精品解析：2021屆江蘇省南京師范大學(xué)附屬中學(xué)高三(下)5月模擬考試物理試題(解析版)

1、 南京師范大學(xué)附屬中學(xué)2021屆高三年級模擬考試物理一、單項(xiàng)選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。每小題只有一個選項(xiàng)符合題意。1. 如圖所示為核反應(yīng)堆的示意圖，鈾棒是核燃料，其反應(yīng)方程為UnBaKr3n。用重水做慢化劑可使快中子減速，假設(shè)中子與重水中的氘核（H）每次碰撞均為彈性正碰，而且認(rèn)為碰撞前氘核是靜止的，則下列說法正確的是（）A. 鈾核的比結(jié)合能比鋇核的小B. 該反應(yīng)為熱核反應(yīng)C. 中子與氘核碰后可原速反彈D. 鎘棒插入深一些可增大鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度【答案】A【解析】【分析】【詳解】A在該核的反應(yīng)中，會釋放出大量的能量，由比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，可知鈾核的比結(jié)合能比鋇核的小，A正

2、確；B該反應(yīng)是重核裂變反應(yīng)，B錯誤；C由題意知，氘核質(zhì)量數(shù)是中子的兩倍，取碰撞前中子的速度方向?yàn)檎较?，碰撞是彈性碰撞，所以動量和機(jī)械能都守恒，由守恒定律可得mv0=mv1+2mv2聯(lián)立解得C錯誤；D要使裂變反應(yīng)更激烈一些，應(yīng)使鎘棒插入淺一些，讓它少吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度就會快一些，D錯誤。故選A。2. 光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，如圖所示，一復(fù)色光以入射角0射入光導(dǎo)纖維后分為a、b兩束單色光，a、b兩單色光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)生全反射，下列說法正確的是（）A. 內(nèi)芯折射率小于外套的折射率B. a光光子的能量大于b光光子的能量C. 在內(nèi)芯介質(zhì)中單色光a的傳播速度比b大D. 入射角

3、由0逐漸增大時，b光全反射現(xiàn)象先消失【答案】C【解析】【分析】【詳解】A光在光在內(nèi)芯和外套界面發(fā)生全反射，可知光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，則內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，A錯誤；B由圖可知，a光射入光導(dǎo)纖維后的折射角大于b光，由折射定律可知光導(dǎo)纖維對a的折射率小于b光的折射率，則a光的頻率小于b光，根據(jù)光子能量公式，b光子的能量大于a光光子的能量，B錯誤；C根據(jù)折射率公式可以判斷a光在光導(dǎo)纖維中的速度大于b光，C正確；D根據(jù)可知，a光的臨界角比b光的大，所以入射角由逐漸增大時，光全反射現(xiàn)象先消失，D錯誤。故選C。3. 一個單擺做受迫振動，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系）如圖所示，重力加速

4、度g約為10m/s2，則（）A. 此單擺的固有周期為0.5sB. 此單擺的擺長約為2mC. 若擺長增大，單擺的固有頻率增大D. 若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動【答案】D【解析】【分析】【詳解】A由圖線可知，此單擺的固有頻率為0.5Hz，固有周期為2s，A錯誤；B由單擺周期公式可解得此單擺的擺長約為1m，B錯誤；CD若擺長增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動，C錯誤，D正確。故選D。4. 北京時間4月29日，長征五號B遙二運(yùn)載火箭搭載中國空間站天和核心艙從海南文昌航天發(fā)射場升空并成功入軌。此次發(fā)射成功不僅標(biāo)志著中國載人航天工程“三步走”成功邁出第三步，也宣告中國開啟

5、空間站任務(wù)的新時代。天和核心艙目前運(yùn)行在距離地面約400km450km、傾角約42的近地軌道。下列說法正確的是（）A. 天和核心艙每天只能經(jīng)過赤道正上方兩次B 僅憑文中數(shù)據(jù)和萬有引力常量G，就可以大致估算出地球質(zhì)量C. 將天和核心艙的軌道近似看成圓，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的向心加速度D. 將天和核心艙的軌道近似看成橢圓，其在近地點(diǎn)時的機(jī)械能大于遠(yuǎn)地點(diǎn)時的機(jī)械能【答案】C【解析】【分析】詳解】A近地衛(wèi)星周期大約85分鐘，每周經(jīng)過赤道正上方兩次，天和核心艙可以看作近地衛(wèi)星，所以天和核心艙每天經(jīng)過赤道正上方一定大于兩次，A錯誤；B僅憑文中數(shù)據(jù)和萬有引力常量G，不能估算出地球質(zhì)量，B錯誤；C

6、地球赤道上某建筑的向心加速度等于地球同步衛(wèi)星的加速度，天和核心艙比地球同步衛(wèi)星低，則比地球同步衛(wèi)星運(yùn)動快，比同步衛(wèi)星的加速度大，所以天和核心艙的加速度一定大于地球赤道上某建筑的向心加速度，C正確；D將天和核心艙的軌道近似看成橢圓，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，其在近地點(diǎn)時的機(jī)械能等于遠(yuǎn)地點(diǎn)時的機(jī)械能，D錯誤。故選C。5. 如圖所示為安檢門原理圖，左邊門框中有一通電線圈A，右邊門框中有一接收線圈B工作過程中某段時間通電線圈A中存在順時針方向均勻增大的電流（本題中電流方向均為從左向右觀察），則當(dāng)A、B間有一銅片時（）A. 接收線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流B. 接收線圈B中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針，且感應(yīng)電流大小比無

7、銅片時要小C. 接收線圈B中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要大D. 接收線圈B中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針，且感應(yīng)電流大小比無銅片時要大【答案】B【解析】【分析】【詳解】通電線圈A中存在順時針方向均勻增大的電流，產(chǎn)生向右穿過線圈的均勻增大的磁場，根據(jù)楞次定律，B中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，有銅片時，銅片中也產(chǎn)生逆時針的電流，這個電流會將穿過B的磁場的變化削弱一些，引起B(yǎng)中的感應(yīng)電流大小減小，故B正確，ACD錯誤。故選B。6. 三根粗細(xì)一樣上端開口的玻璃管，中間都有一段汞柱封住一段空氣柱，如圖所示，若，三者原先溫度都相同，后來又升高相同溫度，則管中汞柱向上移動是（ ）A. 甲管最少

8、B. 丙管最少C. 甲管比乙管少D. 乙管和丙管一樣多【答案】B【解析】【詳解】ABCD.甲乙丙中氣體壓強(qiáng)分別為：由于，故；根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有由于氣體的氣壓不變，故由于，相同，故，即甲乙中水銀柱上升最多，丙最少，故B正確ACD錯誤。故選B。7. 質(zhì)量相同的小球1、2用輕質(zhì)細(xì)線連接，小球1用輕質(zhì)細(xì)線系于O點(diǎn)，兩細(xì)線長度相同，小球1、2繞豎直軸OO做勻速圓周運(yùn)動，空氣阻力忽略不計，下列四個圖中可能正確的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】【詳解】球1、2的受力如圖對球1在水平面做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得豎直方向由同理對球2由牛頓第二定律得豎直方向有由于球2受重力和繩

9、的拉力的合力指向圓心，可知球2比球1更遠(yuǎn)離豎直軸，則r2r1聯(lián)立解得故故選D。8. 如圖所示，豎直邊界MN的右側(cè)存在區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里。帶有絕緣層的均質(zhì)導(dǎo)線繞成半徑為r的n匝圓形線圈，線圈質(zhì)量為m、總電阻為R，首尾連接在一起。線圈上a點(diǎn)連接垂直于紙面的光滑轉(zhuǎn)軸，可在豎直平面內(nèi)擺動。將線圈向右拉至左側(cè)與MN相切的位置后由靜止釋放，線圈向左擺到最高點(diǎn)時，直徑ab轉(zhuǎn)過的角度為150。不計擺動過程中線圈受到的空氣阻力，重力加速度為g，則（）A. 線圈擺動時，安培力方向始終和b點(diǎn)的速度方向相反B. 從釋放到第一次擺至左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，安培力對線圈做的功為mgrC.

10、 從釋放到最后靜止，線圈中產(chǎn)生的電熱大于mgrD. 從釋放到第一次擺至左側(cè)最高點(diǎn)的過程中，通過線圈的電荷量為【答案】D【解析】【分析】【詳解】A線圈向左擺動時，線圈中垂直紙面向里的磁通量減小，由楞次定律知，安培力阻礙線圈的相對運(yùn)動，安培力與線框運(yùn)動方向相反。由于b點(diǎn)的運(yùn)動方向始終與直徑ab垂直，故安培力方向不會始終與b點(diǎn)的速度方向相反，故A錯誤；B從釋放到第一次擺至最高的過程中，安培力對線圈做的功為等于重力勢能的變化量，環(huán)的重心位置等效在環(huán)的圓心，所以重力勢能的減少量所以安培力對線圈做的功為0.5mgr，故B錯誤；C從釋放到靜止，環(huán)的重力勢能通過感應(yīng)電流轉(zhuǎn)化為焦耳熱，所以線圈產(chǎn)生的焦耳熱等于減

11、少的重力勢能，大小為故C錯誤；D從釋放到第一次擺至最高的過程中，設(shè)通過線圈的電量為q，電路中的平均電流為I，平均電動勢為E，經(jīng)過的時間為t，則三式聯(lián)立得開始時穿過線圈的磁通量第一次擺至最高時的磁通量磁通量的變化量聯(lián)立可得故D正確。故選D。9. 如圖所示，A、B為水平放置平行正對金屬板，在板中央分別有一小孔M、N，D為理想二極管，R為滑動變阻器。閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負(fù)電荷的帶電小球從M、N的正上方的P點(diǎn)由靜止釋放，小球恰好能運(yùn)動至小孔N處。下列說法正確的是（）A. 若僅將A板上移，帶電小球?qū)o法運(yùn)動至B板的小孔N處B. 若僅將A板上移，帶電小球仍將恰好運(yùn)動至B板的小孔N處C. 若僅將

12、R的滑片上移，帶電小球仍將恰好運(yùn)動至B板的小孔N處D. 若僅將R的滑片上移，帶電小球?qū)腂板的小孔N處穿出【答案】A【解析】【分析】【詳解】AB根據(jù)解得若僅將A板上移，d增大，Q減小，由于二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，電荷量Q將保持不變，電壓U將增大；根據(jù)動能定理U增大，則小球下落的高度h減小，則帶電小球?qū)o法運(yùn)動至B板的小孔N處，A正確，B錯誤；CD根據(jù)若僅將R滑片上移，R兩端電壓增大，通過二極管給電容器充電，電容器兩端電壓U增大；根據(jù)U增大，則小球下落的高度h減小，則帶電小球?qū)o法運(yùn)動至B板的小孔N處，CD錯誤。 故選A。10. 一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，圓心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電小球（

13、可視為質(zhì)點(diǎn)）從O點(diǎn)正上方距離為H的A點(diǎn)由靜止下落，并穿過圓環(huán)。小球在從A點(diǎn)運(yùn)動到與A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱的A點(diǎn)的過程中，其動能Ek、重力勢能Ep重、機(jī)械能E、電勢能Ep電，隨位置變化的圖像如圖所示（規(guī)定O點(diǎn)重力勢能為0，無限遠(yuǎn)處電勢為0，豎直坐標(biāo)軸h的坐標(biāo)原點(diǎn)為O，以豎直向上為h正方向），下列圖像可能正確的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】【詳解】A圓環(huán)中心的場強(qiáng)為零，無窮原處場強(qiáng)為零，故從A到O過程，場強(qiáng)可能先增大后減小，或不斷減小，據(jù)動能定理可得圖線的斜率表示合外力，隨著h的減小，斜率可能先減小后增大或不斷增大，A錯誤；B從A到O過程隨h的減小，減小，從O到過程隨h的增大，

14、繼續(xù)減小，B錯誤；C機(jī)械能的變化量等于除重力外的其他力所做的功，即從O到A的過程，隨著h的減小，機(jī)械能減小，且圖線斜率先增大后減小或不斷減小，C正確；D機(jī)械能與電勢能之和保持不變，故從O到A的過程，隨著h的減小，電勢能增大，且圖線斜率先增大后減小或不斷減小，D錯誤。故選C。二、非選擇題：本題共5題，共60分。其中第12題15題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11. 某學(xué)習(xí)小組為研究平拋物體的運(yùn)動規(guī)律，設(shè)想了三套實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方案：裝置甲：上下兩斜槽軌道的材料和形狀相同，末端水平，電磁鐵C和D可以同時斷電

15、釋放鋼球P和Q，兩鋼球形狀、材料也相同，下方斜槽連接的水平板盡可能光滑；裝置乙：小錘敲擊彈性金屬片后小球A開始平拋，同時小球B開始下落；裝置丙：末端水平的斜槽上釋放的小球從豎直硬板和水平木條MN間的縫隙穿過時，可以在墊有復(fù)寫紙的白紙上留下點(diǎn)狀印跡，水平木條MN高度可以上下調(diào)節(jié)。（1）為了驗(yàn)證平拋物體的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)原理和操作的說法正確的有_。A.選擇裝置甲，并通過觀察小球是否碰撞來驗(yàn)證B.選擇裝置乙，并通過聽小球是否同時發(fā)出落地聲來驗(yàn)證C.選擇裝置甲，并應(yīng)該多次調(diào)整上下軌道的高度差來驗(yàn)證D.選擇裝置乙，并應(yīng)該多次調(diào)整兩球與地面的初始高度差來驗(yàn)證（2）某同學(xué)采用裝置丙進(jìn)行

16、實(shí)驗(yàn)。為描繪小球平拋運(yùn)動的完整軌跡，并計算小球平拋的初速度，除了硬板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘、白紙、復(fù)寫紙、游標(biāo)卡尺之外，下列器材中還需要的有_。A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.彈簧秤 E.帶線的重錘該同學(xué)兩次用游標(biāo)卡尺測量同一小球的直徑（如圖所示），正確結(jié)果應(yīng)為_cm。該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)獲得小球平拋運(yùn)動的若干印跡點(diǎn)如圖所示，下列因素可能導(dǎo)致這種情況的是_。A.小球與斜槽之間有摩擦B.安裝斜槽時其末端沒有調(diào)整水平C.每次釋放小球的位置不完全相同D.只記錄了豎直方向，沒有記錄平拋運(yùn)動的起點(diǎn)如圖所示，改進(jìn)操作后，該同學(xué)在坐標(biāo)紙上描繪小球平拋運(yùn)動的軌跡（圖中未畫出），并在其上選取了A、B、C三點(diǎn)。已

17、知坐標(biāo)紙豎邊為豎直方向，坐標(biāo)紙每小格邊長為5cm，重力加速度g取10m/s2，則可以計算出小球平拋運(yùn)動的初速度為_m/s。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】 (1). AC (2). BE (3). 0.935 (4). C (5). 1.5【解析】【分析】【詳解】(1)1AC選擇裝置甲，并通過觀察小球是否碰撞來驗(yàn)證平拋物體的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，并應(yīng)該多次調(diào)整上下軌道的高度差來驗(yàn)證，AC正確；BD選擇裝置乙，并通過聽小球是否同時發(fā)出落地聲來驗(yàn)證平拋物體的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，并應(yīng)該多次調(diào)整兩球與地面的初始高度差來驗(yàn)證，BD錯誤；(2)2除題中器材外，還需要帶線的重錘來確定硬板是否豎直及確定

18、y軸位置，需要刻度處測量平拋過程的水平、豎直位移，BE正確。故選BE。3左圖把小球恰在中間縫隙里不對，應(yīng)按右圖進(jìn)行操作，故小球的直徑為4ABD小球與斜槽之間有摩擦、安裝斜槽時其末端沒有調(diào)整水平或只記錄了豎直方向，沒有記錄平拋運(yùn)動的起點(diǎn)，軌跡仍是一條完整拋物線，不會形成如圖點(diǎn)跡，ABD錯誤；C每次釋放小球的位置不完全相同，在不同高度留下的點(diǎn)跡就不會在同一條拋物線上，C正確。故選C。5設(shè)每小格邊長為l，水平方向，A、B和B、C位移相同，故所用時間T相同，則滿足豎直方向滿足聯(lián)立解得12. 一只瓶蓋擰緊不漏氣的空礦泉水瓶置于室外，內(nèi)部氣體質(zhì)量為m。夜間氣溫為T1，瓶子癟了一部分，體積為V。中午太陽暴曬

19、時，氣溫升至T2，礦泉水瓶恢復(fù)原狀。礦泉水瓶癟了一部分時，內(nèi)外壓強(qiáng)可視為相等，瓶體恢復(fù)原狀后，體積為V0且不會再增大。瓶內(nèi)氣體可以視為理想氣體，其內(nèi)能與熱力學(xué)溫度的關(guān)系為U=mT，外界大氣壓強(qiáng)為p0（1）求氣溫為T2時，瓶內(nèi)的壓強(qiáng)p；（2）求上述過程中瓶內(nèi)氣體吸收的熱量Q?！敬鸢浮浚?）p=；（2）Q=m（T2-T1）p0（V0-V）【解析】【分析】【詳解】（1）由理想氣體方程可知解得（2） 由熱力學(xué)第一定律其中解得13. 一群處于第4能級的氫原子，最終都回到基態(tài)能發(fā)出幾種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，只能測得3條電流隨電壓變化的圖像（如圖乙所示），其中a光對應(yīng)圖線與

20、橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為-Ua=-6V。已知?dú)湓拥哪芗増D如圖丙所示，電子電量為e=1.610-19C。（1）求a光照射金屬時逸出光電子的最大初動能Eka；（2）求該金屬逸出功W；（3）只有c光照射金屬時，調(diào)節(jié)光電管兩端電壓，達(dá)到飽和光電流I=3.2A，若入射的光子有80%引發(fā)了光電效應(yīng)。求此時每秒鐘照射到陰極K的光子總能量E【答案】（1）6eV；（2）6.75eV；（3）2.551014eV【解析】【分析】【詳解】(1)由圖乙可得a光照射金屬時的遏止電壓Ua=6V由動能定理可知，逸出光電子的最大初動能為Ek=eUa=6eV(2)由圖乙可知a光的遏止電壓最大，則可知a光光子能量最大，則a光光子是由第4

21、能級躍遷到基態(tài)所輻射的光子，則a光的光子能量為Ea=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ek=Ea-W解得W=6.75eV(3)時間t內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)為n=21013（個）則每秒鐘照射到陰極K的光子總能量=(-3.4eV)-(-13.6eV)=10.2eV2.51013=2.551014eV14. 如圖所示，質(zhì)量均為m=2kg、長度均為L=0.12m的長條狀均勻薄木板A、B，置于足夠長的水平地面上。水平地面上CD間有長度為d=0.34m的一段表面粗糙，與A、B間的動摩擦因數(shù)均為=0.2現(xiàn)給A向右v1=2.6m/s的初速度，已知A、B碰撞后速度相等，但不粘在一起，水平地面除CD間其余部分可以視為光滑，重力加速度g取10m/s2求：（1）B剛要開始進(jìn)入CD段時的速度v2；（2）A剛好完全進(jìn)入CD段時的速度v3；（3）A的最終速度v4【答案】（1）v2=1.3 m/s；（2）v3=1.1 m/s；（3）v4=0.3 m/s【解析】【分析】【詳解】（1）碰撞過程動量守恒解得（2） 從B剛要開始進(jìn)入CD到A剛好完全進(jìn)入CD的過程，A、B未分離。研究A、B整體的動能定理解得（3） 從A剛好完全進(jìn)入CD到B剛要開始離開CD的過程，A、B未分離。設(shè)B剛要開始離開CD時的速度為u，研究A、B整體的動能定理 解得當(dāng)B開始