精品解析：2021届江苏省南京师范大学附属中学高三(下)5月模拟考试物理试题(解析版)

1、 南京师范大学附属中学2021届高三年级模拟考试物理一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。1. 如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其反应方程为UnBaKr3n。用重水做慢化剂可使快中子减速，假设中子与重水中的氘核（H）每次碰撞均为弹性正碰，而且认为碰撞前氘核是静止的，则下列说法正确的是（）A. 铀核的比结合能比钡核的小B. 该反应为热核反应C. 中子与氘核碰后可原速反弹D. 镉棒插入深一些可增大链式反应的速度【答案】A【解析】【分析】【详解】A在该核的反应中，会释放出大量的能量，由比结合能越大，原子核越稳定，可知铀核的比结合能比钡核的小，A正

2、确；B该反应是重核裂变反应，B错误；C由题意知，氘核质量数是中子的两倍，取碰撞前中子的速度方向为正方向，碰撞是弹性碰撞，所以动量和机械能都守恒，由守恒定律可得mv0=mv1+2mv2联立解得C错误；D要使裂变反应更激烈一些，应使镉棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应速度就会快一些，D错误。故选A。2. 光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角0射入光导纤维后分为a、b两束单色光，a、b两单色光在内芯和外套界面发生全反射，下列说法正确的是（）A. 内芯折射率小于外套的折射率B. a光光子的能量大于b光光子的能量C. 在内芯介质中单色光a的传播速度比b大D. 入射角

3、由0逐渐增大时，b光全反射现象先消失【答案】C【解析】【分析】【详解】A光在光在内芯和外套界面发生全反射，可知光从光密介质射入光疏介质，则内芯的折射率大于外套的折射率，A错误；B由图可知，a光射入光导纤维后的折射角大于b光，由折射定律可知光导纤维对a的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光，根据光子能量公式，b光子的能量大于a光光子的能量，B错误；C根据折射率公式可以判断a光在光导纤维中的速度大于b光，C正确；D根据可知，a光的临界角比b光的大，所以入射角由逐渐增大时，光全反射现象先消失，D错误。故选C。3. 一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，重力加速

4、度g约为10m/s2，则（）A. 此单摆的固有周期为0.5sB. 此单摆的摆长约为2mC. 若摆长增大，单摆的固有频率增大D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动【答案】D【解析】【分析】【详解】A由图线可知，此单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期为2s，A错误；B由单摆周期公式可解得此单摆的摆长约为1m，B错误；CD若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，C错误，D正确。故选D。4. 北京时间4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载中国空间站天和核心舱从海南文昌航天发射场升空并成功入轨。此次发射成功不仅标志着中国载人航天工程“三步走”成功迈出第三步，也宣告中国开启

5、空间站任务的新时代。天和核心舱目前运行在距离地面约400km450km、倾角约42的近地轨道。下列说法正确的是（）A. 天和核心舱每天只能经过赤道正上方两次B 仅凭文中数据和万有引力常量G，就可以大致估算出地球质量C. 将天和核心舱的轨道近似看成圆，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的向心加速度D. 将天和核心舱的轨道近似看成椭圆，其在近地点时的机械能大于远地点时的机械能【答案】C【解析】【分析】详解】A近地卫星周期大约85分钟，每周经过赤道正上方两次，天和核心舱可以看作近地卫星，所以天和核心舱每天经过赤道正上方一定大于两次，A错误；B仅凭文中数据和万有引力常量G，不能估算出地球质量，B错误；C

6、地球赤道上某建筑的向心加速度等于地球同步卫星的加速度，天和核心舱比地球同步卫星低，则比地球同步卫星运动快，比同步卫星的加速度大，所以天和核心舱的加速度一定大于地球赤道上某建筑的向心加速度，C正确；D将天和核心舱的轨道近似看成椭圆，根据机械能守恒定律，其在近地点时的机械能等于远地点时的机械能，D错误。故选C。5. 如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈A，右边门框中有一接收线圈B工作过程中某段时间通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流（本题中电流方向均为从左向右观察），则当A、B间有一铜片时（）A. 接收线圈B中不产生感应电流B. 接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无

7、铜片时要小C. 接收线圈B中的感应电流方向为逆时针，且感应电流大小比无铜片时要大D. 接收线圈B中的感应电流方向为顺时针，且感应电流大小比无铜片时要大【答案】B【解析】【分析】【详解】通电线圈A中存在顺时针方向均匀增大的电流，产生向右穿过线圈的均匀增大的磁场，根据楞次定律，B中产生逆时针方向的感应电流，有铜片时，铜片中也产生逆时针的电流，这个电流会将穿过B的磁场的变化削弱一些，引起B中的感应电流大小减小，故B正确，ACD错误。故选B。6. 三根粗细一样上端开口的玻璃管，中间都有一段汞柱封住一段空气柱，如图所示，若，三者原先温度都相同，后来又升高相同温度，则管中汞柱向上移动是（ ）A. 甲管最少

8、B. 丙管最少C. 甲管比乙管少D. 乙管和丙管一样多【答案】B【解析】【详解】ABCD.甲乙丙中气体压强分别为：由于，故；根据理想气体状态方程，有由于气体的气压不变，故由于，相同，故，即甲乙中水银柱上升最多，丙最少，故B正确ACD错误。故选B。7. 质量相同的小球1、2用轻质细线连接，小球1用轻质细线系于O点，两细线长度相同，小球1、2绕竖直轴OO做匀速圆周运动，空气阻力忽略不计，下列四个图中可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】球1、2的受力如图对球1在水平面做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得竖直方向由同理对球2由牛顿第二定律得竖直方向有由于球2受重力和绳

9、的拉力的合力指向圆心，可知球2比球1更远离竖直轴，则r2r1联立解得故故选D。8. 如图所示，竖直边界MN的右侧存在区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。带有绝缘层的均质导线绕成半径为r的n匝圆形线圈，线圈质量为m、总电阻为R，首尾连接在一起。线圈上a点连接垂直于纸面的光滑转轴，可在竖直平面内摆动。将线圈向右拉至左侧与MN相切的位置后由静止释放，线圈向左摆到最高点时，直径ab转过的角度为150。不计摆动过程中线圈受到的空气阻力，重力加速度为g，则（）A. 线圈摆动时，安培力方向始终和b点的速度方向相反B. 从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，安培力对线圈做的功为mgrC.

10、 从释放到最后静止，线圈中产生的电热大于mgrD. 从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，通过线圈的电荷量为【答案】D【解析】【分析】【详解】A线圈向左摆动时，线圈中垂直纸面向里的磁通量减小，由楞次定律知，安培力阻碍线圈的相对运动，安培力与线框运动方向相反。由于b点的运动方向始终与直径ab垂直，故安培力方向不会始终与b点的速度方向相反，故A错误；B从释放到第一次摆至最高的过程中，安培力对线圈做的功为等于重力势能的变化量，环的重心位置等效在环的圆心，所以重力势能的减少量所以安培力对线圈做的功为0.5mgr，故B错误；C从释放到静止，环的重力势能通过感应电流转化为焦耳热，所以线圈产生的焦耳热等于减

11、少的重力势能，大小为故C错误；D从释放到第一次摆至最高的过程中，设通过线圈的电量为q，电路中的平均电流为I，平均电动势为E，经过的时间为t，则三式联立得开始时穿过线圈的磁通量第一次摆至最高时的磁通量磁通量的变化量联立可得故D正确。故选D。9. 如图所示，A、B为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方的P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是（）A. 若仅将A板上移，带电小球将无法运动至B板的小孔N处B. 若仅将A板上移，带电小球仍将恰好运动至B板的小孔N处C. 若仅将

12、R的滑片上移，带电小球仍将恰好运动至B板的小孔N处D. 若仅将R的滑片上移，带电小球将从B板的小孔N处穿出【答案】A【解析】【分析】【详解】AB根据解得若仅将A板上移，d增大，Q减小，由于二极管处于截止状态，电荷量Q将保持不变，电压U将增大；根据动能定理U增大，则小球下落的高度h减小，则带电小球将无法运动至B板的小孔N处，A正确，B错误；CD根据若仅将R滑片上移，R两端电压增大，通过二极管给电容器充电，电容器两端电压U增大；根据U增大，则小球下落的高度h减小，则带电小球将无法运动至B板的小孔N处，CD错误。 故选A。10. 一半径为R的均匀带正电圆环水平放置，圆心为O点，质量为m的带正电小球（

13、可视为质点）从O点正上方距离为H的A点由静止下落，并穿过圆环。小球在从A点运动到与A点关于O点对称的A点的过程中，其动能Ek、重力势能Ep重、机械能E、电势能Ep电，随位置变化的图像如图所示（规定O点重力势能为0，无限远处电势为0，竖直坐标轴h的坐标原点为O，以竖直向上为h正方向），下列图像可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】【详解】A圆环中心的场强为零，无穷原处场强为零，故从A到O过程，场强可能先增大后减小，或不断减小，据动能定理可得图线的斜率表示合外力，随着h的减小，斜率可能先减小后增大或不断增大，A错误；B从A到O过程随h的减小，减小，从O到过程随h的增大，

14、继续减小，B错误；C机械能的变化量等于除重力外的其他力所做的功，即从O到A的过程，随着h的减小，机械能减小，且图线斜率先增大后减小或不断减小，C正确；D机械能与电势能之和保持不变，故从O到A的过程，随着h的减小，电势能增大，且图线斜率先增大后减小或不断减小，D错误。故选C。二、非选择题：本题共5题，共60分。其中第12题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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11. 某学习小组为研究平抛物体的运动规律，设想了三套实验装置及实验方案：装置甲：上下两斜槽轨道的材料和形状相同，末端水平，电磁铁C和D可以同时断电

15、释放钢球P和Q，两钢球形状、材料也相同，下方斜槽连接的水平板尽可能光滑；装置乙：小锤敲击弹性金属片后小球A开始平抛，同时小球B开始下落；装置丙：末端水平的斜槽上释放的小球从竖直硬板和水平木条MN间的缝隙穿过时，可以在垫有复写纸的白纸上留下点状印迹，水平木条MN高度可以上下调节。（1）为了验证平抛物体的水平分运动是匀速直线运动，下列关于实验原理和操作的说法正确的有_。A.选择装置甲，并通过观察小球是否碰撞来验证B.选择装置乙，并通过听小球是否同时发出落地声来验证C.选择装置甲，并应该多次调整上下轨道的高度差来验证D.选择装置乙，并应该多次调整两球与地面的初始高度差来验证（2）某同学采用装置丙进行

16、实验。为描绘小球平抛运动的完整轨迹，并计算小球平抛的初速度，除了硬板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、复写纸、游标卡尺之外，下列器材中还需要的有_。A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.弹簧秤 E.带线的重锤该同学两次用游标卡尺测量同一小球的直径（如图所示），正确结果应为_cm。该同学通过实验获得小球平抛运动的若干印迹点如图所示，下列因素可能导致这种情况的是_。A.小球与斜槽之间有摩擦B.安装斜槽时其末端没有调整水平C.每次释放小球的位置不完全相同D.只记录了竖直方向，没有记录平抛运动的起点如图所示，改进操作后，该同学在坐标纸上描绘小球平抛运动的轨迹（图中未画出），并在其上选取了A、B、C三点。已

17、知坐标纸竖边为竖直方向，坐标纸每小格边长为5cm，重力加速度g取10m/s2，则可以计算出小球平抛运动的初速度为_m/s。（保留两位有效数字）【答案】 (1). AC (2). BE (3). 0.935 (4). C (5). 1.5【解析】【分析】【详解】(1)1AC选择装置甲，并通过观察小球是否碰撞来验证平抛物体的水平分运动是匀速直线运动，并应该多次调整上下轨道的高度差来验证，AC正确；BD选择装置乙，并通过听小球是否同时发出落地声来验证平抛物体的竖直分运动是自由落体运动，并应该多次调整两球与地面的初始高度差来验证，BD错误；(2)2除题中器材外，还需要带线的重锤来确定硬板是否竖直及确定

18、y轴位置，需要刻度处测量平抛过程的水平、竖直位移，BE正确。故选BE。3左图把小球恰在中间缝隙里不对，应按右图进行操作，故小球的直径为4ABD小球与斜槽之间有摩擦、安装斜槽时其末端没有调整水平或只记录了竖直方向，没有记录平抛运动的起点，轨迹仍是一条完整抛物线，不会形成如图点迹，ABD错误；C每次释放小球的位置不完全相同，在不同高度留下的点迹就不会在同一条抛物线上，C正确。故选C。5设每小格边长为l，水平方向，A、B和B、C位移相同，故所用时间T相同，则满足竖直方向满足联立解得12. 一只瓶盖拧紧不漏气的空矿泉水瓶置于室外，内部气体质量为m。夜间气温为T1，瓶子瘪了一部分，体积为V。中午太阳暴晒

19、时，气温升至T2，矿泉水瓶恢复原状。矿泉水瓶瘪了一部分时，内外压强可视为相等，瓶体恢复原状后，体积为V0且不会再增大。瓶内气体可以视为理想气体，其内能与热力学温度的关系为U=mT，外界大气压强为p0（1）求气温为T2时，瓶内的压强p；（2）求上述过程中瓶内气体吸收的热量Q。【答案】（1）p=；（2）Q=m（T2-T1）p0（V0-V）【解析】【分析】【详解】（1）由理想气体方程可知解得（2） 由热力学第一定律其中解得13. 一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态能发出几种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像（如图乙所示），其中a光对应图线与

20、横轴的交点坐标为-Ua=-6V。已知氢原子的能级图如图丙所示，电子电量为e=1.610-19C。（1）求a光照射金属时逸出光电子的最大初动能Eka；（2）求该金属逸出功W；（3）只有c光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流I=3.2A，若入射的光子有80%引发了光电效应。求此时每秒钟照射到阴极K的光子总能量E【答案】（1）6eV；（2）6.75eV；（3）2.551014eV【解析】【分析】【详解】(1)由图乙可得a光照射金属时的遏止电压Ua=6V由动能定理可知，逸出光电子的最大初动能为Ek=eUa=6eV(2)由图乙可知a光的遏止电压最大，则可知a光光子能量最大，则a光光子是由第4

21、能级跃迁到基态所辐射的光子，则a光的光子能量为Ea=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV根据光电效应方程有Ek=Ea-W解得W=6.75eV(3)时间t内发射的电子数为n=21013（个）则每秒钟照射到阴极K的光子总能量=(-3.4eV)-(-13.6eV)=10.2eV2.51013=2.551014eV14. 如图所示，质量均为m=2kg、长度均为L=0.12m的长条状均匀薄木板A、B，置于足够长的水平地面上。水平地面上CD间有长度为d=0.34m的一段表面粗糙，与A、B间的动摩擦因数均为=0.2现给A向右v1=2.6m/s的初速度，已知A、B碰撞后速度相等，但不粘在一起，水平地面除CD间其余部分可以视为光滑，重力加速度g取10m/s2求：（1）B刚要开始进入CD段时的速度v2；（2）A刚好完全进入CD段时的速度v3；（3）A的最终速度v4【答案】（1）v2=1.3 m/s；（2）v3=1.1 m/s；（3）v4=0.3 m/s【解析】【分析】【详解】（1）碰撞过程动量守恒解得（2） 从B刚要开始进入CD到A刚好完全进入CD的过程，A、B未分离。研究A、B整体的动能定理解得（3） 从A刚好完全进入CD到B刚要开始离开CD的过程，A、B未分离。设B刚要开始离开CD时的速度为u，研究A、B整体的动能定理 解得当B开始