[物理]江苏省盐城市2023_2024学年高三下学期(第三次)适应性考试试卷(解析版)

这是一份[物理]江苏省盐城市2023_2024学年高三下学期(第三次)适应性考试试卷(解析版)，共15页。

1.本试卷考试时间为75分钟，试卷满分100分，考试形式闭卷；
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置，否则不给分；
3.答题前，务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填在答题卡上.
一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意。）
1. 如图所示，一个光子和一个静止的电子相互碰撞后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比是（ ）
A. 速度变小B. 频率变小C. 波长变小D. 能量变大
【答案】B
【解析】A．碰撞前、后的光子速度不变，故A错误；
BD．光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据可知光子的频率减小，故B正确，D错误；
C．根据可知，频率减小，波长变大，故C错误；故选B。
2. 如图所示，某物体做平抛运动的一部分轨迹。每小格的边长表示物体的速度大小为10m/s，各点所标的带箭头的线段长短表示速度的大小。重力加速度的大小取。则该物体从A点运动到B点的时间是（ ）
A. 1sB. 3sC. 4sD. 5s
【答案】B
【解析】又图可知物体在A点和B点的竖直分速度分别为，
则物体从A点运动到B点的时间为，故选B。
3. 如图所示，一绝热容器被隔板K分为A、B两部分，一定量的空气处于A中，而B中真空。抽取隔板K，A中的气体就会进入B中，这一过程（ ）
A. 气体对外做功B. 气体的内能减小
C. 气体分子的平均速率不变D. 气体分子的平均动能减小
【答案】C
【解析】A．气体向真空中膨胀是自由膨胀,虽然体积增大，但气体不对外做功，故A错误；
BCD．又由于系统是绝热系统，和外界不发生热交换，所以气体内能不变，温度不变，气体分子的平均速率和平均动能不变。故B错误，C正确，D错误；故选C。
4. 电流传感器和计算机相连能画出电流随时间变化的图像。某同学在观察电容器的充放电现象时，按照图甲连接成如图乙所示电路。开始，开关接1；时，把开关改接2，得到电流传感器中的电流随时间变化的图像如图丙所示。该过程中电容器两端的电压随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据图丙可知，开始，开关接1，电源对电容充电，充电电流逐渐变小，电容器两端的电压逐渐变大，并且电压的增大速度逐渐降低，故图线逐渐平缓；时，把开关改接2，电容放电，放电电流逐渐变小，容器两端的电压逐渐降低，并且降低的速度逐渐减小，故图线也逐渐平缓，故D正确，ABC错误；
故选D。
5. 小明同学在探究查理定律的实验中，先后用两个试管甲、乙，封闭了质量不同、体积不同（）、但初始温度和压强都相同的同种气体做实验。若将测得气体的压强p与摄氏温度t的数据，在同一坐标系中作图，得到的图像应是图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由理想气体状态方程可知
其中
可得
因为同种气体初始温度和压强相同，则相同
所以甲、乙两条直线的斜率
纵截距
故选C
6. 为如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当给条形磁铁一竖直向上的初速度后，磁铁上升到最高点后下落，在条形磁铁向下运动的过程中，将会出现的情况是（ ）
A. 磁铁的加速度小于g
B. 金属环对桌面压力小于自身重力
C. 俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流
D. 两金属环将加速靠近（不考虑金属环之间的作用）
【答案】A
【解析】AB．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的磁通量增大，金属环产生感应电流，金属环受到向下的安培力，而磁铁受到向上的磁场力，所以磁铁向下运动时的加速度会小于g，金属环对桌面压力大于自身重力，故A正确，B错误；
C．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的向上的磁通量增大，俯视观察，左边金属圆环会产生顺时针感应电流，故C错误；
D．当磁铁从最高点开始下落时，穿过两个圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化，所以两个圆环要向磁通量增减小的方向运动，则知a、b两线圈相互排斥远离，故D错误。
故选A。
7. 光梳是一种复色光，包含频率等间距分布的多种单色光，其中各单色光光强I与频率v的关系如图所示。各单色光的频率可以表示为，其中是中心频率，相邻两单色光的频率差为。则光强I与波长的关系可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据波长与频率的关系
则频率越大，波长越小，并且等间距频率随着频率增大对应的波长距离也越来越小，故选D。
8. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。“行星冲日”是指当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象。已知地球及部分地外行星绕太阳运动的轨道半径如表中所示。
则表中相邻两次冲日的时间间隔最长的地外行星是（ ）
A. 木星B. 土星C. 天王星D. 海王星
【答案】A
【解析】根据开普勒第三定律有
解得
如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
则行星绕太阳运动的轨道半径r越小，时间间隔越长，故表中相邻两次冲日的时间间隔最长的地外行星是木星。故选A。
9. 如图所示，差动变压器式位移传感器的简化模型。两组匝数相等的副线圈上下对称分布，在ab端输入稳定的正弦式交流电，设输入电压为，输出电压为。初始时，铁芯两端与副线圈平齐，铁芯上下移动过程中始终有一端留在副线圈内，则（ ）
A. 铁芯静止时，增大，也增大B. 铁芯静止时，增大，将减小
C. 若不变，铁芯向上移动时，增大D. 若不变，铁芯向上移动时，减小
【答案】C
【解析】根据差动变压器式位移传感器的工作原理可知，当磁芯在中间位置时，输出电压不变，一旦向上或者向下移动，将在次级线圈间感应出差分电压，故铁芯向上或向下移动，都会增大，铁芯静止不动，即使增大，但依然不变。故选C。
10. 如图所示，在带负电的导体球正下方放置接地的水平导体板，在两者之间一带电液滴（电量很小，产生的电场可忽略）恰好能静止于P点。若保持板不动，将导体球竖直向上远离导体板一段距离后，则（ ）
A. 液滴仍然静止B. 液滴将向下运动
C. 导体板内场强变小D. 导体板上表面的电场方向将变化
【答案】B
【解析】由于B板接地，整个导体板B的电势为零，因此带负电的导体球A和导体板B共同形成的电场与等量异种电荷形成的电场的负电荷部分形状相同，如图所示。
AB．若将球A竖直向上远离B板移动一段距离时，C点的电场强度减小，液滴受到的电场力减小，将向下运动，A错误，B正确；
C．因为静电屏蔽，所以导体板内场强处处为0，故C错误；
D．导体板是个等势体，所以导体板上表面的电场方向始终垂直于导体板表面，故D错误；
故选B。
11. 如图所示，光滑横杆上有一质量为m的小环，小环通过轻绳与质量为2m的小球相连，开始时小球被拉到与横杆平行的位置，此时轻绳刚好拉直，但绳中无拉力作用。当小球释放后，下列说法正确的是（ ）
A. 绳子的拉力对小球不做功B. 小环在横杆上将一直向右运动
C. 小球向左运动的最高点与释放点等高D. 小球下落的速度最大时，竖直方向合力为零
【答案】C
【解析】A．整个运动过程的开始阶段小球的机械能减小，圆环机械能增加，则绳的拉力对小球做负功；后来阶段，圆环的机械能减小，小球的机械能又增加，则绳子拉力对小球做正功，故A错误；
B．水平方向受合外力为零，水平方向动量守恒，当小球往右运动时，小环在横杆上向左运动，故B错误；
C．根据水平方向动量守恒，小球向左摆到的最高点时，系统的速度变为零，根据能量守恒关系可知小球向左摆到最高点和释放点的高度相同，故C正确；
D．小球下落的速度最大时，竖直方向上，小球做圆周运动，需要有合力提供向心力，故竖直方向合力不为零，故D错误；
故选C。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。
12. 某实验小组想通过测绘小灯泡的图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。所用器材如下：
待测小灯泡一只，额定电压为2.5V，电阻约为几欧；电压表量程为0～3V，内阻为3kΩ；电流表量程0～0.6A，内阻为0.1Ω；滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干。
（1）在图甲的虚线框内补全的实验电路图是________（选填“乙”、“丙”）。

（2）某同学连接实验电路后，闭合开关S，小灯泡闪亮一下后熄灭，观察发现灯丝被烧断，原因可能是________。
A. 电流表短路 B. 滑动变阻器的滑片接触不良 C. 滑动变阻器滑片的初始位置在A端
（3）该同学在实验中通过更换小灯泡，正确完成实验操作，将实验数据描点作图，得到图像，如图丁所示。根据图像计算出正常工作状态下小灯泡的电阻为________（保留三位有效数字）。

（4）如果实验中提供的电压表（量程为0～1V、内阻为1kΩ），现有电阻箱一个（最大电阻为9999.9Ω）。简述能完成该实验的方案_____。
（5）如果用定值电阻R与小灯泡串联，接入图甲的电路中，调节滑动变阻器的阻值，是否会出现两者功率相等的情况？请说明理由_____。
【答案】（1）乙 （2）C
（3）5.58 （4）见解析
（5）见解析
【解析】【小问1详解】
因电流表内阻为0.1Ω，是已知值，故采用电流表内接法，则电阻测量值为
可消除系统误差，故在图甲的虚线框内补全的实验电路图是乙。
【小问2详解】
小灯泡的灯丝被烧断，说明在一瞬间通过了比额定电流要大的电流，而电流表短路或滑动变阻器的滑片接触不良，都不会造成上述现象。闭合开关瞬间小灯泡灯丝温度低，电阻较小，而此时若滑动变阻器滑片的位置在A端，则会使小灯泡两端电压瞬间比额定电压大，从而造成灯丝被烧断。
故选C。
【小问3详解】
由丁图可知，正常工作状态下小灯泡电压为2.5V，此时电流为0.44A，电阻为
【小问4详解】
如果实验中提供的电压表（量程为0～1V、内阻为1kΩ），电压表的量程不满足要求，可将电阻箱与电压表串联，将电压表的量程扩大到3V（电阻箱的阻值调到2kΩ），再接在灯泡两端。
【小问5详解】
如果用定值电阻R与小灯泡串联，接入图甲的电路中，调节滑动变阻器的阻值，有可能出现两者功率相等的情况。在小灯泡的I-U图像中画出定值电阻R的I-U图像，若除原点外还有其它交点说明会出现，没有其它交点说明不会出现。
13. 如图所示，氢原子的能级图。求：
（1）处于激发态的氢原子电离需吸收的最小能量E；
（2）处在能级的大量氢原子，辐射波长最短的光照射到逸出功为2.25eV的钾上，产生的光电子的最大初动能。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）处于激发态的氢原子电离需吸收的最小能量E，则有
（2）辐射波长最短的光就是电子从能级跃迁到能级，则释放的能量为
辐射波长最短的光照射到逸出功为2.25eV的钾上，产生的光电子的最大初动能为
14. 如图甲所示，两振动情况相同的波源M、N相距0.5m，波源激起的横波波长为0.4m，其振动图像如图乙所示，求：
（1）波的传播速度大小v；
（2）M、N连线间振动加强点的位置。
【答案】（1）；（2）振动加强点与M点的距离为0.45m或0.05m
【解析】（1）根据图乙可知，该波周期为2秒。则波的传播速度大小为
（2）设振动加强点与M点的距离为x。则或
解得或
15. 如图所示，竖直平面内固定一半径为R的光滑圆环，质量分别为4m、3m的A、B两小球套在圆环上，用长度为的轻杆连接。开始时，对小球A施加竖直向上的外力，使A、B均处于静止状态，且球A恰好与圆心O等高；然后撤去外力，A、B沿圆环运动。已知重力加速度为g，取光滑圆环最低处为零势面。求：
（1）外力大小F；
（2）B球重力势能的最大值；
（3）A球速度最大时，其加速度的大小a。
【答案】（1）4mg；（2）；（3）
【解析】（1）当外力F作用在A球上时，对小球B受力分析可知，小球B受重力和环给B竖直向上的弹力处于平衡状态，则杆对B、A均无作用力，A球受重力和外力处于平衡状态，则F=4mg
（2）当B球上升到最大高度时，如图所示
以圆环最低点为参考面，由系统机械能守恒有
可得
B球重力势能的最大值
（3）当轻杆运动至平衡位置时，A、B球速度最大且均为v，
对A由相似三角形关系可知
对B
可得
可得
设OA与竖直方向夹角为θ，由正弦定理
可得
即
由机械能守恒有
加速度
解得
16. 质谱仪工作原理如图所示，它由加速电场、速度选择器和偏转磁场三部分组成。速度选择器中电场强度为E，偏转磁场的磁感应强度为、方向垂直纸面向外。质量为m、电荷量为q的粒子经过加速电场加速后，垂直进入速度选择器，且刚好沿直线运动，并从进入偏转磁场做圆周运动，打在照相底片上，测得其直径为d。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。
（1）求在速度选择器中受的洛伦兹力f；
（2）求加速电场对粒子所做的功W；
（3）若有、、粒子以速度为从点射入，在速度选择器中运动可看成是速度为的匀速直线运动和速度为的匀速圆周运动的合运动，且均能从点进入偏转磁场，在照相底片上出现3个有一定宽度的感光区域，为能区分3个感光区域，则该速度选择器极板间的最大间距x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在速度选择器中刚好沿直线运动，可知粒子做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力平衡，则有
（2）粒子从进入偏转磁场做圆周运动，打在照相底片上，测得其直径为d，则有
解得
粒子在加速电场中，根据动能定理有
解得
（3）结合上述，粒子在速度选择器中有
解得
令粒子、质量分别为、则有
，
在速度选择器中运动可看成是速度为的匀速直线运动和速度为的匀速圆周运动的合运动，对圆周运分动进行分析，令、、的轨道半径分别为、、，则有
，，
解得
，，
速度为的圆周分运动位于速度为的匀速直线运动轨迹的右侧，速度为的圆周分运动位于速度为的匀速直线运动轨迹的左侧，由于粒子均能从点进入偏转磁场，表明速度为的匀速圆周运动在速度选择器中均为完整的圆周，粒子不能够到达速度选择器的极板上，则该速度选择器极板间的最大间距
解得
地球
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径R/AU
1.0
5.2
9.5
19
30