江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)高三下學(xué)期5月模擬考試物理試題

江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)2024屆高三下學(xué)期5月模擬物理試題一、單項(xiàng)選擇題：共11小題，每小題4分，計(jì)44分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意．1.下列四組物理量均為矢量的是（）A.動(dòng)量、沖量 B.質(zhì)量、電量 C.溫度、速度 D.電流、電容【答案】A【解析】【詳解】A．動(dòng)量和沖量既有大小，也有方向，二者都是矢量，故A正確；B．質(zhì)量和電量都只有大小，沒有方向，都是標(biāo)量，故B錯(cuò)誤；C．速度是矢量，溫度是標(biāo)量，故C錯(cuò)誤；D．電流和電容都是標(biāo)量，故D錯(cuò)誤。故選A。2.2023年10月30日，中國隊(duì)在男子短道速滑5000米接力賽中，以7分04秒412的成績奪冠。下列說法正確的是（）A.題中“7分04秒412”表示時(shí)刻B.題中“5000米”表示位移大小C.運(yùn)動(dòng)員在接力過程中，慣性不變D.研究隊(duì)員沖線細(xì)節(jié)時(shí)，可以將其看成質(zhì)點(diǎn)【答案】C【解析】【詳解】A．題中“7分04秒412”表示時(shí)間，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．題中“5000米”表示路程，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．運(yùn)動(dòng)員在接力過程中，質(zhì)量不變，則慣性不變，選項(xiàng)C正確；D．研究隊(duì)員沖線細(xì)節(jié)時(shí)，隊(duì)員大小形狀不可忽略，不可以將其看成質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。3.操場(chǎng)上兩同學(xué)練習(xí)排球，在空中同一水平直線上A、B兩點(diǎn)處分別把1、2相同的兩球同時(shí)擊出，A做平拋運(yùn)動(dòng)，B做斜拋運(yùn)動(dòng)，兩球的運(yùn)動(dòng)軌跡在同一豎直平面內(nèi)，如圖，軌跡交于P點(diǎn)，P是AB連線中垂線上一點(diǎn)，球1的初速度為v1，球2的初速度為v2，不考慮排球的旋轉(zhuǎn)，不計(jì)空氣阻力，兩球從拋出到P點(diǎn)的過程中（）A.單位時(shí)間內(nèi)，1球速度的變化大于2球速度的變化B.兩球在P點(diǎn)相遇C.2球在最高點(diǎn)的速度小于v1D.1球動(dòng)量的變化大于2球動(dòng)量的變化【答案】C【解析】【詳解】A．由于兩球的加速度均為重力加速度，所以單位時(shí)間內(nèi)，1球速度的變化等于2球速度的變化，故A錯(cuò)誤；BC．若兩球在P點(diǎn)相遇，下落的高度相同，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，對(duì)1球，有對(duì)2球，有由此可知所以1球先經(jīng)過P點(diǎn)，兩球不會(huì)在P點(diǎn)相遇，2球在最高點(diǎn)的速度小于v1，故B錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)動(dòng)量定理可得由于，所以1球動(dòng)量的變化小于2球動(dòng)量的變化，故D錯(cuò)誤。故選C。4.已知一個(gè)星球x的密度與地球的密度相同，星球x與地球的半徑之比為，假設(shè)衛(wèi)星A與衛(wèi)星B分別繞地球和星球x做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且兩衛(wèi)星的軌道半徑相同，如圖所示。則下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的加速度大小之比為B.衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的線速度大小之比為C.衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的環(huán)繞周期之比為D.地球與星球x的第一宇宙速度之比為【答案】C【解析】【詳解】A．星球的質(zhì)量為衛(wèi)星環(huán)繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，有聯(lián)立得則衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的加速度大小之比為，故A錯(cuò)誤；B．由得則衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的線速度大小之比為，故B錯(cuò)誤；C．由萬有引力公式可知可知衛(wèi)星A與衛(wèi)星B的環(huán)繞周期之比為，故C正確；D．已知可得當(dāng)時(shí)環(huán)繞速度最大，該速度為第一宇宙速度，此時(shí)地球與星球x的第一宇宙速度之比為，故D錯(cuò)誤。故選C。5.一列簡諧橫波在時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在處，下列說法正確的是（）A.該波的周期為B.該波的波速為C.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為D.任意時(shí)刻、兩質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移相同【答案】C【解析】【詳解】A．從圖乙中可看出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為4s，該波的周期也為4s，A錯(cuò)誤；B．從甲圖可看出波長為4m，根據(jù)波長、波速與周期的關(guān)系，可求出波速為B錯(cuò)誤；C．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為C正確；D．、兩質(zhì)點(diǎn)相差半個(gè)波長，振動(dòng)情況總是相反，所以任意時(shí)刻、兩質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移總是相反，D錯(cuò)誤。故選C。6.大量處在激發(fā)態(tài)n的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)能向外輻射三種波長不同的光子，三種光子的波長分別為、、，且有，波長為的光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。則下列說法正確的是（）A.B.波長為的光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C.D.三種光復(fù)合而成的細(xì)光束由玻璃射入空氣，入射角由0°逐漸增大時(shí)，波長為的光先發(fā)生全反射【答案】B【解析】【詳解】A．大量氫原子躍遷時(shí)向外輻射的光子種類為解得A錯(cuò)誤；B．由公式可知又則有光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，的光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，的光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，B正確：C．由躍遷規(guī)律可知，光子的能量一定等于光子、的能量之和，則有則C錯(cuò)誤；D．由以上分析可知，三種光的折射率關(guān)系為由臨界角公式可知三種光的臨界角關(guān)系為所以最先發(fā)生全反射的是波長為的光，D錯(cuò)誤。故選B。7.關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.圖甲：光導(dǎo)纖維中，不管光的入射角多大，一定能發(fā)生全反射B.圖甲：若光源是白光，則射出光導(dǎo)纖維的光一定是彩色的C.圖乙：看到彩色條紋，是因?yàn)楣獍l(fā)生了衍射現(xiàn)象D.圖乙：看到彩色條紋，是因?yàn)楣獍l(fā)生了干涉現(xiàn)象【答案】D【解析】【詳解】AB．圖甲：光導(dǎo)纖維中，只有光的入射角大于等于發(fā)生全反射的臨界角，才能發(fā)生全反射；若光源是白光，如果所有顏色光在光導(dǎo)纖維均能發(fā)生全反射，則所有顏色光的傳播路徑完全相同，從光導(dǎo)纖維中射出的光仍然是白光，故AB錯(cuò)誤；CD．圖乙：看到彩色條紋，是因?yàn)楣獍l(fā)生了干涉現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D8.“拔火罐”是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的一種治療手段。操作時(shí)，醫(yī)生用點(diǎn)燃的酒精棉球加熱一個(gè)小罐內(nèi)的空氣，隨后迅速把小罐倒扣在需要治療的部位，冷卻后小罐便緊貼在皮膚上，如圖所示。小罐倒扣在身體上后，在罐中氣體逐漸冷卻的過程中，罐中氣體質(zhì)量和體積均可視為不變，若罐中氣體可視為理想氣體。設(shè)加熱后小罐內(nèi)的空氣溫度為80℃，當(dāng)時(shí)的室溫為20℃。下列說法正確的是（）A.冷卻后每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度均減少B.冷卻過程中氣體對(duì)外做功C.冷卻后罐內(nèi)的壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)D.冷卻后罐內(nèi)外壓強(qiáng)差約為大氣壓強(qiáng)的75%【答案】C【解析】【詳解】A．冷卻后分子平均速率減小，但不是每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度均減少，A錯(cuò)誤；B．冷卻過程中氣體體積不變，氣體不對(duì)外做功，B錯(cuò)誤；C．冷卻過程中氣體體積不變溫度降低，由查理定律可知冷卻后罐內(nèi)的壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，C正確；D．由查理定律得可知冷卻后罐內(nèi)外壓強(qiáng)差約為大氣壓強(qiáng)的17%，D錯(cuò)誤；故選C。9.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出多種不同頻率的光。已知鎢的逸出功為4.54eV，下列說法正確的是（）A.這群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種不同頻率的光B.用氫原子從n=3能級(jí)直接躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射鎢板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)C.這群氫原子從n=3能級(jí)直接躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光和從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光分別通過同一雙縫干涉裝置，后者干涉條紋間距較大【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)=3可知，這群氫原子可輻射出3種不同頻率的光，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．氫原子從n=3能級(jí)直接向n=1能級(jí)躍遷發(fā)出的光子的能量大于鎢的逸出功，因此可以發(fā)生光電效應(yīng)，B項(xiàng)正確；C．光的波長越長，頻率越小，光子能量也越小，也越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，由于從n=3能級(jí)直接躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子能量最大，頻率最高，波長最短，故最不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光的波長大于從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光的波長，由可知，前者干涉條紋間距較大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。10.如圖，某同學(xué)單手拍籃球：球從地面彈起到某一高度，手掌觸球先一起向上減速，再一起向下加速，運(yùn)動(dòng)到手掌剛觸球的位置時(shí)，手掌與球分離，從觸球到分離記為一次拍球，以豎直向下為正方向，下列圖像能大致反映一次拍球過程，籃球速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】以豎直向下為正方向，則手掌觸球先一起向上減速時(shí)，速度方向向上，速度為負(fù)值，加速度方向向下，當(dāng)手掌觸球一起向下加速時(shí)，速度方向向下，速度為正值，加速度方向向下，又由于圖像中，圖像與時(shí)間軸所圍幾何圖形的面積表示位移大小，根據(jù)題意籃球向上運(yùn)動(dòng)的位移與向下運(yùn)動(dòng)的位移大小相等，即前后兩過程圖像與時(shí)間軸所圍三角形的面積相等，可知，只有第二個(gè)選擇項(xiàng)滿足要求。故選B。11.x軸上有兩個(gè)不等量點(diǎn)電荷，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)隨位置坐標(biāo)變化圖像如圖所示，圖線與φ軸正交，交點(diǎn)處的縱坐標(biāo)為，a、b為x軸上關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱的兩個(gè)點(diǎn)。正電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，下列說法正確的是（）A.帶異種電荷B.兩電荷電量之比C.將一正電子從a點(diǎn)由靜止釋放，若經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)速度為，則a點(diǎn)電勢(shì)D.將一正電子從b點(diǎn)由靜止釋放，則電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功，正電子經(jīng)過O點(diǎn)后可以到達(dá)a點(diǎn)【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知x軸上的和之間的電勢(shì)都大于零，故兩個(gè)點(diǎn)電荷一定都是正電荷，故A錯(cuò)誤；B．在x=0處圖像切線的斜率為零，則該點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，有解得故B錯(cuò)誤；C．從a點(diǎn)靜止釋放到O點(diǎn)，動(dòng)能定理可得得故C正確；D．將一正電子從b點(diǎn)由靜止釋放初始動(dòng)能為零，由于a點(diǎn)電勢(shì)大于b點(diǎn)，正電子在a點(diǎn)電勢(shì)能大于b點(diǎn)，根據(jù)能量守恒可知，不可能到達(dá)a點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。二、非選擇題：共5小題，計(jì)56分．其中第13題~第16題解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.12.要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)小組選用合適的同一組器材先后組成了如圖甲、乙所示兩種電路。（1）先用圖甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)前，先將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最______（填“左”或“右”）端，閉后開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得多組電壓表和電流表的示數(shù)U、I，某次測(cè)量時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖丙所示，則測(cè)得的電壓值為______V，將測(cè)得的多組U、I作圖像，得到圖像與縱軸的截距為，圖像的斜率為。（2）再用圖乙所示電路重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組電壓表和電流表的示數(shù)U、I。同樣作圖像，得到圖像與縱軸的截距為，圖像的斜率為。要盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，根據(jù)兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)值得到電源的電動(dòng)勢(shì)______，電源的內(nèi)阻______。（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)______（填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的內(nèi)阻______（填“大于”“小于”或“等于”）真實(shí)值【答案】（1）①.右②.1.09##1.10##1.11##1.12（2）①.②.（3）①.等于②.等于【解析】【小問1詳解】[1]閉合開關(guān)前，先將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，故填右；[2]如圖丙所示電壓表的示數(shù)為1.10V，故填1.10；【小問2詳解】[1][2]由圖乙電路中由于電壓表分流，如圖所示得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均小于真實(shí)值，有圖甲電路作圖像，如圖所示得的電動(dòng)勢(shì)等于真實(shí)值、由于圖甲中測(cè)得的電源內(nèi)阻值是電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻的總和，因此測(cè)得的內(nèi)阻大于真實(shí)值，有從減小誤差的角度，由結(jié)合兩次實(shí)驗(yàn)的數(shù)值得到電源的電動(dòng)勢(shì)由圖像關(guān)系可得內(nèi)阻真實(shí)值聯(lián)立解得電源的內(nèi)阻故填，；【小問3詳解】[1][2]由（2）分析可知，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)等于真實(shí)值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得真實(shí)的短路電流可求得內(nèi)阻等于真實(shí)值，故填等于，等于。13.如圖所示，為等腰直角三棱鏡的截面圖，，P為AB邊上一點(diǎn)，Q是BC邊的中點(diǎn)。一束單色光自P點(diǎn)垂直BC邊射入棱鏡，逆時(shí)針調(diào)整入射角度，當(dāng)入射光線垂直于AB邊時(shí)，BC邊恰好無光線射出。已知光在真空中的傳播速度為c，只考慮光線在棱鏡中的第一次反射，求：（1）棱鏡對(duì)該單色光的折射率；（2）若該單色光自P點(diǎn)平行于BC邊射入，折射光線經(jīng)Q點(diǎn)反射后從AC邊射出，求單色光在棱鏡中傳播的時(shí)間t?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）光線垂直于AB邊射入棱鏡后光路圖如圖所示設(shè)光線在棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為，由幾何關(guān)系可得又解得（2）光線自P點(diǎn)平行于BC邊射入棱鏡，光線恰好經(jīng)過Q點(diǎn)的光路圖如圖所示由折射定律得可得折射角為則有在中，由正弦定理可得解得由對(duì)稱性可知，光線在棱鏡中通過的路程為光線在棱鏡中的傳播速度為光線在棱鏡中傳播的時(shí)間14.位于水面上O點(diǎn)的波源上下振動(dòng)，形成在水面上傳播的簡諧波，波面為圓。波源從平衡位置向上起振，時(shí)刻，第一象限內(nèi)第一次出現(xiàn)如圖甲所示的波面分布，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示相鄰的波谷，A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，z軸正方向垂直水面向上。求：（1）該波在水面上傳播速度的大??；（2）時(shí)，B處質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于平衡位置位移?！敬鸢浮浚?）2m/s；（2）5cm【解析】【詳解】（1）由圖可看出，該波的波長為m周期為s則波速為m/s（2）由題意可知，時(shí)刻，m的質(zhì)點(diǎn)起振，且起振方向向上，波傳至B點(diǎn)需要的時(shí)間為s=3s質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)的時(shí)間為s質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方程為（cm）將s代入解得cm15.質(zhì)量為M，半徑為R的半球靜止地放置在光滑水平地面上，其表面也是光滑的。半球頂端放有一質(zhì)量為m的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），開始時(shí)兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)。小滑塊在外界的微小擾動(dòng)下從靜止開始自由下滑，小滑塊的位置用其和球心連線與豎直方向夾角表示。已知重力加速度為g。（1）若半球在外力作用下始終保持靜止，求當(dāng)半球?qū)π』瑝K支持力等于滑塊重力一半時(shí)對(duì)應(yīng)角度余弦值；（2）若半球可在水平面內(nèi)自由滑動(dòng)，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)小物塊脫離半球時(shí)對(duì)應(yīng)角度為，已知cos37°=0.8，sin37°=0.6，試求：①半球與小滑塊質(zhì)量之比；②如下圖所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間無限小時(shí)，曲線運(yùn)動(dòng)可以看成圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)圓稱為曲率圓，其半徑稱為曲率半徑，即把整條曲線用一系列不同曲率半徑的小圓弧替代。求小滑塊的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線在其脫離半球時(shí)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的曲率半徑（答案可用分?jǐn)?shù)表示）?！敬鸢浮浚?）；（2）①，②【解析】【詳解】（1）由動(dòng)能定理可得小滑塊做圓周運(yùn)動(dòng)，向心力滿足聯(lián)立上式得（2）①設(shè)小滑塊脫離半球時(shí)，半球速度大小為，小滑塊相對(duì)半球速度大小為。水平方向動(dòng)量守恒整體機(jī)械能守恒脫離前，小滑塊相對(duì)半球做圓周運(yùn)動(dòng)，在脫離瞬間，只受重力作用，以半球（此瞬間慣性系）為參考系，小滑塊受力滿足聯(lián)立可得②由上式解得，即小滑塊實(shí)際速度為，如圖所示，此時(shí)小滑塊可視為做曲率半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，滑塊速度與水平方向夾角滿足小滑塊對(duì)應(yīng)向心加速度為由圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度公式可得代入數(shù)據(jù)得16.如圖，平行金屬導(dǎo)軌MM′、NN′和平行金屬導(dǎo)軌PQR、P′Q′R′固定在水平臺(tái)面上，平行金屬導(dǎo)軌間距均為L=1m，M′N′與PP′高度差為h1=0.6m。導(dǎo)軌MM′、NN′左端接有R=3.0Ω的電阻，導(dǎo)軌平直部分存在寬度為d、磁