江苏省苏锡常镇四市2023_2024学年高三下学期5月三模补偿训练物理试卷(解析版)

这是一份江苏省苏锡常镇四市2023_2024学年高三下学期5月三模补偿训练物理试卷(解析版)，共18页。

1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效.全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分.
2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。
3．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A. 图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
B. 图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C. 图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D. 图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
【答案】B
【解析】A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，爱因斯坦成功的解释了光电效应现象，A错误
B.波尔提出自己的原子模型，他指出氢原子能级是分立的，解释了原子发射光子的频率是不连续的，B正确
C.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了自己的原子核式结构模型，C错误
D.衍射是波的典型特征，根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，D错误
2. 如图，带正电的点电荷+Q旁有一接地的大金属板，A为金属板左侧外表面的一点，B为金属板内部的一点，A、B两点到点电荷的距离相等，图中的E1方向垂直于金属板向左，下列判断正确的是（ ）
A. A点的合场强可能沿E2方向
B. 感应电荷在A、B两点的场强相同
C. 感应电荷在A点的场强可能沿E1方向
D. 感应电荷在B点的场强方向沿E3方向
【答案】D
【解析】A． A点十分靠近金属板，可认为是在金属板表面上，因为带正电的点电荷+Q，那么A点合场强方向应垂直金属板与E1方向相反，不可能沿E2方向，A错误；
D．金属内部场强为0，点电荷在B点场强方向与E3方向相反，感应电荷的场强与E3大小相等，方向相同，D正确；
BC．A、B两点到点电荷的距离相等，根据
点电荷在A、B两点的场强大小相同，A点十分靠近金属板，可认为是在金属板表面上，那么A点合场强方向应垂直金属板与E1方向相反，因为带正电的点电荷+Q引起的分场强指向背离正电荷，即沿E2方向，感应电荷在A点的场强可不能沿E1方向，感应电荷在B点的场强方向为E3，如果感应电荷在A点的场强方向为E3，则合场强不可能与E1相反，BC错误。
故选D。
3. 如图所示，A、B两颗质量相同卫星均绕地球做匀速圆周运动，若p表示卫星的动量大小，E表示卫星的机械能，a表示卫星的向心加速度大小，T表示周期，则下列关系正确的是（ ）
A. pA> pBB. EA【答案】C
【解析】A．根据万有引力提供向心力，则有
解得，A的轨道半径较大，则vA可知两者动量的大小关系pAB．卫星由低轨道向高轨道运动需要增加机械能，故在A轨道的机械能大于B轨道的机械能，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力，则有
解得，A的轨道半径较大，则aAD．根据万有引力提供向心力，则有
解得，A的轨道半径较大，则TA>TB，故D错误。故选C。
4. 如图是某同学观察肥皂膜干涉现象的实验装置，将有肥皂膜的铁丝圈竖直挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。在肥皂膜向光的一面上出现火焰的像，像上有明暗相间的条纹，关于这个现象，下列说法正确的是（ ）
A. 条纹形状是相互平行的竖直线
B. 干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的
C. 紫光的干涉条纹数比黄光的干涉条纹数要少一些
D. 肥皂膜干涉的原理可以应用到精密光学平面平滑度的检测
【答案】D
【解析】AB．膜前后表面的两列反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，由于同一水平面上厚度相同，则条纹是水平平行的，故AB错误；
C．紫光的波长比黄光短，所以紫光的条纹密，条纹数多，故C错误；
D．肥皂膜干涉的原理可以应用到精密光学平面平滑度的检测，即利用空气膜的干涉原理，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，是博物馆珍珍藏的古代青铜“鱼洗”的复制品，注入适量水后，有节奏地摩擦鱼洗双耳，会发出嗡嗡声，盆内水花四溅。传说，众多“鱼洗”声能汇集成千军万马之势，曾作退数十里外的敌军。“鱼洗”反映了我国古代高超的科学制器技术下列分析正确的是（ ）
A. 水波能传播振动，水波上的各点可以随波迁移
B. “鱼洗”声在空气中传播的过程中频率会逐渐减小
C. 手掌摩擦得越快则溅起的水花越高
D. 当用手以一定频率摩擦“鱼洗”的盆耳时发出的嗡嗡声特别响，这是共振现象的一个体现
【答案】D
【解析】A．机械波传播的是振动形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波向外迁移，故A错误；
B．机械波的频率是由波源的频率决定的，“鱼洗”声在空气中传播过程中频率不发生变化，故B错误；
C．当摩擦力引起的振动频率和鱼洗的固有频率相等或者相近时，鱼洗产生共振，振动幅度越大，盆内的水花就越高，所以并不是手掌摩擦得越快溅起的水花越高，故C错误；
D．当用手摩擦达到“鱼洗”的固有频率时，发出的嗡嗡声特别响，这是共振现象的一个体现，故D正确。故选D。
6. 如图所示，一用锁钉锁定的导热活塞将导热汽缸分成体积相等的左右两室，开始时气体压强之比为5：3；拔出锁钉后，活塞移动并最终保持稳定状态。外界温度恒定。则下列说法正确的是（ ）
A. 右室气体吸热B. 左室气体吸热
C. 右室气体对左室气体做正功D. 左室气体分子平均速率变大
【答案】B
【解析】
【分析】A．因为右室的压强小，拔出锁钉后，活塞向右移动，右室气体体积减小，外界对气体做功，而气体的温度不变，气体的内能不变，根据热力学第一定律，右室气体放出热量，A错误；
B．因为左室的压强大，拔出锁钉后，活塞向右移动，左室气体体积增大，气体对外做功，而气体的温度不变，气体的内能不变，根据热力学第一定律，左室气体吸收热量，B正确；
C．左室气体体积增大，右室气体体积减小，所以左室气体对右室气体做正功，C错误；
D．左室气体温度不变，分子的平均动能不变，分子平均速率不变，D错误。
故选B。
7. 在火星上，太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为辅助电源为火星车供电。中的元素是，具有天然放射性，半衰期为87.7年。发生衰变的核反应方程为，则下列说法正确的是（ ）
A. 原子核的中子数为141
B. 原子核发生衰变后产生的新核的比结合能比的核的比结合能大
C. 10个原子核经过87.7年后一定还会剩余5个
D. 的半衰期跟核内部自身因素有关，也跟原子所处的化学状态和外部条件有关
【答案】B
【解析】A．根据 与电荷数守恒有238-4=234，94-2=92
原子核的中子数为234-92=142
A错误；
B．衰变过程释放出能量，表明原子核产生的新核比原子核更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知原子核发生衰变后产生的新核的比结合能比的核的比结合能大，B正确；
C．半衰期的规律是一个统计规律，只针对大量的原子核才成立，对少数、个别原子核不成立，因此10个原子核经过87.7年后不确定还会剩余多少个，C错误；
D．的半衰期跟核内部自身因素有关，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，D错误。
故选B。
8. 两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面被阴影部分挡住了。下列说法正确的是（ ）
A. 该液体对玻璃是浸润的
B. 管中阴影部分液面一定是向上凸起的
C. 减小管的直径，管中液面会上升
D. 液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强
【答案】B
【解析】A．根据图像可知，液体与玻璃的附着层沿固体表面收缩，则该液体对玻璃是不浸润的，故A错误；
B．不浸润时管内液面是凸起的，故B正确；
C．不浸润液体中，减小管的直径，管中液面会进一步下降，故C错误；
D．在不浸润现象中，液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用弱，故D错误。
故选B。
9. 据媒体报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电。若用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是（ ）
A. 该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大
B. 该电容器给手机电池充电时，电容器存储电能变少
C. 该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变
D. 充电结束后，电容器的电容为零
【答案】B
【解析】AD．电容是描述电容器的容纳电荷的本领大小的物理量，与电容器的电压及电量无关，故AD错误；
BC．当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，C错误，B正确。故选B。
10. 无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电
B. 当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压
C. 当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大
D. 若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势为
【答案】C
【解析】A．当送电线圈N接入恒定电流，则产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A错误；
B．当线圈N接入恒定电流时，受电线圈M中的磁通量不变，故M两端不能产生感应电动势，线圈M两端无电压，故B错误；
C．穿过线圈M的磁感应强度增加，根据法拉第电磁感应定律，如果磁感应强度增加的越来越快，则产生增大的感应电动势，线圈M两端产生的电压就可能变大，故C正确；
D．根据法拉第电磁感应定律，有
故D错误；故选C。
11. 如图所示，生产车间有两个完全相同的水平传送带甲和乙，它们相互垂直且等高，正常工作时都匀速运动，速度大小分别为、，将工件（视为质点）轻放到传带甲上，工件离开传送带甲前已经与传送带甲的速度相同，并平稳地传送到传送带乙上，且不会从传送带乙的右侧掉落。两传送带正常工作时，对其中一个工件A在传送带乙上留下的痕迹，下图中可能正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】正常工作时都匀速运动，速度大小分别为、，所以，物块滑上乙时，水平方向相对传送带乙的速度水平向右，沿传送带乙方向相对传送带乙的速度与乙的运动方向相反，所以相对传送带乙的速度为这两个分速度合速度，方向向右下方，因为两个速度均为匀速，则合速度方向的反方向为滑动摩擦力方向，力与速度方向相反，做直线运动，轨迹沿速度方向，故D正确ABC错误。故选D。
二、非选择题：共5小题，计56分．其中第13题~第16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。
12. 某物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验装置.在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，其右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面。当地重力加速度大小为g。采用的实验步骤如下：
A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；
B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量、；
C．a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧（与a、b不连接），静止放置在平台上；
D．细线烧断后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动；
E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t；
F．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离s；
G．改变弹簧压缩量，进行多次测量。
（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为______。
（2）针对该实验装置和实验结果，同学们做了充分的讨论.讨论结果如下：
①该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证a、b弹开后的动量大小相等，即______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；
②若该实验的目的是求弹簧的最大弹性势能，则弹簧的弹性势能为______（用上述实验所涉及物理量的字母表示）；
（3）是小滑块a停下后到光电门的距离，改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到与的关系图像如图丙所示，图线的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为______（用上述实验数据字母表示）。
【答案】（1）3.80 （2） （3）
【解析】（1）[1]20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为
（2）①[2]应该验证
而a球通过光电门可得
而b球离开平台后做平抛运动，则有
，
可得
因此验证动量守恒的表达式为
②[3]根据能量守恒可知，弹簧的弹性势能为
联立可得
（3）[4]根据动能定理可得
而
联立整理得
可知图像的斜率为
可得动摩擦因数为
13. 科学家设计的“光环”如图所示，“光环”由光纤弯曲而成，圆心为O，半径分别为R和2R。AB部分是超薄板，其上有一发光点C，从C位置能向右发射出水平光线，发现该光线在“光环”中的路径恰好构成一个正方形，且没有光线从“光环”射出。光在真空中的速度用c表示。求：
（1）光在“光环”折射率的最小值；
（2）光线在“光环”中运行的最短时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）因为没有光线从“光环”射出，说明发生的都是全反射，如图所示
由几何关系可知为，则全反射的临界角满足
可得
则光在“光环”的折射率的最小值为。
（2）光线在“光环”中传播的时间为
可知光线在“光环”中运行最短时间为。
14. 海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做切割磁感线运动从而发电，实现海浪动能向电能的转化。某科技小组设计了一发电模型，其原理图如图甲所示，N匝正方形闭合线圈处在垂直干线圈平面的组合磁场中，组合磁场是由两方向相反的匀强磁场组成的，磁感应强度大小均为B，线圈和磁场的宽度均为L，设线圈的总电阻为R，总质量为m，线圈在海浪的带动下上下运动切割磁感线且线圈在运动过程中不会超出磁场范围，其运动的速度时间图像如图乙所示。线圈处于平衡位置时，线圈的中线恰好与组合磁场中的中线重叠。求：
（1）运动过程中，该线圈所受安培力的最大值；
（2）在理想条件下，该线圈的发电功率。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）当线圈达到最大速度时，线圈中感应电流最大，最大感应电动势
最大感应电流
解得回路中最大感应电流
运动过程中的线圈所受安培力的最大值
代入
解得
（2）由于线圈切割磁感线的时候，速度随时间呈正弦规律变化，感应电动势和感应电流也随时间呈正弦规律变化。因而其电流有效值
该线圈的发电功率
解得
15. 如图所示，光滑水平地面上固定一个高h的光滑墩子，光滑顶面上有一个侧面光滑可视为质点的物体B，质量为M，与墩子无摩擦。一个小球A以水平初速度从高H=1.5h处水平抛出，恰好与B的左侧面发生弹性碰撞（不会与墩子碰撞），B物体恰好落在距墩子水平距离x=h处的小车C左端，小车的高度忽略不计，而A球落在墩子的左边，重力加速度为g。
（1）球抛出点到B的水平距离多大？
（2）A球的落地点距墩子的水平距离多大？
（3）假设小车的质量也为M，物体B底面与小车上表面的动摩擦因数为，不考虑其他阻力，物体落在小车上发生竖直速度大小不变的反弹，且作用时间极短，求物体B再次落在车上（或地面）时，两次落点相对小车的水平距离多大？
【答案】（1）h；（2）；（3）0
【解析】（1）根据
解得
所以水平距离
（2）设小球的质量为m，被碰后B的速度为，根据
解得
A与B相碰，水平方向动量守恒
由弹性碰撞的特点可得
解得
A球与B碰撞，竖直速度不会改变，因此落地时间也不会改变，从抛出到落地的时间为
碰后落地时间为
所以落地点与墩子的水平距离为
（3）接近小车的竖直速度
因为时间极短，那么有
水平方向，对B物体
对小车
解得
很明显与实际不符，应该水平共速
因此两次的水平落点在同一点（相对小车），水平距离为零。
16. 电视机的显像管中，电子束的偏转是用电偏和磁偏转技术实现的．如图甲所示，电子枪发射出的电子经小孔S1进入竖直放置的平行金属板M、N间，两板间所加电压为U0；经电场加速后，电子由小孔S2沿水平放置金属板P和Q的中心线射入，两板间距离和长度均为；距金属板P和Q右边缘处有一竖直放置的荧光屏；取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴．已知电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．不计电子重力和电子之间的相互作用．
(1)求电子到达小孔S2时的速度大小v；
(2)若金属板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子恰好经过P板的右边缘飞出，求磁场的磁感应强度大小B；
(3)若金属板P和Q间只存在电场，P、Q两板间电压u随时间t的变化关系如图乙所示，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为N．电子打在荧光屏上形成一条亮线；每个电子在板P和Q间运动的时间极短，可以认为两板间的电压恒定；忽略电场变化产生的磁场．试求在一个周期（即2t0时间）内打到荧光屏单位长度亮线上的电子个数n．
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）根据动能定理
eU0=mv2 ①
解得
②
（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为 R，在磁场中运动轨迹如图，由几何关系
R2=（R-L）2+L2 ③
根据牛顿第二定律
④
解得
⑤
（3）设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t，PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘，垂直电场方向
L=vt⑥
平行电场方向
⑦
此过程中电子的加速度大小
⑧
解得
u=2U0
即当两板间电压为2U0时打在极板上 ⑨
电子出偏转电场时，在x方向的速度
vx=at ⑩
电子在偏转电场外做匀速直线运动，设经时间t1到达荧光屏．则水平方向
L=vt1
竖直方向
x2=vxt1
电子打在荧光屏上的位置坐标
亮线长度
X=3L
一个周期内打在荧光屏上的电子数
2t0时间内，打到单位长度亮线上的电子个数n
考点：带电粒子在电场及磁场中的运动
【名师点睛】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，要注意在电场中应用运动的合成与分解；在磁场中注意洛仑兹力充当向心力的规律的应用．