南京市2023-2024学年高三2月物理模拟卷（一）
一、选择题
1．如图画了6个行星绕太阳运行的图像，某同学对这些行星运行中的物理量进行对比分析，正确的是
A．土星比木星的线速度大
B．火星比地球的角速度大
C．金星比水星的向心加速度大
D．土星是这6个行星运行周期最大的
2．如图游乐园水上表演中，水面摩托艇上安装的水泵通过轻质软管喷水，将质量为 M 的游客（包括踏板）顶起在空中保持静止（此时软管竖直且喷水口竖直向下），设软管与喷口的横截面积相同，喷水速率为 v，重力加速度为 g，则 t 时间内喷水的质量为
A． B． C． D．
3．把用金属导体制成的霍尔元件接入如图电路中，把电压表接在霍尔元件 a、b 极上，调节滑动变阻器使输入电流为 I，又从左向右加垂直于板面的磁感应强度为 B 的匀强磁场，当电场力等于洛伦兹力时，电压表测出的霍尔电压为 UH．下列判断正确的是
A．a 极的电势高于 b 极的电势
B．只改变 B 的强度，则 UH 跟 B 成正比
C．只改变 I 的强度，则 UH 跟 I 的平方成正比
D．改变B、I 的方向，电压表指针会偏向另一边
4．如图所示用四种方法悬挂相同的镜框，绳中所受拉力最小的图是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示，在竖直平面内固定一个光滑的半圆形细管，A、B为细管上的两点，A点与圆心等高，B点为细管最低点。一个小球以大小为v0的速度从A点匀速滑到B点，小球除受到重力和细管的弹力外，还受另外一个力。小球从A点滑到B点的过程中，关于小球，下列说法正确的是（ ）
A．合力做功为零 B．合力的冲量为零
C．合力为零 D．机械能守恒
6． 如图，水平带电平面上方有一质量为、带电量为的点电荷，当它在点时所受合力为零。点与平面的垂直距离为和分别为静电力常量和重力加速度，则与点对称的点处的电场强度为（ ）
A． B． C． D．
7． 1906年，赖曼发现了氢原子的赖曼系谱线，其波长满足公式：为里德堡常量。氢原子从和的激发态跃迁到基态时，辐射光子的能量之比为（ ）
A． B． C． D．
8． 图为两单摆的振动图像，为摆线偏离竖直方向的角度。两单摆的摆球质量相同，则（ ）
A．摆长之比 B．摆长之比
C．摆球的最大动能之比 D．摆球的最大动能之比
9． 如图，波长为的单色光，照射到间距为d的双缝上，双缝到屏的距离为，屏上观察到明暗相间的条纹。现将屏向右平移，则移动前和移动后，屏上两相邻亮条纹中心的间距之比为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，圆轨道上卫星1与椭圆轨道上卫星2周期相同，两卫星轨道相交于、两点，、连线过地心，点为远地点。下列说法正确的是（ ）
A．椭圆轨道的长轴大于圆轨道的直径
B．卫星1在点速度大于卫星2在点速度
C．相等时间内卫星1与地心的连线扫过的面积等于卫星2与地心的连线扫过的面积
D．卫星2在点时万有引力的功率大于在点时万有引力的功率
11．如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和干路电流的关系图像，电池内阻不是常量。图线是某光敏电阻的图像，虚直线为图线过点的切线，在该光照强度下将它们组成闭合回路时（ ）
A．太阳能电池的电动势为6V B．光敏电阻的功率为1W
C．光敏电阻的阻值为 D．太阳能电池的内阻为
二、非选择题
12．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，如图所示。
（1）关于该实验，下列说法正确的是____；
A．干涉条纹与双缝垂直
B．拿掉单缝也可以看到明显的干涉条纹
C．干涉条纹疏密程度与单缝宽度有关
D．若用绿色滤光片替换红色滤光片，干涉条纹间距会变小
（2）某同学在做该实验时，在同一视野中选取了A、B两条纹，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图乙），游标尺的示数如图丙所示；第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图丁），游标尺的示数如图戊所示。已知双缝间距为0.50mm，双缝到屏的距离为1.00m，则图丙游标尺的示数为 mm，两个相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离为 mm。所测单色光波长为 m。
13．如图，平台及厚度不计的圆环轨道固定于水平面上，小物块a经短弹簧弹出，沿水平轨道滑至平台右端碰撞另一小物块b，瞬间都从顶端C水平滑出，a从圆环的点 A 垂直半径切入环内，b从圆环的点B垂直半径切过环外，D为圆环的顶点．已知：平台高h=5.4m，圆环半径 R=2.0m，∠DOB=37°，a 的质量m1=0.4kg，b的质量m2=0.2kg，短弹簧弹射a前具有的弹性势能E弹=7.2J，a、b 均视为质点，忽略一切摩擦力和空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，sinθ=0.6，cosθ=0.8。求
（1）a碰撞b之前的速度v0的大小；
（2）b从C滑出时的速度 v2的大小；
（3）计算论证 a 能不能沿圆环通过点 D．
14．半圆形金属线圈放置在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，如图（a）。磁感应强度随时间的变化关系如图（b）。已知线圈的电阻，半径。求：
（1）线圈中感应电动势的大小；
（2）线圈的电功率，及时间内线圈产生的焦耳热；
（3）时半圆弧受到的安培力的大小和方向。
15． 如图，一个盛有气体的容器内壁光滑，被隔板分成A、B两部分，隔板绝热。开始时系统处于平衡状态，A和B体积均为、压强均为大气压、温度均为环境温度。现将A接一个打气筒，打气筒每次打气都把压强为、温度为、体积为的气体打入A中。缓慢打气若干次后，B的体积变为。（所有气体均视为理想气体）
（1）假设打气过程中整个系统温度保持不变，求打气的次数；
（2）保持A中气体温度不变，加热B中气体使B的体积恢复为，求B中气体的温度。
16． 半径为的光滑圆环可绕过圆心的竖直轴转动。质量为的小球套在圆环上，原长为的轻质弹簧一端固定在小球上，另一端固定在圆环顶端点。整个系统静止时，小球在点处于平衡且对圆环无压力。重力加速度为。
（1）当圆环以角速度转动时，小球在点相对圆环静止，，求弹簧弹力的大小及角速度；（
（2）利用图像，证明小球从点运动到点的过程中，弹簧弹力所做的功为，其中和分别为小球在和点处弹簧的伸长量；
（3）圆环开始转动后，小球受轻微扰动离开，当转速逐渐增大到时，小球沿圆环缓慢上移到点并相对圆环静止。求此过程中圆环作用在小球上的合力做的功。
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】C
3．【答案】B
4．【答案】A
5．【答案】A
6．【答案】A
7．【答案】B
8．【答案】D
9．【答案】C
10．【答案】B
11．【答案】D
12．【答案】（1）D
（2）11.5；1.3；6.5×10-7
13．【答案】（1）解： 根据能量守恒定律，有：
代入数据解得：v0=6m/s
（2）解：图像加工如图所示
对b，平抛到点B，下落的高度为
h1=h-(R+Ry)=h-R(1+coss37°)=1.8m
根据：vby2 = 2gh1
代入数据解得：vby = 6m/s
v2 = vby tan37° = 8 m/s
（3）解： 对a、b系统，碰撞过程动量守恒，有：m1v0 = m1v1 + m2v2
代入数据解得：v1=2m/s
对a，从平抛进入圆环内沿轨道到D点，机械能守恒，有：
代入数据解得：
符合通过D点临界条件，故能通过
14．【答案】（1）解： 线圈中感应电动势的大小为：
（2）解：线圈的电功率为： ，
0 0.005s时间内线圈产生的焦耳热为：Q=Pt=π2×10-3×0.005J=5π2×10-6J
（3）解：由图可知：B=2t（T）
t=0.003s时半圆弧受到的安培力的大小为： ，
根据左手定则半圆弧受到的安培力的方向为垂直MN向下。
15．【答案】（1）解： 对B气体，根据理想气体状态方程
解得
p1=3p0
则根据玻意耳定律 解得
n=24次
（2）解： A中气体温度不变，根据玻意耳定律
对B中气体，根据理想气体状态方程
解得T=5T0
16．【答案】（1）解： 小球在O′点处于平衡且对圆环无压力，有
k（2R-1.5R）=mg
小球在P点相对圆环静止而做匀速圆周运动，弹簧的长度为
l=2Rcosα
由胡克定律有
Fk=k（l-l0）
解得 ，
对小球受力分析，由牛顿第二定律有
Fkcosα+Nsin2α=mg
联立解得
（2）解： 根据胡克定律F=kx可知，弹力与形变量成正比，如图所示
则弹力的功为图像与横轴围成的面积，有
化简可得
（3）解： 小球沿圆环缓慢上移到P点并相对圆环静止，由动能定理有
v=ω0Rsin2α
解得
