江苏省苏州市2024-2025学年高三（下）（第三次）模拟考试物理试卷（5月）（含解析）

江苏省苏州市2024-2025学年高三（下）（第三次）模拟考试物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.某放射性元素的半衰期为天，现有该元素，经过天后，剩余未衰变的质量是
A. B. C. D.
2.已知钙和钾的截止频率分别为和，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )
A. 波长 B. 频率 C. 能量 D. 动量
3.让两个完全相同的金属球各自带电后，用两相同绝缘绳悬挂于点，两球静止时状态如图所示，下列说法正确的是
A. 两球带异种电荷 B. 两球所带电荷量一定相同
C. 若绝缘绳缩短相同长度，两绳夹角增大 D. 若两球相碰后分开，再次静止时夹角减小
4.向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，可大致描述水波通过孔和后传播情况的是( )
A. B.
C. D.
5.将一小球可视为质点悬挂于点，拉开一个小角度后静止释放，不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 小球质量越大，摆动周期越小
B. 拉开角度越小，摆动周期越小
C. 小球摆动过程中机械能守恒
D. 摆动过程中，绳的拉力与重力的合力充当回复力
6.钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值和匝数获知载流导线中的电流大小，下列说法正确的是
A. 该测量仪可测量直流电的电流
B. 载流导线中电流大小
C. 若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将大于实际电流
D. 若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变大
7.如图所示为地球和哈雷彗星绕太阳运行的示意图，若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为，线速度大小为，加速度大小为；在远日点与太阳中心的距离为，线速度大小为，加速度大小为，下列说法正确的是
A. 小于
B.
C. ：
D. 地球与太阳连线和哈雷彗星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等
8.如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为，它的玻璃芯的折射率为，外层材料的折射率为，光在空气中的传播速度为下列说法正确的是
A. 折射率小于折射率
B. 光在光纤中传播的速度
C. 光在内外层的临界角满足
D. 光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为
9.某同学用如图所示的电路做“观察电容器的充放电”实验．将开关先与“”端闭合，对电容器进行充电，充电完毕后再将开关与“”端闭合，电容器放电．传感器测得的电流和电压随时间变化的图像，正确的是
A. B.
C. D.
10.电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，它的基本原理如图甲所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，当电磁铁线圈电流按图乙变化时，真空室中产生磁场，电子在真空室中做圆周运动．以图甲中电流方向为正方向，电子能在真空室中沿逆时针方向俯视，做加速圆周运动的时间段是( )
A. B. C. D.
11.图甲是某科技馆的一件名为“最速降线”的展品，在高度差一定的不同光滑轨道中，小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道．轨道Ⅰ的末端与水平面相切，如图乙所示，将相同的小球和分别从Ⅰ、Ⅱ两轨道的起点同时静止释放，则小球先到达终点；并且发现小球从Ⅰ轨道的不同位置静止释放，到达末端的时间都相同．现将小球和同时从起点静止释放，下列说法正确的是
A. 小球沿Ⅰ轨道运动到点的速度大
B. 从起点到终点，两球的动量变化量相同
C. 若在两球释放的同时，将小球平抛恰好也落在点，三个球相比仍是先到达
D. 若轨道不光滑且与两球滑动摩擦因数相同，小球沿Ⅰ轨道运动到点的速度小
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.为测量充电宝作为电源使用时的电动势与内阻，某小组进行了如下实验：
实验器材：充电宝个，定值电阻，多用电表个，滑动变阻器、开关、导线若干．
先用多用电表测量充电宝的输出电压，如图甲所示，多用电表的读数为
该小组设计如图乙所示的电路，并按电路图连接电路如图丙所示，闭合开关前，检查电路，发现有一处接线错误，其所在区域为 ．
正确接线后，调节滑动变阻器，得到多组电压和电流读数，并将所得数据整理成图像如图丁所示，可知充电宝的电动势为，内阻为
关于本实验误差原因和误差结果说法正确的有 ．
A.电流表分压，电动势测量值偏大 电流表分压，内阻测量值偏大
C.电压表分流，电动势测量值偏小 电压表分流，内阻测量值偏小
选用最大阻值不同的滑动变阻器，仍使用该电路进行实验．将滑片的可移动长度记为，取滑动变阻器接入阻值为处为起点，记录滑片移动的距离，以及相应的电流表读数根据实验数据，得到图像如图戊所示．在本实验中，应选用的滑动变阻器为 选填、或，请说明理由．
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.一间教室长宽高分别为，，，假设教室内的气体处于标准状况，已知阿伏伽德罗常数为每摩尔气体在标准状况下的体积为以上所有单位均已取国际单位
请估算教室内的空气分子个数；
请估算教室内的空气分子平均距离．
14.如图为教室中的有轨黑板与磁吸黑板擦，黑板处在竖直平面内且可以沿轨道水平移动，磁吸黑板擦与黑板间存在相互吸引力，黑板擦的质量为，重力加速度为，最大静摩力大小等于滑动摩擦力大小．
匀速推动黑板，黑板擦与黑板保持相对静止，求两者间动摩擦因数的最小值；
若黑板擦与黑板间动摩擦因数为，推动黑板，使两者一起沿水平匀加速运动，求黑板的最大加速度．
15.如图所示，两物体和并排静置于光滑水平地面，它们的质量均为质量的子弹以的水平速度从左边射入，射出物体时的速度，子弹紧接着射入中，最终子弹未从中穿出．子弹在物体和中所受阻力相同且一直保持不变，的长度为，不计空气阻力，取．
求物体最终的速度大小；
求子弹穿过的过程中摩擦产生的热量；
求物体的最小长度．
16.在平面存在垂直于纸面向里且范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为在轴有一离子源，其坐标为，向平面内各个方向均匀发射质量为，电量为，速率为且带正电的粒子．现沿轴放置一足够长且不可穿过的挡板，挡板上有、两点，点横坐标，点横坐标，不考虑带电粒子的重力以及粒子间的相互作用力．
若出射方向沿轴正方向，求粒子打到挡板上的轴坐标；
求所有出射粒子中能够打到区间的占比；
若在挡板上不同位置放一些微型粒子探测器可视为质点，发现在一些位置上粒子只会从一个方向进入探测器，而在另一些位置上粒子会从两个方向进入探测器，试确定能从两个方向进入探测器的位置所在区间．
答案和解析
1.【答案】
【解析】半衰期是天，经过天即个半衰期后，还有未衰变，故B正确。
2.【答案】
【解析】
根据爱因斯坦光电效应方程得：，
又：，
联立得：，
钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钙表面逸出的光电子最大初动能较小，由，可知该光电子的动量较小，根据可知，波长较大，由可知频率较小，故A正确，BCD错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】A.两个球相互排斥，带同种电荷，A错误；
B.两球间的库仑力大小，由库仑定律，两球之间的库仑力肯定是相同的，但是两球所带电荷量不一定相同，B错误；
C.假设绝缘绳缩短后，角度不变，那么两个小球之间的距离变短，根据库仑定律可知。库仑力变大，角度肯定会变大，所以若绝缘绳缩短相同长度，两绳夹角增大，C正确；
D.若两球相碰前电量不相同，由于两球相碰后各自电荷量相同，库仑力变大，再次静止时夹角变大，D错误。
4.【答案】
【解析】由题图可知，孔跟波长相比相差不多，因此，从孔传出的波有明显的衍射现象；孔跟波长相比相差较大，因此，从孔传出的波无明显的衍射现象。在画通过孔的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔为圆心的；而从孔传出的波只沿直线传播，故正确，错误。
5.【答案】
【解析】根据单摆周期公式可知摆动周期与小球质量和拉开角度无关，故AB错误；
小球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；
摆动过程中，重力的切向分力提供回复力，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】A.钳形电流测量仪实质上是一个升压变压器，原理为电磁感应，只能测量交流电的电流，故A错误；
B.根据，得载流导线中电流大小，故B错误；
C.若钳形部分铁芯没有完全闭合，载流导线中电流产生的磁场减弱，磁通量变化率减小，在内置线圈产生的感应电动势减小，感应电流减小，则测量出的电流将小于实际电流，故C错误。
D.根据知若将载流导线在铁芯上多绕几匝，即变大，、不变，则钳形电流测量仪的示数将变大，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A、根据开普勒第二定律，设 ，扫过的面积可认为是直角三角形，在近地点和远地点有 可得： ，因 ，故大于，故A错误；
、在近日点，由万有引力定律和牛顿第二定律可得，；在远日点，由万有引力定律和牛顿第二定律可得，，故：；哈雷彗星在远日点做近心运动，则有，所以，故B错误，C正确；
D、哈雷彗星与太阳连线在相同时间内扫过相等的面积，哈雷彗星与太阳连线扫过的面积和地球与太阳连线扫过的面积不相等，故D错误。
8.【答案】
【解析】如图所示，欲使光在和的界面上发生全反射，需有：
为临界角，光在介质中的传播最长路程为：
传播速度为：
光在内外层的临界角满足：，故，
故最长时间为：，
故B正确，ACD错误。
9.【答案】
【解析】充电过程中，电压越来越大，且增加的越来越慢，切线斜率减小，放电过程中，电压越来越小，且减小的越来越慢，切线斜率减小，故AB错误；
充电过程中，电流越来越小，且减小的越来越慢，放电过程中，电流越来越小，且减小的越来越慢，切线斜率均越来越小，故C正确，D错误。
10.【答案】
【解析】在内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向上，由图乙可知，电流增大即电流产生的磁场增大，根据楞次定律可知，在环形真空室中生的电场从上向下看为顺时针，电子在电场作用下沿逆时针方向俯视做加速圆周运动，故正确；
在内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向上，由图乙可知，电流减小即电流产生的磁场减小，根据楞次定律可知，在环形真空室中生的电场从上向下看为逆时针，电子在电场作用下沿顺时针方向俯视做减速圆周运动，故错误；
在内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向下，由图乙可知，电流增大即电流产生的磁场增大，根据楞次定律可知，在环形真空室中生的电场从上向下看为逆时针，电子在电场作用下沿顺时针俯视做加速圆周运动，故错误；
在内，穿过环形真空室的磁场方向竖直向下，由图乙可知，电流减小即电流产生的磁场减小，根据楞次定律可知，在环形真空室中生的电场从上向下看为顺时针，电子在电场作用下逆时针方向俯视做减速圆周运动，故错误。
11.【答案】
【解析】A、对小球，由到过程，根据动能定理可得：，故小球沿两轨道运动到点时的速度大小相等，A错误；
B、由于两小球到达点时速度方向不同，故从起点到终点，两球的动量变化量不同，故B错误；
C、由于小球从Ⅰ轨道的不同位置静止释放，到达末端的时间都相同，故小球在Ⅰ轨道的运动可视为一个摆长特别大的单摆运动的一部分，小球从到运动时间，小球从到的运动时间为，则有，解得，若在两球释放的同时，将小球平抛恰好也落在点，则有，解得，其中为所对的圆周角，由于很大，小球做单摆运动，故，故可知，即三个球相比，先到达点，故C错误；
D、若轨道不光滑且与两球滑动摩擦因数相同，由于小球运动过程克服阻力做功更多，因此小球沿Ⅰ轨道运动到点的速度小，故D正确。
12.【答案】；
；
；
；
；其可调节的电流范围相对较大，且滑片移动相同的距离，电流变化相对稳定，便于调节。
【解析】 多用电表测直流电压，读数为；
滑动变阻器接线错误，其所在区域为；
图像上取两点和，充电宝内阻和之和等于图像斜率绝对值，内阻；
实验误差来源于电压表分流，由图乙可知，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，
电源的图象如图所示，
由图象可知，电源电动势和内阻的测量值均小于真实值，选项CD正确；
由图像戊可知，选用的滑动变阻器，其可调节的电流范围相对较大且滑片移动相同的距离，电流变化相对稳定，便于调节．
13.【答案】解：教室内气体的物质的量
教室里面的空气分子个数
解得：；
教室内每个分子占据的平均空间
将分子占据空间当作立方体模型
解得。
14.【答案】最小时静摩擦力为最大静摩擦：
对黑板擦受力分析：

15.【答案】解：从最初到最终共速，由动量守恒
解得
从子弹射入到穿出，由动量守恒
解得
解法一：由能量守恒
解得
解法二：图像法
由图像可得
解得
加速度
阻力
解法一：
子弹从射入到共速时
解得
由得
解法二：
图像法：

16.【答案】
解得
如图所示，根据几何关系，打到挡板上的粒子坐标为
如图所示
与负轴成出射的粒子打到挡板上的位置恰为点
沿负轴出射的粒子打到挡板上的位置恰为点
在此角度范围内出射的粒子可以打到区间
它们占所有出射粒子的比例为
如图所示
当出射粒子速度为方向时，粒子刚好打到板上点
由几何关系知：方向与轴正向夹角为
打到板上的坐标值为
出射粒子速度从方向逆时针逐渐转到方向
当粒子打到挡板上的位置据点距离变大
当出射方向为，打到挡板上的位置据点最远为
最远点的横坐标
出射粒子速度从方向逆时针逐渐转到方向
粒子刚好再次打到板上点
综上判断，在区间的探测器能够探测到粒子从两个方向进入探测器
相应区间为
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