2027届江苏省常州市高三3月份模拟考试物理试题（含答案解析）

这是一份2027届江苏省常州市高三3月份模拟考试物理试题（含答案解析），共13页。
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一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，一倾角为30°的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离d处有一带负电的电荷量为q、质量为m的小物体与圆盘始终保持相对静止．整个装置放在竖直向上的匀强电场中，电场强度,则物体与盘面间的动摩擦因数至少为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g为重力加速度）( )
A．B．
C．D．
2、下列说法中正确的是（ ）
A．物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大
B．气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的
C．物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大
D．分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小
3、如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A、B、C，粒子在A、B两点的速率均为2v0，在C点的速率为v0，已知AB=d，匀强电场在ABC平面内，粒子仅受电场力作用。则该匀强电场的场强大小为（ ）
A．B．C．D．
4、甲、乙两球质量分别为m1、m2，从不同高度由静止释放，如图a所示。甲、乙两球的v­t图象分别如图b中的①、②所示。球下落过程所受空气阻力大小f满足f=kv(v为球的速率，k为常数)，t2时刻两球第二次相遇。落地前，两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。下列判断不正确的是( )
A．
B．乙球释放的位置高
C．两球释放瞬间，甲球的加速度较大
D．两球第一次相遇的时刻在t1时刻之前
5、安培曾假设：地球的磁场是由绕地轴的环形电流引起的。现代研究发现：地球的表面层带有多余的电荷，地球自转的速度在变慢。据此分析，下列说法正确的是（ ）
A．地球表面带有多余的正电荷，地球的磁场将变弱
B．地球表面带有多余的正电荷，地球的磁场将变强
C．地球表面带有多余的负电荷，地球的磁场将变弱
D．地球表面带有多余的负电荷，地球的磁场将变强
6、氢原子的能级图如图所示。用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光照射逸出功为6.34eV的金属铂，下列说法正确的是（ ）
A．产生的光电子的最大初动能为6.41eV
B．产生的光电子的最大初动能为12.75eV
C．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光不能使金属铂发生光电效应
D．氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光也能使金属铂发生光电效应
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻均不计。从某时刻开始在c、d两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有（ ）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V
B．当单刀双掷开关与b连接时，在t＝0.01s时刻，电流表示数为4.4A
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变小
8、下列说法中正确的有__________。
A．光在介质中的速度小于光在真空中的速度
B．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．由红光和绿光组成的一细光束从水 中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
E.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅减小双缝之间的距离后，观察到如图乙所示的条纹
9、如图所示，在范围足够大、磁感应强度为B的垂直纸面向里的水平匀强磁场内，固定着倾角θ=30°的足够长绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为+q的带电小物块置于斜面的顶端处静止状态，现增加一水平向左的场强E=的匀强电场。设滑动时小物块的电荷量不变，从加入电场开始计时，小物块的摩擦力f大小与时间t、加速度大小a与时间t的关系图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
10、一列波源在x轴原点的简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示为t=0时刻的波形，此时波源正好运动到y轴的1cm处，此时波刚好传播到x=7m的质点A处，已知波的传播速度为24m/s，下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴正方向
B．从t=0时刻起再经过s时间，波源第一次到达波谷
C．从t=0时刻起再经过2.75s时间质点B第一次出现在波峰
D．从t=0吋刻起到质点B第一次出现在波峰的时间内，质点A经过的路程是48cm
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学将力传感器固定在车上用于探究“加速度与力、质量之间的关系”，如图甲、乙所示。
（1）下列说法正确的是（_____）
A．需要用天平测出传感器的质量 B．需要用到低压交流电源
C．实验时不需要平衡摩擦力
D．若实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a-F图象可能会发生弯曲
（2）下列实验中用到与该实验相同研究方法的有（_____）
A．探究单摆周期的影响因素 B．探究求合力的方法
C．探究做功与速度的变化关系 D．探究导体电阻与其影响因素的关系
（3）图丙是某同学通过实验得到的一条纸带（交流电频率为50Hz），他在纸带上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出），将毫米刻度尺放在纸带上。根据图可知，打下F点时小车的速度为_____m/s。小车的加速度为______m／s2。（计算结果均保留两位有效数字）
12．（12分）如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图。钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g。
（1）下列说法正确的是_________。
A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力
B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C．本实验m2应远小于m1
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出a﹣F图象，他可能作出图2中_____________（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______________。
A．小车与轨道之间存在摩擦
B．导轨保持了水平状态
C．砝码盘和砝码的总质量太大
D．所用小车的质量太大
（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的﹣a图象，如图3。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=________，钩码的质量m1=________。
（4）实验中打出的纸带如图4所示。相邻计数点间的时间是0.1s，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是________m/s2。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，光滑的水平桌面边缘处固定一轻质定滑轮，A为质量为2m的足够长的木板，B、C、D为三个质量均为m的可视为质点的物块，B放在A上，B通过水平且不可伸长的轻绳跨过定滑轮与D连接，D悬在空中。C静止在水平桌面上A的右方某处（A、C和滑轮在同一直线上）。A、B间存在摩擦力，且认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，在D的牵引下，A和B由静止开始一起向右加速运动，一段时间后A与C发生时间极短的弹性碰撞，设A和C到定滑轮的距离足够远，D离地面足够高，不计滑轮摩擦，已知重力加速度为g。
(1)为使A与C碰前A和B能相对静止一起加速运动，求A与B间的动摩擦因数μ应满足的条件；
(2)若A与B间的动摩擦因数μ=0.75，A与C碰撞前A速度大小为v0，求A与C碰后，当A与B刚好相对静止时，C与A右端的距离。
14．（16分）如图所示，一平行玻璃砖的截面是一个矩形，玻璃砖的厚度为d，DC面涂有反光材料。一束极窄的光线从A点以θ=的入射角射入玻璃砖，AB间的距离为，已知A点的折射光线恰好射到D点，CD间的距离为，已知光在真空中的传播速度为c。求：
①玻璃砖的折射率；
②光线从A点进入玻璃到第一次射出玻璃砖所经历的时间。
15．（12分）如图所示，水平地面上有一辆小车在水平向右的拉力作用下，以v0=6m/s的速度向右做匀速直线运动，小车内底面光滑，紧靠左端面处有一小物体，小车的质量是小物体质量的2倍，小车所受路面的摩擦阻力大小等于小车对水平面压力的0.3倍。某时刻撤去水平拉力，经小物体与小车的右端面相撞，小物体与小车碰撞时间极短且碰撞后不再分离，已知重力加速度g=10m/s2。求：
(1)小物体与小车碰撞后速度的大小；
(2)撤去拉力后，小车向右运动的总路程。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
物体以恒定角速度转动，所以，物体在垂直盘面方向上合外力为零，故支持力
物体在盘面上的合外力即向心力
则最大静摩擦力至少为
故物体与盘面间的动摩擦因数至少为
故A正确，BCD错误.
2、B
【解析】
物体的温度升高时，其内部分子的平均动能变大，并非每个分子热运动的动能都增大，选项A错误；气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的，选项B正确；宏观物体的机械能与微观分子的动能无关，选项C错误；分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大，选项D错误；故选B.
3、D
【解析】
粒子在、两点速度大小相同，说明、两点处于同一等势面上，电场线与等势面处处垂直，所以匀强电场的方向应与边垂直，根据，可知直角边为，高为，应用动能定理
求出电场的场强大小为
ABC错误，D正确。
故选D。
4、C
【解析】
A．两球稳定时均做匀速直线运动，则有
kv=mg
得
所以有
由图知，故，A正确，不符合题意；
B．v­t图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，0～t2时间内，乙球下降的高度较大，而t2时刻两球第二次相遇，所以乙球释放的位置高，故B正确，不符合题意；
C．两球释放瞬间v=0，此时空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g，故C错误，符合题意；
D．在t1～t2时间内，甲球下落的高度较大，而t2时刻两球第二次相遇，所以两球第一次相遇的时刻在t1时刻之前，故D正确，不符合题意；
故选C。
5、C
【解析】
地球自西向东自转，地球表面带电，从而形成环形电流。这一环形电流产生地磁场。若从北极俯视地球地磁场由外向里，由安培定则知产生磁场的环形电流方向应自东向西，与地球自转方向相反，则地球带负电。地球自转速度变小，则产生的环形电流变小，则产生的磁场变弱，ABD错误，C正确。
故选C。
6、A
【解析】
AB． 从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为
产生的光电子的最大初动能为
故A正确B错误；
C． 氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量为10.2eV，能使金属铂发生光电效应，故C错误；
D． 氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量小于逸出功，故不能发生光电效应，故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AB
【解析】
A．当单刀双掷开关与a连接时，变压器原副线圈的匝数比为10∶1，输入电压
＝220 V
故根据变压比公式

可得输出电压为22 V，电压表的示数为22V，故A正确；
B．当单刀双掷开关与b连接时，变压器原副线圈的匝数比为5∶1，输入电压U1＝220 V，故根据变压比公式，输出电压为44 V，根据欧姆定律，电流表的示数即为输出电流的有效值
故B正确；
C．由图象可知，交流电的周期为，所以交流电的频率为
当单刀双掷开关由a拨向b时，变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz。故C错误；
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，根据变压比公式，输出电压增加，故输出电流增加，故输入电流也增加，则原线圈的输入功率变大，故D错误。
故选AB。
8、ADE
【解析】
A．依据
可知，光在介质中的速度小于在真空中的速度，故A正确；
B．紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，而对于干涉只要频率相同即可发生，故B错误；
C．光的偏振现象说明光是横波，并不是纵波，故C错误；
D．绿光的折射率大于红光的折射率，由临界角公式
知，绿光的临界角小于红光的临界角，当光从水中射到空气，在不断增大入射角时，在水面上绿光先发生全反射，从水面消失，故D正确；
E．从图甲所示的条纹与图乙所示的条纹可知，条纹间距变大，根据双缝干涉的条纹间距公式
可知，当仅减小双缝之间的距离后，可能出现此现象，故E正确。
故选ADE。
9、BD
【解析】
加电场后，滑块受到水平向左的电场力，大小为F电=mg，和竖直向下的重力合成可得合力为F=2mg，方向沿斜面向下；此时斜面受到的正压力为零，滑块受摩擦力为0；
滑块沿斜面做加速运动，则受到垂直斜面向下的洛伦兹力，随速度的增加，洛伦兹力变大，则滑块对斜面的正压力变大，摩擦力逐渐变大；根据2mg-f=ma可知，加速度逐渐减小，当2mg=f时，加速度a=0，滑块做匀速运动，则图像BD正确，AC错误。
故选BD。
10、BC
【解析】
A.波向x轴的正方向传播，此时波传到质点A位置，此时质点A的振动方向沿y轴负方向，所以波源的起振方向沿y轴负方向，故A错误；
B.该波的波长为12m，周期
从t=0时刻起波源振动到波谷需要的振动时间
故B正确；
C.波从质点A传播到质点B需要的时间为
质点B从开始振动到第一次到达波峰所用的时间为
所以时间为
故C正确；
D.从t=0时刻起到质点B第一次出现在波峰，经历的时间为2.75s，则A经过的路程是
故D错误。
故选BC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、A AD 0.24 0.40
【解析】
(1)[1]A．本实验是探究“加速度与力、质量之间的关系”，即F=Ma，所以M包括传感器的质量，即需要用天平测出传感器的质量。故A正确。
B．电火花计时器使用的是220V交流电源。故B错误。
C．实验前要平衡摩擦力，平衡摩擦力时要把小车（包括力传感器）放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。故C错误。
D．实验中力传感器直接测出了拉力的大小，所以不需要满足砂桶和砂子的总质量远小于小车的质量，所以即使实验中砂桶和砂子的总质量过大，作出的a-F图象也不会发生弯曲。故D错误。
(2)[2]该实验采用了控制变量法进行探究。
A．单摆的周期公式为：，是用的控制变量法。故A符合题意。
B．探究求合力的方法，采用的是等效替代的方法。故B不符合题意。
C．探究做功与速度的变化关系，采用的是倍增法。故C不符题意。
D．导体的电阻为：，采用的是控制变量法。故D符合题意。
(3)[3]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得：
[4]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小为：
12、D 丙 C 0.46
【解析】
(1)[1]A．平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：
m2约掉了，每次在小车上加减砝码时，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误；
B．实验时应先接通电源后释放小车，故B错误；
C．让小车的质量远远大于钩码的质量，绳子的拉力
故应该是，故C错误；
D．，所以：，所以在用图像探究小车的加速度与质量的关系时，通常作图像，故D正确。
故选：D。
(2)[2]遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况。故图线为丙；
[3]当不满足时，随m1的增大物体的加速度a逐渐减小，故图象弯曲的原因是：所挂钩码的总质量太大，不满足沙和沙桶质量远小于小车的质量，故C正确。
(3)[4][5]根据牛顿第二定律可知

结合图象，可得：
设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，因此钩码的质量
小车与木板间的动摩擦因数
(4)[6]根据△x=aT2得，
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）；（2）
【解析】
（1）B对A的最大静摩擦来提供A向前加速运动，加速度为
对ABC整体受力分析，根据牛顿第二定律可知
联立解得
所以μ应满足。
（2）设A与C碰撞后，A和C的速度分别为vA和vC，则
解得
设A与C碰后，绳的拉力为F'T ，B和D加速的加速度大小为a2，则
解得
A的加速度大小为a3，则
解得
设碰后，经时间t，A和B的速度相同，则
时间t内A的位移
时间t内C的位移
所求距离为
解得
14、①；②
【解析】
①如图所示光路图
由几何关系有
由折射定律
解得。
②设在玻璃砖中的全反射临界角为C，由折射定律有
在BC面上的入射角为β，由几何关系知道
β=60°>C
所以在BC面上发生全反射，直到玻璃砖的上表面F点，才开始有光线从中射出。
由折射定律有
此过程经历的时间为t，有
解得
15、 (1) 4m/s；(2)
【解析】
(1)设小物体的质量为m，由于车底面光滑，因此小物体做匀速直线运动，小车在地面摩擦力作用下做匀减速运动。撤去拉力后，小车的加速度为a1
由牛顿第二定律得
k(mg+2mg)=2ma1
代入数值得
a1=4.5m/s2
小物体与车碰撞时，小车的速度为v1，由运动学公式
v1=v0-a1t
代入数值得
v1=3m/s
碰撞过程由动量守恒定律得
mv0+2mv1=3mv
代入数值得：
v=4m/s
(2)碰撞前小车运动位移大小为x1
碰后小车做匀减速直线运动，位移大小为x2
由牛顿第二定律得
k(mg+2mg)=3ma2
可得
a2=3m/s2
由运动学公式
v2=2a2x2
故撤去外力后，小车向右运动的总路程
s=x1+x2=m