江苏省南京市2021届高三5月冲刺练习物理试题 含答案详解

南京市 2021 届高三物理冲刺练习 1．某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时, 下列做法正确的是 A．摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些 B．摆球要选择质量大些、体积小些的 C．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 D．拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回摆到开始位置时停止计时，记录 的时间作为单摆周期的测量值 2．最近几年以来，地震在世界各地频频出现，让人感觉地球正处于很“活跃”的时期。地 震波既有横波，也有纵波，若我国地震局截获了一列沿 x 轴正方向传播的地震横波，在 t（图中实线）与（t＋0.4）s（图中虚线）两个时刻 x 轴上-3～3 km 区间内的波形图如图 所示，则下列说法正确的是 A．该地震波的波长为 3 km B．质点振动的最大周期为 0.4 s C．该地震波最小波速为 5 km/s D．从 t 时刻开始计时，x＝2.5 km 处的质点比 x＝2 km 处的质点先回到平衡位置 3．近代物理和相应技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式，推动了人类文明与 进步。关于近代物理知识下列说法正确的是 A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子 B．某种钍的同位素半衰期为 24 天，1g 钍经过 120 天后还剩 0.2 g C．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 D．钋（ 218 84 Po ）是氡（ 222 86 Rn ）的衰变产物之一，故钋（ 218 84 Po ）的比结合能小于氡（ 222 86 Rn ） 的比结合能 4．如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为 0 的单色光照射光电管的 阴极 K 时，电流表有示数。下列说法正确的是 A．让滑片 P 向 D 端移动，电流表的示数一定增大 B．增加该单色光的强度，电流表示数一定增大 C．改用波长大于 0 的单色光照射阴极 K，电流表一定有示数 D．改用波长小于 0 的单色光照射阴极 K，阴极 K 的逸出功变大 5、关于薄膜干涉现象及其应用下列说法正确的是 A．如图甲所示，竖直放置的肥皂薄膜，来自前后两个面的反射光发生干涉，形成明暗 相间的竖直条纹 B．如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的 光发生干涉使镜头看起来有颜色，膜的厚度为光在膜中波长的 1 2 C．如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个 表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹下的 D．如图丁所示，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下 看凸透镜，可以看到等间距的明暗相间的圆环状条纹 6．ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由 a、b 两种单色光 组成的细光束从空气垂直于 AB 射入棱镜，经两次反射后光线垂直于 BC 射出，且在 CD、 AE 边只有 a 光射出，光路图如图所示，则 a、b 两束光 A．在真空中，a 光的传播速度比 b 光的大 B．在棱镜内，a 光的传播速度比 b 光的小 C．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折 射角较小 D．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条 纹间距小 7．随着北斗系统全面建成开通，北斗产业发展被列入国家“十四五”规划重点项目，北斗 系统开启了全球化、产业化新征程。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地 球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。如图所示，地球静止轨道卫星 A 与倾斜地球 甲图 乙图 丙图 丁图 A B C D E 至人眼 a、b a、b a a 同步轨道卫星 B 距地面高度均约为 36000km，中圆轨道卫星 C 距地面高度约为 21500km。 下列说法正确的是 A．A 与 B 运行的周期一定不同 B．A 与 B 受到的向心力一定相同 C．B 比 C 运行的角速度小 D．B 比 C 运行的线速度大 8．体育课上某同学静止悬挂在单杠上，当两只手握点之间的距离增大时，运动员手臂受到 的拉力，下列判断正确的是 A．不变 B．变小 C．变大 D．无法确定 9．如图所示，网球发球机水平放置在距地面一定高度的某处，正对着竖直墙面发射网球， 两次发射网球分别在墙上留下 A、B 两点印迹。 测得 =OA AB 。OP 为水平线，网球在空中受到 的阻力不计，下列说法正确的是 A．两球发射的初速度 vOA∶vOB=1∶2 B．两球碰到墙面前运动的时间 tA∶tB=1∶2 C．两球碰到墙面时的动量可能相同 D．两球碰到墙面时的动能可能相等 10．如图所示，电源电动势为E，内阻不可忽略，L1、L2是完全相同的灯泡，线圈L的直流 电阻不计，电容器的电容为C。合上开关S，电路稳 定后，下列说法正确的是 A．电容器的带电量为CE B．灯泡L1、L2的亮度相同 C．在断开S的瞬间，通过灯泡L1的电流方向向右 D．在断开S的瞬间，灯泡L2立即熄灭 11．如图所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直 放置，管子底部有一带电小球。整个装置以水平向右的速度 匀速运动，垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场，由于 外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从 上端口飞出，小球的电荷量始终保持不变，则小球从玻璃管 进入磁场至飞出上端口的过程中 A B C O A B 网球发球机 网球出口孔 墙 水平地面 P L L1 L2 S A．小球运动轨迹是一段圆弧 B．小球运动轨迹是抛物线 C．洛仑兹力对小球做正功 D．管壁的弹力对小球做负功 12．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生 te 100sin244 （V）的交变电动势．导线框与理想 变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一额定电压为 220V 的电灯泡，电灯泡恰好正常发光，且电流表的示数为 2A，导线框电阻不计，电流 表为理想电流表，则 A．变压器原、副线圈匝数之比为 1:5 B．交变电动势的周期为 0.01s C．电灯泡的额定功率为 288 W D．通过电灯泡的电流为 10A 13．某电子透镜两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称 分布，电子从 O 点沿直线 OA 以某一初速度仅在电场力作用下运动到 A 点．取 O 点为坐标 原点，沿直线向右为 x 轴正方向．从 O 到 A 运动过程中， 关于电子运动速度 v 和加速度 a 随时间 t 的变化、电子的动 能 Ek和运动轨迹上各点的电势φ随位移 x 的变化图线中可能 正确的是 A B C D 14．如图所示，餐桌中心有一个半径为 r 的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一 个质量为 m 的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为μ。现缓慢增大圆盘的角 速度，小物块将从圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。已知最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，重力加速度为 g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计。则下列说法正确的是 A．小物块刚滑落时，圆盘的角速度为 2 g r  B．餐桌的半径为 5 2 r C．该过程中支持力的冲量为零 D．该过程中因摩擦产生的内能为 mgr 15．为了“验证机械能守恒定律”，某学生想到用气垫导轨和光电门及质量为 m 的小车来 进行实验，如图所示，他将长为 L、原来已调至水平的 气垫导轨的左端垫高 H，在导轨上的两点处分别安装 光电门 A 和 B，然后将小车从导轨上端释放，在小车 下滑过程中，小车上的挡光片经过上、下光电门的时 间分别为 t1、t2，用游标卡尺测得挡光片宽度为 d，重 力加速度为 g。则： （1）要验证小车在运动过程中机械能守恒，还必须测出 。 （2）写出本实验验证机械能守恒定律的原理式 （用上面已知 测量量和还必须测出的物理量符号表示）。 （3）实验所用滑块的质量 m=600 g，其他数据如下 L=1.5 m，H=10 cm，g=9.8m/s2，两 个光电门间的距离为 50 cm，则实验中重力势能的减少量为 J。 （4）如果气垫导轨左端垫高的高度 H 可调，此实验还可以“探究在质量不变时，物体 的加速度与合力的关系”，回答下列问题: ①小车的加速度 a= （用上面已知测量量的符号表示）；小车 所受合力 F= 。 ②要改变小车受到的合力，只须改变 ，作加速度—合力图象时，横轴可用 代替。 16．某同学为测定电阻丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路，电路中 ab 是一段电阻率较 大、粗细均匀的电阻丝，保护 电阻 R0＝4.0 Ω，电源电动势 E ＝3.0 V，电流表内阻忽略不计， 滑片 P 与电阻丝始终接触良好． （1）实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为 d＝________ mm. （2）实验时闭合开关，调节滑片 P 的位置，分别测量出每次实验中 aP 长度 x 及对应的 电流值 I，实验数据如表所示： x/m 1 I /A-1 3.00 1.00 4.00 2.00 0.20 0.500.10 0.30 0.600.400 丙 x/m 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 I/A 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28 1 I/A－1 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57 根据表中的数据，在图丙的坐标纸上作出1 I －x 图象，并由图线求出电阻丝的电阻 率ρ＝________ Ω·m（保留两位有效数字）。 （3）根据1 I －x 关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为 r＝________ Ω（保 留两位有效数字）． （4）若电流表内阻不可忽略，则电流表的内阻对测量电阻丝的电阻率（选填“有”或“无”） 影响，根据1 I －x 关系图线纵轴截距的物理意义可求得的是。 17．趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的 PVC 薄膜充气膨胀成型，人钻入洞 中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为 0.8 m3，压强为 1.5×105 Pa。碰撞时 气体最大压缩量是 0.08 m3，不考虑压缩时气体的温度变化。 （1）求压缩量最大时，球内气体的压强；（结果保留 3 位有效数字） （2）为保障游戏安全，球内气体压强不能超过 1.75×105 Pa，那么，在早晨 17 ℃环境下 充完气的碰碰球，球内气体压强为 1.5×105 Pa，若升温引起的球内容积变 化可忽略，请通过计算判断是否可以安 全地在中午 37 ℃的环境下进行碰撞游 戏。 图甲 图乙 18．棱镜的截面图如图所示，AE 为四分之一圆弧，B 为圆心，BCDE 为矩形，一细光束从 圆弧中点 F 沿半径射入棱镜，恰好在 B 点发生全反射，在 CD 面只发生一次反射，并 从圆弧上的 G 点（未画出）射出，已知 AB=r，BC=d，真 空中光速为 c。求: （1）棱镜的折射率 n； （2）光在棱镜中传播所用的时间 t。 19．如图甲所示，发电机电枢轴上缠绕一细绳，绳下悬挂一质 量为 m 的重物，重物以速度 v 匀速下降，发电机的线圈电 阻不计，外电阻为 R，重力加速度为 g，阻力不计，求： （1）发电机的输出功率 P； （2）流过电阻 R 的电流 I； （3）将电阻 R 换成一直流电源，电动势为 E，电源内阻也为 R，如图乙所示，发电机将 变为电动机，仍然提升质量为 m 的重物。重物匀速上升时的速度 u。 20．滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示，在 竖直平面内的滑板运动的轨道，BC 和 DE 是两段光滑的圆弧型轨道，BC 的圆心为 O 点，圆心角θ=60°，半径 OC 与水平轨道 CD 垂直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2。 某运动员从轨道上的 A 点以 0 3m/sv 的速度水平滑出，在 B 点刚好沿着轨道的切线方 向滑入圆弧轨道 BC，经 CD 轨道后冲上 DE 轨道，到达 E 点时速度减为零，然后返回。 已知运动员和滑板的总质量为 m=60kg，B、E 两点与水平轨道 CD 的竖直高度分别为 h=2m 和 H=2.5m，g=10m/s2。求： （1）运动员从 A 点运动到 B 点的过程中，到达 B 点时的速度大小 vB； （2）水平轨道 CD 的长度 L； （3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到 B 点？如能，求出回到 B 点时速 度的大小。如果不能，求出最后停止的位置距 C 点的距离 S。 R m v m u E F A B C D E 21．如图所示，倾角为的斜面与光滑水平面平滑连接，斜面上有 A、B、C 三点，AB、BC 间距均为 2L，CD 间距为 3L，斜面上只有 BC 段粗糙，其余部分光滑．两块质量均匀分 布的相同长方形薄片 1 和 2 紧挨在一起，薄片 1 的下边缘在 A 处．现将两薄片同时由 静止释放．已知每块薄片质量为 m、长为 L、薄片与斜面 BC 间的动摩擦因数为 tan  ， 重力加速度为 g。求： （1）薄片 1 下边缘刚运动到 B 时的速度大小 1v ； （2）薄片 1 刚好完全滑上粗糙面时，两薄片间的相互作用力大小 F； （3）薄片 2 全部滑上水平面后，两薄片间的距离 d． 22．如图所示，在屏蔽装置底部中心位置 O 点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向 外辐射速率 v=3.2×106m/s 的 粒子。已知屏蔽装置高 AB=9cm、细缝长 AD=18cm， 粒子的质量 m=6.64×10-27kg，电量 q=3.2×10-19C。若在屏蔽装置上方条形区域内加一 匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度 B=0.332T，方向垂直于纸面向里，整个装置放于真 空环境中。 （1） 粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径是多少？ （2）若所有的 粒子均不能从条形磁场隔离区的上方穿出，则磁场的高度 d 至少是多 少? A B C D 1 2  （3）若条形磁场的高度 d=20cm，则射出屏蔽装置的 粒子在磁场中运动的最长时间和 最短时间各是多少?（结果保留 2 位有效数字） 南京市 2021 届高三物理冲刺练习 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B C A B C C C 题号 8 9 10 11 12 13 14 答案 C D C B A C B 15．（1）两光电门的间距 x （2） 2 2 2 1 1 1( ) ( )2 2  H d dmgx m mL t t （3）0.196 （4）① 2 2 2 1 ( ) ( ) 2 d d t t x Hmg L ②高度 H 高度 H 16．（1）0.400 （2）如右图所示 1.1×10－6 （3）1.3 （4）无电源的内阻和电流表内阻之和 17．（1）碰撞游戏时，气体从初始到压缩量最大的过 程中，经历等温变化，由玻意耳定律有 1 1 2 2pV p V A B C D E O 其中 p1＝1.5×105Pa，V1＝0.8m3，V2＝（0.8-0.08）m3＝0.72m3 代入数据解得 p2≈1.67×105 Pa。 （2）从早晨充好气，到中午碰撞游戏前，气体经历等容变化，由查理定律有 31 2 3  pp T T 其中 T2＝（17+273）K＝290K，T3＝（37+273）K＝310K 中午碰撞游戏时，气体从初始状态到压缩量最大的过程中，气体经历等温变化，由玻意耳定 律有 3 1 4 2p V p V 联立并代入数据解得 p4≈1.78×105Pa＞1.75×105Pa 所以不能安全地在中午 37℃的环境下进行碰撞游戏。 18、（1）光路如图 由几何关系，临界角为 C=∠EBF=45° 根据全反射临界角公式 sinC= 1 n 解得 n= 2 （2）由几何关系可得 2sin 45 BCBH d  在直角三角形 BHG 中，由勾股定理 BH2+HG2=BG2 得 HG= 2 22r d 光在棱镜中总路程 2 22 2s r d r d    光在棱镜中传播速度 v c n  传播时间 2 22( 2 2 )r d r dt c    19、（1）根据能的转化与守恒定律，发电机产生的功率重物重力做功的功率 P mgv （2） 2E mgvR 感 感 EI R  mgvRI R （3）在电动机所产生的感应电动势 /E E v 感 感 对于电动机有 / 1E E I R 感 ， 2 1 1EI I R mg  1I 为流过电源的电流， 得： ( )mgvR E mgvR mgR   20、（1）由题意得 0 cos60B vv   解得 6m/sBv  （2）从 B 到 E，由动能定理得 210 2 Bmgh mgL mgH mv    代入数值得 6.5mL  （3）运动员能到达左侧的最大高度为 h ，从 B 到第一次返回左侧最高处，由动能定理得 0mgH mgL mgh    解得 1.2m 2mh   故运动员不能回到 B 点，全过程由能量守恒定律得 mgH mgs 解得总路程 12.5ms  即运动员最后停止的位置距 C 点的距离为 12.5m 6.5m 6mx    21、（1）研究 2 块薄片整体，根据机械能守恒定律有   2 1 12 2 sin 22mg L m  v 解得 1 2 singL v （2）根据牛顿第二定律有 2 sin cos 2mg mg ma    解得 1 sin2a g  研究第 2 块薄片，根据牛顿第二定律有 sinmg F ma   解得 1 sin2F mg  （3）设 2 块滑片刚好全部滑上粗糙面时的速度为 2v ，根据动能定理有   2 2 2 cos 12 4 sin 2 22 2 mgmg L L m     v ， 解得 2 6 singL v 设每块滑片滑到水平面时的速度为 3v ，对每块滑片运用动能定理有 2 2 3 2 7 sin cos 1 1 2 2 2 2 L mgmg L m m     v v 解得 3 12 singL v 相邻滑片到达水平面的时间差 2 Lt  v ， 由于 3d t v ，解得 2d L 22、（1）所有α粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，设为 R， 根据牛顿第二定律有： 2mvqvB R  解得 0.2 20 R m cm （2）由 AB=9cm，AD=18cm，可得： 45BAO ODC    ° 由题意及几何关系可知：若条形磁场区域的上边界与沿 OD 方向进入磁场的α粒 子的圆周轨迹相切，则所有α粒子均不能从条形磁场隔离区上边界穿出，如图一所示。 设此时磁场高度为 0d ，由几何关系得 0 cos 45d R R  ° (20 10 2)  cm 34 cm （3）设α粒子在磁场内做匀速圆周运动的周期为 T，则： 62 108 mT qB      s 设速度方向垂直于 AD 进入磁场区域的α粒子的入射点为 E，如图二所示，因磁场 高度 d=20cm＜d0，且 R=20cm，则在∠EOD 间岀射进入磁场区域的α粒子均能穿出磁场 的上边界，在∠EOA 间岀射进入磁场区域的α粒子均不能穿出磁场上边界，所以沿 OE 方向进入磁场区域的α粒子运动轨迹与磁场的上边界相切，在磁场中运动的时间最长。 设在磁场中运动的最长时间为 maxt ，则： 7 max 1 2.0 102t T    s 若α粒子在磁场中做匀速圆周运动对应的圆弧轨迹的弦最短，则α粒子穿过磁场的 时间最短，最短的弦长为磁场的高度 d ，设在磁场中运动的最短时间为 mint ，轨迹如图 二所示，因 R=d，则圆弧对应的圆心角为 600，故： 8 min 1 6.5 106t T    s 图一 图二 A B C D E O 45o A B C D E O 60o