知夸父一号的角速度大于同步卫星，而同步卫星的角速度与赤道上的物体相等，所以夸父一号的角速度比静止在赤道上的物体大，C错误；D．第一宇宙速度叫做最大环绕速度，夸父一号的运行速度小于第一宇宙速度，D错误；故选A。2. 布雷顿循环由两个等压变化、两个绝热过程构成，其压强p和体积V的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，则下列说法中正确的是（    ）  A. A到B过程，气体的内能在减小B. 状态B的温度低于状态C的温度C. C到D过程，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D. 经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量小于放出的热量【答案】C【解析】【详解】A．根据A到B过程，气体经历等压变化，体积增大，气体对外界做功，热力学温度增加，即内能在增加，故A错误；B．B到C过程，气体经历绝热过程，气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，热力学温度降低，所以状态B的温度高于状态C的温度，故B错误；C．C到D过程，气体经历等压变化，体积减小，外界对气体做功，则热力学温度降低，即内能在减小。由热力学第一定律，可知外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故C正确；D．由图可知，经过一个布雷顿循环，气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，即吸收的热量大于放出的热量，故D错误。故选C。3. 利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是（    ）  A. 测量过程中误将6个条纹间距数成5个，波长测量值偏大B. 将屏向右移动，其它不动，则干涉条纹间距变小C. 将双缝换为间距更大的双缝后，干涉条纹间距变宽D. 用激光替代普通光源直接照射到双缝上，观察不到干涉条纹【答案】A【解析】【详解】A．条纹间距，其中a为n条明条纹或暗条纹之间的宽度，若测量过程中误将6个条纹间距数成5个，则条纹间距变大；根据干涉条纹间距公式可知，波长的测量值变大，故A正确；B．根据干涉条纹间距公式可知，将屏向右移动，增大了双缝与屏之间的距离d，其它不动，干涉条纹间距变大，故B错误；C．将双缝换为间距更大的双缝后，根据干涉条纹间距公式可知，d变大，干涉条纹间距变窄，故C错误；D．因激光的相干性高，用激光替代普通光源直接照射到双缝上，可以观察到干涉条纹，故D错误。故选A。4. 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来演示说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路图如图所示。关于照到M、N、P、Q点的单色光的说法正确的是（    ）A. M、N、P、Q点的光的颜色分别为红、紫、红、紫B. M点光的波长较N点的大C. P点的光的波长较Q点的大D. 水对P点的光比对Q点的光的折射率大【答案】C【解析】【详解】A．在白光的七色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，根据折射定律知光进入玻璃球折射后红光的折射角较大，由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光，根据光路图可知M、N、P、Q点的光的颜色分别为紫、红、红、紫，故A错误；B．M点的光是紫光，波长最短，所以M点的波长较N点的小，故B错误；C．P点的光是红光，波长最长，所以P点的波长较Q点的大，故C正确；D．Q点的光的频率比P点的光的频率大，所以水对P点的光比对Q点的光的折射率小，故D错误。故选C。5. 如图，长为L的导体棒MN在匀强磁场B中绕平行于磁场的轴OO＇以角速度ω匀速转动，棒与轴OO＇间的夹角为α，则UMN为（    ）  A. 0 B. BωL2 sin 2αC. Bω(L sin α)2 D. Bω(L cos α)2【答案】C【解析】【详解】导体棒在匀强电场中切割磁感线产生感应电动势，则有根据线速度、角速度和半径关系有解得故选C。6. 将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（　　）  A. 容器中的液体可能是水银B. 若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高C. 若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同D. 图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部【答案】D【解析】【详解】A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误；B．在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同毛细管中液面都与毛细管齐平，故B错误；C．在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误；D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确；故选D。7. 火车由北京开往拉萨，列车在水平轨道上以恒定功率启动达到最大速度之前的过程中，列车对小明（　　）A. 做正功，且做功的功率不变 B. 做正功，且做功的功率减小C. 做负功，且做功的功率不变 D. 做负功，且做功的功率减小【答案】B【解析】【分析】【详解】由于小明和列车相对静止，列车和小明具有相同的加速度，设小明的质量为m，小明所受的摩擦力f=ma由于摩擦力的方向与小明的运动方向相同，则摩擦力做正功；设列车的质量为M，列车以恒定功率启动，速度增大，牵引力减小，加速度则摩擦力做功的功率随着速度增大，摩擦力做功的功率P′减小。故选B。8. 如俯视图所示，水平桌面上放着一根足够长的刚性折线形导轨FOG，一根足够长的金属棒PQ放在导轨上并与导轨接触良好，FOG的角平分线垂直平分金属棒。整个空间中有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨及金属棒单位长度的电阻均为r。导轨和金属棒的质量均为m。不计一切摩擦。金属棒初始时紧靠O点。给金属棒一个沿着FOG角平分线向右的初速度v0，金属棒最终与O点的距离为d，下列说法正确的是（    ）  A. 金属棒开始运动之后，回路中的电流保持不变B. PQ两端最终的电势差是初始时的一半C. B越大，导轨上产生的总焦耳热越大D. 若v0加倍，则d加倍【答案】B【解析】【详解】A．由题可知，金属棒开始运动之后，某位置金属棒到O的距离为，FOG的角平分线与FO的夹角为，则回路中的电流为运动过程中金属棒减速，导轨加速，故两者的相对速度减小，故回路中的电流在减小，A错误；B．由动量守恒定律可知解得根据动生电动势的表达式可知，PQ两端最终的电势差是初始时的一半，B正确；C．由上分析可知，这个过程电路中的产生的热量等于这个过程中损失的机械能，即与B的大小无关，C错误；D．根据动量定理可知，在一小段时间内有则整个过程有又解得故v0加倍，则d是原来的倍，D错误。故选B。9. 如图所示，长度为l的轻质细线一端与带孔小球A连接，另一端与木块B连接，小球A穿在光滑的固定水平杆（足够长）上，小球A与木块B质量均为m。t＝0时刻，给木块B一水平瞬时冲量I，使其获得v0＝的初速度，则从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中（    ）  A. A、B沿绳方向加速度始终相等 B. 绳对A球的冲量大小为mC. 绳对A先做正功后做负功 D. 木块B再次运动到A正下方时绳子拉力的大小为3mg【答案】D【解析】【详解】A．从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中，细绳一直处于向右倾斜状态，所以A一直水平向右加速，B的运动可以分解为水平向右随A加速直线运动和竖直平面内的圆周运动。所以A的加速度水平向右，B的加速度有与A相同的向右的加速度分量和沿绳的加速度分量。故A、B沿绳方向加速度不相等，故A错误；B．从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中，由动量守恒定理和能量守恒定理可得
    解得，对A球由动量定理可得由受力分析可知重力与支持力不相等，所以所以故B错误；C．从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中，细绳一直处于向右倾斜状态，绳对A一直做正功，故C错误；D．B再次运动到A正下方时，由B项分析知A的速度为零，所以B随A水平运动的速度为零，由得故D正确。故选D。10. 如图所示，两个电量均为＋Q的点电荷位置固定不动，带电量分别为＋q和－q的两个点电荷用绝缘轻杆连接构成电偶极子，轻杆的长度远小于两个＋Q之间的距离，电偶极子位于两个＋Q中垂线上的O点，以O点为原点，向上为正方向建立x轴。在电偶极子上施加沿x轴的外力F，使其沿着中垂线缓慢向上移动，Ep表示电偶极子在移动过程中的电势能（忽略＋q与－q的相互作用，不考虑重力）。下列F和Ep随轻杆中点的坐标x变化的图像中正确的是（  ）  A. ①和③ B. ②和③ C. ①和④ D. ②和④【答案】B【解析】【详解】①②．根据平行四边形定则，开始时电偶极子受到的电场力的合力向上，沿着中垂线缓慢向上移动，根据平衡条件，力F方向向下，随着电偶极子向上移动的过程中，电场力的合力逐渐减小，则F逐渐减小，F减小到0后又反向增大，当电偶极子向上移动到无穷远处，电场力的合力趋于0，F趋于0，②图符合题意，故①错误，②正确；③④．O点电势为0，则电偶极子初始时电势能为0，随着电偶极子向上移动的过程中，电场力的合力向上，逐渐减小到0后又反向增大，所以电场力的合力先做负功后做正功，电势能先减小后增大，由于无穷远处电势能为0，所以电势能趋于0，③图符合题意，故③正确，④错误。故选B。第II卷   非选择题类二、非选择题:共5题，共60分，其中第12～15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;有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11. 某同学研究标有额定电压为3.8V字样（额定功率字迹不清）的小灯泡的伏安特性，使用实验室里的电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材进行实验，测得的数据如表所示。次数12345600.100.200.400.601.0000.0800.1000.1180.1280.160次数7891011121.602.202.603.003.403.800.2000.2380.2580.2780.2910.310（1）在下图所示虚线框中画出实验电路图_____。（2）在下图所示的坐标系中，根据表格中的数据，描出第7、8次的数据点，再画出小灯泡的伏安特性曲线_______．   （3）实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中，小灯泡的最大电阻约为____Ω（保留三位有效数字）；根据你的电路设计，考虑电流表、电压表带来的系统误差时，小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏____。（4）将本实验用的小灯泡接入右下图所示的电路，电源电压恒为6.0V，定值电阻R1＝30Ω，电流表（内阻不计）读数为0.45A。根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线，此时小灯泡消耗的实际功率约为____W（保留两位有效数字）。  【答案】    ①.       ②.        ③. 12.3    ④. 小    ⑤. 0.63【解析】【详解】（1）[1]该实验中需要测量较多数据，滑动变阻器应采用分压式接法，小灯泡电阻较小，电流表采用外接法，实验电路图如图所示  （2）[2]在坐标系中描出第7、8次的数据点，用平滑曲线连接各点，使各点落在曲线上，或均匀分布在两侧，远离的点舍去，伏安特性曲线如图所示  （3）[3]当电流最大时，温度最高，此时对应的电阻最大，则有[4]电压表与电阻并联有分流作用，电流表的测量值大于通过电阻电流的真实值，根据欧姆定律可知小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏小；（4）[5]通过R1的电流为通过小灯泡的电流为由伏安特性曲线可知，小灯泡两端的电压为故灯泡的功率为12. 一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，M点位于平衡位置、P点和Q点分别位于波谷和波峰，M、Q两质点平衡位置之间的距离为9m，M点的振动情况如图乙所示。（1）求该波的传播速度大小v；（2）求Q平衡位置坐标xQ．  【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题可知又（2）从时刻开始，M点向上振动，波向右传播，对N点当其第一次回到平衡位置，即此时解得故Q平衡位置坐标13. 用如图甲所示的电路研究光电管的特性，入射光频率为，光电管A、K两极的电势差为Uab。如图乙所示，在U－坐标系中，阴影部分表示能产生光电流的Uab和取值范围。已知普朗克常量为h，电子电量为e，及乙图中的、、U1。（1）求图乙中B点对应的光电子到达A极板时的最大动能Ek；（2）图甲中使用一激光发生器发射频率为的入射光束，假设K板吸收的光子数是入射总光子数的n倍，电流表读数最大值为I0。则该激光发生器的最小功率P；  【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由图乙可知，K材料极限频率为点对应入射光频率为，加正向电压后，由光电效应方程由动能定理故图乙中B点对应的光电子到达A极板时的最大动能（2）设经过时间t产生光子数n，则解得吸收光子数光电子数最大电流时为t时间内产生的光电子全部达到A板，则故14. 如图甲所示，平行板电容器板长为L、间距离为d，虚线PO为两板间的中轴线。质量为m、电荷量为e的电子源从平行金属板之外的P点（无穷远处）沿虚线PO方向以初速度v0均匀持续射入。两板间加上如图乙所示的电压Uab（U未知），T＝。平行板电容器右侧有一方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN为其左边界，磁感应强度为B＝，磁场中放置一半径为d/16的圆柱ed 形金属圆筒，圆心O到MN的距离OO1＝3d/16，圆筒轴线与磁场平行，圆筒用导线通过一个电阻r0接地．已知t＝0时刻射入的电子刚好打不到极板，不计电子的重力以及电子间的相互作用力，忽略平行金属板之外的电场。（1）求U的大小（用不含T的表达式表示）；（2）最初金属圆筒不带电，求能够打到圆筒上的电子占发射的电子百分比η；（3）不考虑MN左右电场的相互影响，当圆筒上电量达到相对稳定时，测量到通过电阻r0的电流恒为I，求此时电子到达圆筒时速度v和金属圆筒的发热功率P．（取无穷远处或大地电势为零）．  【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）根据水平方向的匀速直线运动规律有根据竖直方向的匀变速直线运动规律有解得（2）电子经过电场后速度方向均与极板平行，宽度为d，设电子进入磁场的轨道半径为R，则解得如图所示，大量电子从MN上不同点进入磁场，从O1上方O点射入的电子刚好与圆筒外切，根据几何关系有  从O1上方A点射入的电子刚好与圆筒外切于E，根据几何关系可知能够打到圆筒上的电子占发射的电子百分比为（3）稳定时，圆筒上的电荷不再增加，设粒子从P点射到圆筒表面的速度为v，则解得单位时间到达圆筒的电子数所以圆筒的发热功率为15. 如图所示，半径为r圆柱体B、C固定在两个不计质量、不计厚度的相同水平底座上，且B、C靠在一起，底座与水平面间的动摩擦因素为μ，圆柱体A（半径为r）放在圆柱体B、C，三者处于静止状态，质量关系为mA＝2mB＝2mC＝2m，三个圆柱面间的光滑，重力加速度为g。（1）求B对A的支持力FN。（2）要使系统保持静止状态，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求μ的最小值。（3）若μ＝0，从如图所示的位置静止释放，求A刚接触水平面时的速度。  【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）如图，对A受力分析  由对称性可知C对A的作用力与B对A的作用力大小相等，设，则解得求B对A的支持力（2）对B受力分析，如图  水平方向竖直方向由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则解得（3）设A与BC刚分离时，如图  AB中心连线与竖直方向的夹角为，则A下落设此时A、B、C的速度分别为、、；则水平方向动量守恒系统机械能守恒整理得A、B分离前A、B中心距离不变设A与BC刚分离时，B对A的弹力为0，整理得则A刚接触水平面时的速度