2023-2024学年江苏省宿迁市高三（下）一模考试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江苏省宿迁市高三（下）一模考试物理试卷（含解析），共16页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.很多人都听说过“点石成金”的故事。现在科学家在实验室里，用中子轰击汞可以得到金，核反应方程是，则X是
A. 氕核B. 氘核C. 氚核D. 氦核
2.运动员以图示的姿势静止于水平地面上，则运动员
A. 一定受到摩擦力B. 对地面的压力就是重力
C. 受到的支持力和重力是一对平衡力D. 受到的支持力是由于脚掌形变产生的
3.“神舟十六号”飞至“天宫”空间站正上方600m处，航天员拍摄的“天宫”图像如图所示。“神舟十六号”和“天宫”均只在地球引力的作用下做匀速圆周运动。则
A. “神舟十六号”中的航天员处于平衡状态
B. “神舟十六号”与“天宫”保持相对静止
C. “神舟十六号”的角速度大于“天宫”的角速度
D. “神舟十六号”的加速度小于“天宫”的加速度
4.为了从坦克内部观察外部目标，在厚度为d的壁上开了直径为L的孔，将玻璃砖完全嵌入内(图为俯视图)，为了扩大向外的观察视野，下列措施可行的是
A. 增大厚度dB. 减小直径L
C. 观察者向后移动D. 换折射率较大的玻璃砖
5.一弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，让磁铁上下振动，若要使磁铁很快停下，下列铝框放置方式效果最明显的是
A. B.
C. D.
6.如图所示，网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置，将球斜向上打出，球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点，不计空气阻力，则
A. 两次击中墙时的速度相等
B. 沿1轨迹打出时的初速度大
C. 沿1轨迹打出时速度方向与水平方向夹角大
D. 从打出到撞墙，沿2轨迹的网球在空中运动时间长
7.小明同学利用APP测量手机运动过程的加速度a。手机由静止向上运动，其a−t图像如图所示，则( )
A. t2时刻，手机速度最大
B. t3时刻，手机速度为0
C. t3∼t4时间内，手机向上运动
D. t2∼t4时间内，手机先处于失重状态后处于超重状态
8.如图所示，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象。此时刻
A. a点向下振动，b点向上振动B. a点向下振动，b点向下振动
C. a点向上振动，b点向下振动D. a点向上振动，b点向上振动
9.踢毽子是我国传统的民间体育运动。如图是一个小孩在踢毽子，毽子近似沿竖直方向运动，空气阻力与速率成正比。毽子在空中运动过程中
A. 刚离开脚时，加速度最大B. 动量变化率先变小后变大
C. 上升的时间等于下降的时间D. 重力的冲量上升过程大于下降过程
10.如图所示，某兴趣小组用洛埃镜实验装置研究光的波长，S为红色光源，M为平面镜。在光屏上某区域出现了明暗相间的条纹，要使得条纹间距变大，下列措施可行的是
A. 将光屏向左移动B. 将平面镜向左平移C. 将光源S向下移动D. 将S换成绿色光源
11.如图所示，在光滑绝缘水平面上，带电小球M绕固定的带电小球N做顺时针的椭圆运动，E、F分别是C、D关于O点的对称点。则
A. 小球M、N带同种电荷
B. 小球M在C、E两点加速度相同
C. M从C到D的时间等于从E到F的时间
D. M从A点运动到B点的过程中，动能减小
二、实验题：本大题共1小题，共8分。
12.某同学在实验室测量一根导电绳的电阻率。如图甲所示，金属夹A与导电绳一端连接，移动金属夹B改变导电绳接入电路的长度，电路如图乙所示。
(1)实验中需要用螺旋测微器测量导电绳的直径，某次测量示数如图丙所示，则导电绳的直径D=______mm。
(2)实验中先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R，使电压表和电流表的指针偏转到合适的位置，记录两表的示数U0和I0。然后断开开关S2，将滑动变阻器R的滑片向______移动(填“左”、“右”)，可以使电压表的示数仍为U0，记下此时电流表的示数I，则此时导电绳的电阻Rx=______(用U0、I0和I表示)。并记录此时金属夹A、B间的距离L。
(3)多次移动金属夹B的位置，重复上面的实验，利用获得的多组数据绘制的1I−L图像如图丁所示，其倾斜直线的斜率为k，则导电绳的电阻率ρ=______(用U0、k和D表示)。
(4)若考虑电流表的内阻，用(3)中方法所测得导电绳的电阻率________(选填“偏大”、“不变”、“偏小”)。
三、计算题：本大题共4小题，共48分。
13.如图所示为拧紧瓶盖的空饮料瓶。27℃时，瓶内气体压强为1.050×105Pa；当温度升高到37℃过程中，瓶内气体吸收了7J的热量，整个过程中瓶内气体视为理想气体且体积保持不变，求：
(1)37℃时，瓶内气体压强；
(2)气体内能增加量。
14.如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，MN、PQ是固定在水平面内间距为L的平行金属导轨，导轨光滑且足够长，电阻不计。MP间接电动势为E，内阻为r的电源。金属杆ab垂直于MN、PQ放在导轨上，与导轨接触良好，通过光滑的定滑轮以速度v匀速提升重物，电路中的电流为I。金属杆ab相当于“电动机”。求：
(1)电源两端电压；
(2)“电动机”输出的功率。
15.如图所示，足够长的竖直固定杆上套一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端悬挂质量为m的物块B，上端连接一轻质小球，物块B与杆间无摩擦，小球A与杆之间的最大摩擦力为1.2mg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，忽略空气阻力。求：
(1)B静止时，弹簧伸长量x；
(2)若将物块B拉至弹簧原长处由静止释放，
①物块的最大速度vm；
②整个过程中，因摩擦产生的内能Q。
16.如图所示，在光滑绝缘的水平桌面(足够大)内建立xOy坐标系，在第Ⅰ、Ⅳ象限中存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的带电小球(可视为质点)从坐标原点O沿与+x方向成45°以某一速度射入第Ⅳ象限，与静止在P点的带电尘埃(质量远小于小球质量)相碰并粘在一起，此后恰好未穿出磁场。P点坐标为(L，L)，不计电荷间的相互作用。求：
(1)小球射入磁场的速度；
(2)尘埃的电荷量可能值；
(3)从碰后开始计时，小球经过x轴的时刻。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
根据和反应过程中质量数和核电荷数守恒，去分析解答核反应过程中生成粒子种类。
本题的关键是根据质量数和电荷数守恒的原则书写核反应方程。
【解答】
根据和反应过程电荷数守恒知X的电荷数为0+80−79=1，质量数守恒知X的质量数为198+1−197=2，所以X为氘核，故B正确。
2.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了受力分析的应用；掌握弹力产生原理，及摩擦力产生条件，注意学会由运动状态去分析受力的方法。
依据受力分析的内容，结合弹力原理及摩擦力产生的条件，并由平衡状态，即可判定。
【解答】
AC.运动员蹲在水平地面上，处于平衡状态，则受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力，这两个力是一对平衡力；水平方向由于没有相对运动或相对运动趋势，则不受到摩擦力作用，故A错误，C正确；
B.压力和重力的性质不同，故B错误；
D. 依据弹力产生的原理，那么人受到支持力由地面形变产生，故D错误。
3.【答案】D
【解析】【分析】
航天员随飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，得出线速度、角速度、加速度的表达式分析求解。
本题考查了万有引力定律在天文学上的应用，明确万有引力提供向心力这一思路。
【解答】
“神舟十六号”中的航天员随飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，不是处于平衡状态，故A错误；
根据GMmr2=mv2r可得v= GMr，“神舟十六号”飞至“天宫”空间站正上方600m处，轨道半径大于“天宫”空间站得轨道半径，则线速度小于空间站得线速度，“神舟十六号”与“天宫”有相对运动，故B错误；
根据GMmr2=mω2r，可得ω= GMr3，则“神舟十六号”的角速度小于“天宫”的角速度，故C错误；
根据GMmr2=ma，可得a=GMr2，则“神舟十六号”的加速度小于“天宫”的加速度，故D正确。
4.【答案】D
【解析】【分析】
画出光路图，由几何知识和折射定律得出视野张角的表达式分析判断。
正确画出光路图是关键。
【解答】
光路图如图所示，
由几何关系得sinθ2=L L2+d2
由折射定律得 n=sinθ1sinθ2
得sinθ1=n·L L2+d2，所以为了扩大向外的观察视野，应减小厚度d、增大直径L、增大玻璃的折射率，观察者应前移，故D正确，ABC错误。
5.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了电磁阻尼。通过线圈的磁通量变化越快，阻尼作用越大。
【解答】
通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，阻尼作用越大，磁铁很快停下，A图中线圈磁通量变化最快，故A正确，BCD错误。
6.【答案】B
【解析】【分析】
采用逆向思维，网球做平抛运动，根据高度比较球在空中运动的时间，抓住水平位移相等，通过时间比较网球水平方向的速度。
本题采用逆向思维，将斜抛运动变为平抛运动处理，要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律。
【解答】
D、采用逆向思维，网球做平抛运动，两次高度相同，根据h=12gt2可知，运动时间：t= 2hg，故运动时间相同，故D错误；
BC、轨迹1运动的水平位移大，根据水平方向上做匀速直线运动，有：v=xt可知，沿轨迹1运动的网球水平方向的速度大，逆向思维v= vx2+vy2，运动时间相同，所以抛出时两者的vy相同，而轨迹1运动的网球水平方向的速度大，所以沿1轨迹打出时的初速度大，抛出时速度方向与水平方向夹角tanθ=vyvx，所以沿1轨迹打出时速度方向与水平方向夹角小，故B正确，C错误；
A、球恰好能垂直撞在竖直墙上，即击中墙时网球竖直方向的速度为0，只剩水平方向速度，而轨迹1运动的网球水平方向的速度大，所以击中墙时轨迹1运动的网球速度大，故A错误。
7.【答案】C
【解析】AB.由图可知 t2 时刻加速度最大，后续 t2 到 t3 仍然在加速，故手机在 t3 时刻速度最大，故AB错误；
C.a−t图像与时间轴围成的面积代表速度变化量， 0∼t3 时间内速度变化量大于 t3∼t4 时间内速度变化量，所以 t3∼t4 时间内，手机向上运动，故C正确；
D. t2∼t4 时间内，加速度先向上后向下，手机先处于超重状态后处于失重状态，故D错误。
故选C。
8.【答案】A
【解析】解：由图看出，两列波的波峰与波谷叠加，振动减弱，两波的振幅相等，所以如图(乙)所示的时刻两列波“消失”；根据波形平移法判断可知，向右传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上，向左传播的波单独引起a质点的振动方向向下，b质点的振动方向向上，根据叠加原理可知，此时a质点的振动方向是向下，b质点的振动方向是向上，故A正确，BCD错误。
故选A。
两列振幅和波长都相同的半波在相遇时，根据波形平移法判断出两列波单独传播时引起的振动方向，振动方向相同，则振动加强；振动方向相反，则振动减弱。
本题考查波的叠加原理，及相遇后出现互不干扰现象，同时注意之所以两列在相遇时“消失”，原因这两列波完全相同，出现振动减弱现象。
9.【答案】A
【解析】【分析】
根据空气阻力的变化分析所受合力情况，结合牛顿第二定律分析加速度，动量变化率即合力，根据上升过程和下落过程的加速度关系结合位移关系分析时间，根据冲量公式分析冲量。
本题考查了牛顿第二定律、动量定理、冲量等，正确受力分析判断合力的变化过程是关键。
【解答】
A、毽子刚离开脚时速率最大，空气阻力与速率成正比，则空气阻力最大且竖直向下(与重力同向)，根据牛顿第二定律知此时加速度最大，故A正确；
B、向上运动过程速率减小，空气阻力减小，合力向下减小，到最高点空气阻力减小为零，合力减小为重力，此后下落，速率增大，空气阻力向上增大，则合力向下减小，所以动量的变化率即合力一直减小，故B错误；
C、根据以上分析知上升的加速度大小大于下降的加速度大小，又位移大小相等，则上升的时间小于下降的时间，故C错误；
D、重力的冲量IG=mgt，则重力的冲量上升过程小于下降过程，故D错误。
10.【答案】C
【解析】【分析】
S被视为其中的一个缝，S经平面镜成的像S′相当于另一个“缝”，那么S到光屏的垂直距离相当于双缝屏到光屏的距离，再根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公Δx=ldλ求解即可。
本题考查了双缝干涉，理解实验原理是关键。
【解答】
如图，
根据间距公式Δx=l2dλ进行判断：
A、将光屏左移，即减小缝屏间距l，由上式可知，条纹间距变小，故A错误；
B、将平面镜向左平移，缝屏间的距离不变，双缝间距不变，条纹间距不变，故B错误；
C、将光源S向下移，相当于双缝间距减小，条纹间距变大，故C正确；
D、光源变成绿光后，波长变短，则间距变小，故D错误。
11.【答案】D
【解析】【分析】
根据小球间的相互作用力的性质分析带点性质，根据M的受力情况结合牛顿第二定律分析加速度，注意加速度是矢量，类比行星绕太阳做椭圆运动的规律分析运动时间，根据库仑力做功情况分析动能变化。
本题考查了库仑力作用下的动力学问题，明确M在N的库仑力作用下绕N做椭圆运动，可以类比行星绕太阳做椭圆运动的规律。
【解答】
A.带电小球M绕固定的带电小球N做顺时针的椭圆运动，两小球间为库仑引力，则带异种电荷，故A错误；
B.小球N对小球M的库仑引力提供M的加速度，小球M在C、E两点的加速度大小相等，方向不同，故B错误；
C.类比行星绕太阳做椭圆运动的规律，M从C到D的平均速率小于从E到F的平均速率，则从C到D的时间大于从E到F的时间，故C错误；
D.M从A点运动到B点的过程中，库仑力做负功，电势能增大，动能减小，故D正确。
12.【答案】(1)1.415(1.414∼1.417)；
(2)右；U0I−U0I0；
(3)kπU0D24；
(4)不变
【解析】【分析】(1)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读；
(2)根据闭合欧姆定律解答；根据欧姆定律联立等式得出电阻的表达式；
(3)由电阻定律得出电阻率的表达式，结合图像的物理意义求解；
(4)电流表内阻不影响结果。
本题主要考查了电阻率的测量实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合图像的物理意义即可完成分析。
【解答】
(1)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，螺旋测微器示数为1mm+41.5×0.01mm=1.415mm；
(2)断开开关S2，电路中总电阻增大，电流减小，电源内阻和R所占电压减小，电压表示数增大，要使电压表的示数仍为U0，应增大电源内阻和R的总阻值，将滑动变阻器增大，即将R的滑片向右滑动；
设定值电阻为R0，先闭合开关S1、S2时，I0=U0R0
断开开关S2有，I=U0R0+Rx
联立解得：Rx=U0I−U0I0
(3)因为Rx=U0I−U0I0，且Rx=ρLS，可得1I=1I0+ρLπD24·U0
则图线的斜率k=ρπD24·U0，则ρ=kπU0D24；
(4)若考虑电流表的内阻，则I0=U0R0+RA、I=U0R0+RA+Rx，仍有Rx=U0I−U0I0和1I=1I0+ρLπD24·U0，所以所测得导电绳的电阻率不变。
13.【答案】(1) 1.085×105Pa ；(2)7J
【解析】(1)气体体积不变，则根据查理定律可知
p1T1=p2T2
解得
p2=T2T1p1=273+37273+27×1.050×105Pa=1.085×105Pa
(2)气体体积不变，则W=0，瓶内气体吸收了7J的热量，则Q=7J，根据
ΔU=W+Q
可得
ΔU=7J
即气体内能增加7J。
14.【答案】(1) E−Ir ；(2) IBLv
【解析】(1)根据闭合电路的欧姆定律，电源两端电压为
U=E−Ir
(2)“电动机”输出的功率为
P=FAv=IBLv
15.【答案】解：(1)对B受力分析，由受力平衡可得x=mgk。
(2)①由动能定理得mgx+W弹=12mvm2−0，
W弹=−0+kx2x，
vm=g mk；
②设系统再次静止时，小球A下滑的距离为L，此时弹簧伸长量为x；根据功能关系可得：mg(L+x)=12kx2+Q
其中 Q=1.2mgL
联立解得 Q=3m2g2k。

【解析】(1)分析B，由平衡条件以及胡克定律求x；
(2)①B运动到合力为零处速度最大，根据动能定理列式求最大速度；
②A为轻质小球，受到的合力始终为零，所以当弹簧弹力等于A与杆的最大静摩擦力后，弹簧弹力将保持不变，AB一起向下匀减速运动，直到速度为零，根据动能定理、牛顿第二定律、运动学公式以及摩擦热公式求解。
16.【答案】(1) 2qBL2m ；(2)见解析；(3)见解析
【解析】(1)设粒子进入磁场中的速度大小为v0，其轨迹如图所示
根据洛伦兹力提供向心力有
qv0B=mv02R
根据几何关系可得
2R= 2L
联立解得
v0= 2qBL2m
(2)由于带电尘埃质量远小于小球质量，则小球与尘埃碰后速度不变，若尘埃带正电，设二者做匀速圆周运动的轨迹半径为r，带电荷量为q1，如图所示
根据几何关系有
r+rcs45∘=L
(q1+q)v0B=mv02r
联立可得
q1= 2−12q
若尘埃带负电，设二者做匀速圆周运动的轨迹半径为r′，带电荷量为q2，如图所示
根据几何关系有
r′−r′cs45∘=L
(q2−q)v0B=mv02r′
联立可得
q2= 2+12q
(3)若尘埃带正电，由于
r+rsin45∘=L
说明小球与尘埃碰撞后经过x轴时与x轴刚好相切，所以
t′=225∘360∘T′+nT′=(58+n)T′=(58+n)2πm(q1+q)B=(52+4n)( 2−1)πmqB (n=0,1,2,3…)
若尘埃带负电，由于
(r′+ 2L)sin45∘=r′
说明小球与尘埃碰撞后经过x轴时与x轴刚好相切，所以
t′′=225∘360∘T′′+nT′′=(58+n)T′′=(58+n)2πm(q2−q)B=(52+4n)( 2+1)πmqB (n=0,1,2,3…)