[物理][三模]江苏省苏州市八校联考2023_2024学年高三下学期试题(解析版)

这是一份[物理][三模]江苏省苏州市八校联考2023_2024学年高三下学期试题(解析版)，共16页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. “洗”是古代盥洗用的脸盆，多用青铜铸成。倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花。这属于什么现象（ ）

A. 干涉B. 衍射C. 反射D. 共振
【答案】D
【解析】用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦频率，当摩擦频率等于盆的固有频率时，会发生共振现象，则嗡声是因为共振现象，此时溅起的水花振幅最大。故选D。
2. 如图所示，一列车以接近光速的速度从地面上观察者面前水平驶过。与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客（ ）
A. 体型变瘦B. 体型变胖C. 身高变高D. 身高变矮
【答案】A
【解析】根据相对论尺缩效应可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变；则与坐在列车内乘客的观测结果相比，地面上静止的观察者观测车内同一站立的乘客体型变瘦，身高不变。
故选A。
3. 如图所示，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电流表读数变小B. 电源的输出功率减小
C. 电源的总功率减小D. 电源的效率变小
【答案】D
【解析】闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，R阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，即电流表读数变大；根据P=IE可知，电源总功率变大，电源的效率
可知电源的效率变小；因不确定电路外电阻与内阻的阻值关系，不能确定电源的输出功率如何变化，则选项ABC错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，小明在家尝试用挂锁作为摆锤，测定当地的重力加速度。下列说法中正确的是（ ）
A. 将摆锤摆动到最高点时作为计时起点
B. 摆锤摆动到最低点时其加速度为零
C. 摆线可以选长度约为的不可伸长的细线
D. 摆锤摆角越大，实验误差越小
【答案】C
【解析】
A．应从摆锤到达平衡位置开始计时，这样误差小一些。A错误；
B．摆锤摆动到最低点时，由圆周运动知，最低点需要合外力提供向心力，所以摆锤摆动到最低点时其加速度不为零。B错误；
C．摆锤直径与摆线长度相比可以忽略不计，所以摆线可以选长度约为1m的不可伸长的细线。C正确；
D．当摆角很小时
单摆的回复力为
则可知，摆角越大，误差越大。D错误；
故选C。
5. 如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是（ ）

A. “凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成
B. “凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同
C. 激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍
D. “凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同
【答案】D
【解析】A．“凹槽”产生极小光强是由于由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，是干涉现象形成，故A错误；
B．“凹槽”中有透明介质，光的速度小于真空中速度，“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度不相同，故B错误；
C．由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，考虑到“凹槽”反射光的路程，“凹槽”深度的2倍应该为激光束半波长的奇数倍，故C错误；
D．“凹槽”反射光与“平面”反射光是同种类型的光，频率相同，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且卫星、空间站、地球位于同一直线。则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（ ）
A. 大小为零
B. 大小不为零，方向指向空间站
C. 大小不为零，方向背离空间站
D. 大小不为零，方向垂直于空间站与微卫星的连线
【答案】B
【解析】由
解得
可知仅受万有引力提供向心力时，微型卫星比空间站的轨道半径大，角速度小，由于微型卫星跟随空间站以共同的角速度运动，由
可知所需向心力增大，所以机械臂对微型卫星有拉力作用，方向指向空间站。
故选B。
7. 球心在O点，半径为R，折射率为的匀质透明球，球内边缘有一点光源S。光在真空中传播速度为c，则S发出的光线，经多次全反射后回到S点的最短时间为（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】根据对称性，光线要在圆内全反射，并回到S点的时间最短，应构成一个边数最少的正多边形。全反射临界角
如图
当是正三角形时
则有
无法发生全反射。当是正方形时
则有
可以发生全反射，符合时间最短条件，则有
解得
故选A。
8. 大量处于n=3能级的氢原子，向低能级跃迁时辐射光子的最短波长为λ。已知氢原子的能级公式为（未知），普朗克常量为h，光速为c，则氢原子的基态能量（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意可知，n=3能级的能量为
由能级跃迁原理有
可知，能级差越大，辐射光子的波长越短，则由n=3跃迁到n=1时，辐射光子的波长最短，则有
解得
故选A。
9. 极光是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。假如我们在北极地区仰视，发现正上方如图所示的沿顺时针方向运动弧状极光，则关于这一现象中的高速粒子的说法正确的是（ ）
A. 该粒子带负电
B. 该粒子轨迹半径逐渐增大
C. 若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转
D. 地磁场对垂直射向地球表面的该粒子的阻挡作用在南、北两极附近最强
【答案】C
【解析】A．北极上空磁场方向向下，北极正上方有沿顺时针方向运动弧状极光，根据左手定则可知，该粒子带正电，选项A错误；
B．根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式
运动过程中粒子因空气阻力做负功，动能变小，速度减小，则半径减小，选项B错误；
C．赤道正上方磁场水平向北，根据左手定则，若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转，选项C正确；
D．在南、北两极附近地磁场垂直地面，则地磁场对垂直射向地球表面的该粒子的阻挡作用在南、北两极附近最弱，在赤道处最强，选项D错误。故选C。
10. 两相同的小球A和B，其中A以速度沿光滑水平面运动，B以速度滑入一光滑的两侧水平等高的凹槽，已知B球在凹槽内的运动时间和A球通过相同的水平位移时间，则（ ）

A. B.
C. D. B球滑动至右侧水平面时速度小于
【答案】C
【解析】ABC．由题可知，A球做匀速直线运动，B球先做加速度减小的加速运动，再做加速增加的减速运动，最后与初速度相等。画出两球的

可知，相同时间内，B球通过的位移多些，故通过相同的位移，B球所以时间更少，所以，C正确；
D．根据机械能守恒定律可知，整个过程，小球B的机械能守恒，故B球滑动至右侧水平面时速度等于，D错误。
故选C。
11. 如图所示，将表面均匀带正电的半球壳，沿线轴分成厚度相等的两部分，然后将这两部分移开到很远的距离，设分开后球表面仍均匀带电，左半部分在A1点的场强大小为E1，右半部分在A2点的场强的大小为E2，则有 ( )
A. E1= E2B. E1E2D. 大小无法确定
【答案】C
【解析】如图甲所示
分开后左部分球冠所带电荷在点A1产生的场强以E1表示，右部分球层面电荷在A2产生的场强以E2表示，由对称性可知E1的方向向右，E2的方向向左。
如图乙所示
设想在另一表面均匀分布正电荷的完全相同的半球，附在球层上构成球缺，球缺在A2点产生的电场强度E3大于E2，球缺和球冠构成一个完整球，由于均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，那么，E1与E3必然大小相等，方向相反，所以球冠面电荷在点A1产生的场强E1大于球层面电荷在A2产生的场强E2，故C正确，ABD错误。
故选C。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
12. 某组同学设计了一个验证机械能守恒的方案：用粗细均匀的细杆拼组成一矩形框，使其从某一高处竖直下落，下落的过程中，框挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，再次挡光，计时器再次计时，测得先后两段挡光时间分别为和。
（1）对于矩形框的制作，甲同学选择了一塑料细杆，乙同学选择了一金属细杆，从提高实验精度的角度看，你认为______（选填“甲”或“乙”）的选择较好；
（2）某同学测量金属杆的直径，如图乙所示，其值为______mm；
（3）该同学利用、，分别求出下、上边框的经过光电门时的速度，测出上下边框两杆中心之间的距离，在误差范围内，若______，可判断机械能是否守恒。
（4）本实验在下面的操作中，你认为正确的是______
A. 释放时，框的下沿必须与光电门在同一高度
B. 释放时，框的下沿可以在光电门上方一定距离处
C. 挡板下落时，框如果没有保持竖直状态，对测量结果没有影响
（5）有同学提出细杆直径较大可能会对实验结果产生影响，若本实验忽略其他因素的影响，仅考虑直径较大对本实验的影响，本实验得出的重力势能的减小量和动能的增加量的关系为______（选填“<”“>”或者“=”）。
【答案】（1）乙 （2）3.700
（3） （4）B
（5）<
【解析】【小问1详解】
矩形框下落过程受到空气阻力作用，为了减小空气阻力的影响，实验中应选择质量大、体积小的细杆，即选择金属杆，可知，乙的选择较好。
【小问2详解】
根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
【小问3详解】
若机械能守恒，则有
其中
，
解得
【小问4详解】
A．为了减小光电门测速的误差，挡光时间应适当短一些，即框的下沿距离光电门的高度适当大一些，可知，释放时，框的下沿应在光电门上方的一定高度，故A错误；
B．结合上述可知，为了减小光电门测速的误差，释放时，框的下沿应在光电门上方一定距离处，故B正确；
C．挡板下落时框如果没有保持竖直状态，则上下边框经过光电门时，框下落高度将小于上下边框两杆中心之间的距离，对测量结果有影响，故C错误。
故选B。
【小问5详解】
光电门测出的速度、是下、上边框经过光电门时的平均速度，即为下、上边框挡光时间内的中间时刻的瞬时速度，若下边框开始挡光时的瞬时速度为，下边框结束挡光时的瞬时速度为，上边框开始挡光时的瞬时速度为，下边框结束挡光时的瞬时速度为，则有
，
由于指上下边框两杆中心之间的距离，其对应的始末速度应该为下、上边框挡光时间内的中间位置的瞬时速度，令始末速度分别为、，则有
，
则有
由于仅仅考虑边框直径较大时的影响，则有
，，，
代入上述等式有
由于矩形框向下加速，第二次挡光时间小于第一次挡光时间，即有
则有
由于指上下边框两杆中心之间的距离，则减小的重力势能
结合题意，增加的动能为
由于
可知
13. 如图所示，边长为a，电阻为R的正方形粗细均匀导线框PQMN进入磁感应强度为B的匀强磁场。图示位置线框速度大小为v，且垂直于MN，求：
（1）MN两端电势差；
（2）线框受到的安培力大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意可知，感应电动势为
MN两端电势差
（2）感应电流为
线框的有效长度为
线框受到安培力大小
14. 用浓度为η的油酸酒精溶液做“油膜法估测油酸分子的大小”实验时，测得1mL油酸酒精溶液的滴数为n，在水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油膜形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油膜的形状，数出对应的方格个数为N；方格的边长为1cm，求：
（1）油酸分子的直径；
（2）油膜中油酸分子个数。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意可得，1滴油酸溶液中油酸的体积为
形成的面积为
则油酸分子的直径为
（2）每个油酸分子体积为
则形成油膜的油酸分子个数为
15. 如图所示，一半径为R的光滑硬质圆环固定在竖直平面内与光滑足够长的水平杆相连，在圆环最高点的竖直切线和最低点的水平切线的交点处固定一光滑轻质小滑轮C，质量为m的小球A穿在环上，且可以自由滑动，小球A通过足够长的不可伸长细线连接另一质量也为m的小球B，细线搭在滑轮上，现将小球A从环上最高点由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）小球A到达D点时细线中的张力；
（2）小球A到达D点时小球B的速度；
（3）小球A运动一个周期小球B的路程。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）对A球，有
对B球，有
联立，解得
（2）小球A到达D点时，B球回到原位置，系统机械能守恒，有
此时两小球速度大小相等，有
联立，解得
（3）小球A过D点后沿杆向左运动，小球B上升，到两者速度为零。假设小球B上升距离为x，由机械能守恒可知
解得
x=R
小球A恰好经过OC与圆环交点处，此时B下降的高度
由于系统机械能守恒，系统做周期性运动，在小球A再次回到最高点的过程中，小球B的
路程为
s=2(2hB+x)
解得
16. 如图甲所示，在xOy平面的x轴上方，存在垂直纸面、磁感应强度为B的有界匀强磁场（磁场边界未画出）；原点O下方有电压随时间变化的加速电场，如图乙所示，图中已知。电荷量均为q、质量为m的带电粒子，从加速电场下端的小孔连续飘入（粒子初速度近似为零），经过电场加速后通过原点O沿y轴正向进入磁场，粒子在电场中加速时间很短，可认为加速电压不变化。在x=5d处竖直放置一个荧光屏，所有粒子均垂直打在屏上。不计粒子的重力，求：
（1）粒子进入磁场时的动能范围；
（2）粒子从O点运动至屏的最长时间；
（3）磁场区域的最小面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据动能定理可知最小动能
最大动能
粒子进入磁场时的动能范围
（2）粒子从O点出发在磁场中的运动时间
周期
出磁场后运动最长距离为
其中
在电场中，有
最长时间
（3）磁场最小面积如图所示
其中
同理，有
最小面积
解得
注意事项
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1.本试卷共6页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。
3.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
4.如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等需加黑加粗。