南京市第二十七高级中学2023—2024学年度第一学期期末模拟试卷
高三物理 2024 1. 3
(时间:75分钟 分值100分)
一、单项选择题(在下列各题的四个选项中，只有一个答案是正确的，每题4分，共44分)
1．秋天是收获的季节，劳动人民收完稻谷后，有时要把米粒和糠秕分离。如图所示劳动情景，假设在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止下落的米粒和糠秕落到地面不同位置，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功相同
B．从释放到落地的过程中，米粒的运动时间大于糠秕的运动时间
C．从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力冲量大小相同
D．落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率
2、1638年，《两种新科学的对话》著作的出版，奠定了伽利略作为近代力学创始人的地位，书中讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题。依据伽利略在书中描述的实验方案，某实验小组设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑的运动特点。操作步骤如下：
①让滑块从距离挡板S处由静止下滑，同时打开水箱阀门，让水均匀稳定流到量筒中；
②当滑块碰到挡板时关闭阀门；
③记录量筒收集的水量；
④改变S，重复以上操作。
与的比例关系为（ ）
A． B． C． D．
3、物理教育家朱正元教授曾说过“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。同学们用生活中的常见的道具设计了形形色色的小实验，下列关于实验的原理说法正确的有（ ）
A．如图(a)所示，甲同学制作的“花藤”，书页之间交错放置，不需要胶水，而下方的书并未因为自身重力而脱离，是因为书本之间具有吸引力
B．如图(b)所示，乙同学用吸墨纸制作的“纸蛇”，当他在蛇的褶皱上滴一滴水之后，纸蛇渐渐向前动了起来。这是因为纸纤维的毛细作用使得水发生布朗运动现象，从而让纸蛇的褶皱也随之扩展开来
C．如图(c)所示，丙同学制作的“彩虹糖旋风”，在玻璃容器里放置少量液体，色素逐渐溶于水，呈现出图片中的状态，这是分子运动引起的扩散现象导致的
D．如图(d)所示，辉光球在其周围形成了一不均匀的电场，丁同学利用辉光球“点亮”了日光灯灯管，这是感应起电现象。
4、一定质量的理想气体，经过如图所示一系列的状态变化，从初始状态a经状态b、c、d再回到状态a，图中bc曲线为一条等温线，则下列说法正确的是（ ）
A．从状态d到a的过程中，气体可能向外界放热
B．气体在状态c的温度大于气体在状态d的温度
C．从状态a到状态c与从状态c到状态a的过程中，气体对外界做功的大小相等
D．从状态b到c的过程中，气体分子对容器壁单位面积上单位时间内撞击次数减少
5、如下左图是用于研究光电效应的实验装置，右图是氢原子的能级结构。实验发现跃迁到时发出的某种光照射左图实验装置的阴极时，发现电流计示数不为零，慢慢移动滑动变阻器触点c，发现电压表读数大于等于时，电流计读数为零，下列说法正确的是（ ）
A．跃迁到的光电子动能为
B．滑动变阻器触点c向a侧慢慢移动时，电流计读数会增大
C．其他条件不变，一群氢原子处于能级跃迁发出的光，总共有3种光可以发生光电效应
D．用不同频率的光子照射该实验装置，记录电流计恰好读数为零的电压表读数，根据频率和电压关系可以精确测量普朗克常数
6、人体的细胞膜模型图如图a所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示，初速度可视为零的一价正钾离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（ ）
A．钾离子的电势能增大
B．A点电势等于B点电势
C．若膜电位增加，则钾离子进人细胞内的速度更大
D．若膜电位不变，膜的厚度越大，则钾离子进入细胞内的速度越大
7、实验室有一种可拆变压器，原线圈为800匝，副线圈有400匝、300匝、200匝三种规格，但标记不清，某同学选用一组副线圈，把原线圈连接学生电源，测量原线圈的输入电压和副线圈输出电压，得到的数据如下表：
2.40 4.40 6.40 8.80 10.40
0.99 1.85 2.72 3.76 4.48
关于实验下列说法正确是（ ）。
A、处理实验数据后，可以推测出副线圈400匝
B、实验中交流电源电压不能超过36伏
C、观测比较原线圈、副线圈的导线粗细，发现原线圈比较粗
D、线圈中的磁场方向与硅钢片平面垂直。
8、如图所示，将悬挂在O点的铜球从方形匀强磁场区域左侧一定高度处由静止释放，磁场区域的左右边界处于竖直方向，不考虑空气阻力，则（ ）
A．铜球在左右两侧摆起的最大高度相同
B．铜球向右进入磁场的过程中，受到的安培力方向水平向左
C．铜球运动到最低点时受到的安培力最大
D．铜球最终将静止在O点正下方
9、1697年牛顿、伯努利等解出了“最速降线”的轨迹方程。如图所示，小球在竖直平面内从静止开始由P点运动到Q点，沿PMQ光滑轨道时间最短（该轨道曲线为最速降线）。PNQ为倾斜光滑直轨道，小球从P点由静止开始沿两轨道运动到Q点时，速度方向与水平方向间夹角相等。M点为PMQ轨道的最低点，M、N两点在同一竖直线上。则（ ）
A．小球沿两轨道运动到Q点时的速度大小不同
B．小球在M点受到的弹力小于在N点受到的弹力
C．小球在PM间任意位置加速度都不可能沿水平方向
D．小球从N到Q的时间大于从M到Q的时间
10、如图甲所示为小勇同学收集的一个“足球”玻璃球，他学了光的折射后想用激光对该球进行研究，某次实验过程中他将激光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如乙所示，是沿水平方向的直径。当光束从点射入时恰能从右侧射出且射出点为，已知点到竖直距离，玻璃球的半径为，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．点的出射光相对点入射光方向偏折了
B．该“足球”的直径为玻璃球直径的
C．继续增加则光将会在右侧发生全反射
D．用频率更小的激光入射时，光在玻璃球中的传播时间将变短
11、如图所示，光滑水平面上有一足够长的轻质绸布C，C上静止地放有质量分别为2m、m的物块A和B，A、B与绸布间的动摩擦因数均为μ。已知A、B与C间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对A施一水平拉力F，F从0开始逐渐增大，下列说法正确的是（ ）
A．当F=0.5μmg时，A、B、C均保持静止不动
B．当F=2.5μmg时，A、C不会发生相对滑动
C．当F=3.5μmg时，B、C以相同加速度运动
D．只要力F足够大，A、C一定会发生相对滑动
二、实验题(总计15分)
12、电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。某实验小组为了测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样装入粗细均匀的玻璃管内，玻璃管两端用装有金属圆片电极的橡胶塞密封。实验小组用刻度尺测出两电极相距L，用游标卡尺测得玻璃管的内径为D。接下来，实验小组先用多用电表欧姆档粗测水样电阻的阻值，然后再用“伏安法”测量其阻值。最后分析数据，得出该品牌纯净水样品的电导率。
实验小组用“伏安法”测量水样电阻的阻值时，有以下器材供选用：
A．电流表（，内阻约） B．电流表（，内阻约）
C．电压表（，内阻约） D．电压表（，内阻约）
E．滑动变阻器（，额定电流1A） F．电源（12V，内阻约）
G．开关和导线若干
（1）实验小组用多用电表粗测水样电阻的阻值时选择欧姆档的“”倍率，示数如图甲，则读数为________Ω。（1分）
（2）实验小组用“伏安法”测量水样电阻的阻值时，为减小测量误差，电流表应选用________，电压表应选用________（选填器材前的字母）。（2分+2分）
（3）图乙是实验器材实物图，已连接了部分导线。请补充完成实物间的连线。（ 2分 ）
（4）下表是实验小组测量玻璃管中水柱的电流及两端电压的6组实验数据，其中5组数据的对应点已经标在图丙的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出图线。（ 2分 ）
1 2 3 4 5 6
1.0 3.0 5.0 70 9.0 11.0
53.5 160 267 374 411 588
（5）若得到水样电阻的阻值为R，则水样品电导率的表达式为________（用D、L和R表示）。3分
（6）为了探索分压电路中选择最大阻值是多大的滑动变阻器更有利于完成实验，某同学分别用最大阻值是、、的三种滑动变阻器做分压电阻，用如图丁所示的电路进行实验。实验中所用的定值电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电压表读数随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图戊所示。
则图戊中的图线a对应的滑动变阻器以及为了更有利于完成实验应选择最大阻值为多大的滑动变阻器（在保证滑动变阻器不会被烧坏的情况下），正确的是________（选填选项前的字母）。3分
A．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值更大的滑动变阻器
B．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值比大2~5倍的滑动变阻器
C．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值比大2~5倍的滑动变阻器
D．最大阻值为的滑动变阻器；最大阻值更小的滑动变阻器
三、计算题（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．共计41分）
13、图甲为一列简谐横波在t=0s时的波形图，Q是平衡位置为x=4m的质点，图乙为质点Q的振动图像。求：
（1）波的传播速度及方向；4分
（2）质点Q在5s内通过的路程。4分
14、在抗击新冠肺炎疫情期间，很多公共场所采用压缩式喷雾器来消毒。如图所示，喷雾器药液桶的总容积为V0，初始时，进液口和喷液口均关闭，桶内药液上方空气的压强为3p0，体积为。打开喷液口，喷洒消毒液，一段时间后关闭喷液口，此时药液桶内空气的强为2p0。不考虑打气筒与药液桶连接管内空气的体积，整个过程视为等温变化，大气压为标准大气压强p0。
(1)关闭喷液口时，已喷出的消毒液体积是多少？4分
(2)每次打气，能打入压强为p0、体积为的空气，为了使药液桶内空气压强不小于3p0，至少需要打气多少次？4分
15、如图所示，在空间坐标系中，区域Ⅰ是边长为的正方体空间，该空间内存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为（大小未知），区域Ⅱ也是边长为的正方体空间，该空间内存在沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为（大小未知），区域Ⅱ的上表面是一粒子收集板。一质量为、电荷量为的带电粒子从坐标原点沿平面以初速度进入区域Ⅰ，然后从区域Ⅰ右边界上的点沿轴正方向进入区域Ⅱ。已知点的坐标为，粒子重力不计。
（1）求磁感应强度的大小；6分
（2）为使粒子能够在区域II中直接打到粒子收集板上，求磁感应强度的大小范围。6分
16、如图所示，在光滑的水平面上，用一根长为2L的不可伸长的轻绳连接两个质量均为m的弹性小球（可视为质点），在绳的中点O作用一个大小为F、方向与绳垂直的水平恒力，使两小球从静止开始运动。
（1）当绳夹角第一次为120°时，小球沿力F方向的位移大小为s，求此过程中力F所做的功W；4分
（2）求两小球第一次碰撞前瞬间小球在垂直于力F方向上的分速度大小vy；6分
（3）若从开始运动到第一次碰撞经过时间是t，两小球碰撞后瞬间撤去力F并使其中一个小球速度立即减为0（但未固定），求此后绳绷紧瞬间绳上张力冲量的大小I．3分南京市第二十七高级中学2023—2024学年度第一学期期末模拟试卷高三物理参考答案 2014 1. 3
单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分．每小题只有一个选项符合题意．
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D A C B D C A B D D B
二、实验题(总计15分)
1、 （1分） 2、 A D （2分+2分）
3、 2分
4、 2分
5、 4L/πRD2
（3分） 6、 D （3分）
三、计算题（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．共计41分）
13题【答案】 （1）4m/s，沿x轴正方向；（2）100cm （4分+4分）
【解析】（1）从图乙可知，在时质点Q在平衡位置且向正方向振动，据振动与波动关系，波动为沿x轴正方向传播；从图中可知波长为8m，周期为2s，则波速为
（2）内质点Q通过的路程为
14【答案】 （1）；（2）10次（4分+4分）
【解析】
（1）已封闭气体为研究对象，由于气体发生等温变化，可知
解得
（2）等温变化可得
解得
次
15、【答案】（1）；（2） （6分+6分）
【解析】（1）带电粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
由几何关系可知
可得
联立可得，磁感应强度的大小为
（2）为了保证粒子能够直接打到粒子收集板上，最小半径为
最大半径为
由洛伦兹力提供向心力得
联立可得，磁感应强度的大小范围为
16、解：
（1）力F作用点的对地位移为，所以力F做功 （4分）
（2）
设两小球第一次碰撞时，小球的速度为v，在力F方向的位移为x、速度为vx
① （2分）
两小球，由动能定理得
② （2分）
由①②得 （2分）
（3）两小球发生碰撞前 （1分）
两小球发生弹性碰撞，碰后vx不变，vy大小相等、方向相反，合速度。
绳子绷紧瞬间，两小球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律，得
（1分）
对一个小球，由动量定理，得 （1分）
解得， （1分）
