2022-2023学年江苏省南京市高三下学期5月第三次模拟考试物理试（含解析）

2022-2023学年江苏省南京市高三下学期5月第三次模拟考试物理试卷

学校:___________姓名：___________班级：___________

一、单选题

1．下列关于静电知识的应用，说法不正确的是（　　）

A．高大建筑物顶端设置避雷针，是利用尖端放电的原理避免建筑物遭受雷击的

B．电学仪器放在塑料外壳中，可以防止外界电场对电学仪器的影响

C．燃气灶中的点火器是利用高压放电的电火花来点燃燃气的

D．静电除尘是利用静电力去除空气中的带电尘埃的

2．如图所示，滑块从静止开始沿粗糙固定斜面下滑直至底端。若用v、Ep、Ek、E分别表示滑块下滑时的速率、重力势能、动能、机械能，t表示时间，取斜面底端为零势能点。则下列图像中可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

3．下列说法正确的是（　　）

A．知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，不可以估算出该气体中分子间的平均距离

B．液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向同性

C．随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象

D．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

4．声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的是（　　）

A．同一列声波在各种介质中的波长是相同的

B．声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快

C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射

D．人能辨别不同乐器同时发生的声音，证明声波不会发生干涉

5．如图所示，绝热容器被绝热隔板K1和卡销锁住的绝热光滑活塞K2隔成a、b、c三部分，a部分为真空，b部分为一定质量的稀薄理想气体，且压强（是大气压强），c与大气连通，则下列说法中正确的是（　　）

A．只打开隔板K1，b中气体对外做功，内能减少

B．只打开隔板K1，b中气体压强减小，温度不变

C．只打开卡销K2，外界对b中气体做功，b中气体内能不变

D．打开隔板K1和卡销K2，待活塞K2稳定后，b部分气体的内能减少

6．如图为、、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系．由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（    ）

A． B．

C． D．

7．如图为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图像。根据图像判断，正确的是（　　）

A．弹簧的劲度系数为1N/m

B．弹簧的劲度系数为0.01N/m

C．弹簧的原长为6cm

D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为4N

8．图a为土星探测器拍摄的照片（图b为其示意图），土卫三十五位于土星内环和外环之间的缝隙里，由于其对所经过区域的引力作用，原本平滑的土星环边沿泛起“涟漪”。已知两土星环由大量碎块组成且绕土星运行方向相同，土卫三十五轨道与两环始终位于同一平面，则下列关于土卫三十五的运行方向说法正确的是（　　）

A．与两环绕行方向相同且正向图a右上方运动

B．与两环绕行方向相同且正向图a左下方运动

C．与两环绕行方向相反且正向图a右上方运动

D．与两环绕行方向相反且正向图a左下方运动

9．2022年2月5日下午，北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，国家跳台滑雪中心是中国首座跳台滑雪场馆，主体建筑灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有两名运动员（均视为质点）从跳台a处先后沿水平方向向左飞出，其速度大小之比为v1：v2=2：1，不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到斜坡（可视为斜面）上的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．他们飞行时间之比为t1 ：t2=1：2

B．他们飞行的水平位移之比为x1：x2=2：1

C．他们在空中离坡面的最大距离之比为s1：s2=2：1

D．他们落到坡面上的瞬时速度方向与水平方向的夹角之比为θ1：θ2=1：1

10．如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，滑块Q的质量为，把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，已知与水平面的夹角，长为，与垂直，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，滑块P从A到B的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．滑块P的加速度一直减小 B．滑块P的最大速度为

C．轻绳对滑块P做功 D．重力对滑块Q做功的功率一直减小

二、实验题

11．在“观察电容器的充、放电现象”实验中，电路如图（甲）所示

(1)将开关S接通1，电容器的__________（填“上”或“下”）极板带正电，再将S接通2，通过电流表的电流方向向__________（填“左”或“右”）。

(2)若电源电动势为10V，实验中所使用的电容器如图（乙）所示，充满电后电容器正极板带电量为__________C（结果保留两位有效数字）。

(3)下列关于电容器充电时，电流i与时间t的关系；所带电荷量q与两极板间的电压U的关系正确的是__________。

三、解答题

12．氢原子的能级如图所示。原子从能级 n=4 向 n=2 跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。现有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。普朗克常量h 6.631034Js，求：

(1)该金属的逸出功为多少？截止频率是多少？（结果保留三位有效数字）

(2)一群处于 n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，可以辐射几种频率的光子？在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有多少种？

(3)这些光子使该金属材料产生光电效应时，产生光电子最大初动能的最大值是多少。

13．某风速实验装置由风杯组系统（甲图）和电磁信号产生系统（乙图）两部分组成．电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于风轮转轴上的导体棒OA组成（O点连接风轮转轴），磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导体棒OA长为1.5L，电阻为r，风推动风杯组绕水平轴顺时针匀速转动，风杯中心到转轴距离为2L，导体棒每转一周A端与弹性簧片接触一次，接触时产生的电流强度恒为I。图中电阻为R，其余电阻不计。求：

（1）当导体棒与弹性簧片接触时，OA两端电势差UOA；

（2）风杯的速率v。

14．用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有如图所示的两种装置。

（1）为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力，图示装置的两种情况中，木块A是否都要做匀速运动？

（2）若木块A做匀速运动，甲图中A、B间的摩擦力大小是否等于拉力Fa的大小？

（3）若A、B的重力分别为GA=100N和GB=150N，甲图中当物体A被匀速拉动时，弹簧测力计的读数为F=60N，拉力Fa＝110N，求A、B间的动摩擦因数μ1和A与水平面间的动摩擦因数μ2。

15．跑道式回旋加速器的工作原理如图所示，两个匀强磁场区域I、Ⅱ的边界平行，相距为L，磁感应强度大小均为B、方向垂直纸面向里，P、Q之间存在匀强加速电场，场强大小为E，方向与磁场边界垂直，一质量为m、电荷量为+q的粒子从P飘入电场（初速度不计），多次经过电场加速和磁场偏转后，从位于边界上的出射口K引出。已知K、Q的距离为d，不计粒子重力。求整个运动过程中粒子

（1）运动的最大速率v；

（2）在电场中的加速次数N；

（3）做变速运动的总时间t。

参考答案

1．B

【详解】A．高大建筑物顶端设置避雷针，当带电的雷雨云接近建筑物时，由于静电感应，避雷针出现与云层相反的电荷，通过尖端放电，这些电荷不断向大气释放，中和空气中的电荷，从而达到避免建筑物遭受雷击的目的，故A正确；

B．电学仪器放在封闭的金属外壳中，即使壳外有电场，但由于壳内电场强度保持为0，外电场对壳内的仪器不会产生影响，塑料外壳不是导体，无法起到上述静电屏蔽的作用，故B错误；

C．燃气灶中的点火器是利用高压放电的电火花来点燃燃气的，故C正确；

D．静电除尘是通过使空气中的尘埃带电，在静电力作用下，尘埃到达电极而被收集起来，故D正确。

本题选错误的，故选B。

2．C

【详解】设斜面倾角为，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块开始下滑时距斜面底端的距离为，滑块下滑过程中的加速度为，滑块从静止开始沿粗糙固定斜面下滑直至底端的过程中，根据牛顿第二定律有

可得

显然加速度为一定值。

A．根据，为定值，可得图像为一条过坐标原点的倾斜直线，故A错误；

B．取斜面底端为零势能点，滑块从静止开始沿粗糙固定斜面下滑直至底端的过程中，滑块的重力势能

可得

显然图像为曲线，故B错误；

C．滑块从静止开始沿粗糙固定斜面下滑直至底端的过程中，动能为

显然图像为一条对称轴为轴，开口向上的抛物线，故C正确；

D．滑块从静止开始沿粗糙固定斜面下滑直至底端的过程中，机械能的改变量等于摩擦力所做的功，即

可得

显然图像为曲线，故D错误。

故选C。

3．C

【详解】A．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，则气体分子平均所占空间的体积为

则分子间的平均距离为

故A错误；

B．液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故B错误；

C．随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象，故C正确；

D．液体表面张力的方向与液面相切，且与分界线垂直，故D错误。

故选C。

4．C

【详解】A．同一列声波在各种介质中的传播速度不同，波长也不同，选项A错误；

B．声波在空气中的传播速度都相同，与频率高低无关，选项B错误；

C．声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射，选项C正确；

D．声波也会发生干涉，选项D错误。

故选C。

5．B

【详解】AB．只打开隔板K1时，b中气体向a中真空扩散，气体不做功，绝热容器导致。由热力学第一定律知

内能不变，温度不变；体积增大，压强减小，故A错误，B正确；

C．只打开卡销K2时，由于，活塞将向左移动，b中气体体积减小，外界对b中气体做功，但则

内能增加，故C错误；

D．打开隔板K1和卡销K2，外界对气体做功，整个过程绝热，所以待活塞K2稳定后，b部分气体的内能增加，故D错误。

故选B。

6．C

【详解】由光电效应的方程，动能定理，两式联立可得，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率，则可知三种光的折射率的关系为，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C，ABD错误．

7．C

【详解】AB．由图读出弹力为F1=2N，弹簧压缩的长度

由胡克定律得弹簧的劲度系数为

AB错误；

C．由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=6cm，即弹簧的原长为6cm，C正确；

D．弹簧伸长0.02m时，弹力的大小为

D错误。

故选C。

8．B

【详解】根据万有引力公式

解得

因此可知轨道半径越大角速度越小。对于内环而言，如果内环和土卫三十五同向运动，则由于内环角速度大于土卫三十五，可知其泛起的涟漪将超前土卫三十五，此时内环顺时针运动，如果内环和土卫三十五反向运动，由于涟漪在左下方，仍可知内环顺时针运动。由于两环运动方向相同，因此外环也顺时针运动，而外环涟漪在右上方，且外环角速度小于土卫三十五，因此可知土卫三十五顺时针运动。

故选B。

9．D

【详解】A．斜面倾角即为位移与水平方向的夹角，方程关系

故时间与速度成正比，甲、乙两人飞行时间之比为2:1，故A错误；

B．根据

水平位移为4:1，故B错误；

C．把运动员的运动分解为一个沿斜面方向的运动和一个垂直斜面方向的运动，由几何关系可知，运动员在垂直斜面方向上做初速度为，加速度大小为的匀减速运动，当速度减小到零时，则离斜面距离最大，为

则，他们在空中离雪坡面的最大距离之比为4:1，故C错误；

D．根据平抛运动的推论：瞬时速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍，只要是落在斜面上，位移与水平方向夹角相同，所以两人落到斜坡上的瞬时速度方向一定相同，故D正确。

故选D。

10．C

【详解】D．根据题意可知，滑块P从A点开始运动时，重物Q的速度为零，则重物Q重力的功率为零，当滑块P到达B点时，重物Q的速度也为零，此时，重物Q重力的功率为零，则滑块由A到B的过程中，重物Q的重力功率先增大后减小，故D错误；

C．根据题意可知，滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒，根据几何关系可知，滑块P上升的高度为

重物Q下降的高度为

设滑块P运动到位置B处速度大小为，A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，可知A、B两点弹簧的弹性势能相等，根据机械能守恒定律有

联立解得在点的速度为

对滑块P，设轻绳对滑块P做功为，由动能定理得

解得

故C正确；

AB．在A点弹簧对P的弹力向上，在B点弹簧对P弹力向下，可知，P先加速上升后减速上升，在A、B间某位置，合力为零，速度最大，则滑块P的最大速度大于，从A点到速度最大点，弹簧的弹力不断减小，绳子拉力在竖直方向的分力也减小，可知加速度不断减小，在从速度最大点到B点过程中，弹簧拉力向下，重力向下，绳子在竖直方向的分力越来越小，可知P所受的合理越来越大，则加速度越来越大，故AB错误。

故选C。

11．     上     左          A

【详解】(1)[1]开关S接通1，电容器充电，根据电源的正负极可知电容器上极板带正电。

[2]开关S接通2，电容器放电，通过电流表的电流向左。

(2)[3]充满电后电容器所带电荷量

(3)[4]AB．电容器充电过程中，电流逐渐减小，随着两极板电荷量增大，电流减小的越来越慢，电容器充电结束后，电流减为0，A正确，B错误；

CD．电容是电容器本身具有的属性，根据电容的定义式可知，电荷量与电压成正比，所以图线应为过原点直线，CD错误。

故选A。

12．(1)，；(2)6，4；(3)

【详解】(1)原子从能级 n=4 向 n=2 跃迁所辐射的光子，正好使某种金属材料产生光电效应，则逸出功为

截止频率为

(2)一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，可以辐射种频率的光子；要使金属发生光电效应，光子能量需要大于等于，对应的能级跃迁有、、、四种，所以能使该金属发生光电效应的频率共有4种。

(3)能级跃迁产生的最大光子能量为，对应光子能量为

产生的最大初动能的最大值

13．（1）；（2）

【详解】（1）根据题意可知，当导体棒在磁场中顺时针转动时，相当于电源，且O端相当于电源的负极，则根据欧姆定律可知，OA两端电势差UOA数值上等于电路中的外电压，则有

（2）依题意有，电源电动势为

结合闭合电路的欧姆定律有

解得

则风杯的速率为

14．（1）见解析；（2）不等；（3），

【详解】（1）图甲中，无论A是否匀速运动，只要A相对于B发生相对滑动，B都将受到A对它的滑动摩擦力作用，就能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力。

图乙中，A只有匀速运动，根据平衡条件可知，才能够用弹簧测力计读数表示A、B之间滑动摩擦力大小；

（2）若木块A做匀速运动，对A受力分析，根据平衡条件可知

显然，甲图中A、B间的摩擦力大小等于与地面对A的滑动摩擦力的差值。

（3）图甲中，弹簧测力计的读数为F=60N，则有

可得

拉力Fa＝110N，则有

代入数据求得

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）粒子从K射出时速度最大，根据牛顿第二定律得

解得

（2）在电场中的加速次数N

解得

（3）做变速运动的总时间t

根据牛顿第二定律得

解得