江苏省南京师范大学附属中学高三下学期5月模拟考试物理试题

江苏省南京师范大学附属中学2024届高三下学期5月模拟物理试题一、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.下列四组物理量均为矢量的是（）A.动量、冲量 B.质量、电量 C.温度、速度 D.电流、电容【答案】A【解析】【详解】A．动量和冲量既有大小，也有方向，二者都是矢量，故A正确；B．质量和电量都只有大小，没有方向，都是标量，故B错误；C．速度是矢量，温度是标量，故C错误；D．电流和电容都是标量，故D错误。故选A。2.2023年10月30日，中国队在男子短道速滑5000米接力赛中，以7分04秒412的成绩夺冠。下列说法正确的是（）A.题中“7分04秒412”表示时刻B.题中“5000米”表示位移大小C.运动员在接力过程中，惯性不变D.研究队员冲线细节时，可以将其看成质点【答案】C【解析】【详解】A．题中“7分04秒412”表示时间，选项A错误；B．题中“5000米”表示路程，选项B错误；C．运动员在接力过程中，质量不变，则惯性不变，选项C正确；D．研究队员冲线细节时，队员大小形状不可忽略，不可以将其看成质点，选项D错误。故选C。3.操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把1、2相同的两球同时击出，A做平抛运动，B做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图，轨迹交于P点，P是AB连线中垂线上一点，球1的初速度为v1，球2的初速度为v2，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出到P点的过程中（）A.单位时间内，1球速度的变化大于2球速度的变化B.两球在P点相遇C.2球在最高点的速度小于v1D.1球动量的变化大于2球动量的变化【答案】C【解析】【详解】A．由于两球的加速度均为重力加速度，所以单位时间内，1球速度的变化等于2球速度的变化，故A错误；BC．若两球在P点相遇，下落的高度相同，则运动的时间相同，对1球，有对2球，有由此可知所以1球先经过P点，两球不会在P点相遇，2球在最高点的速度小于v1，故B错误，C正确；D．根据动量定理可得由于，所以1球动量的变化小于2球动量的变化，故D错误。故选C。4.已知一个星球x的密度与地球的密度相同，星球x与地球的半径之比为，假设卫星A与卫星B分别绕地球和星球x做匀速圆周运动，且两卫星的轨道半径相同，如图所示。则下列说法正确的是（）A.卫星A与卫星B的加速度大小之比为B.卫星A与卫星B的线速度大小之比为C.卫星A与卫星B的环绕周期之比为D.地球与星球x的第一宇宙速度之比为【答案】C【解析】【详解】A．星球的质量为卫星环绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有联立得则卫星A与卫星B的加速度大小之比为，故A错误；B．由得则卫星A与卫星B的线速度大小之比为，故B错误；C．由万有引力公式可知可知卫星A与卫星B的环绕周期之比为，故C正确；D．已知可得当时环绕速度最大，该速度为第一宇宙速度，此时地球与星球x的第一宇宙速度之比为，故D错误。故选C。5.一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在处的质点的振动图像如图乙所示，质点的平衡位置在处，下列说法正确的是（）A.该波的周期为B.该波的波速为C.质点的振动频率为D.任意时刻、两质点偏离平衡位置的位移相同【答案】C【解析】【详解】A．从图乙中可看出质点的振动周期为4s，该波的周期也为4s，A错误；B．从甲图可看出波长为4m，根据波长、波速与周期的关系，可求出波速为B错误；C．质点的振动频率为C正确；D．、两质点相差半个波长，振动情况总是相反，所以任意时刻、两质点偏离平衡位置的位移总是相反，D错误。故选C。6.大量处在激发态n的氢原子向基态跃迁时能向外辐射三种波长不同的光子，三种光子的波长分别为、、，且有，波长为的光能使某种金属发生光电效应现象。则下列说法正确的是（）A.B.波长为的光一定能使该金属发生光电效应现象C.D.三种光复合而成的细光束由玻璃射入空气，入射角由0°逐渐增大时，波长为的光先发生全反射【答案】B【解析】【详解】A．大量氢原子跃迁时向外辐射的光子种类为解得A错误；B．由公式可知又则有光电效应的产生条件是入射光的频率大于金属的极限频率，的光能使某种金属发生光电效应现象，的光一定能使该金属发生光电效应现象，B正确：C．由跃迁规律可知，光子的能量一定等于光子、的能量之和，则有则C错误；D．由以上分析可知，三种光的折射率关系为由临界角公式可知三种光的临界角关系为所以最先发生全反射的是波长为的光，D错误。故选B。7.关于光学现象，下列说法正确的是（）A.图甲：光导纤维中，不管光的入射角多大，一定能发生全反射B.图甲：若光源是白光，则射出光导纤维的光一定是彩色的C.图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了衍射现象D.图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象【答案】D【解析】【详解】AB．图甲：光导纤维中，只有光的入射角大于等于发生全反射的临界角，才能发生全反射；若光源是白光，如果所有颜色光在光导纤维均能发生全反射，则所有颜色光的传播路径完全相同，从光导纤维中射出的光仍然是白光，故AB错误；CD．图乙：看到彩色条纹，是因为光发生了干涉现象，故C错误，D正确。故选D8.“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上，如图所示。小罐倒扣在身体上后，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变，若罐中气体可视为理想气体。设加热后小罐内的空气温度为80℃，当时的室温为20℃。下列说法正确的是（）A.冷却后每个分子的运动速度均减少B.冷却过程中气体对外做功C.冷却后罐内的压强小于大气压强D.冷却后罐内外压强差约为大气压强的75%【答案】C【解析】【详解】A．冷却后分子平均速率减小，但不是每个分子的运动速度均减少，A错误；B．冷却过程中气体体积不变，气体不对外做功，B错误；C．冷却过程中气体体积不变温度降低，由查理定律可知冷却后罐内的压强小于大气压强，C正确；D．由查理定律得可知冷却后罐内外压强差约为大气压强的17%，D错误；故选C。9.氢原子的能级图如图所示，一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。已知钨的逸出功为4.54eV，下列说法正确的是（）A.这群氢原子向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光B.用氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光照射钨板时能发生光电效应C.这群氢原子从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光最容易发生明显的衍射现象D.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光和从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光分别通过同一双缝干涉装置，后者干涉条纹间距较大【答案】B【解析】【详解】A．根据=3可知，这群氢原子可辐射出3种不同频率的光，A项错误；B．氢原子从n=3能级直接向n=1能级跃迁发出的光子的能量大于钨的逸出功，因此可以发生光电效应，B项正确；C．光的波长越长，频率越小，光子能量也越小，也越容易发生明显的衍射现象，由于从n=3能级直接跃迁到n=1能级辐射出的光子能量最大，频率最高，波长最短，故最不容易发生明显的衍射现象，C项错误；D．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的波长大于从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的波长，由可知，前者干涉条纹间距较大，D项错误。故选B。10.如图，某同学单手拍篮球：球从地面弹起到某一高度，手掌触球先一起向上减速，再一起向下加速，运动到手掌刚触球的位置时，手掌与球分离，从触球到分离记为一次拍球，以竖直向下为正方向，下列图像能大致反映一次拍球过程，篮球速度随时间变化关系的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】以竖直向下为正方向，则手掌触球先一起向上减速时，速度方向向上，速度为负值，加速度方向向下，当手掌触球一起向下加速时，速度方向向下，速度为正值，加速度方向向下，又由于图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移大小，根据题意篮球向上运动的位移与向下运动的位移大小相等，即前后两过程图像与时间轴所围三角形的面积相等，可知，只有第二个选择项满足要求。故选B。11.x轴上有两个不等量点电荷，两电荷连线上各点电势随位置坐标变化图像如图所示，图线与φ轴正交，交点处的纵坐标为，a、b为x轴上关于原点O对称的两个点。正电子的质量为m，电荷量为e，取无穷远处电势为0，下列说法正确的是（）A.带异种电荷B.两电荷电量之比C.将一正电子从a点由静止释放，若经过O点时速度为，则a点电势D.将一正电子从b点由静止释放，则电场力先做正功后做负功，正电子经过O点后可以到达a点【答案】C【解析】【详解】A．由图可知x轴上的和之间的电势都大于零，故两个点电荷一定都是正电荷，故A错误；B．在x=0处图像切线的斜率为零，则该点处的电场强度为零，有解得故B错误；C．从a点静止释放到O点，动能定理可得得故C正确；D．将一正电子从b点由静止释放初始动能为零，由于a点电势大于b点，正电子在a点电势能大于b点，根据能量守恒可知，不可能到达a点，故D错误。故选C。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.要测量一节干电池的电动势和内阻，实验小组选用合适的同一组器材先后组成了如图甲、乙所示两种电路。（1）先用图甲所示电路进行实验，闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移到最______（填“左”或“右”）端，闭后开关后，调节滑动变阻器测得多组电压表和电流表的示数U、I，某次测量时，电压表的示数如图丙所示，则测得的电压值为______V，将测得的多组U、I作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像的斜率为。（2）再用图乙所示电路重复实验，测得多组电压表和电流表的示数U、I。同样作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像的斜率为。要尽可能减小实验误差，根据两次实验的数值得到电源的电动势______，电源的内阻______。（3）实验测得的电动势______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，实验测得的内阻______（填“大于”“小于”或“等于”）真实值【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】【小问1详解】[1]闭合开关前，先将滑动变阻器的滑片移到最右端，使滑动变阻器接入电路的电阻最大，故填右；[2]如图丙所示电压表的示数为1.10V，故填1.10；【小问2详解】[1][2]由图乙电路中由于电压表分流，如图所示得的电动势和内阻均小于真实值，有图甲电路作图像，如图所示得的电动势等于真实值、由于图甲中测得的电源内阻值是电源内阻与电流表内阻的总和，因此测得的内阻大于真实值，有从减小误差的角度，由结合两次实验的数值得到电源的电动势由图像关系可得内阻真实值联立解得电源的内阻故填，；【小问3详解】[1][2]由（2）分析可知，实验测得的电动势等于真实值，根据实验数据求得真实的短路电流可求得内阻等于真实值，故填等于，等于。13.如图所示，为等腰直角三棱镜的截面图，，P为AB边上一点，Q是BC边的中点。一束单色光自P点垂直BC边射入棱镜，逆时针调整入射角度，当入射光线垂直于AB边时，BC边恰好无光线射出。已知光在真空中的传播速度为c，只考虑光线在棱镜中的第一次反射，求：（1）棱镜对该单色光的折射率；（2）若该单色光自P点平行于BC边射入，折射光线经Q点反射后从AC边射出，求单色光在棱镜中传播的时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）光线垂直于AB边射入棱镜后光路图如图所示设光线在棱镜中发生全反射的临界角为，由几何关系可得又解得（2）光线自P点平行于BC边射入棱镜，光线恰好经过Q点的光路图如图所示由折射定律得可得折射角为则有在中，由正弦定理可得解得由对称性可知，光线在棱镜中通过的路程为光线在棱镜中的传播速度为光线在棱镜中传播的时间14.位于水面上O点的波源上下振动，形成在水面上传播的简谐波，波面为圆。波源从平衡位置向上起振，时刻，第一象限内第一次出现如图甲所示的波面分布，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，A处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向垂直水面向上。求：（1）该波在水面上传播速度的大小；（2）时，B处质点相对于平衡位置位移。【答案】（1）2m/s；（2）5cm【解析】【详解】（1）由图可看出，该波的波长为m周期为s则波速为m/s（2）由题意可知，时刻，m的质点起振，且起振方向向上，波传至B点需要的时间为s=3s质点B振动的时间为s质点B的振动方程为（cm）将s代入解得cm15.质量为M，半径为R的半球静止地放置在光滑水平地面上，其表面也是光滑的。半球顶端放有一质量为m的小滑块（可视为质点），开始时两物体均处于静止状态。小滑块在外界的微小扰动下从静止开始自由下滑，小滑块的位置用其和球心连线与竖直方向夹角表示。已知重力加速度为g。（1）若半球在外力作用下始终保持静止，求当半球对小滑块支持力等于滑块重力一半时对应角度余弦值；（2）若半球可在水平面内自由滑动，现发现小物块脱离半球时对应角度为，已知cos37°=0.8，sin37°=0.6，试求：①半球与小滑块质量之比；②如下图所示，当运动时间无限小时，曲线运动可以看成圆周运动，对应圆称为曲率圆，其半径称为曲率半径，即把整条曲线用一系列不同曲率半径的小圆弧替代。求小滑块的运动轨迹曲线在其脱离半球时对应点的曲率半径（答案可用分数表示）。【答案】（1）；（2）①，②【解析】【详解】（1）由动能定理可得小滑块做圆周运动，向心力满足联立上式得（2）①设小滑块脱离半球时，半球速度大小为，小滑块相对半球速度大小为。水平方向动量守恒整体机械能守恒脱离前，小滑块相对半球做圆周运动，在脱离瞬间，只受重力作用，以半球（此瞬间惯性系）为参考系，小滑块受力满足联立可得②由上式解得，即小滑块实际速度为，如图所示，此时小滑块可视为做曲率半径为的圆周运动，滑块速度与水平方向夹角满足小滑块对应向心加速度为由圆周运动向心加速度公式可得代入数据得16.如图，平行金属导轨MM′、NN′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在水平台面上，平行金属导轨间距均为L=1m，M′N′与PP′高度差为h1=0.6m。导轨MM′、NN′左端接有R=3.0Ω的电阻，导轨平直部分存在宽度为d、磁