[物理]2023_2024学年江苏南京鼓楼区南京师范大学附属中学高三下学期月考物理试卷(原题版+解析版)

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2023~2024学年江苏南京鼓楼区南京师范大学附属中学高三下学期月考物理试卷
1. 关于生活中的物理现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 如图甲所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的全反射产生的
B. 如图乙所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的衍射原理来传递信息的
C. 图丙表示LC振荡电路充放电过程的某瞬间，根据电场线和磁感线的方向可知电路中电流强度正在减小
D. 图丁中的
、
是偏振片，当P固定不动缓慢转动 时，光屏上的光亮度不变
答案
解析
C
【详解】
A．阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的干涉产生的，故A错误；
B．光纤通信是利用光的全反射原理来传递信息的，故B错误；
C．由图示磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器上极板带正电，则此时正处于充电过
程，电路电流逐渐减小，故C正确；
D．光具有偏振现象，光屏上的亮度会变化，故D错误。
故选C。
2. 半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温（800到1250摄氏度）状态下接触，掺杂源物质的
分子由于热运动渗透进硅晶体，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是（ ）
A. 硅晶体在熔化时平均分子动能增加
B. 这种渗透过程是自发可逆的
C. 这种渗透过程是分子的扩散现象
D. 温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加
答案
解析
C
【详解】
A．晶体熔化时温度不变，因此平均分子动能不变，故A错误；
B．掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，所以这种渗透过程是分子的扩散现象该过程为自发过程，其逆过程不能自发进
行，故B错误；
C．这种渗透过程是分子的扩散现象，故C正确；
D．温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，分子的平均速率增大，并不是所有分子的热运动速率都增加，故D错误。
故选C。
3. 某同学表演了一个魔术，将一块磁铁藏在自己的袖子里，对着用细线悬挂的金属小球施加“魔力”，小球便按着他的指令运动起来。某时刻停止移
动手臂，小球随即在手的右下方保持静止，此时悬线紧绷且偏离竖直方向的夹角为
球施加的“魔力”大小可能为（ ）
。已知小球的质量为 ，重力加速度为 ，则此时他对小

A.
B.
C.
D.
答案
解析
B
【详解】
以金属球为研究对象，受力分析如图所示
根据作图法可知，当“魔力”F的方向与细绳方向垂直时，“魔力”最小，根据平衡关系可知此时“魔力”的大小为
手臂在球的上方，则他对小球施加的“魔力”大小不可能为CD。
故选B。
4. 如图所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的 光照射时电流表指针不会
发生偏转，则下列说法正确的是（
）
A. A光和B光的遏止电压相同
B. 在衍射实验中，A光的衍射现象更明显
C. 用A光照射光电管时流过电流表 的电流方向是从 流向
D. 截止频率一定介于 光和 光的频率之间
答案
解析
C
【详解】
AD．由图可知，所加电压为反向电压，由题意可知，用A光照射时，电路电流不为0，则A光的频率大于截止频率，且对应的遏制电压比
电路中所加反向电压大；用B 光照射时，电路电流为0，则可能是未发生光电效应，即B光的频率小于截止频率，也可能是是发生了光
电效应，即B光的频率大于截止频率，但对应的遏制电压比电路中所加反向电压小；所以A光对应的遏止电压更大，故AD错误；
B．根据
由于A光对应的遏止电压更大，所以A光的频率大于B光的频率，根据
可知A光的波长小于B光的波长，所以B 光的衍射现象更明显，故B错误；
C．用A光照射光电管时，光电子从右极板射出，光电子从b流过电流表G到a，故流过电流表G的电流方向是从a流向b，故C正确。
故选C。
5. 氘核聚变反应的方程为：
下列说法正确的是（ ）
。已知氘核的质量为
，比结合能为 ，中子的质量为
，反应中释放的核能为
，光速为 ，
A. 要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力
C.
B. 反应产物X为
D. X的比结合能比氘核小
X核的质量为
答案
解析
A
A．要发生聚变反应，两个原子核要足够近，故需要克服两氘核间巨大的库仑斥力，故A正确；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知x的质量数为3，电荷数为2，所以反应产物X应为 ，故B错误；

C．根据爱因斯坦质能方程有
则有
解得
故C错误；
D．生成物X比反应物更加稳定，比结合能更大，故D错误．
故选A．
6. 右图为某材料的横截面， 为圆心，圆心角为
点射出，已知光速为 ，则（ ）
，
。一束光垂直
从
点入射，进入材料后在
界面恰好发生全反射后从
A. 光在这种材料的临界角为
B. 入射点 距离 的长度为
D.
C. 光在这种材料中传播的路程为
光在这种材料中传播的时间为
答案
解析
B
【详解】
A．如图所示
由几何关系，
、
、
全等，因此临界角为
，故A错误；
B．入射点D到O的距离
故B正确；
C．光在这种材料传播的路程
故C错误；
D．根据全反射定律
可知折射率
光在这种材料中的速度为
传播时间为
故D错误。
故选B。
7. 如图甲所示为用双缝干涉实验测量黄光波长的实验装置的示意图，下列说法及有关实验操作正确的是（ ）
A. 转动目镜可以使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样

B. 如图乙所示，若实验中单缝（未画出）偏离主光轴，导致中央亮条纹 出现在光屏中心上方，欲使中心亮纹仍在光屏中心 ，则单缝应该向上调
整一些
C. 若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可以将双缝向屏方向移动
D. 若不加滤光片，则无法观察到干涉现象
答案
解析
B
【详解】
A．拨动拨杆使单缝和双缝平行，获得清晰的干涉图样，故A错误；
B．若将单缝稍向下移，则单缝到下方的双缝距离变小，从单缝发出的光到达上方的双缝稍滞后些，则由单缝发出的光经双缝后到达光
屏上光程差为零的点必在光屏中心上方，故欲使中心亮纹仍在光屏中心，则单缝应该向上调整一些，故B正确；
C．将双缝向屏方向移动，使得L变小，则由
误；
可知相邻两条亮条纹间的距离变小，目镜中观察到的条纹个数会变多，故C错
D．不加滤光片，可以观察到白光的干涉，呈现彩色条纹，故D错误。
故选B。
8. 2024年5月3日，我国完成了嫦娥六号探测器的发射工作。下列关于嫦娥六号说法正确的是（
）
A. 由地球向月球发射探测器，发射速度不能大于第二宇宙速度
B. 从地月转移轨道到进入环月轨道需点火加速
C. 无论是绕地球飞行还是环月轨道，半长轴的三次方和周期平方的比值都相同
D. 不论卫星在图中①轨道还是②轨道，相同时间内卫星和月球连线扫过的面积都相同
答案
解析
A
【详解】
A．月球在地球的引力场范围内，发射速度不需要达到第二宇宙速度，故A正确；
B．由高轨道进入低轨道变轨，需要万有引力大于向心力，则要制动减速，故B错误；
C．开普勒第三定律要求中心天体不变，绕地球飞行和环月轨道的中心天体不同，则半长轴的三次方和周期平方的比值不相同，故C错
误；
D．开普勒第二定律是同一个运动轨道上相同时间内卫星和月球连线扫过的面积都相同，故D错误。
故选A。
9. 如图所示是一种弹簧人玩具，轻质弹簧两端分别与玩具的头部和身体固连，头部的质量为m。将玩具放置在水平桌面上，用手竖直向下按压玩具的
头部，使之下降h距离，之后从静止释放。放手后，玩具的头部经过时间t，沿竖直方向上升到最高点时速度为零。此过程弹簧始终处于弹性限度内、
玩具的身体未离开桌面。在玩具头部上升的过程中（ ）
A. 水平桌面对玩具身体的支持力先减小后增大
B. 弹簧对玩具头部弹力冲量的大小为mgt
C. 玩具头部的动能最大时，弹簧的弹性势能为零
D. 向下按压时头部下降的距离小于h，则放手后头部上升到最高点所需的时间小于t
答案
解析
B
【详解】

A．用手竖直向下按压玩具的头部缓慢下降h距离时，此时水平桌面对玩具身体的支持力达到最大，随后迅速放手，开始弹力大于玩具
的头部重力，合力向上，加速度向上，玩具的头部向上加速运动，弹簧弹力减小，水平桌面对玩具身体的支持力减小，当弹力等于头
部重力时，加速度是零，头部向上达到最大速度，以后弹力小于头部重力，头部做减速运动，当向上弹力是零时，头部只受重力，头
部继续向上做减速运动，以后弹簧处于拉伸状态，头部受弹力向下，同时身体受向上的弹力，头部上升到最高点时速度是零，弹簧达
到最大拉伸状态，因此在玩具头部上升的过程中，水平桌面对玩具身体的支持力一直减小，故A错误；
B．玩具头部上升的过程中，设弹簧弹力冲量大小为I，取向上为正，头部上升到最高点时速度是零，由动量定理可得
解得
故B正确；
C．玩具头部上升的过程中，当弹力大小等于头部重力时，加速度是零，速度最大，则动能最大，此时弹簧仍处于压缩状态，因此弹簧
的弹性势能不是零，故C错误；
D．由题意可知，玩具的头部在运动过程中，弹簧始终处于弹性限度内、玩具的身体不离开桌面，因此玩具头部的运动可看做竖直方向
弹簧振子模型，即简谐运动，简谐运动周期与振幅无关，因此玩具头部从最低点到最高点的时间是半个周期，所以向下按压时头部下
降的距离小于h，则放手后头部上升到最高点所需的时间仍为t，故D错误。
故选B。
10. 如图，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，有一根足够长的均质粗糙杆水平固定，一个带电圆环套在杆上。现给环一个向右的初速度v0，则环所受
摩擦力的瞬时功率P与速度v的图像不可能为（ ）
A.
B.
C.
D.
答案
解析
D
【详解】
A．当圆环带正电，且
摩擦力的瞬时功率为
故A正确，不符合题意；
B．当圆环带正电，且
摩擦力的瞬时功率为
且速度减为
之后为匀速运动，摩擦力减为0，故B正确，不符合题意；
C．当圆环带负电时，摩擦力的瞬时功率
故C正确，不符合题意；
D．D项图像不可能存在，故D错误，符合题意。
故选D。
11. 如图所示，倾角为 的绝缘斜面体固定在水平面上，顶端放有一“U”形导体框
面间的动摩擦因数为 。质量也为 、电阻为 的光滑金属棒
中。导体框以初速度 开始沿斜面向下运动，同时由静止释放金属棒。已知斜面足够长，运动过程中金属棒
始终接触良好。下列说法正确的是（
，导体框质量为 ，电阻忽略不计且足够长，导体框与斜
置于导体框上，构成矩形回路。整个装置处在垂直于斜面向上的匀强磁场
始终未触及 边，金属棒与导体框
）

A. 导体框和金属棒组成的系统动量守恒
B. 稳定后金属棒和导轨一起以相同的速度做匀速直线运动
C. 在变速运动过程中，导体框减少的机械能大于导体框克服摩擦力做的功
D. 稳定后的运动过程中，金属棒与导体框减少的重力势能之和等于导体框克服摩擦力做的功
答案
解析
A
【详解】
A．因为有
故系统所受合力为零，动量守恒，故A正确；
B．假设速度相同，则安培力为零，导轨和金属棒加速度不同，无法维持速度相同，故B错误；
C．在变速运动的过程中，金属棒做加速运动，导体框做减速运动，稳定后金属棒做匀速直线运动，设稳定后金属棒的速度为 ，导体
框的速度为 ，金属棒受到的安培力为
由于
系统动量守恒，有
解得
，
在变速运动的任何时间段内，一段时间后导体框的速度 小于金属棒的速度 ，此过程中根据功能关系，对导体框有
机
安
其中
，
，
，则导体框减少的机械能小于导体框克服摩擦力做的功，故C错误；
机
安
D．根据能量守恒，稳定后的运动过程中，金属棒与导体框减少的重力势能之和等于导体框克服摩擦力做的功与电阻产生的焦耳热之
和，故D错误。
故选A。
12. 小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为
的电流表、一个电池组（电动势 不大于
、内阻 未知）、一个阻值为
的定值电阻、一个阻值为 的定值电阻（用作保护电阻），开关 和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下：
第一步：把5个待测电阻分别单独接入
之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为
。
、
第二步：取下待测电阻，在 之间接入定值电阻 ，记下电流表的示数
、
。
第三步：取下定值电阻 ，将
如下计算和判断：
个
，3，4，5）待测电阻串联后接入
之间，记下串联待测电阻的个数 与电流表对应示数 请完成
、
（
，
(1)第一步中，拆除接入
(2)根据上述第二步，
之间电阻前，应先
。
、
与
的关系式是
、 、
。
、
(3)定义
(4)已知
，则
与
的关系式是
、
。
、
、
，实验测得
，得到数据如下表：
1
2
3
4
5
0.34
0.28
0.24
0.22
0.20

2.500
图像，如图（b）所示，可得
(5)本实验中电流表内阻对Y的测量值有无影响，请说明理由
1.998
1.495
1.030
0.495
根据上述数据作出
（保留2位有效数字），同时可得
V（保留2位有效数字）。
。
答案
(1)先断开开关
(2)
(3)
(4)
2.0
4.0
(5)无影响，理由见解析
解析
【详解】
（1）第一步中，拆除接入 、 之间电阻前，应先断开开关；
（2）由闭合电路欧姆定律得
整理得
（3）A、B间接入n个待测电阻后，由闭合电路欧姆定律得
又
由以上整理得
（4）[1][2]由
变形得
结合图（b）得
又
解得
（5）如果考虑电流表的内阻，则有
和
整理得
显然电流表的内阻对Y的测量值没有影响。
13. 平静的湖面上漂浮着如图所示的浮子，现有距离小于
的A、B两个浮子。一条大鱼在两浮子连线的延长线上某位置翻起频率稳定的波浪。当水
波传播到A浮子时波形图和从该时刻开始的A、B浮子振动图像如下，求：
（1）该水波传播的速度大小；
（2）A、B两浮子间水平距离的可能值。
答案
（1）
；（2）0.25m，1.25m，2.25m

解析
【详解】
（1）由图可知波长和周期分别为
，
则水波传播速度为
（2）由于A浮子振动时B浮子已经在波峰，故B浮子先振动，从B传到A经历的时间为
， ，
（
）
由于A、B两个浮子小于 ；则
时，
，AB距离为
时，
时，
，AB距离为
，AB距离为
故A、B两浮子间的可能距离为0.25m，1.25m，2.25m。
14. 如图所示，用一个横截面积为S的轻质瓶塞，将一定质量的理想气体，密封在导热良好的漂流瓶中。已知密封前瓶内气体压强等于大气压强p0，瓶
塞塞入瓶中部分为L时，瓶内气体压强为p，求：
（1）漂流瓶的总容积V1；
（2）一段时间后瓶子漂流到某沙滩上，大气压强保持不变，温度升高使瓶塞缓慢向外移动直到恰好弹出。假设瓶塞与瓶口间的摩擦力恒为f，且在弹
出的过程中，瓶内气体吸热Q，求瓶内气体的内能增加量∆U。
答案
解析
（1）
；（2）
【详解】
（1）气体封闭过程为等温变化，则
解得
（2）瓶内气体先经历等容变化，温度升高，压强增大，直到压强达到p1，此时
经历等压变化，压强不变，体积增大，在等压膨胀过程中，外界对气体做负功
根据热力学第一定律可得气体内能变化量为
15. 如图所示，长滑竿OPQ水平固定，套在竿上的滑环A通过竖直轻绳与物块B相连，竿上P点左侧光滑，P点右侧粗糙程度均匀，Q点处固定一个滑环
以防止A冲出滑竿。初始时，A静止在O点处，用手突然给B一个向右的初速度v0，A、B共速时轻绳与竖直方向的夹角为37°，此时滑环A运动到P点
处，此后A、B相对静止一起运动，到Q点时速度恰好减到零。A、B可视为质点，质量分别为m =2kg，m =1kg，绳长l=1.5m，重力加速度
A
B
g=10m/s2，sin37°=0.6，不计空气阻力。求：
（1）A与滑竿间的动摩擦因数µ；
（2）B的初速度v0和PQ间距x；
（3）若初始时给B向右的初速度v=4.5m/s，当A滑到PQ间某处时，速度vA=1.0m/s，方向水平向右，此时轻绳与PQ夹角为30°，B的速度与水平方
向夹角恰好也为30°，求该过程中摩擦力所做功。
答案

（1）0.75；（2）3m/s，
；（3）
或
解析
【详解】
（1）对A、B系统
对B有
联立解得
（2）对A、B系统从O运动到P点，系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，则
共
共
联立解得
，
共
对A、B系统从P运动到Q点有
解得
共
（3）B物体相对于A物体的速度垂直于轻绳斜向右上或右下，速度矢量关系如图所示的两种情况
情况一：
情况二：
对系统用动能定理
联立解得
或
16. 利用“电偏转系统”可将离子从中性粒子束中剥离出来，其原理简图如图1所示，包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构
成的匀强电场区域，混合粒子进入电场时速度方向与极板平行。离子在电场区域发生偏转，中性粒子继续沿原方向运动，到达接收器。以下极板左端
点为坐标原点建立Oxyz空间坐标系，假设离子在混合粒子束中是均匀分布的，单位时间内通过单位面积（xOz平面）进入电场的离子数为n。在两极
板间加电压恒为U，恰好所有离子均被吸附在下极板。已知离子带正电、电荷量为q，质量为m，初速度为v，两极板间距为d。离子和中性粒子的重力
可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用。求：
（1）极板的长度L：
（2）落在下极板中间三分之一区间内的离子占总离子数的比例η；
（3）下极板各处压强p随y坐标变化的表达式，并在图2中作出p-y图像，说明图线与横轴所围面积的物理意义。（若∆x远小于x，则
）

答案
解析
（1）
；（2）33.33%；（3）见解析
【详解】
（1）正离子从最上侧，刚好做类平抛运动到下极板边缘，竖直方向
水平方向
联立可得
（2）设正离子做类平抛运动的水平位移和竖直位移分别为y和z，则竖直方向有
水平方向
联立可得
分别代入
所占比例
和
解得
，
（3）设离子落到下极板的坐标区间为
，电极板沿x轴方向的长度为X，则相应的射入点z轴方向坐标为
在
时间内，射入极板
区间内的离子数为
将z， 表达式代入上式，并取 远小于y，可得
这些离子落到下极板时，z轴方向速度分量为
对
时间内的这些离子用动量定理，有
联立可得
画出
图，如图所示
围成面积的物理意义为“总压力F与长度X的比值” ，即单位x轴方向长度上的压力大小。