2023届江苏省南京市高三下学期模拟测试物理试题（解析版）

第1页/共1页2023届高三模拟测试物理试卷第I卷选择题一、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。）1.2022年10月9日，中国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，开启中国综合性太阳观测新时代。“夸父一号”卫星采用的是离地高度720千米左右、周期约99分钟的太阳同步晨昏轨道。下列说法正确的是（）A.夸父一号的向心加速度比地球同步卫星大B.夸父一号受到地球的万有引力比地球同步卫星大C.夸父一号的角速度比静止在赤道上的物体小D.夸父一号的运行速度大于第一宇宙速度【答案】A【解析】【详解】A．根据解得夸父一号的半径小，所以夸父一号的向心加速度比地球同步卫星大，A正确；B．根据万有引力公式由于不知道卫星的质量，所以无法比较万有引力的大小，B错误；C．根据解得可知夸父一号的角速度大于同步卫星，而同步卫星的角速度与赤道上的物体相等，所以夸父一号的角速度比静止在赤道上的物体大，C错误；D．第一宇宙速度叫做最大环绕速度，夸父一号的运行速度小于第一宇宙速度，D错误；故选A。2.布雷顿循环由两个等压变化、两个绝热过程构成，其压强p和体积V的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，则下列说法中正确的是（）A.A到B过程，气体的内能在减小B.状态B的温度低于状态C的温度C.C到D过程，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量D.经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量小于放出的热量【答案】C【解析】【详解】A．根据A到B过程，气体经历等压变化，体积增大，气体对外界做功，热力学温度增加，即内能在增加，故A错误；B．B到C过程，气体经历绝热过程，气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律可知气体内能减小，热力学温度降低，所以状态B的温度高于状态C的温度，故B错误；C．C到D过程，气体经历等压变化，体积减小，外界对气体做功，则热力学温度降低，即内能在减小。由热力学第一定律，可知外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故C正确；D．由图可知，经过一个布雷顿循环，气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，即吸收的热量大于放出的热量，故D错误。故选C。3.利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是（）A.测量过程中误将6个条纹间距数成5个，波长测量值偏大B.将屏向右移动，其它不动，则干涉条纹间距变小C.将双缝换为间距更大的双缝后，干涉条纹间距变宽D.用激光替代普通光源直接照射到双缝上，观察不到干涉条纹【答案】A【解析】【详解】A．条纹间距，其中a为n条明条纹或暗条纹之间的宽度，若测量过程中误将6个条纹间距数成5个，则条纹间距变大；根据干涉条纹间距公式可知，波长的测量值变大，故A正确；B．根据干涉条纹间距公式可知，将屏向右移动，增大了双缝与屏之间的距离d，其它不动，干涉条纹间距变大，故B错误；C．将双缝换为间距更大的双缝后，根据干涉条纹间距公式可知，d变大，干涉条纹间距变窄，故C错误；D．因激光的相干性高，用激光替代普通光源直接照射到双缝上，可以观察到干涉条纹，故D错误。故选A。4.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来演示说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路图如图所示。关于照到M、N、P、Q点的单色光的说法正确的是（）A.M、N、P、Q点的光的颜色分别为红、紫、红、紫B.M点的光的波长较N点的大C.P点的光的波长较Q点的大D.水对P点的光比对Q点的光的折射率大【答案】C【解析】【详解】A．在白光的七色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，根据折射定律知光进入玻璃球折射后红光的折射角较大，由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光，根据光路图可知M、N、P、Q点的光的颜色分别为紫、红、红、紫，故A错误；B．M点的光是紫光，波长最短，所以M点的波长较N点的小，故B错误；C．P点的光是红光，波长最长，所以P点的波长较Q点的大，故C正确；D．Q点的光的频率比P点的光的频率大，所以水对P点的光比对Q点的光的折射率小，故D错误。故选C。5.如图，长为L的导体棒MN在匀强磁场B中绕平行于磁场的轴OO＇以角速度ω匀速转动，棒与轴OO＇间的夹角为α，则UMN为（）A.0 B.BωL2sin2αC.Bω(Lsinα)2 D.Bω(Lcosα)2【答案】C【解析】【详解】导体棒在匀强电场中切割磁感线产生感应电动势，则有根据线速度、角速度和半径关系有解得故选C。6.将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（）A.容器中的液体可能是水银B.若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高C.若用不同液体进行实验，两毛细管中高度差相同D.图中毛细管附着层内液体分子密度大于液体内部【答案】D【解析】【详解】A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误；B．在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管齐平，故B错误；C．在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误；D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确；故选D。7.火车由北京开往拉萨，列车在水平轨道上以恒定功率启动达到最大速度之前的过程中，列车对小明（）A.做正功，且做功的功率不变 B.做正功，且做功的功率减小C.做负功，且做功的功率不变 D.做负功，且做功的功率减小【答案】B【解析】【分析】【详解】由于小明和列车相对静止，列车和小明具有相同加速度，设小明的质量为m，小明所受的摩擦力f=ma由于摩擦力的方向与小明的运动方向相同，则摩擦力做正功；设列车的质量为M，列车以恒定功率启动，速度增大，牵引力减小，加速度则摩擦力做功的功率随着速度增大，摩擦力做功的功率P′减小。故选B。8.如俯视图所示，水平桌面上放着一根足够长的刚性折线形导轨FOG，一根足够长的金属棒PQ放在导轨上并与导轨接触良好，FOG的角平分线垂直平分金属棒。整个空间中有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨及金属棒单位长度的电阻均为r。导轨和金属棒的质量均为m。不计一切摩擦。金属棒初始时紧靠O点。给金属棒一个沿着FOG角平分线向右的初速度v0，金属棒最终与O点的距离为d，下列说法正确的是（）A.金属棒开始运动之后，回路中的电流保持不变B.PQ两端最终的电势差是初始时的一半C.B越大，导轨上产生的总焦耳热越大D.若v0加倍，则d加倍【答案】B【解析】【详解】A．由题可知，金属棒开始运动之后，某位置金属棒到O的距离为，FOG的角平分线与FO的夹角为，则回路中的电流为运动过程中金属棒减速，导轨加速，故两者的相对速度减小，故回路中的电流在减小，A错误；B．由动量守恒定律可知解得根据动生电动势的表达式可知，PQ两端最终的电势差是初始时的一半，B正确；C．由上分析可知，这个过程电路中的产生的热量等于这个过程中损失的机械能，即与B的大小无关，C错误；D．根据动量定理可知，在一小段时间内有则整个过程有又解得故v0加倍，则d是原来的倍，D错误。故选B。9.如图所示，长度为l的轻质细线一端与带孔小球A连接，另一端与木块B连接，小球A穿在光滑的固定水平杆（足够长）上，小球A与木块B质量均为m。t＝0时刻，给木块B一水平瞬时冲量I，使其获得v0＝的初速度，则从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中（）A.A、B沿绳方向加速度始终相等 B.绳对A球的冲量大小为mC.绳对A先做正功后做负功 D.木块B再次运动到A正下方时绳子拉力的大小为3mg【答案】D【解析】【详解】A．从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中，细绳一直处于向右倾斜状态，所以A一直水平向右加速，B的运动可以分解为水平向右随A加速直线运动和竖直平面内的圆周运动。所以A的加速度水平向右，B的加速度有与A相同的向右的加速度分量和沿绳的加速度分量。故A、B沿绳方向加速度不相等，故A错误；B．从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中，由动量守恒定理和能量守恒定理可得

解得，对A球由动量定理可得由受力分析可知重力与支持力不相等，所以所以故B错误；C．从t＝0时刻至B再次运动到A正下方的过程中，细绳一直处于向右倾斜状态，绳对A一直做正功，故C错误；D．B再次运动到A正下方时，由B项分析知A的速度为零，所以B随A水平运动的速度为零，由得故D正确。故选D。10.如图所示，两个电量均为＋Q的点电荷位置固定不动，带电量分别为＋q和－q的两个点电荷用绝缘轻杆连接构成电偶极子，轻杆的长度远小于两个＋Q之间的距离，电偶极子位于两个＋Q中垂线上的O点，以O点为原点，向上为正方向建立x轴。在电偶极子上施加沿x轴的外力F，使其沿着中垂线缓慢向上移动，Ep表示电偶极子在移动过程中的电势能（忽略＋q与－q的相互作用，不考虑重力）。下列F和Ep随轻杆中点的坐标x变化的图像中正确的是（  ）A.①和③ B.②和③ C.①和④ D.②和④【答案】B【解析】【详解】①②．根据平行四边形定则，开始时电偶极子受到的电场力的合力向上，沿着中垂线缓慢向上移动，根据平衡条件，力F方向向下，随着电偶极子向上移动的过程中，电场力的合力逐渐减小，则F逐渐减小，F减小到0后又反向增大，当电偶极子向上移动到无穷远处，电场力的合力趋于0，F趋于0，②图符合题意，故①错误，②正确；③④．O点电势为0，则电偶极子初始时电势能为0，随着电偶极子向上移动的过程中，电场力的合力向上，逐渐减小到0后又反向增大，所以电场力的合力先做负功后做正功，电势能先减小后增大，由于无穷远处电势能为0，所以电势能趋于0，③图符合题意，故③正确，④错误。故选B。第II卷非选择题类二、非选择题:共5题，共60分，其中第12～15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.某同学研究标有额定电压为3.8V字样（额定功率字迹不清）的小灯泡的伏安特性，使用实验室里的电压表、电流表和滑动变阻器等常规器材进行实验，测得的数据如表所示。次数12345600.100.200.400.601.0000.0800.1000.1180.1280.160次数7891011121.602.202.603.003.403.800.2000.2380.2580.2780.2910.310（1）在下图所示虚线框中画出实验电路图_____。（2）在下图所示的坐标系中，根据表格中的数据，描出第7、8次的数据点，再画出小灯泡的伏安特性曲线_______．（3）实验中小灯泡两端的电压从零变化到额定电压的过程中，小灯泡的最大电阻约为____Ω（保留三位有效数字）；根据你的电路设计，考虑电流表、电压表带来的系统误差时，小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏____。（4）将本实验用的小灯泡接入右下图所示的电路，电源电压恒为6.0V，定值电阻R1＝30Ω，电流表（内阻不计）读数为0.45A。根据你描绘出的小灯泡的伏安特性曲线，此时小灯泡消耗的实际功率约为____W（保留两位有效数字）。【答案】①.②.③.12.3④.小⑤.0.63【解析】【详解】（1）[1]该实验中需要测量较多数据，滑动变阻器应采用分压式接法，小灯泡电阻较小，电流表采用外接法，实验电路图如图所示（2）[2]在坐标系中描出第7、8次的数据点，用平滑曲线连接各点，使各点落在曲线上，或均匀分布在两侧，远离的点舍去，伏安特性曲线如图所示（3）[3]当电流最大时，温度最高，此时对应的电阻最大，则有[4]电压表与电阻并联有分流作用，电流表的测量值大于通过电阻电流的真实值，根据欧姆定律可知小灯泡最大电阻的测量值比此时的真实值偏小；（4）[5]通过R1的电流为通过小灯泡的电流为由伏安特性曲线可知，小灯泡两端的电压为故灯泡的功率为12.一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，M点位于平衡位置、P点和Q点分别位于波谷和波峰，M、Q两质点平衡位置之间的距离为9m，M点的振动情况如图乙所示。（1）求该波传播速度大小v；（2）求Q的平衡位置坐标xQ．【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题可知又（2）从时刻开始，M点向上振动，波向右传播，对N点当其第一次回到平衡位置，即此时解得故Q的平衡位置坐标13.用如图甲所示的电路研究光电管的特性，入射光频率为，光电管A、K两极的电势差为Uab。如图乙所示，在U－坐标系中，阴影部分表示能产生光电流的Uab和取值范围。已知普朗克常量为h，电子电量为e，及乙图中的、、U1。（1）求图乙中B点对应的光电子到达A极板时的最大动能Ek；（2）图甲中使用一激光发生器发射频率为入射光束，假设K板吸收的光子数是入射总光子数的n倍，电流表读数最大值为I0。则该激光发生器的最小功率P；【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由图乙可知，K材料的极限频率为点对应入射光频率为，加正向电压后，由光电效应方程由动能定理故图乙中B点对应的光电子到达A极板时的最大动能（2）设经过时间t产生光子数n，则解得吸收光子数光电子数最大电流时为t时间内产生的光电子全部达到A板，则故14.如图甲所示，平行板电容器板长为L、间距离为d，虚线PO为两板间的中轴线。质量为m、电荷量为e的电子源从平行金属板之外的P点（无穷远处）沿虚线PO方向以初速度v0均匀持续射入。两板间加上如图乙所示的电压Uab（U未知），T＝。平行板电容器右侧有一方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN为其左边界，磁感应强度为B＝，磁场中放置一半径为d/16的圆柱ed形金属圆筒，圆心O到MN的距离OO1＝3d/16，圆筒轴线与磁场平行，圆筒用导线通过一个电阻r0接地．已知t＝0时刻射入的电子刚好打不到极板，不计电子的重力以及电子间的相互作用力，忽略平行金属板之外的电场。（1）求U的大小（用不含T的表达式表示）；（2）最初金属圆筒不带电，求能够打到圆筒上的电子占发射的电子百分比η；（3）不考虑MN左右电场的相互影响，当圆筒上电量达到相对稳定时，测量到通过电阻r0的电流恒为I，求此时电子到达圆筒时速度v和金属圆筒的发热功率P．（取无穷远处或大地电势为零）．【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）根据水