2022-2023学年江苏省苏州中学高三上学期期末模拟物理试题含解析

  2022~2023学年第一学期苏州市期末考试模拟试卷

高三物理

一、单项选择题

1. 由两种不同单色光组成的一束复色光，沿图示方向从空气射向圆柱形玻璃砖，经过玻璃砖两次折射后射出，可能的光路是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由于两种不同单色光的折射率不同，在由空气进入玻璃时，入射角相同，根据

可知，在由空气进入玻璃时，两单色光的折射角不同，作出完整光路图如图所示

故选B。

2. 大型油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示，油罐车在水平路面上行驶，下列说法正确的是（　　）

A. 油罐车匀速前进时，油没有惯性

B. 油罐车加速前进时，油的液面仍然保持水平

C. 油罐车减速前进时，两挡板间油的液面前低后高

D. 挡板间油的质量相对小，可以有效减少变速时油的涌动

【答案】D

【解析】

【详解】A．惯性的大小只取决于物体的质量，和物体的运动状态无关，故A错误；

B．当油罐车加速前进时，由于惯性油向后涌动，所以油的液面应前低后高，故B错误；

C．当油罐车减速前进时，油向前涌动，油的液面前高后低，故C错误；

D．当挡板间油的质量相对小时，油的惯性小，所以可以有效减小变速时油的涌动，故D正确。

故选D。

3. 某高速公路上ETC专用通道是长为的直线通道，且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时，可以不停车而低速通过，限速为。如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动，车尾一到通道末端立即加速前进的图像，则下列说法正确的是（　　）

A. 由图像可知，小汽车的车身长度为

B. 图像中小汽车减速过程的加速度大小为

C. 图像中小汽车减速过程的位移大小为

D. 图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据题意，由图可知，汽车匀速运动的位移为

由于通道是长为，则小汽车的车身长度为，故A正确；

BD．根据图像中斜率表加速度，由图可知，小汽车减速过程的加速度大小为

小汽车加速过程的加速度大小为

可知，图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小，故BD错误；

C．根据图像中面积表位移，由图可知，小汽车减速过程的位移大小为

故C错误。

故选A。

4. 一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴方向传播，t=0.2s时刻的波形图如图甲所示，质点M的平衡位置在xM=7.5cm处，质点N的平衡位置在xN=3cm处，质点N的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿轴正方向传播

B. t=0时刻，质点回复力的方向为轴正向

C. 该波的传播速度大小为0.2m/s

D. 0~2s内质点运动的路程为1.8m

【答案】B

【解析】

【详解】A．由乙图可知，t=0.2s时刻质点N经过平衡位置沿y轴正方向运动，结合甲图由同侧法可知，该波沿轴负方向传播，A错误；

C．由甲图可知该波波长为，由乙图可知该波周期为，故该波的传播速度大小为

C错误；

B．在2s内该波向左传播的距离为

根据平移法可知，t=0时刻，质点M在平衡位置下方，所以质点回复力的方向为轴正向，B正确；

D．该波的周期，故2s内质点M振动了5个周期，由图像可知该波的振幅为，故0~2s内质点运动的路程为

D错误。

故选B。

5. 如图所示，将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b上，在一端垫一个薄片，当红光从上方入射后，从上往下可以看到干涉条纹。则（　　）

A. 干涉条纹是由a、b两板的上表面反射的光叠加产生的

B. 干涉条纹间的亮条纹是由于两反射光叠加减弱产生的

C. 换用蓝光照射时，产生的条纹变密

D. 将薄片向左移动，产生的条纹变疏

【答案】C

【解析】

【详解】A．从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，所以干涉条纹是由a板的下表面与b板的上表面反射的光叠加产生的，故A错误；

B．干涉条纹间的亮条纹是由于两反射光叠加加强产生的，故B错误；

CD．当光程差满足

干涉条纹为亮条纹，可知相邻两条亮条纹的光程差之间的差值为

设平板玻璃a倾角为，相邻两条亮条纹的间距为，则有

联立解得

换用蓝光照射时，由于蓝光的波长小于红光的波长，可知相邻两条亮条纹的间距变小，产生的条纹变密；将薄片向左移动，可知倾角变大，相邻两条亮条纹的间距变小，产生的条纹变密，故C正确，D错误。

故选C。

6. 我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动，运行周期为T，轨道半径约为地球半径的倍，已知地球半径为R，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（　　）

A. 漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力

B. 空间站绕地球运动的线速度大小约为

C. 地球的平均密度约为

D. 空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍

【答案】B

【解析】

【详解】A．漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力，所受引力提供向心力做匀速圆周运动而处于完全失重，视重为零，故A错误；

B．根据匀速圆周运动的规律，可知空间站绕地球运动的线速度大小约为

故B正确；

C．设空间站的质量为，其所受万有引力提供向心力，有

则地球的平均密度约为

故C错误；

D．根据万有引力提供向心力，有

则空间站绕地球运动的向心加速度大小为

地表的重力加速度为

可得

即空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的倍，故D错误。

故选B。

7. 如图所示电路中，A、B、C 是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，电键S先闭合然后再断开，则（　　）

A. S闭合后，A立即亮而B、C慢慢亮

B. S闭合后，B、C立即亮而A慢慢亮

C. S断开后，B、C先变亮然后逐渐变暗

D. S断开后，A先变亮然后逐渐变暗

【答案】B

【解析】

【详解】AB．S闭合后，B、C立即亮，由于灯泡A与自感线圈串联，线圈会阻碍电流的增大，所以A慢慢变亮，A错误，B正确；

CD．S断开后，由于线圈的作用阻碍电流的减小，所以A慢慢变暗，因为线圈电阻与灯泡电阻相等，所以在开关闭合时通过灯泡BC和A的电流大小相等，所以当开关断开后线圈与A、B、C构成闭合回路，此时B、C不会先变亮，而是逐渐变暗，CD错误。

故选B。

8. 如图（a），直导线被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴上，其所在区域存在方向垂直指向的磁场，与距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图（b）所示。当导线通以电流时恰好静止在图（a）中的右侧位置。下列说法正确的是（　　）

A. 导线中电流方向由指向

B. 电流增大，导线静止后对悬线的拉力大小不变

C. 若电流大小方向都不变，可以让导线静止在左侧对称位置

D. 若撤去电流，导线能摆动到左侧等高处

【答案】D

【解析】

【详解】A．导体受到向下的重力，沿悬线向左上的拉力，如要平衡安培力的方向一定向右上方。对直导线MN进行受力分析，如图所示

根据左手定则可知，导线中电流方向应由M指向N，故A错误；

B．直导线MN在悬线的拉力、安培力和重力的作用下处于平衡状态，当电流增大，安培力会变化，再次处于平衡状态时安培力与重力的合力发生了变化，相应的悬线对导线的拉力也要变化，由牛顿第三定律可知，导线对悬线的拉力会改变，故B错误；

C．若电流大小方向都不变，当导线在左侧时，受竖直向下的重力、沿悬线右上方的拉力和向右下方的安培力，故此时导线所受合外力不可能等于零，故导线不可能静止，故C错误；

D．若撤去电流，则导线不受安培力作用，只受重力和悬线的拉力作用，向左摆动过程中，拉力不做功，只有重力做功，根据机械能守恒可知，导线能摆动到左侧等高处，故D正确。

故选D。

9. 体育课上，某同学跳起投篮，松手后篮球将斜向上飞出，恰好能够斜向下、无碰触地穿过篮框中心，如图所示。若篮框平面到篮板上沿的距离是h=0.45m，篮球脱手时初速度方向与水平方向夹角为45°，篮球穿过篮框中心时速度与水平方向的夹角为37°，小球到达最高点时恰好与篮板上沿等高，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，篮球可以看做质点，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　）

A. 篮球的速度变化率先减小后增大

B. 篮球脱手时的速度大小为5m/s

C. 篮球脱手到过篮框中心的时间为0.7s

D. 篮球脱手的位置到篮框中心间的竖直高度为0.8m

【答案】C

【解析】

【详解】A．速度变化率即为加速度，故篮球的加速度为重力加速度，故速度变化率保持不变，故A错误；

B．篮球到达最高点，只有水平速度，故篮球从最高点向右穿过篮框中心的过程做平抛运动，则有

代入数据解得

vy=3m/s

篮球穿过篮框中心时速度与水平方向夹角为37°，则水平速度为

则篮球从出手到最高点，到达最高点时竖直方向的速度为零，只有水平速度，则有

故B错误；

C．篮球从出手到最高点，竖直方向的速度为

故竖直上抛运动的时间为

篮球从最高点到穿过篮框中心，做平抛运动，则运动的时间为

故篮球脱手到过篮框中心的时间为

故C正确；

D．篮球从出手到最高点，竖直方向的位移为

则篮球脱手的位置到篮框中心间的竖直高度为

故D错误。

故选C。

10. 法拉第笼是一个由金属制成的球形状笼子，与大地连通。当高压电源通过限流电阻将10万伏直流高压输送给放电杆，放电杆尖端靠近笼体时，出现放电火花。如图所示，体验者进入笼体后关闭笼门，操作员接通电源，用放电杆进行放电演示。下列说法正确的是（　　）

A. 法拉第笼上的感应电荷均匀分布在笼体外表面上

B. 法拉第笼内部任意两点间的电势差为零

C. 法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度为零

D. 同一带电粒子在法拉第笼外的电势能大于在法拉第笼内部的电势能

【答案】B

【解析】

【详解】A．法拉第笼上的感应电荷在笼体外表面上分布不均匀，离放电杆尖端越近和越远处电荷密度越大，A错误；

B．处于静电平衡状态的导体是个等势体，又因为金属笼子与大地相通，所以笼子上及法拉第笼内部各点的电势均等于零，所以法拉第笼内部任意两点间的电势差为零，B正确；

C．法拉第笼上的感应电荷与放电杆尖端上的电荷在笼内的合场强等于零，所以法拉第笼上的感应电荷在笼内产生的电场强度不等于零，C错误；

D．由于带电粒子和法拉第笼的电性未知，所以无法比较同一带电粒子在法拉第笼外的电势能与在法拉第笼内部的电势能的大小，D错误。

故选B。

二．解答题

11. 某学习小组探究一只“橙子”电池的电动势E和内阻r的大小（该电池电动势不足1V，内阻约2kΩ）。在橙子上相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。

（1）学习小组经过研究，设计了如图甲乙两种电路，发现甲图无法完整地完成实验，只能选择乙图，甲图中电流表A（量程0~0.6A~3A，内阻很小），乙图中电压表V（量程0~3V~15V，内阻很大），电阻箱R（量程0~9999Ω）。请问甲图无法完成实验的原因是___________。

（2）请用笔画线代替导线，完成图丙中实物图的连接。（      ）

（3）连接好实物图后，闭合开关。改变电阻箱的阻值R，记录电压表对应的示数U，如表中所示，以为横坐标，为纵坐标，请在方格纸上描出7次实验的坐标，并作出前5组数据的的关系图线。（      ）

（4）根据图线可得“橙子”电池的电动势为____________V，内阻为____________kΩ。（结果均保留两位有效数字）。

（5）最后2组数据明显偏离图线，可能的原因是____________

A.铜片和锌片插入过深

B.实验时间较长，水果电池的电动势明显变小

C.实验时间较长，水果电池的内阻明显变小

【答案】    ①. 见详解    ②.
    ③.
    ④.     ⑤.     ⑥. B

【解析】

【详解】（1）[1] “橙子”电池内阻太大，所以在滑动变阻器的时候，电流表和电压表示数变化不明显，故用甲图无法完成实验。

（2）[2]

（3）[3]根据描点法得出图象如图

（4）[4][5]图线的数学关系

则

，

所以

，

（5）[6]最后2组数据明显往上偏离图线，斜率陡增，可知电动势明显变小，故AC错误，B正确。

12. 正在修建的楼房顶上固定一根不可伸长的细线垂到图示窗沿下，某同学想应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度，他先将线的下端系上一个小球，当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为l＝1m。他打开窗户，让小球在垂直于墙的竖直平面内作小角度摆动，如图所示，从小球第1次通过图中的B点开始计用入到第21次通过B点共用时40s。当地重力加速度g值取，根据以上数据，求：

（1）该单摆的周期；

（2）房顶到窗上沿的高度h。

【答案】（1）4s；（2）8m

【解析】

【详解】（1）从小球第1次通过图中的B点开始计用入到第21次通过B点共用时40s，则周期为

（2）球心到窗上沿的距离l=1m，由于该单摆在左右两侧摆动的摆长变化，故周期公式为

g值取，代入数据解得，房顶到窗上沿的高度为

h＝8.0m

13. 如下图所示，两根不计电阻、间距为L的足够长平行光滑金属导轨，竖直固定在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B。质量为m、不计电阻的金属棒可沿导轨运动，运动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触。电路中虚线框是某种未知的电学元件，忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的影响，重力加速度大小为g。以下计算结果只能选用m、g、B、L、R表示。

（1）若虚线框中是一个阻值为R的电阻，由静止释放金属棒，求金属棒下落最大速度v1；

（2）若虚线框中是一个理想二极管D，由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度v2。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）若虚线框中是一个电阻，导体棒最后做匀速直线运动，设速度为，则电路中产生感应电动势为

感应电流为

导体棒受到的安培力为

最后导体棒做匀速直线运动，则有

解得

（2）若二极管右端是正极，左端是负极，二极管在电路中导通，相当于一段导线，设导体棒最后速度为，则电路中产生的感应电动势为

感应电流为

导体棒受到的安培力为

最后导体棒做匀速直线运动，则有

联立以上四式可求得

若二极管左端是正极，右端是负极，二极管不能导通，电路中没有电流，导体棒不受安培力作用，一直做匀加速直线运动，没有最大速度或最大速度为无穷大。

14. 如图甲所示，真空室中加热的阴极K发出的电子（初速度不计）经电场加速后，由小孔S沿两平行金属板M、N的中心线OO'射入板间，加速电压为，M、N板长为L，两板相距。加在M、N两板间电压随时间t变化的关系图线如图乙所示，变化周期为，M、N 板间的电场可看成匀强电场，忽略板外空间的电场。在每个粒子通过电场区域的极短时间内，两板电压可视作不变，板M、N右侧距板右端L处放置一足够大的荧光屏，屏与OO'垂直，交点为O'。已知电子的质量为m，电荷量为e，单位时间内从小孔S进入的电子个数为n，忽略电子重力及电子间的相互作用，不考虑相对论效应。求：

（1）电子加速至O点的速度大小；

（2）电子刚好从M板的右边缘离开偏转电场时，M、N板间的电压；

（3）在荧光屏上有电子区域的长度和时间内打到荧光屏的电子数目N。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）根据题意，电子加速到O点的过程，由动能定理有

解得

（2）设M、N两板间距离为d，电子在M、N板间运动时间为t，加速度大小为a，则水平方向上有

竖直方向上有

由牛顿第二定律有

解得

（3）根据题意可知，电子刚好从M板的右边缘离开偏转电场时，垂直于中心线方向的速度

偏转角度的正切

由几何关系有

解得

当

时，电子才能从两板间射出，则有

15. 如图1所示，左边为一长为的固定平台，平台右边有三个形状相同的物块紧挨着平台并排放在水平地面上，物块与平台等高，平台上表面铺有一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，变化情况如图2所示。在平台最左端放上一个可视为质点的滑块，现对滑块施加水平向右的拉力，作用后撤去拉力。已知物块1和滑块的质量均为，物块2和物块3的质量均为，三个物块和滑块间的动摩擦因数均为，第1个物块和地面间的动摩擦因数，第2个物块和地面间的动摩擦因数，第3个物块和地面间无摩擦，每个物块的长度均为，取，求：

（1）滑块刚滑上物块1时的速度大小；

（2）滑块在1、2两个物块上运动的总时间；

（3）滑块的最终速度。

【答案】（1）；（2）0.6s；（3）

【解析】

【详解】（1）滑块在平台上运动时，由动能定理得

由图像可得

解得

（2）滑块滑到物块1上时，对物块1受力分析，因为

故物块1不动。对滑块由动能定理得

解得

由牛顿第二定律得滑块向前运动的加速度

由运动学公式得滑块在物块1上运动的时间

滑块滑到物块2上时，对物块2受力分析，因为

故物块2将向前加速运动，对物块2、3整体受力分析，由牛顿第二定律得

滑块滑离物块2时，滑块比物块多运动了d，设时间为，故

联立解得

因此滑块在1、2两个物块上运动的总时间

（3）滑块滑离物块2时的速度

物块2和物块3的速度

滑块物块3上运动时，假设能达到共同速度，由动量守恒定律得

设滑块在物块3上运动的相对位移为，由能量守恒定律得

联立解得

，

故假设成立，因此滑块的最终速度为。