江苏省南通市海安高级中学2023届高三下学期3月阶段测试(四)物理试题

2023届高三年级阶段测试（四）物理试卷

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．核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转化为电能。我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的Pu元素是，已知的半衰期为88年，其衰变方程为。若、、X的结合能分别为、、，则下列说法正确的是（        ）

A．的平均核子质量大于的平均核子质量

A．的平均核子质量大于的平均核子质量

B．衰变放出的射线是氦核流，它的贯穿能力很强

C．该反应释放的能量为

D．100个原子核经过88年后剩余50个

2．a、b两束单色光的波长分别为和，通过相同的单缝衍射实验装置得到如图所示的图样，则这两束单色光（        ）

A．b单色光的波动性比a单色光强

B．在水中的传播速度

C．光子动量

D．a、b两束单色光射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距

3．2022年11月1日，23吨的梦天实验舱与60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。若对接前天和核心舱组合体在距地高度380km的正圆轨道运动，运行速度略小于梦天实验舱对接前的速度，则（        ）

A．对接时梦天舱和天和舱因冲击力而产生的加速度相同

B．对接前空间站内宇航员所受地球的引力为零

C．对接后空间站绕地运行速度大于第一宇宙速度

D．若不启动发动机调整轨道，对接后空间站的轨道将会是椭圆

4．风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹角为θ，风筝受到空气的作用力F垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F增大，方向始终垂直于风筝平面，夹角θ不变，再次平衡后相比于风力变化之前（        ）

A．风筝距离地面的高度变大      B．风筝所受的合力变大

C．拉线对风筝的拉力变小       D．拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小

5．如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，强磁铁不会做自由落体运动，而是非常缓慢地穿过铜管，在铜管内下落时的最大速度为，重力加速度为g。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂，但我们不需要求解，却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析，强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（        ）

A．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动

B．若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁的下落会快于自由落体运动

C．图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率要小于

D．如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度

6．把一根铁链水平拉直，沿AB方向一部分放在顺时针匀速转动的传送带上，一部分放在光滑水平桌面上，水平桌面和传送带水平段在A点相接（忽略衔接处空隙），由于传送带摩擦力的作用，铁链向右做直线运动，传送带长度大于铁链长度。X为铁链在A点右侧的长度，F为A点右侧铁链对A点左侧铁链的拉力，a为铁链的加速度，f为传送带对铁链的摩擦力，则在铁链加速进入传送带的过程中，下列图像可能正确的是（        ）

A．  B．  C．  D．

7．如图所示，一完整绝缘球体球心为，由A，B两部分组成，其中B是球心为的小球体，A均匀带正电＋Q，B均匀带有等量的负电－Q．M、N为两球心连线上两点，P、Q连线过球心且与M、N连线垂直，且M、N、P、Q四点到距离相等．取无穷远处电势为零。则（        ）

A．M、N两点电场强度相等      B．M、N两点电势相等

C．将＋q从N点移至P点电场力做负功    D．电子在M点的电势能比在N点的大

8．用电流传感器研究电容器充放电现象，电路如图所示。电容器不带电，闭合开关，待电流稳定后再闭合开关，通过传感器的电流随时间变化的图像是（        ）

A．  B．  C．  D．

9．如图，水平桌面上有一薄板，薄板上摆放着小圆柱体A、B、C，圆柱体的质量分别为、、，且。用一水平外力将薄板沿垂直BC的方向抽出，圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同，圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后，三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图（        ）

A．  B．  C．  D．

10．如图所示，粗糙斜面倾角为θ，弹簧一端与斜面顶端相连，另一端与质量为m的滑块连接，开始滑块静止在O处（图中未标出），与斜面间恰好没有摩擦力。现用沿斜面向下的力将滑块从O点缓慢拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后滑块由静止沿斜面向上运动，经O点到达B点时速度为零，，重力加速度为g，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（        ）

A．从A到O，滑块一直做加速运动

B．从O到A再到B，弹簧弹力做的功为

C．向上经过O点时，滑块的动能大于

D．滑块到达B处后可能保持静止

二、非选择题：本题共5小题，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，答案中必须写出数值和单位．

11．（15分）

某物理兴趣小组要描绘一个标有“4V、2.0W”的小灯泡L的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增大，且尽量减小实验误差。可供选用的器材除导线、开关外，还有以下器材：

A．直流电源4．5V（内阻不计）

B．直流电流表0～600mA（内阻约为5Ω）

C．直流电压表0～3V（内阻等于6kΩ）

D．滑动变阻器0～10Ω，额定电流2A

E．三个定值电阻（，，）

（1）小组同学们研究后发现，电压表的量程不能满足实验要求，为了完成测量，他将电压表进行了改装，在给定的定值电阻中选用              （选填“”“”或“”）与电压表串联，完成改装。

（2）实验要求能够实现在0～4V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理。

（3）实验测得小灯泡伏安特性曲线如图a所示，可确定小灯泡的功率P与和P与的关系，下列示意图中合理的是              （U和I分别为灯泡两端的电压和流过灯泡的电流）。

A．   B．   C．   D．

（4）若将两个完全相同规格的小灯泡L按如图b所示电路连接，电源电动势，内阻，欲使滑动变阻器R的功率是小灯泡的两倍，此时每个小灯泡消耗的电功率为              W，此时滑动变阻器接入电路的电阻              Ω（结果均保留2位小数）。

12．（8分）

用图甲所示装置测定光电效应中某金属的截止电压与入射光频率v的关系，测量结果如图乙所示，图中、均已知。用氢原子从某一激发态直接跃迁至基态时发出的光照射此金属时，测得截止电压恰好为。已知元电荷e，氢原子基态能量为，能级满足公式。求：

（1）普朗克常量h；

（2）跃迁前氢原子的量子数n。

13．（8分）

如图所示，导热性能良好的圆柱形容器一端封闭、另一端开口，若将容器开口向下竖直缓慢插入到水中某一位置，容器能够漂浮在水面上；再将容器继续缓慢下压，可在水面下某位置保持悬浮状态。已知容器容积为、高度为L、质量为M，大气压强为、水的密度为ρ、重力加速度大小为g，整个过程中环境温度不变，求：

（1）容器漂浮在水面上时水进入容器的长度；

（2）容器在水面下保持悬浮状态时水进入容器的长度和容器内外水面的高度差H。

14．（13分）

如图甲所示，有一竖直放置的平行板电容器，两平行金属板间距为l，极板长度为2l，在两极板间加上如图乙所示的交变电压时左极板带正电），以极板间的中心线为v轴建立如图里所示的坐标系，在直线上方合适的区域加一垂直纸面向里的圆形匀强磁场。时，有大量电子从入口OA同时以平行于y轴的初速度射入两极板间，经过一段时间所有电子都能从平行板上方出口平行极板射出，经过圆形磁场区域后所有电子均能打在同一点P（P在直线上）。已知电子的质量为m，电荷量为e，求：

（1）交变电压的周期T和电压的值：

（2）求所加磁场的磁感应强度的取值范围；

（3）当所加磁场的磁感应强度为（2）问中的最小值时，求P点横坐标的取值范围以及电子从出发到打至P点时，最长运动时间和最短运动时间的差值的范围。

15．（16分）

滑板是冲浪运动在陆地上的延伸，是一种极富挑战性的极限运动，下面是该运动的一种场地简化模型。如图所示右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道AB，半径为，左侧是一固定的光滑曲面轨道CD，两轨道末端C与B等高，两轨道间有质量的长木板静止在光滑水平地面上，右端紧靠圆弧轨道AB的B端，木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量的小滑块P（可视为质点）从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，经B点后滑上木板，已知重力加速度大小为，滑块与木板之间的动摩擦因数为，木板厚度，D点与地面高度差。

（1）求小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小；

（2）若木板只与C端发生了2次碰撞，滑块一直未与木板分离，木板与C端碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略。求木板最小长度和开始时木板左端离C端距离；

（3）若撤去木板，将两轨道C端和B端平滑对接后固定，小滑块P仍从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，要使滑块从D点飞出后落到地面有最大水平射程，求从D点飞出时速度方向以及最大水平射程。

2023届高三年级阶段测试（四）物理试卷

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．A 2．C 3．D 4．A 5．D 6．B 7．C 8．B 9．A 10．D

二、非选择题：本题共5小题，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，答案中必须写出数值和单位．

11．（15分）

  D 0.91～0.95 2.54～2.5812

12．（8分）

（1）由爱因斯坦光电效应方程可得

对光电子，根据动能定理可得

联立可得

结合图像可得

解得

（2）氢原子跃迁时发出光子能量为

又

联立解得

13．（8分）

（1）设容器的截面积为S，有①

设容器漂浮在水面上时，被封闭气体压强为，由平衡条件得②

对容器内封闭气体，由玻意耳定律得③

解得④

（2）容器在水面下保持悬浮状态时，由平衡条件得⑤

解得⑥

设容器在水面下保持悬浮状态时，被封闭气体压强为，则⑦

对容器内被封闭气体，由玻意耳定律得⑧

解得⑨

14．（13分）

（1）由题意，经过T时间所有电子都能从平行板上方出口平行极板射出，粒子在y方向上做匀速直线运动，有可得（、2、3…）

竖直方向上先加速后减速，有

联立求得（、2、3…）

（2）若使电子经磁场偏转后汇聚于一点，则电子运动的半径与圆形磁场的半径相等。当所加磁场为图中小圆时磁感应强最大

此时

根据可得

当所加磁场为大圆时（与直线相切）磁感应强度有最小值，此时

根据可得

则所加磁场的范围为

（3）P点横坐标的取值范围 

16．（16分）

（1）30N；（2），；（3）从D点飞出时速度方向与水平方向夹角为，