江苏省南通市2022届高三下学期物理第四次模拟考试试卷及答案

 物理第四次模拟考试试卷

一、单选题

1．肥皂泡在阳光下呈现彩色，则（　　）

A．肥皂泡表面水分子间表现为斥力

B．肥皂泡内气体压强小于外部气体压强

C．肥皂泡呈现彩色是由于光的衍射形成的

D．肥皂膜厚度改变会导致彩色条纹移动

2．2022年5月10号，“天舟四号”货运飞船成功对接空间站“天和”核心舱，已知空间站在距离地球表面约400km圆轨道上运行。则其（　　）

A．线速度大于第一宇宙速度

B．角速度大于地球自转角速度

C．运行周期大于地球自转周期

D．向心加速度大于地面的重力加速度

3．央视曝光“能量石”核辐射严重超标，该“能量石”含有放射性元素钍Th，Th经多次衰变后变成稳定的铅Pb，Th半衰期长达1.4×1010年。则（　　）

A．衰变过程中发生了6次α衰变和4次β衰变

B．Pb比Th少12个中子

C．衰变产生的射线中β射线穿透能力最强

D．Th在高温、高压条件下半衰期会变短

4．如图所示，野外生存需要取火时，可以用随身携带的取火装置，在铜制活塞上放置少量易燃物，将金属筒套在活塞上迅速下压，即可点燃易燃物。则迅速下压过程中，金属筒内的封闭气体（　　）

A．分子平均动能变小

B．每个气体分子速率都增大

C．从外界吸热，气体内能增加

D．分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增加

5．利用图甲所示的实验装置测量遏止电压U与入射光频率的关系。若某次实验中得到如图乙所示的U-图像。已知普朗克常量h，则（　　）

A．电源的左端为正极

B．K极金属的逸出功为

C．增大入射光的强度，遏止电压增大

D．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零

6．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片向上滑动过程中（　　）

A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1电流增大

C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小

7．如图所示，甲、乙两猫从同一位置以相同速率同时跳出，速度方向与水平方向均成45°，一段时间后落至水平地面。不计空气阻力。则（　　）

A．两只猫落地时的动量方向不同

B．两只猫在空中运动过程中相距越来越远

C．起跳点越高，两猫落地点间距离越大

D．只改变两猫起跳速度大小，两猫可能在空中相遇

8．如图所示，足够长的倾斜传送带以恒定速率v0顺时针运行。一小木块以初速度v1从传送带的底端滑上传送带。木块在传送带上运动全过程中，关于木块的速度v随时间t变化关系的图像不可能的是（　　）

A． B．

C． D．

9．如图所示，有一个均匀带正电的绝缘球体，球心为O1，球体内有一个球形空腔，球心为O2，M、N为两球心连线上两点，P、Q连线过球心O1且与M、N连线垂直，且M、N、P、Q四点到O1距离相等。则（　　）

A．P、Q两点电场强度相同    B．P点电场强度比N点的小

C．M点电势比N点的低 D．M点电势比P点的高

10．如图所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有黑箱。t=0时刻起电阻为R的导体棒ab以一定的初速度放上导轨向右运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且与导轨电接触良好，不计导轨电阻。则（　　）

A．若黑箱中是电池，棒的最终速度与初速度有关

B．若黑箱中是线圈，棒做简谐运动

C．若黑箱中是电阻，棒的速度随位移均匀减小

D．若黑箱中是电容器，棒的最终速度与初速度无关

二、实验题

11．某小组在“用单摆测量重力加速度”实验中：

（1）组装单摆时，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的上端，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的有____；

A．保证摆动过程中摆长不变

B．需要改变摆长时便于调节

C．保证摆球在同一竖直平面内摆动

（2）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图乙所示，则d=　     　mm；

（3）某次实验过程中，用秒表记录时间的起点应该是摆球运动过程中的　     　（选填“最高点”或“最低点”）；

（4）该组同学测出五组单摆振动周期T与摆长L的数据如下表，请在图丙中作出T2-L关系图像　     　。根据图像算出重力加速度g=　                             　m/s2；（结果保留3位有效数字）

（5）若测量值与当地重力加速度值相比偏大，可能原因是　                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        　（写出一个）。

三、解答题

12．如图所示，矩形线圈abcd匝数为N，总电阻为R，ab边和ad边长分别为L和3L，O、O′为线圈上两点，OO′与cd边平行且与cd边的距离为L，OO′左侧空间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现使线圈绕OO′以角速度ω匀速转动，求：

（1）从图示位置开始转过60º过程中通过导线截面电荷量q；

（2）线圈在转动一周过程中产生的焦耳热Q。

13．如图甲所示，“隐身装置”可以将儿童的身体部分隐去，却对后面的成人没有形成遮挡；简化模型的俯视图如图乙所示，A、B为两个厚度均为的直角透明介质，虚线为透明介质的对称轴，儿童站在介质之间虚线框位置处，人体反射的光线均视为与对称轴平行。已知介质折射率，光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s，sin15°=0.26。求：

（1）光线在两透明介质中传播的时间t；

（2）儿童身体能被隐身，身体宽度的最大值d。

14．如图所示，质谱仪由一个加速电场和环形区域的偏转磁场构成，磁场区域由两圆心都在O点，半径分别为2a和4a的半圆盒N1N2和M1M2围成，匀强磁场垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为+q的粒子不断从粒子源S飘入加速电场，其初速度几乎为0，经电场加速后沿M1N1的中垂线从极板上小孔P射入磁场后打到荧光屏N2M2上。已知加速电压为U0（未知）时，粒子刚好打在荧光屏的中央。不计粒子的重力和粒子间相互作用，打到半圆盒上的粒子均被吸收。

（1）为使粒子能够打到荧光屏上，求加速电压的最大值Um；

（2）由于粒子进入磁场时速度方向在纸面内偏离SP方向，加速电压为U0（未知）时，其中有粒子打到荧光屏N2点右侧0.8a处的Q点（图中未画出），求该粒子进入磁场时速度与SP方向夹角α的余弦值cosα；

（3）由于粒子进入磁场时速度方向在纸面内偏离SP方向，求加速电压为U0（未知）时，荧光屏N2M2上有粒子到达的最大区间长度L。

15．如图所示，光滑钉子M、N相距2L，处于同一高度。带有光滑小孔的小球A穿过轻绳，轻绳的一端固定在钉子M上，另一端绕过钉子N与小球B相连，B球质量为m。用手将A球托住静止在M、N连线的中点P处，B球也处于静止状态。放手后，A球下落的最大距离为L。已知重力加速度为g。

（1）求A球的质量mA；

（2）求A球下落到最低点时绳中张力T；

（3）用质量为m的C球替换A球，C球从P点由静止释放后，求C球下落距离为L时的速度大小vC。

答案解析部分

1．【答案】D

2．【答案】B

3．【答案】A

4．【答案】D

5．【答案】B

6．【答案】A

7．【答案】B

8．【答案】C

9．【答案】D

10．【答案】C

11．【答案】（1）A；B

（2）18.9

（3）最低点

（4）；9.86（9.83～9.89范围内均可）

（5）①本实验通过累积法来测量周期，即测量摆球完成n次全振动的总时间t，从而求得周期，若计算时不慎将n的值记录得偏大，则所测周期偏小，会造成g的测量值偏大。②实验时，摆球有时不一定严格在竖直面内运动，而是做圆锥摆运动，在摆角为θ的情况下，小球向心力为解得由上式可知摆球做圆锥摆运动时，所测周期比严格做单摆运动时偏小，从而造成g的测量值偏大。③实验过程中，铁夹处摆线出现了松动，使摆长的真实值比测量值偏大，从而造成g的测量值偏大。

12．【答案】（1）解：设线圈转过60º的过程中产生的感应电动势为，经历的时间为∆t，由法拉第电磁感应定律有

其中磁通量的变化量

通过导线截面的电荷量

联立解得

（2）解：线圈在磁场中转动时产生的电动势随时间变化的规律如答图所示，设ab边、cd边在磁场中转动产生电动势的最大值分别为E1m、E2m，有效值分别为E1、E2，则

产生的热量

联立解得

13．【答案】（1）解：光在透明介质A中传播的光路如图所示，入射角α=45°，设折射角为β，

由折射定律得

光在透明介质A中运动的路程

光在两介质中需要的时间

又光在透明介质中的速度

联立解得

（2）解：儿童身体能被隐身时，光从介质A中射出时恰好不被儿童身体遮挡，如图所示

根据几何关系有

解得d=0.52m

14．【答案】（1）解：当粒子在磁场中运动的轨迹与半径为4a的半圆盒在M2点相切时，粒子在磁场中运动的半径有最大值，设为r1，如答图1．则

设粒子在磁场中运动的最大速度为v1，根据动能定理有

粒子在磁场中做圆周运动时，根据牛顿第二定律有

联立解得

（2）解：设荧光屏N2M2的中点为C，加速电压为U0时粒子在磁场中的运动轨迹如答图2所示，由题意可知该粒子的运动半径为r0=3a

设粒子进入磁场速度方向偏离SP方向的夹角为α，粒子打在荧光屏上的Q点，轨迹圆心为O1，如答图2，其运动半径仍为r0，根据几何关系有

解得

（3）解：由题意，加速电压仍为U0，粒子在磁场中的运动半径不变，则沿M1N1中垂线方向射入的粒子到达屏上的C点为粒子能打到荧光屏上最右侧的点．当粒子速度方向偏离SP方向的夹角为θ时，粒子打在荧光屏上的点A，其轨迹与磁场外边界相切，切点为D，圆心为O2，如答图3．

由几何关系得

根据余弦定理有

则

当粒子速度方向偏离SP方向的夹角为β时，粒子打在荧光屏上的点A′，其轨迹与磁场内边界相切，切点为D′，圆心为O2′，如答图4．

由几何关系得

根据余弦定理有

则

可知点A与点A′重合，点A（A′）即为粒子打在荧光屏上最左侧的点．则粒子能到达屏幕的最大区间长度为

15．【答案】（1）解：如图所示，根据几何关系可得A球下落至最低点时，A球与P连线与竖直方向的夹角为α=45°     ①

则B球上升的高度为②

对A、B组成的系统根据机械能守恒定律得③

联立②③解得④

（2）解：当A球下落至最低点时，设A、B的加速度大小分别为aA、aB，对A、B根据牛顿第二定律分别⑤

⑥

设A球下落到最低点时的速度大小为vA，则vA在A球两侧绳子的分量大小均为⑦

由于A球拖动两侧的绳子使MA和AN段绳子同时延长，所以此时B球的速度大小为⑧

根据⑧式可知A球下落到最低点附近一极小时间内，A、B的位移关系满足⑨

即⑩

联立④⑤⑥⑩解得⑪

（3）解：根据（1）题中分析同理可知，当C球下落距离为L时，B球上升的高度仍为hB，且C球与P连线与竖直方向的夹角仍为α，对B、C组成的系统根据机械能守恒定律得⑫

根据（2）题中分析同理可知⑬

联立⑫⑬解得⑭