2022-2023学年江苏省镇江中学高三上学期物理期末考试模拟物理试卷

江苏省镇江中学2022-2023学年高三上学期物理期末考试模拟试卷

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.地铁使人们出行更便捷，地铁进站时刹车做匀减速直线运动直到停止，等乘客下车和上车后又重新启动做匀加速直线运动直到恢复原来的速度继续匀速前进，则从刹车到继续匀速行驶这段过程中，速度v随位移x变化的关系图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

2.如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B，在B与竖直墙之间放置一光滑小球A，整个装置处于静止状态。现用水平力F推动B缓慢向左移动一小段距离后，它们仍处于静止状态，在此过程中，下列判断正确的是（　　）

A．小球A对物体B的压力逐渐减小

B．墙面对小球A的支持力先增大后减小

C．地面对物体B的摩擦力逐渐增大

D．水平力F逐渐增大

3.“嫦娥四号”月球探测器成功在月球背面软着陆，这是人类首次成功登陆月球背面。如图所示，假设“嫦娥四号”在半径为r的圆形轨道Ⅰ上绕月球运行，周期为T.某时刻“嫦娥四号”在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在月球表面的B点贴近月球表面飞行，三点在一条直线上.已知月球的半径为R，引力常量为G，则（　　）

A. 在轨道Ⅱ上A和B两点的加速度之比为

B. 在轨道Ⅱ上A和B两点的线速度之比为

C. 从A点运动到B点的时间为

D. 月球的平均密度为

4.如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（　　）

A． B． C．k L D．2kL

5.小华利用如图所示的装置测量某单色光的波长。实验中，小华想增加从目镜中观察到的条纹数量，可（　　）

A. 将透镜向单缝靠近

B. 使用间距更大的双缝

C. 将单缝向靠近双缝的方向移动

D. 将毛玻璃向远离双缝的方向移动

6.如图，ABC是一直角三棱镜的横截面∠A=90°，AB长0.2m，AC长0.1m。一细光束沿平行于BC边的方向从AB边入射后直接射到AC边，恰好在AC边发生全反射，则棱镜的折射率为（　　）

A． 

B． 

C． 

D．

7.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列沿轴传播的超声波在时的波动图像如图甲所示，图乙为质点的振动图像，则（　　）

A．该波沿轴正方向传播

B．若遇到3m的障碍物，该波能发生明显的衍射现象

C．该波的传播速率为0.25m/s

D．经过0.5s，质点沿波的传播方向移动2m

8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接在一起，处于压缩状态，A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时，立即将物块B轻放在A右侧，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，下滑过程中A、B始终不分离，当A回到初始位置时速度为零，A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度，则（　　）

A. 当上滑到最大位移的一半时，A的加速度方向沿斜面向下

B. A上滑时、弹簧的弹力方向不发生变化

C. 下滑时，B对A的压力先减小后增大

D. 整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量

9.如图所示，足够长的木板P静止于光滑水平面上，小滑块Q位于木板P的最右端，木板P与小滑块Q之间的动摩擦因数，木板P与小滑块Q质量相等，均为m=1 kg，用大小为6 N、方向水平向右的恒力F拉动木板P加速运动1s后将其撤去，系统逐渐达到稳定状态，已知重力加速度g取10 m/s2，下列说法错误的是（    ）

A．木板P与小滑块Q所组成的系统的动量增加量等于拉力F的冲量

B．拉力F做功为6 J

C．小滑块Q的最大速度为3m/s

D．整个过程中，系统因摩擦而产生的热量为3J

10. 如图所示，质量分别为m和2m的物体A、B在光滑水平地面上，B左端有一轻弹簧且处于静止状态。现A以速度v向右运动，则A、B相互作用的整个过程中（　　）

A. A的动量最小值为

B. A的动量变化量为

C. 弹簧弹性势能的最大值为

D. B的动能最大值为

二、非选择题：共5题，共60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.在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题。

(1)甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是　　　　。 

(2)    将表中的光学元件放在图丙所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。

                            丙

将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为　　             　。(填写元件代号) 

(3)已知该装置中双缝间距d=0.50 mm，双缝到光屏的距离L=0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图丁所示，分划板的中心刻线在图中A位置时，游标卡尺如图戊所示，则其示数为　　　　mm；分划板的中心刻线在B位置时，游标卡尺如图己所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为　　   　　m。 

12.如图甲，在“雪如意”国家跳台滑雪中心举行的北京冬奥会跳台滑雪比赛是一项“勇敢者的游戏”，穿着专用滑雪板的运动员在助滑道上获得一定速度后从跳台飞出，身体前倾与滑雪板尽量平行，在空中飞行一段距离后落在倾斜的雪道上，其过程可简化为图乙。现有某运动员从跳台O处沿水平方向飞出，在雪道P处着落，测得OP间的距离L＝50m，倾斜的雪道与水平方向的夹角，不计空气阻力，重力加速度，，。求：

（1）运动员在空中飞行的时间；

（2）运动员在O处的起跳速度大小；

（3）运动员在空中离倾斜雪道的最大距离。

13. 利用云室可以知道带电粒子的性质，如图所示，云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b，a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧，相同时间内的径迹长度之比，半径之比，不计重力及粒子间的相互作用力，求：

（1）粒子a、b的质量之比；

（2）粒子a的动量大小。

14.如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为的细线和弹簧两端分别固定于O和A，质量为m的小球B固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到时，A、B间细线的拉力恰好减小到零，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反，重力加速度为g，取，，求：

（1）装置静止时，弹簧弹力的大小F；

（2）环A的质量M；

（3）上述过程中装置对A、B所做的总功W。

15.空间存在两个垂直于平面的匀强磁场，y轴为两磁场的边界，磁感应强度分别为、。甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场，速度均为v。甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q，其轨迹如图所示。甲经过Q时，乙也恰好同时经过该点。已知甲的质量为m，电荷量为q。不考虑粒子间的相互作用和重力影响。求：

(1)Q到O的距离d；

(2)甲两次经过P点的时间间隔；

(3)乙的比荷可能的最小值。

1.【答案】C

【解析】

由匀变速直线运动规律

可得

则匀减速阶段，a为负值，则x-v图像应为开口向下的二次函数图像（如图），则v-x图像应为速度减小而斜率逐渐增大的曲线；匀加速阶段，a为正值，x-v图像应为开口向上的二次函数图像，则v-x图像应为速度增大而斜率逐渐减小的曲线。

故选C。

2.【答案】A

【解析】AB．对A球受力分析，当推动B缓慢向左移动一小段距离后，FN1与竖直方向的夹角变小，整个过程动态变化如下图所示

由图可知，FN1减小，根据牛顿第三定律，则小球A对物体B的压力逐渐减小；FN2也减小，则墙面对小球A的支持力一直减小，综上所述，A正确，B错误；

C．以整体为研究对象，竖直方向受力平衡，则地面对B的支持力等于总重力，根据牛顿第三定律可得，B对地面的压力FN不变，则地面对物体B的摩擦力Ff也不变，C错误；

D．整体水平方向受力平衡，根据平衡条件有

由于静摩擦力不变，FN2逐渐减小，则F逐渐减小，D错误。

故选A。

3.【答案】C

【解析】

A．“嫦娥四号”在轨道Ⅱ上A和B两点的万有引力分别为

则加速度之比为

故A错误；

B．由开普勒第二定律，有

整理，可得

故B错误；

C．椭圆轨道的半长轴为

设在椭圆轨道上运行周期为，由开普勒第三定律有

从A点运动到B点的时间为

解得

故C正确；

D．月球的平均密度为

“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上绕月球做匀速圆周运动，有

月球的体积可以表示为

联立，可得

故D错误。

故选C。

4.【答案】B

【解析】

根据胡克定律知，每根橡皮条的弹力

设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ，根据几何关系知

根据平行四边形定则知，弹丸被发射过程中所受的最大弹力

故选B。

5.【答案】B

【解析】

【详解】增加从目镜中观察到条纹数量，则需要减小条纹的宽度，根据相邻亮条纹间的距离为

可得，增大双缝间距离或者减小毛玻璃与双缝的距离，均可达到目的。所以将透镜向单缝靠近或者将单缝向靠近双缝的方向移动都不可以。故ACD错误；B正确。

故选B。

6.【答案】C

【解析】光路图如图所示：

由几何关系可知，根据折射定律有，，又因为α+β=90°

联立解得，故C正确，ABD错误。故选C。

7.【答案】B

【解析】

A．由图乙知t=0时，质点P经平衡位置沿y轴负方向运动，根据图甲结合“逆向波形法”可判断知该列波沿x轴负方向传播，故A错误；

B．由图甲知，该列波波长为，而3m的障碍物尺寸比波长小，故该波能发生明显的衍射现象，故B正确；

C．由图乙知，该波周期为，则波的传播速率为

故C错误；

D．质点P只在平衡位置附近振动，不会随波迁移，故D错误。

故选B。

8.【答案】B

【解析】

B．由于A、B在下滑过程中不分离，设在最高点的弹力为F，方向沿斜面向下为正方向，斜面倾角为θ，AB之间的弹力为FAB，摩擦因素为μ，刚下滑时根据牛顿第二定律对AB有

对B有

联立可得

由于A对B的弹力FAB方向沿斜面向上，故可知在最高点F的方向沿斜面向上；由于在最开始弹簧弹力也是沿斜面向上的，弹簧一直处于压缩状态，所以A上滑时、弹簧的弹力方向一直沿斜面向上，不发生变化，故B正确；

A．设弹簧原长在O点，A刚开始运动时距离O点为x1，A运动到最高点时距离O点为x2；下滑过程AB不分离，则弹簧一直处于压缩状态，上滑过程根据能量守恒定律可得

化简得

当位移为最大位移的一半时有

带入k值可知F合=0，即此时加速度为0，故A错误；

C．根据B的分析可知

再结合B选项的结论可知下滑过程中F向上且逐渐变大，则下滑过程FAB逐渐变大，根据牛顿第三定律可知B对A的压力逐渐变大，故C错误；

D．整个过程中弹力做的功为0，A重力做的功为0，当A回到初始位置时速度为零，根据功能关系可知整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功等于B的重力势能减小量，故D错误。

故选B。

9.【答案】B

【解析】对系统由动量定理可得，木板P与小滑块Q组成的系统的动量增量一定等于拉力F的冲量，选项A正确；若木板P与小滑块Q相对静止一起加速运动，则拉力F不能超过，拉力F为6N，大于4N，故二者发生相对滑动，对木板P由牛顿第二定律：F -μ m g=ma，解得a=4m/s2，1s内木板P的位移x=at2=2m，拉力F做功W=F x=12J，选项B错误；二者共速时，小滑块Q的速度最大，据Ft=2mv共，解得v共=3m/s；选项C正确；整个过程中，对系统由能量守恒可知，解得Q=3J，选项D正确。

10.【答案】D

【解析】

AB．当弹簧被压缩最短时，A、B速度相等，设为v′，以向右为正方向，由动量守恒定律得

m v=（m+2m）v′

解得

设弹簧恢复原长时A、B的速度大小分别为v A、v B，以向右为正方向，由动量守恒定律得

m v=m v A+2mvB

由机械能守恒定律得

解得

负号表示速度方向向左，从A撞上弹簧到AB分离过程，A先向右做减速运动直到速度减为零，然后向左做加速运动，整个过程B一直做加速运动， 由此可知，A的最小速度为零，A的动量最小值为0，则A、B相互作用的整个过程中，以向右为正方向，A的动量变化量为

负号表示动量方向向左，故AB错误；

C．当弹簧被压缩最短时，A、B速度相等，设为v′，以向右为正方向，由动量守恒定律得

m v=（m+2m）v′

解得

此时弹簧的弹性势能最大，系统的动能最小，根据系统的机械能守恒得

故C错误；

D．由上分析可知，当A、B分离时，B的速度有最大值，且为

此时的动能为

故D正确

故选D。

11.【答案】　(1)甲　(2)CEDBA　(3)111.20　6.4×10-7

【解析】

　(1)双缝干涉条纹的特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹的特点是中间宽两边窄、中间亮两边暗，且不等间距。根据以上特点知甲图是干涉条纹。

(2)为获取单色线光源，白光光源后面要有滤光片、单缝、双缝，所以各光学元件的排列顺序应为CEDBA。

(3)游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数，故x A=111 mm+0.05 mm×4=111.20 mm，x B=115 mm+0.05 mm×13=115.65 mm；

相邻两个亮条纹的间距Δ x== m≈0.64 mm

根据公式Δ x=λ，有λ== m=6.4×10-7 m

12.【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

（1）运动员飞离O点后做平抛运动，竖直方向上满足

解得

（2）运动员飞离O点后做平抛运动，水平方向上满足

解得

（3）在垂直于斜面向上的方向上，物体做初速度不为零的匀减速运动，初速度为

加速度为

则当垂直于斜面的速度为零时，运动员在空中离倾斜雪道的距离最大，最大距离为

13.【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）分裂后带电粒子在磁场中偏转做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有

解得

由题干知半径之比，故

因为相同时间内的径迹长度之比，则分裂后粒子在磁场中的速度为

联立解得

（2）中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b，分裂过程中，没有外力作用，动量守恒，根据动量守恒定律

因为分裂后动量关系为，联立解得

14.【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设、的张力分别为、，A受力平衡

B受力平衡

解得

（2）设装置转动的角速度为，对A

对B

解得

（3）B上升的高度，A、B的动能分别为

；

根据能量守恒定律可知

解得

15.【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由 得，

，

Q、O的距离为：

(2)由(1)可知，完成一周期运动上升的距离为d，粒子再次经过P，经过N个周期，

所以，再次经过P点的时间为

由匀速圆周运动的规律得

，

绕一周的时间为

所以，再次经过P点的时间为

两次经过P点的时间间隔为

(3)由洛伦兹力提供向心力，由 得，

，

完成一周期运动上升的距离

若乙粒子从第一象限进入第二象限的过程中与甲粒子在Q点相遇，则

，

结合以上式子，n无解。

若乙粒子从第二象限进入第一象限的过程中与甲离子在Q点相遇，则

，

计算可得

（n=1，2，3……）

由于甲乙粒子比荷不同，则n=2时，乙的比荷最小，为