2022届江苏省南京市、盐城市高三上学期第一次模拟考试物理试卷（解析版）

江苏省南京市、盐城市2022届高三上学期第一次模拟考试

物理试卷

一、单选题

1．下雪了，晶莹的雪花像轻盈的玉蝴蝶在翩翩起舞，雪花的形状如图所示。下列关于雪花的说法正确的是（　　）

A．是多晶体

B．是非晶体

C．具有各向异性

D．飞舞时，说明分子在做无规则运动

2．含有钍（Th）的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡（Rn），核反应方程为→ +3+2Y。下列关于该核反应说法正确的是（　　）

A．Y是 B．Y是

C．Rn核的电子数比Th核的少4 D．Rn核的中子数比Th核的少12

3．如图所示，在做托里拆利实验时，玻璃管内有些残留的空气，此时玻璃管竖直放置。假如把玻璃管缓慢竖直向上提起一段距离，玻璃管下端仍浸在水银中，在这过程中，大气的压强、温度均保持不变。则管内的空气（视为理想气体）（　　）

A．体积增大 B．压强增大 C．放出热量 D．内能增大

4．2021年11月8日，“天问一号”环绕器成功实施近火制动，准确进入遥感使命轨道。制动前环绕器在轨道I上运动，在P点制动后进入轨道Ⅱ运动。如图所示，环绕器沿轨道I、Ⅱ运动到P点的速度大小分别为vI、vⅡ；加速度大小分别为aI、aⅡ。则（　　）

A．vI>vⅡ   aI=aⅡ B．vI<vⅡ   aI<aⅡ

C．vI=vⅡ   aI=aⅡ D．vI=vⅡ   aI>aⅡ

5．如图所示，一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B．线圈A跟电源连接，线圈B两端连在一起构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起使触头C离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是（　　）

A．线圈B不闭合，仍会产生延时效应

B．将衔铁D换成铜片，延时效果更好

C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量为零

D．断开开关S的瞬间，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向

6．如图所示，氢原子的能级图。一群处于基态的氢原子受到激发后，会辐射出6种不同频率的光。已知可见光光子的能量范围为1.64eV～3.19eV。下列说法正确的是（　　）

A．6种不同频率的光中包含有γ射线

B．基态的氢原子受激后跃迁到n=6的能级

C．从n=4能级跃迁到n=2发出的光是可见光

D．从n=4能级跃迁到n=3发出的光波长最短

7．草地滑坡是不少生态公园中的休闲项目。甲、乙两游客先后分别乘坐相同滑车从同一滑道的同一位置由静止下滑。游客乙的质量比甲大。将滑道简化为一倾斜的斜面，滑车与滑道的动摩擦因数处处相同。则（　　）

A．乙滑到底端时的速度更大

B．乙在滑道上滑行的时间更长

C．下滑相同高度时，乙重力的功率更大

D．滑车在滑道上两次滑行产生的热量相同

8．如图所示，足球被踢出后在空中依次经过a、b、c三点的运动轨迹示意图，b为最高点，a、c两点等高。则足球（　　）

A．从a运动到b的时间大于从b运动到c的

B．在b点的加速度方向竖直向下

C．在a点的机械能比在b点的大

D．在a点的动能与在c点的相等

9．如图所示，正三棱锥OMNF，三角形MNF的中心为P。现在顶点O处固定+Q的点电荷，则MNF所在平面内（　　）

A．P点的电势最低

B．P点的电场强度最大

C．检验电荷沿NF移动时，电势能始终不变

D．检验电荷沿MN移动时，电场力始终不做功

10．如图所示，MN和PQ是两根足够长、电阻不计的相互平行、竖直放置的光滑金属导轨，匀强磁场垂直导轨平面。有质量和电阻的金属杆，始终与导轨垂直且接触良好。开始时，将开关S断开，让金属杆由静止开始下落，经过一段时间后，再将S闭合。金属杆所受的安培力、下滑时的速度分别用F、v表示；通过金属杆的电流、电量分别用i、q表示。若从S闭合开始计时，则F、v、i、q分别随时间t变化的图像可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

二、实验题

11．某同学要将一量程为3V的电压表V1改装成量程为15V的电压表V2。

（1）先将V1直接接到内阻很小的电源两端，读数为2.0V；再将V1与阻值为3000Ω的电阻串联后，接到该电源两端，读数为0.8V，则V1的内阻为　     　Ω；

（2）要改装成量程为15V的电压表V2，需要将V1表与合适的电阻R　     　（选填“串联”、“并联”）

（3）将改装后的电压表V2与一标准电压表校对，完成下面的实物连接；

（4）在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片P置于最　     　端（选填“左”、“右”）

（5）闭合开关，移动滑片P，标准表示数为10.5V时，V1表示数为2.5V。要达到预期目的，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=　     　（保留三位有效数字）。

三、解答题

12．如图所示，光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为l，AB、CD分别代表左、右两平行端面。一单色光从AB端面射入玻璃丝，从CD端面射出。已知玻璃丝对单色光的折射率为n（n<），光在真空中的速度为c。求该单色光

（1）垂直AB端面入射，在玻璃丝中传播到CD面的时间t；

（2）能从AB端面传播到另一端面CD，入射角正弦值sinθ的范围。

13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1=1500、n2=500，在原、副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R1、R2.，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：

（1）电阻R2中电流的频率f；

（2）交流电压表的读数U2。

注：以上求得的结果均保留整数。

14．如图所示，半径为R的竖直圆环在电动机作用下，可绕水平轴O转动，圆环边缘固定一只质量为m的连接器。轻杆通过轻质铰链将连接器与活塞连接在一起，活塞质量为M，与固定竖直管壁间摩擦不计。当圆环逆时针匀速转动时，连接器动量的大小为p，活塞在竖直方向上运动。从连接器转动到与O等高位置A开始计时，经过一段时间连接器转到最低点B，此过程中，活塞发生的位移为x，重力加速度取g。求连接器：

（1）所受到的合力大小F；

（2）转到动量变化最大时所需的时间t；

（3）从A转到B过程中，轻杆对活塞所做的功W。

15．如图甲所示，在xoy平面的第一象限内存在周期性变化的磁场，规定磁场垂直纸面向内的方向为正，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。质量为m、电荷量为+q的粒子，在t=0时刻沿x轴正方向从坐标原点O射入磁场。图乙中T0为未知量，不计粒子的重力。已知，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：

（1）0～时间内粒子做匀速圆周运动的角速度ω；

（2）若粒子不能从Oy轴射出磁场，磁感应强度变化周期的最大值Tm；

（3）若使粒子能从坐标为（3d，4d）的D点平行于Ox轴射出，射入磁场时速度的大小v。

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】ABC．单片雪花会呈现六度旋转对称结构体现了雪花凝结时各向异性，是单晶体，AB不符合题意，C符合题意

D．雪花飞舞是因为空气流动大气的作用，并不能说明分子在做无规则运动，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】单晶体的物理特性表现为各向异性；雪花飞舞是因为空气流动大气的作用。

2．【答案】B

【解析】【解答】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，Y的质量数为0，电荷数为-1 ，则Y是e，A不符合题意，B符合题意；

C．原子核中没有电子，C不符合题意；

D． Rn核的中子数为220-86=134，Th核的中子数为232-90=142，则Rn核的中子数比Th核的少8，D不符合题意；

故答案为：B。

【分析】核反应的质量数和电荷数守恒，原子核中内有电子。

3．【答案】A

【解析】【解答】在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压。如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小；温度不变，则气体的内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，BCD不符合题意，A符合题意；

故答案为：A。

【分析】将玻璃管向上提时根据理想气体状态方程得出各物理量的变化情况。

4．【答案】A

【解析】【解答】“天问一号” 在P点制动后进入轨道Ⅱ运动，故“天问一号”在轨道I上的P点速度大小大于轨道在Ⅱ运动到P点的速度，故vI>vⅡ

“天问一号”的加速度是由万有引力产生 

可知在同一P点，万有引力对“天问一号”产生的加速度相同，与卫星所在轨道无关，AI=aⅡ

A符合题意，BCD不符合题意；

故答案为：A。

【分析】“天问一号从低轨道进入高轨道速度增大，万有引力为它所受的合力得出加速度的大小关系。

5．【答案】D

【解析】【解答】A．线圈B不闭合时，当S断开后，在线圈B中不会产生感应电流，铁芯上不会有磁性，则不会产生延时效应，A不符合题意；

B．因铜不是磁性材料，则将衔铁D换成铜片，会将失去延时效果，B不符合题意；

C．保持开关S闭合，线圈B中磁通量不变，但不为零，C不符合题意；

D．断开开关S的瞬间，穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈B中的电流从上往下看为顺时针方向，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】感应电流产生的条件时回路中磁通量发生变化，结合楞次定律判断系安全B中电流的方向。

6．【答案】C

【解析】【解答】A．γ射线是具有高能量的电磁波，能量高于1.24MeV，故6种不同频率的光中不可能包含有γ射线，A不符合题意；

B．一群氢原子从n级自发向低能级跃迁能辐射出  种不同频率的光，由于一群处于基态的氢原子受到激发后，会辐射出6种不同频率的光， 故基态的氢原子受激后跃迁到n=4的能级，B不符合题意；

C．根据 

由n=4能级跃迁到n=2能级产生的光子的能量为 

在可见光范围内，C符合题意；

D．从n=4能级跃迁到n=3发出的光频率最小，波长最长，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据氢原子能级的跃迁得出基态原子所能跃迁到的能级，结合两能级间的能量差得出产生光子的能量；利用能量差与频率的关系以及频率与波长的关系判断波长最长的两能级。

7．【答案】C

【解析】【解答】AB．根据牛顿第二定律可知

解得  

则两人下滑的加速度相等，根据 

可知到达底端时的速度相等；根据 

可知到达底端时的时间相等，AB不符合题意； 

C．下滑相同高度时，速度相同，根据 

则乙的重力的功率更大，C符合题意；

D．根据 

可知，滑车在滑道上两次滑行产生的热量不相同，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】对游客进行受力分析根据牛顿第二定律得出加速度的表达式，利用匀变速直线运动的位移与速度的关系和位移与时间的关系得出滑行时间的表达式以及滑到底端的速度并分析判断；利用瞬时功率的计算判断重力功率的大小情况。

8．【答案】C

【解析】【解答】A．足球被踢出后，对足球受力分析，足球受到重力和空气阻力，当足球从a运动到b过程中竖直方向上重力和空气阻力都向下，b运动到c的空气阻力向上，A运动到b过程中的竖直方向上的加速度大于b运动到c过程中的加速度，a、c两点等高，故从a运动到b的时间小于从b运动到c的，A不符合题意；

B．在b点，足球运动方向向右，空气阻力水平向左，故此刻足球的加速度斜向下，B不符合题意；

C．由于过程中空气阻力做负功，机械能减少，故在a点的机械能比在b点的大，C符合题意；

D．从a运动到c过程中机械能减少，a、c两点等高重力势能相同，a点的动能比在c点时大，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】对足球进行受力分析，根据位移与时间的关系得出a到b运动的时间和b，结合解析呢鞥到c运动时间的大小关系，利用机械能的定义判断ac两点的动能关系。

9．【答案】B

【解析】【解答】AB．P点离O点的正电荷的距离最近，则P点电势最高，电场强度最大，A不符合题意，B符合题意；

C．从N到F，电势先升高后降低，则检验电荷沿NF移动时，电势能不是始终不变的，C不符合题意；

D．因MN不是等势线，则检验电荷沿MN移动时，电场力不是始终不做功，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】P离O点的距离判断P点的电势以及电场强度的变化情况，利用N到F电势的变化情况得出电势能的变化情况，结合MN电势的关系判断电场力的做功情况。

10．【答案】D

【解析】【解答】让金属杆由静止开始自由下落，经过一段时间后具有速度，闭合开关S后，回路产生感应电流，金属杆受到安培力竖直向上，可能有以下三种情况：

若此刻安培力等于重力，金属杆做匀速运动，安培力、运动速度、电流都不变，通过金属杆的电量与时间成正比，此情况ABC不可能，D可能；

若此刻安培力大于重力，金属杆将做加速度减小的减速运动，直至匀速运动，安培力、运动速度、电流先变小后不变，通过金属杆的电量与时间不成正比，此情况ABCD均不可能；

若此刻安培力小于重力，金属杆将做加速度减小的加速运动，直至匀速运动，安培力、运动速度、电流先变大后不变，通过金属杆的电量与时间不成正比，此情况ABCD均不可能。

综上所述q随时间t变化的图像可能正确，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】金属杆在下落的过程中，闭合开关时回路中产生感应电流，利用安培力和重力的大小关系判断速度随时间的变化和电流以及电荷量随时间的变化情况。

11．【答案】（1）2000

（2）串联

（3）

（4）左

（5）1.25

【解析】【解答】（1）先将V1直接接到内阻很小的电源两端，读数为2.0V，可知电源电动势E=2V；再将V1与阻值为3000Ω的电阻串联后，接到该电源两端，读数为0.8V，则

解得V1的内阻为RV=2000Ω

（2）要改装成量程为15V的电压表V2，需要将V1表与合适的电阻R串联；

（3）校准电路如图；

（4）在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片P置于最左端；

（5）标准表示数为10.5V时，V1表示数为2.5V，则此时的电阻 

而要达到预期目的，需要串联的电阻为 

则k=1.25

【分析】（1）根据串并联电路以及欧姆定律得出该电压表的电阻；
（2）根据电表的改装以及串并联电路进行分析判断；
（3）根据实验原理连接校准电路；
（4）根据闭合电路欧姆定律得出所要串联的电阻，从而得出k值。

12．【答案】（1）解：单色光在玻璃丝内的传播速度

垂直AB端面入射，在玻璃丝中传播到CD面的时间

（2）解：设光束在玻璃丝端面的入射角为θ，折射角为α，折射光线射向侧面时的入射角为β，要保证不会有光线从侧壁射出来，其含义是能在侧壁发生全反射。

由折射定律

由几何关系α+β=90°

sinα=cosβ

则恰好发生全反射临界角的公式为

得

联立得

则要保证从端面射入的光线能发生全反射，应有

【解析】【分析】（1）根据光在玻璃丝内传播的速度和折射率的关系以及光在介质中传播的速度与时间的关系得出玻璃丝中传播到CD面的时间；
（2）根据折射定律以及几何关系得出恰好发生全反射的临界角，从而进一步得出入射角正弦值的范围。

13．【答案】（1）解：根据图乙可知交流电的周期 ，根据

解得

电阻R2中电流的频率

（2）解：交流的最大值为

有效值为

根据

则

根据

解得

副线圈的电流

则原线圈的电流为

根据关系可得

解得

【解析】【分析】（1）根据周期和频率的关系得出电流的频率；
（2）利用交变电流的有效值和最大值的关系得出点电压的有效值，结合理想变压器原副线圈的匝数比和电流比与 电压比的关系得出原副线圈的电流，利用电压的关系得出交流电压表的读数。

14．【答案】（1）解：连接器做匀速圆周运动的速度

则连接器做匀速圆周运动所受到的合力大小

（2）解：当连接器转到右侧与A点对称位置时动量变化最大，此时用时间

（3）解：设连接器在A点时连杆与竖直方向的夹角为θ，则此时连杆的速度为

而对活塞

可知活塞的速度

当连接器到达B点时，活塞的速度为零，则从A到B，对活塞由动能定理

解得

【解析】【分析】（1）根据动量的表达式以及向心力的表达式得出所受的合力；
（2）根据线速度的表达式得出转到动量变化最大时所需的时间 ；
（3）利用速度的分解以及动量的表达式得出活塞的速度；从A到B对活塞由动能定理得出轻杆对活塞所做的功。

15．【答案】（1）解：根据洛伦兹力提供向心力可知

其中

可得

（2）解：要使得粒子不从y轴射出，则轨迹如图

在前内的运动半径为

在后内的运动半径为

由几何关系可知

粒子做圆周运动的周期

则

解得磁感应强度变化周期的最大值

（3）解：要想使粒子经过D点且平行x轴射出，则轨迹如图

由几个关系可知

解得

【解析】【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，从而得出运动的角速度；
（2）根据几何关系得出离子运动的半径，结合离子运动的周期和时间的关系得出磁感应强度变化周期的最大值；
（3）根据几何关系以及洛伦兹力提供向心力得出射入磁场时速度的大小。