2023届安徽省定远中学高三下学期最后一次模拟考试物理试题（解析版）

2023年定远中学高三最后一次模拟考试物理试卷

一、单选题（本大题共4小题，共24分）

1.  实验得到金属钙的光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示。下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是 (    )

A. 如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
B. 如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
C. 如用金属钨做实验，当入射光的频率时，可能会有光电子逸出
D. 如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为，则

2.  如图所示，在一水平面上放置了一个顶端固定有滑轮的斜面，物块、重叠放置在斜面上，细绳的一端与物块相连，另一端有结点，结点处还有两段细绳，一段连接重物，另一段用外力拉住。现让外力将物块缓慢向上运动，拉至水平，拉动过程中始终保证夹角，且绳子始终拉直，物块和以及斜面体始终静止，则下列说法正确的是 (    )

 

A. 绳子的拉力始终减小 B. 对的摩擦力一直在增大
C. 斜面对的摩擦力可能一直在减小 D. 地面对斜面体的摩擦力先增大后减小

3.  “嫦娥四号”是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知引力常量为，地球半径为，月球的半径为地球半径的倍，地球表面重力加速度为，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的倍，“嫦娥四号”离月球中心的距离为，绕月周期为。根据以上信息判断下列说法正确的是(    )

A. 月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的倍
B. “嫦娥四号”绕月运行的速度为
C. 月球的平均密度为
D. “嫦娥四号”只要减速运动就能返回地球

4.  如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，有一个内阻为、匝数、面积为的线圈，以的角速度绕垂直于磁场的对称轴匀速旋转。理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接有一个电阻箱。电表均为理想电表，不计其他电阻，下列说法正确的是  (    )
 

A. 旋转线圈在图示位置的电动势达到最大值
B. 电压表的示数为
C. 当电阻箱的阻值调为时，电阻箱上获得最大电功率
D. 电压表的示数为

二、多选题（本大题共4小题，共24分）

5.  如图甲所示，、、是介质中的三个点，、间距为，、间距为两个波源分别位于、两点，且同时从时刻开始振动，振动图像如图乙所示。已知点波源振动形成的波长为。则(    )
 

A. 点波源振动形成的波在此介质中波速为
B. 点波源振动形成的波长为
C. 、中点是振动加强点
D. 时点位移为

6.  如图所示，一细束阳光从墙壁上开的小孔射入房间，在室内放一满盆清水，然后将一块薄平面镜以适当倾斜角斜放在盆内，阳光经水面折射到平面镜上，反射后再经水面折射而投影到白色的墙壁上，就可以在墙壁上看到阳光色散后的完整彩色光带。则下列说法中正确的是 (    )
 

A. 彩色光带是不同色光之间相互干涉的结果
B. 彩色光带最上面是红色的，最下面是紫色的
C. 若平面镜绕着下端顺时针缓慢旋转，彩色光带将沿着墙壁逐渐向下移动直到完全消失，而光带中紫光将最先消失
D. 若平面镜的倾斜角改小一些，可能会出现阳光经水面折射后垂直射到平面镜上，反射光将沿入射光方向原路返回，最终折射出水面的光束将仍然是一束白光

7.  如图所示，在两个电荷量相等的正点电荷的电场中，两电荷连线的中垂面上有一以连线中点为圆心的圆，、为圆上对称的两点，两点电荷连线的延长线上有一点，下列说法正确的是(    )
 

A. A、两点的场强相同，电势也相同
B. 中垂线上点的电势最高
C. 电子在点的电势能不可能等于在点的电势能
D. 仅在图中电场的作用下，电子可能沿图示圆做圆周运动

8.  电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图所示，虚线右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，一边长为的正方形匝金属线框放在光滑水平面上，单位长度电阻为，质量为，边在磁场外侧紧靠虚线边界处。从时起磁感应强度随时间的变化规律是为大于零的常数，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是 (    )

A. 时，导线框中的电流为
B. 导线框穿出磁场过程中，通过导线框横截面的电荷量为
C. 若在导线框上加一质量为的负载物，如图所示，已知边穿出磁场时速度为，穿出磁场所用时间为，则安培力对导线框做的功为
D. 若在导线框上加一质量为的负载物，如图所示，已知边穿出磁场时速度为，穿出磁场所用时间为，则安培力对导线框做的功为

三、实验题（本大题共2小题，共15分）

9.  （6分）如图甲所示是用“双缝干涉测量光的波长”实验装置图。

已知单缝与双缝间的距离，双缝与屏间的距离，双缝间距。用测量头来测量亮纹中心间的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度线对准第条亮纹的中心如图乙所示，此时手轮的读数如图丙所示，是____，转动测量头，使分划板中心刻度线对准第条亮纹的中心，此时手轮的读数如图丁所示。则该被测光的波长为____保留两位有效数字。

图戊为上述实验装置的简化示意图。为单缝，、为双缝，屏上会出现明暗相间的干涉条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到____。

干涉条纹消失

仍能看到干涉条纹，且条纹整体向上平移

仍能看到干涉条纹，且条纹整体向下平移

10.  （9分）某实验小组利用图所示电路测量一电容器的电容，实验器材有：待测电容器电容标称值，节干电池，定值电阻，电压传感器，电流传感器，计算机，单刀双掷开关，导线若干。

请回答下列问题：

按图连接实物电路。先将开关从端拨至端，电源对电容器充电；再将开关拨至端，电容器放电。传感器将信息即时输入计算机，屏幕上显示出如图所示的电流、电压随时间变化的图线、图线，则曲线_______选填表示电容器充电过程的图线，曲线________选填表示电容器放电过程的图线；

已知每节干电池的电动势为，为了完成上述实验，至少需要将_______节干电池串联作为电源；

根据图估算当电容器充电完毕时所带的电荷量是_______，计算电容器的电容_______，该值与的差异为_______；结果均保留位有效数字

图中实线表示上述实验中得到的图线，若串联接入电路的干电池个数保持不变，减小电阻，则得到图线可能是图中的虚线_______选填“”“”“”。

四、计算题（本大题共3小题，共47分）

11.  （12分）如图所示为喷洒农药的某种压缩型喷雾器，其药液桶的总容积是，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积是。关闭喷液阀门，用打气筒每次通过下方的单向进气阀门打入的空气。设温度都保持不变，不考虑喷管中液体的体积变化的影响

要使药液上方的气体压强为，应按压几次打气筒；

当药液桶上方的气体压强为时停止打气，打开阀门向外喷药，当药液不能喷射时，桶内剩下的药液还有多少。

12.  （15分）如图所示，在平面直角坐标系的第象限内有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，与、轴分别相切于、两点，第Ⅱ象限内有沿轴负方向的匀强电场。一个质量为、电荷量为的带正电粒子从点沿轴正方向以射入磁场，经点射入电场，最后从轴上离点的距离为的点射出，不计粒子的重力。求：

匀强磁场磁感应强度的大小；

匀强电场场强的大小和粒子在电场中运动的时间。

13.  （20分）如图甲所示。光滑水平面上木板将轻弹簧压缩后由静止释放，被弹簧弹开后向右运动，与右侧固定的挡板发生弹性碰撞，木板从释放开始运动的图像如图乙所示，其中，是正弦曲线的一部分。如图丙所示，若在的左侧再叠放另一小物块后仍将弹簧压缩。由静止释放，弹开过程、保持相对静止。已知木板的质量，木板长，物块的质量，，间的动摩擦因数，重力加速度为。求：

弹簧的最大弹性势能

从释放到滑离的过程中，与挡板碰撞的次数；

从释放到滑离的过程中，运动的路程。

答案和解析

1.答案： 

解析：由光电效应方程：，可知，图线的斜率表示普朗克常量，横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，也可能知道极限波长，根据可求出逸出功普朗克常量与金属的性质、与光子的最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钨做实验得到的图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故A错误；

B.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故B错误；

C.如用金属钨做实验，当入射光的频率时，不可能会有光电子逸出，故C错误；

D.如用金属钠做实验得到的图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为，由于钠的逸出功小于钙的逸出功，则，故D正确。故选D。

2.答案： 

解析：A、 结点转动过程中，动态分析如图，则，

由于不变，结点转动至水平的过程中，角一直减小至直角，从一直增大到，可得，一直增大，绳子的拉力先增大后减小，故A错误；
B、对受力分析，一直处于平衡状态，、间的摩擦力一直不变，B错误；
C、对、整体受力分析可知，绳子的拉力与摩擦力的合力等于重力沿斜面向下的分力，由于绳子的拉力先增大后减小，所以斜面对的摩擦力不可能一直减小，C错误；
D、对、以及斜面整体，绳子对整体水平方向的受力先增大后减小，则摩擦力也是先增大后减小，D正确。  

3.答案： 

解析：A.根据第一宇宙速度的定义有：地球表面，；月球表面，得，选项A错误；
B.根据和可以得到“嫦娥四号”绕月运行的速度为  ，选项B错误；
C.根据和，可以知道月球的平均密度，选项C正确；
D.“嫦娥四号”必须先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，D错误。  

4.答案： 

解析：A.由交流发电机原理可知，发电机电动势瞬时值为，图示位置，电动势为，故A错误；
由于旋转线圈存在内阻，相当于电源有内阻，故电压表的示数小于，电压表的示数小于，故BD错误；
C.设原线圈两端电压有效值为，副线圈电压有效值为，由，得：；
则副线圈电流有效值；
由得：；
将变压器及副线圈所接电阻全部视为发电机的负载，于是可得这个负载的等效电阻为；
又由电源输出功率和外电阻的关系可知，当外电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大；
故可知，当时，，发电机输出功率最大，即电阻箱上获得最大电功率，故C正确。  

5.答案： 

解析：A.根据乙图可知，点波源振动的周期为，故形成的波在此介质中波速为，A正确；
B.同种介质中，两列波的传播速度相等，故的波速也为，根据乙图可知，点波源振动的周期为，点波源振动形成的波长为，B错误；
C.由于两列波的周期不同，在同一位置不同时刻振动的叠加效果不同，故C错误；
D.根据乙图可知，点波源的振动波在的振动位移图像为，的振动位移图像为，将代入得，D正确。
故选AD。  

6.答案： 

解析：本实验的原理是折射色散，即水对不同色光的折射率不同，故A错误；

B.水对太阳光中的紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，故红光的折射光路弯折最小，紫光的折射光路弯折最大，即墙壁上的彩色光谱中最上端是红光，最下端是紫光，故B正确；

C.当光从水中折射出水面时，入射角超过临界角，就会发生全反射而无法射出水面，太阳光中紫光的折射率最大，临界角最小，故紫光最先消失，故C正确；

D.第一次折射后，由于折射色散，只可能是一种色光垂直射到平面镜上，因此不可能出现所有色光光路重合的情况，故D错误。故选BC。

7.答案： 

解析：等量正点电荷电场线与等势面如图：
；
A、由图知，、两点场强大小相等，方向相反，电势相同，故A错误；
B、沿电场线方向电势减小，由图知，中垂线上点电势最高，故B正确；
C、由图知，、可能在同一等势面上，故电子在点和点的电势能可能相等，故C错误；
D、电子在中垂线上电场力指向点，且图中圆上各点场强大小相等，电场力大小相等，故可能做匀速圆周运动，故D正确。

8.答案： 

解析：解：、由得，磁感应强度随时间均匀变化，由法拉第电磁感应定律得，导线框中的感应电动势
导线框中的电流，故A正确；
B、由楞次定律得，导线框中产生顺时针方向的电流，由左手定则得，段所受安培力方向水平向左，则导线框向左运动，通过导线框横截面的电荷量为，故B正确；
、若在导线框上加一质量为的负载物，对导线框和负载物整体，由动能定理得，安培力对导线框做的功为，故CD错误；
故选：。
9.答案：；；。 

解析：对准第条亮纹中心时手轮的读数为   ；对准第条亮纹中心时手轮的读数为   。相邻两亮条纹的间距为  。根据得波长为  。

实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝、的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，A错误；对于中央亮纹来说，从单缝经过、到中央亮纹的路程差仍等于，，，那么，则中央亮纹的位置略向向上移动，故B正确，C错误。

故选：。
故答案为：；；。
10.答案：，；；，，；。 

解析：

充电过程中，电容器两端的电压越来越大，最后保持不变，因此曲线表示电容器充电过程的图线；充电过程中，电容器上极板带正电荷，下极板带负电荷，放电时，电容器相当于电源，电流从正极流出，因此电流的方向和充电时的电流方向相反，且电流逐渐减小，所以曲线表示电容器放电过程的图线；
由图可知，最大电压为左右，由于每节干电池的电动势为，则至少需要节干电池；
图像围成的面积代表电荷量，由图中曲线可知充满之后电容器的电荷量约为，
充满之后的电压由于可知约为，则；
则该值与的差异为；
若串联接入电路的干电池个数保持不变，减小电阻，则最开始的电流将增大一点，图像的纵截距稍大，但由于总的电荷量一定，则图像与坐标围成的面积相同，因此虚线满足。  

11.答案：解：设按压次打气筒，以容器中与打入的气体为研究对象

初态：，

末态：，

由玻意耳定律得

代入数据解得次。

当内外气压相等时，药液不再喷出，此时

由玻意耳定律得

代入数据解得

剩余药液的体积

12.答案：解：粒子沿轴正方向射入磁场，经点射入电场，其轨迹如图所示，

由几何关系知粒子圆周轨迹半径
根据牛顿第二定律：
解得磁感应强度的大小：
粒子在电场中做类平抛运动，得：
又
根据牛顿第二定律：
解得：， 

13.答案：解：由  图像可知，离开弹簧后的速度大小为 

由能量守恒可知，弹簧的弹性势能完全转化成了木板的动能，则可知弹簧开始具有的弹性势能为 

解得   

在弹开的过程中、保持相对静止，设第一次离开弹簧时的速度为则有 

设与挡板第一次碰后，、达到的共同速度为，的位移为，则由动量守恒定律可得 

对木板由动能定理可得一 

解得 

假设成立，设此过程中两物体的相对位移为  ，则由能量守恒有 

解得 

设第二次与挡板碰撞后达到的共同速度为，则由动量守恒定律有 

设此过程中两物体的相对位移为  ，

别由能量守恒有  ，解得 

而  ，则可知从释放到滑离的过程中，与挡板碰撞的次数为 

设弹簧的劲度系数为，则 

设第一次与挡板碰撞后压缩弹簧的量为  ，则  ，解得 

设、分离时两者的速度为  ，  ，则由动量守恒定律有 

由能量守恒 

解得  ，  ，碰撞后两者分离，设的位移为  ，则有 

解得  ，  内，木板运动的距离 

则从释放到滑离的过程中，运动的路程为  即