2024届江苏省南京市临江高级中学高三下学期三模物理试题

这是一份2024届江苏省南京市临江高级中学高三下学期三模物理试题，共15页。

1．本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分。
2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。
3．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。
一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1．我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池。该核电池利用半衰期约为100年的镍63来工作，其衰变方程为：，则（ ）
A．X是电子B．X是粒子
C．Y与Ni是同位素D．Y的中子数为29
2．如图所示为放在水平桌面上的沙漏计时器，从里面的沙子全部在上部容器里开始计时，沙子均匀地自由下落，到沙子全部落到下部容器里时计时结束，不计空气阻力和沙子间的影响，对计时过程取两个时刻：时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；时刻二，上、下容器内都有沙子，部分沙子正在做自由落体运动；认为沙子落到容器底部时速度瞬时变为零，下列说法正确的是（ ）
A．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
B．时刻一，桌面对沙漏的支持力大小大于沙漏的总重力大小
C．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小等于沙漏的总重力大小
D．时刻二，桌面对沙漏的支持力大小小于沙漏的总重力大小
3．在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，两个相同的带电粒子①和②在P点垂直磁场射入，①的速度与x轴负方向成45°，②的速度与x轴正方向成45°，如图所示，二者均恰好垂直于y轴射出磁场，不计重力，不考虑带电粒子之间的作用力，根据上述信息可以判断的是（ ）
试卷源自 每日更新，更低价下载，欢迎访问。A．带电粒子①在磁场中运动的半径大
B．带电粒子①在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量大
C．带电粒子②在磁场中运动的轨迹短
D．两个粒子磁场中运动的过程中平均速率相等
4．“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（ ）
A．发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间
B．从P点转移到Q点的时间小于6个月
C．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
D．在停泊轨道的机械能比在调相轨道的机械能小
5．位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，一根足够长的粗糙绝缘细直杆MN，固定在竖直平面内，与水平面的夹角为37°，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场充满直杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为m的带负电小环（可视为质点）套在直杆上，与直杆之间有一个极小的空隙，小环与直杆之间动摩擦因数，将小环从直杆MN上的P点由静止释放，下降高度为h之前速度已达到最大值。已知小环和直杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小环的电荷量为，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取，下列说法中正确的是（ ）
A．小环释放后，一直做加速度减小的加速运动
B．小环释放后，小环的速度先增大后减小
C．小环释放后，加速度的最大值为0.6g，速度的最大值为
D．小环下降高度h的过程中，因摩擦产生的热量为
7．如图所示，理想变压器输入端a、b间接入电压有效值恒定的交变电流，、为定值电阻，灯泡、的阻值恒定。在滑动变阻器R的滑片从上端滑到下端的过程中，两个灯泡始终发光且工作电压在额定电压以内，则下列说法正确的是（ ）
A．变亮，变亮B．变亮，变暗
C．变暗，变暗D．变暗，变亮
8．如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是（ ）
A．扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔
B．频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子
C．若发光二极管发出频率为的光，则一定无法识别条形码
D．若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码
9．如图甲所示是一圆柱形玻璃茶壶，茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网，当茶壶中盛有水时，观测者从侧边看到滤网的水下部分比水上部分粗一些，其部分光路如图乙所示。测得滤网水上部分直径、滤网的像直径、茶壶壁直径，忽略茶壶壁和滤网的厚度，可得茶水的折射率为（ ）
A．1.31B．1.52C．2.00D．2.50
10．蜻蜓在水面上，“点水”激起一圈圈波纹，如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板，A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，AB间距为50cm，O为AB中点，AB中垂线上的C点，距O点100cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波，时波源自平衡位置起振。已知波速为20cm/s，小孔A处质点第一次处于波谷时，小孔B处质点刚好第一次处于波峰，下列说法正确的是（ ）
A．波源S起振方向向下B．时A、B两处质点振动方向相反
C．OC线段的中点为加强点D．若蜻蜓点水的频率增大，则波速增大
11．如图所示是粒子流扩束技术的原理简图。正方形区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ对称分布，一束速度相同的质子束射入后能够实现扩束，四个区域内有界磁场（边界均为圆弧）分布可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、非选择题：共5小题，计56分。其中第13题~第16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。
12．疫情期间，电子体温计已逐渐成为居家必备的物品之一、某物理兴趣小组先探究了某种热敏电阻的伏安特性，然后制作了一个简易电子体温计。
（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图1所示，由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而______（选填“增大”或“减小”）；
（2）某同学用一个内部电源电动势为3.0V、中值电阻为的欧姆表（已调零）接在上述热敏电阻（伏安特性曲线如图1所示）两端，电路图如图2所示，则欧姆表的读数为______（结果保留1位有效数字）；
（3）该兴趣小组设计的简易电子体温计电路如图3所示，准备了如下器材：
A．干电池组（电动势，内阻）
B．表头G（满偏电流6.0mA，内阻）
C．电阻箱（最大阻值）
D．电阻箱（最大阻值）
E．热敏电阻（其阻值随温度变化的规律如图5）
F．开关及导线若干
①首先将表头G量程扩大为60mA，则应将电阻箱的阻值调为______；
②如图4所示，在表头上2mA处标注10℃，则应将电阻箱的阻值调为______；
③完成步骤②后，某次在测试体温时，表头指针如图4所示。已知当热敏电阻的温度高于38.5℃时属于温度异常，体温计会闪烁，则该次测试时温度计______闪烁（选填“会”或“不会”）。
13．如图所示，用激光束竖直射向水平放置的盛水容器底部，在容器底部O会形成一个光点，由于激光束在O点发生漫反射，O点可视为一个点光源，向四周各个方向射出反射光，最后在容器底部形成一个以O点为圆心的圆形“暗区”。测得当水的深度时，“暗区”的半径约为。已知光经过水和空气交界面时，当反射和折射同时存在，反射光较折射光弱很多，水的折射率。试分析与猜想暗区和亮区的形成原因，并通过计算证明你的猜想。（已知：）
14．2023年12月21日，神舟十七号航天组完成了天和核心舱太阳翼修复任务。如图所示，气闸舱有两个气闸门，内闸门A与核心舱连接，外闸门B与外太空连接。气闸舱容积，核心舱容积，开始气闸舱和核心舱的气压都为（标准大气压）。航天员要到舱外太空行走，需先进入气闸舱。为节省气体，用抽气机缓慢将气闸舱内的气体抽到核心舱内，当气闸舱气压降到和外太空气压相同时才能打开外闸门B，该过程中两舱温度不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。求：
（1）内闸门A的表面积是S，每次抽气的体积为，缓慢抽气过程中，抽气机内气体压强与气闸舱内剩余气体压强始终相等。第1次抽气到核心舱后，两舱气体对内闸门A的压力差大小；
（2）每次抽气的体积还是，抽气几次后气闸舱内压强小于。
15．如图所示为某游乐场中一滑道游乐设施的模型简化图，倾斜轨道AB与半径的圆形轨道相切于B点，圆形轨道在最低点C处略有错开。一质量为的物块（可视为质点）从倾斜轨道AB的顶端A点由静止开始滑下，从B点进入圆形轨道，并恰好通过轨道的最高点，接着进入水平轨道CD，然后滑上与D点等高的质量为的滑槽，物块最终未离开滑槽。滑槽开始时静止在光滑水平地面上，EF部分长为，FG部分为半径的四分之一圆弧轨道。已知物块与斜面轨道AB和水平轨道CD间的动摩擦因数均为，物块与滑槽EF之间的动摩擦因数，其他接触面均光滑，水平轨道CD长为，OB与OC的夹角，，，重力加速度g取，不计空气阻力以及轨道连接处的机械能损失。求：
（1）物块通过圆形轨道最低点C处时，对轨道的压力大小；
（2）倾斜轨道AB的长度；
（3）若物块始终不脱离滑槽，则物块与滑槽EF段的动摩擦因数的范围。
16．如图所示，倾角为的足够长平行导轨顶端bc间、底端ad间分别连一电阻，其阻值为，两导轨间距为。在导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于轨道平面向下的磁场，其磁感应强度。在导轨上横放一质量、电阻、长度也为L的导体棒ef，导体棒与导轨始终良好接触，导体棒与导轨间的动摩擦因数。在平行导轨的顶端通过导线连接一面积为、总电阻为r、匝数匝的线圈（线圈中轴线沿竖直方向），在线圈内加上沿竖直方向、且均匀变化的磁场（图中未画出），连接线圈电路上的开关K处于断开状态，，不计导轨电阻。，，求：
（1）从静止释放导体棒，导体棒能达到的最大速度的大小；
（2）导体棒从静止释放到稳定运行流过导体棒ef的电荷量，这段时间电阻产生的焦耳热；
（3）闭合开关K，为使导体棒静止于倾斜导轨上，在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小的取值范围。
参考答案
1．A 【详解】AB．根据电荷数守恒、质量数守恒知镍63的衰变方程是
故A正确，B错误；
CD．同位素是质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子，Y的质子数是29，与Ni不是同位素，Y的中子数为 故CD错误。故选A。
2．C 【详解】AB．时刻一，下部容器内没有沙子，部分沙子正在做自由落体运动。对整体分析，有一部分沙子有向下的加速度，则总重力大于桌面对沙漏的支持力，合力向下，故AB错误；
C．对时刻二分析，部分沙子做自由落体运动，设沙漏的总质量为m，空中正在下落的沙子质量为，沙漏中部细孔到底部静止沙子表面的高度为h，因细孔处速度很小，可视为零，故下落的沙子冲击底部静止沙子表面的速度为
沙子下落的时间为
设下落的沙子对底部静止沙子的冲击力为，在极短时间内，撞击在底部静止沙子表面的沙子质量为，取向上为正方向，由动量定理有
解得
空中的沙子质量 则
对沙漏受力分析，可知桌面对沙漏的支持力为
故C正确，D错误。故选C。
3．D 【详解】AC．根据题意，作出两粒子的运动轨迹图，如图所示
由图可知，①粒子的运动轨迹短，②粒子的运动轨迹长，根据几何关系，两粒子做匀速圆周运动的半径相等，为 故AC错误；
BD．根据洛伦兹力提供向心力 可得
两粒子做匀速圆周运动的半径相等，则两粒子射入磁场的速度大小相等，即两粒子磁场中运动的过程中平均速率相等，设为，对①粒子，根据动量定理有
对②粒子，根据动量定理有
故带电粒子①在磁场中运动的过程中洛伦兹力的冲量小，故B错误，故D正确。故选D。
4．D 【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；
B．地球公转周期为12个月，根据开普勒第三定律
可知，天问一号在地火转移轨道的轨道半径大于地球的公转半径，则运行周期大于12个月，从P点运动到Q点的时间大于6个月，故B错误；
C．天问一号在Q点点火加速进入火星轨道，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于火星轨道的速度，根据万有引力提供向心力有 可得
可知地球半径小于火星公转半径，则地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，则在地火转移轨道运动时，Q点的速度小于地球绕太阳的速度，故C错误。
D．因在环绕火星调相轨道变轨到停泊轨道，降轨要点火减速，则停泊轨道机械能小，故D正确。
故选D。
5．B 【详解】由题意，可得当时，波源的位移为
结合选项波形图，可知选项B符合。故选B。
6．C 【详解】AB．刚开始阶段，小环受到重力、支持力沿斜面向上的摩擦力作用，下滑后，由于小环速度逐渐增大，所以还会受到洛伦兹力作用
根据力的合成与分解，垂直于杆方向，有
沿杆方向，有
随着小环速度增大，支持力逐渐减小，摩擦力减小，所以加速度增大，故小环会做加速度增大的加速运动，之后洛伦兹力大于重力垂直于杆的分力，支持力垂直于杆向下，根据
，
小环做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故AB错误；
C．小环释放后，支持力为零，洛伦兹力等于重力垂直于斜面的分力，加速度最大，
根据牛顿第二定律，有 即
当合力为零时，速度最大，根据共点力平衡，有
，
解得 故C正确；
D．因为下降高度为h之前速度已达到最大值，小环下降高度h的过程中，根据能量守恒，有
解得
故D错误。故选C。
7．D 【详解】令原副线圈两端电压与电流分别为、、、，令副线圈所在电路总电阻为，若将变压器与负载等效为一个电阻，则等效电阻的阻值为
当滑动变阻器R的滑片从上端滑到下端的过程中，负载总电阻增大，等效电阻增大，令a、b间接入电压有效值，根据欧姆定律有
可知，通过灯泡的电流减小，变暗，由于
可知，原线圈两端电压增大，根据电压与匝数的关系有
结合上述可知，副线圈两端电压增大，根据欧姆定律可知，通过灯泡的电流增大，变亮，即变暗，变亮。故选D。
8．B 【详解】A．邻脉冲电信号的时间间隔与扫描笔在条形码上移动的速度无关，故A错误；
B．频率为的光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故B正确；
C．若发光二极管发出频率为的光，可以产生光电流，可以正常识别条形码，故C错误；
D．若发光二极管发出频率为的光，无法产生光电流，即无法正常识别条形码，故D错误。
故选B。
9．A 【详解】根据折射率公式
由几何知识得，
解得 故选A。
10．B 【详解】ABC．A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm，A离波源S较近，则A先振动，小孔A处质点第一次处于波谷时，小孔B处质点刚好第一次处于波峰，可知波源S起振方向向上，且A、B两处质点振动方向总相反，故时A、B两处质点振动方向相反，OC线段的中点到A、B两点距离相等，则始终处于减弱点，故AC错误，B正确；
D．波速只与介质有关，若蜻蜓点水的频率增大，波速不变，故D错误。故选B。
11．C 【详解】A．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由左手定则可知粒子进入磁场后运动轨迹如下图，即入射平行粒子束不会扩束，故A错误；
B．由左手定则可知，平行粒子入射后，经两个同方向磁场，会向同一方向偏转，不会平行于入射方向射出，故B错误；
C．如下图所示，当粒子进入磁场后做匀速圆周运动的半径恰好等于有界磁场的圆弧半径时，一束速度相同的质子束射入后能够实现扩束，故C正确；
D．由左手定则可知，粒子运动轨迹如下图所示，平行粒子束射入后不会实现扩束，故D错误。
故选C。
12．（1）减小 （2） （3）4.0 45.2 会
【详解】（1）图像上各点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻，由图1可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
（2）设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
代入数据得
作出图线如图所示
图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.0V、电流为10mA，故其电阻为
（3）[1]将表头G量程扩大为60mA，则有
[2]表头G显示电流为2mA，电路实际电流为
由图5可知，当温度为10℃时，该热敏电阻
改装后电流表等效电阻为
根据闭合电路欧姆定律可得 解得
[3]由图4可知，当电流表示数为4mA时，电路总电流是40mA，带入
可求得热敏电阻阻值为，由图5可知，温度高于38.5℃，体温计会闪烁。
13．见解析
【详解】因为光经过水和空气交界面时，当反射和折射同时存在时，反射光较折射光弱很多，所以当光线与水面的夹角小于全反射临界角时，折射到水面底部的光线很微弱，形成暗区，当光线与水面的夹角大于等于全反射临界角时发生全反射，反射光线在容器底部形成亮区，恰好发生全反射时，如图
由 可得 故
即“暗区”的半径约为6cm。
14．（1）；（2）4次
【详解】（1）第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为，由玻意耳定律有
解得
第1次对核心舱充气后，核心舱气压变为，则有
解得
所以两舱气体对内闸门A的压力差为
（2）根据题意，第1次对气闸舱抽气后气闸舱气压变为
第2次对气闸舱抽气，有
所以
第n次对气闸舱抽气，有 解得
由此可知，抽气4次后气闸舱内压强小于。
15．（1）60N；（2）5.75m；（3）
【详解】（1）物体恰好通过轨道的最高点可得

从圆形轨道最高点到C点，由动能定理可得
求得
在C点由牛顿第二定律可得 得
根据牛顿第三定律，物块通过圆形轨道最低点C处时，对轨道的压力
（2）从A到C应用动能定理可得
求得
（3）物体从C到D，应用动能定理
求得
对物块与滑槽，滑块始终不脱离滑槽，最终二者共速，由水平方向动量守恒
得
如果滑到最高点G，由能量守恒得
求得
如果滑到最高点G又滑到E处，由能量守恒得
求得
因此，若滑块始终不脱离滑槽，则对动摩擦因数的要求是
16．（1）4m/s；（2）；（3）闭合线圈中所加磁场：若方向竖直向上，则均匀减小；若方向竖直向下，则均匀增强，
【详解】（1）对导体棒，由牛顿第二定律有
其中
则随着导体棒的速度增大，加速度减小，当加速度减至0时，导体棒的速度达最大，有
（2）导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内导体棒ef的电荷量，
设位移为x，有 联立可得
由动能定理有
根据功能关系有
根据并联电路特点得 联立得
（3）开关闭合后，导体棒ef受到的安培力
干路电流
电路的总电阻
根据电路规律可得 联立可得
当安培力较大时 解得
当安培力较小时 可得
故为使导体棒静止于倾斜导轨上，磁感应强度的变化的取值范围为：
根据楞次定律和安培定则知闭合线圈中所加磁场：若方向竖直向上，则均匀减小；若方向竖直向下，则均匀增强。