2023年高考第三次模拟考试卷-物理（天津B卷）（全解全析）

2023年高考物理第三次模拟考试卷

物理·全解全析

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回

一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个项选项中，只有一个选项是正确的）

1．一次台球练习中某运动员用白球击中了彩球，白球与静止的彩球发生正碰，碰撞时间非常短，碰后两球在同一直线上，且台球与桌面之间的粗糙程度保持不变，两球质量均相同，碰撞后两球的位移x（m）与速度的平方（）关系如图所示，重力加速度g取。下列说法不正确的是（　　）

A．碰撞中，两球之间作用力的冲量大小相等，方向相反

B．碰撞过程中系统的机械能守恒

C．碰撞前白球的速度为1.7m/s

D．台球与桌面之间的动摩擦因数为0.025

【答案】  B

【解析】A．根据

I=Ft

可知作用力与反作用力由于大小相等，方向相反，则一对作用力与反作用力的冲量等大反向，即碰撞中，两球之间作用力的冲量大小相等，方向相反，A正确；

B．若碰撞过程系统机械能守恒，即若发生的是弹性碰撞，白球与静止的彩球发生正碰，两球质量相等，则速度发生交换，白球速度应该为0，根据图示可知，图线与横轴的交点坐标为球体碰后速度的平方，则碰撞后白球速度不为0，可知碰撞是非弹性碰撞，碰撞过程中系统的机械能不守恒，B错误；

C．根据图像可知，碰撞后，白球与彩球的速度分别为

，

根据动量守恒定律有

解得

C正确；

D．根据速度与位移关系式有

变形有

结合图像有

解得

对球体分析有

解得

D正确。

故选B。

2．如图所示是等量异种点电荷形成电场中的一些点，O是两电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称。则（　　）

A．B、O、C三点比较，O点场强最弱，B点电势最高

B．E、O、F三点比较，O点电势最高、场强最弱

C．A、D两点场强相同，电势相同

D．正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力先做负功后做正功

【答案】  A

【解析】A．根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，B、O、C三点位置处，O点处电场线分布要稀疏一些，即B、O、C三点比较，O点场强最弱，B、O、C三点位置处的电场线由，根据沿电场线电势降低，可知，B点电势最高，A正确；

B．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，即E、O、F三点电势相等，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，E、O、F三点位置处，O点处电场线分布要密集一些，即O点场强最大，B错误；

C．A、D对O对称，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A、D两点位置处场强大小相等，方向相同，即这两位置的场强相同，根据等量异种电荷的电场线分布规律可知，A位置处电场线由A处指向无穷远，即A位置的电势比无穷远沿高，而D位置处电场线由无穷远指向D位置，即D位置的电势比无穷远沿低，则A点电势比D点高，C错误；

D．根据等量异种点电荷的等势线分布规律可知，中垂线本身就是一条等势线，则正试探电荷沿连线的中垂线由E点运动到F点，电场力不做功，D错误。

故选A。

3．如图所示，悬线一端系一小球，另一端固定于点，在点正下方的点钉一个钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，下列说法正确的是（　　）

①小球的瞬时速度突然变大            ②小球的加速度突然变大

③小球所需的向心力突然变大            ④悬线所受的拉力突然变大

A．①③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③

【答案】  B

【解析】①速度变化需要一段时间，速度不会突变。故①错误；

②小球做圆周运动，在最低点的加速度就是向心加速度

半径突然变小，向心加速度变大。故②正确；

③向心力为

F=ma

a变大，则向心力会突然变大。故③正确；

④绳子的拉力为

可知拉力T会突然变大。故④正确。

故选B。

4．如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加

B．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量

C．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少

D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功

【答案】  B

【解析】A．A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增大，AB直线过原点表示该过程为等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误；

B．气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有

气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律

气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有

即

所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故B正确；

C．C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故C错误；

D．气体做功

A→B过程中体积变化的大小等于C→A过程中体积变化的大小，但图像上的点与原点连线的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。

故选B。

5．如图所示，一倾角为的光滑绝缘斜面，处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。现将一长为l的细线（不可伸长）一端固定，另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球放在斜面上，小球静止在O点。将小球拉开倾角后由静止释放，小球的运动可视为单摆运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．摆球的摆动周期为 B．摆球的摆动周期为

C．摆球经过平衡位置时合力为零 D．摆球刚释放时的回复力大小

【答案】  B

【解析】AB．带正电小球受到的电场力和重力合力大小为

电场力和重力合力沿斜面方向的加速度为

则摆球的摆动周期为

故A错误，B正确；

C．摆球做圆周运动，摆球经过平衡位置时回复力为零，但合力不为零，故C错误；

D．摆球刚释放时的回复力大小为

故D错误。

故选B。

二、不定项选择题（每小题5分，共15分，每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）

6．a、b两种单色光均是由氢原子跃迁产生的，其中a是氢原子从能级4向能级2直接跃迁发出的光，b是氢原子从能级3向能级2跃迁发出的光，则下列说法正确的是（　　）

A．在水中a光的速度更大

B．用同一装置分别进行双缝干涉实验时，b光的条纹间距更大

C．若光线a、b照射同一光电管产生光电效应，光线a的遏止电压高

D．以同一入射角从某种介质射入真空，若a光发生了全反射，则b光也一定发生了全反射

【答案】  BC

【解析】根据氢原子的能级图可知从能级4向能级2直接跃迁发出的a光能量比从能级3向能级2跃迁发出的b光能量高。根据可知能量越高的光，频率越高，即。

A．光在介质中的传播速度

频率高的光，折射率更大，则传播速度小，即在水中a光的速度更小，故A错误；

B．双缝干涉实验中，根据

波长越长，条纹间距越大，根据可知，，则b光的条纹间距更大，故B正确；

C．根据光电效应方程可知

，

解得遏止电压

根据可判断光线a的遏止电压高，故C正确；

D．根据全反射临界角

光折射率大，则光的临界角更小，更容易发生全反射。所以若a光发生了全反射，b光不一定发生全反射，故D错误。

故选BC。

7．我国从2020年开始执行天问一号火星探测任务，质量为的着陆都在着陆火星前，会在火星表面用近经历一个时长为，速度由减速到零的过程，忽略火星大气阻力，若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动。已知火星的质量约为地球的倍，半径约为地球的倍，地球表面的重力加速度大小为，地球半径为，万有引力常量为。则（　　）

A．火星的第一宇宙速度为

B．火星质量为

C．减速过程中着陆器的位移为

D．减进过程中着陆器受到的制动力大小约为

【答案】  AD

【解析】A．由万有引力提供向心力可得

解得

又

联立解得

故A正确；

B．根据题意，由

解得

火星的质量约为地球的0.1倍，则火星质量为

故B错误；

C．着陆器在火星表面做匀减速直线运动，减速过程中的位移为

又有

所以

由于不能确定和的大小关系，则无法确定减速过程中着陆器的位移是否为，故C错误；

D．根据题意，设减进过程中着陆器受到的制动力大小为，着陆器的质量为，由牛顿第二定律有

又有

联立解得

故D正确。

故选AD。

8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，副线圈c、d连接的电阻，下列说法正确的是（　　）

A．理想电压表示数为

B．理想电流表示数为

C．原线圈输入的交变电压的瞬时值表达式为

D．电阻R的电功率为

【答案】  BC

【解析】A．原线圈电压有效值

次级电压有效值

即理想电压表示数为20V，选项A错误；

B．次级电流有效值为

则初级电流

即理想电流表示数为，选项B正确；

C．因为

则原线圈输入的交变电压的瞬时值表达式为

选项C正确；

D．电阻R的电功率为

选项D错误。

故选BC。

9. （12分）实验题

（1）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O 静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。

①本实验本实验采用的科学方法是___（填字母代号）

A．理想实验法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．建立物理模型法

②下列不必要的实验要求是 ___（填选项前的字母）；

A．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

B．弹簧测力计应在使用前校零

C．细线方向应与木板平面平行

D．应测量重物M所受的重力

③从OB水平开始，保持弹簧测力计A和B的夹角及O点位置不变，使弹簧测力计A和B均逆时针缓慢转动至弹簧测力计A竖直，则在整个过程中关于弹簧测力计A和B的读数变化情况是___（填选项前的字母）。

A．A增大，B 减小

B．A减小，B 减小

C．A增大，B 先增大后减小

D．A增大，B 先增大后减小

（2）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。

电压表       （量程，内阻约为）

电流表       （量程，内阻约为）

滑动变阻器    （，额定电流）

待测电池组     （电动势约为，内阻约为）

开关、导线若干

①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________。

②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）

③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________。（结果均保留两位有效数字）

【答案】（1）① B    ② A    ③ B；（2）① 5    ② a    ③ 2.9     0.80

【解析】（1）①本实验是来验证“力的平行四边形定则”，需要记录记录O点的位置和细绳的方向，保证弹簧拉力的合力大小等于重力大小，因此本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。

②A．改变拉力，进行多次实验，而M对O点的作用效果与O点的位置无关，所以不要求使O点静止在同一位置，A是不必要的，符合题意；

B．要使弹簧测力计测出的力的大小准确，应在使用前校零，B是必要的，不符合题意；

C．细线方向应与木板平面平行，以减小作图误差，C是必要的，不符合题意；

D．实验中要验证的是弹簧测力计A、B对O点的拉力用平行四边形定则合成后，与重物M对O点的拉力等大反向，而M对O点的拉力大小与M的重力相同，所以应测量重物M所受的重力，D是必要的，不符合题意。

故选A。

③在弹簧测力计A和B转动的过程中，OA拉力、OB拉力与重物M对O点的拉力的合力始终为零，大小与M的重力相同，保持不变，三个力的矢量三角形如下图所示

所以，逐渐减小，也逐渐减小。B正确。

故选B。

（2）①因为电源内阻较小，故对于电源来说应该采用电流表外接法，图中采用的是电流表内接；故导线5连接不当，应该从电压表正接线柱接到电流表正接线柱；

②开始实验前应该让滑动变阻器连入电路阻值最大，故应将滑片置于a端；

③由图线可知图线与纵轴的交点即为电源电动势，故E=2.9V；图线与横轴的交点为短路电流I=0.50A，故可得等效内阻为

又因为在开关和电池负极之间接有的电阻，在计算过程中等效为内阻，故电源内阻为

10. （14分）在省级公路与一个乡镇公路的交汇处形成一“丁”字路口，一辆沿省级公路行驶的小轿车在超车时，突然发现前方“丁”字路口处有一辆微型面包车正由“丁”字路口缓慢驶入省级公路，此时司机以最快的反应采取了紧急刹车措施，但两车还是发生了猛烈的碰撞，相撞后又一起滑行了一段距离后才停下来。事后交通民警进行事故责任认定时，测得小轿车撞车前在路面上划出一条长长的刹车痕迹，相撞后两车一起滑行的距离。查得小轿车的质量，微型面包车的质量，两车与路面间的动摩擦因数均为。若省级公路在经过乡镇附近的限速为，试通过计算分析说明小轿车是否超速。

【答案】  见解析

【解析】微型面包车正缓慢驶入省级公路，可认为其初速度为0，设小轿车刹车前的速度为，发生撞车事故前的速度为，两车相撞后的共同速度为，相撞后两车一起沿路面滑动的加速度为a，根据牛顿第二定律则有

解得

根据运动学公式可知

对于两车的碰撞过程，根据动量守恒定律则有

解得

小轿车刹车留下长的刹车痕迹的过程中，加速度。根据运动学公式可知

因，所以小轿车已超速。

11. （15分）如图所示，足够长且电阻不计的平行光滑金属导轨MN、OQ倾斜固定，与水平面夹角为，导轨间距为L，O、M间接有阻值为R的电阻。质量为m的金属杆CD垂直于导轨放置，与金属导轨形成闭合电路，其接入电路部分的电阻也为R，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。开始时电键S断开并由静止释放金属杆，当金属杆运动一段时间后闭合电键S，闭合瞬间金属杆的速度大小为，加速度大小为，方向沿导轨向上。闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，通过电阻R的电荷量为q。金属杆运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，g为重力加速度。求：

（1）磁场磁感应强度B的大小和金属杆加速度为零时速度的大小；

（2）闭合电键至金属杆加速度为零的过程金属杆通过的位移x的大小和电阻R上产生的焦耳热Q。

【答案】  （1），；（2），

【解析】（1）闭合电键瞬间金属杆的速度大小为，则其产生的电动势大小为

此时回路中电流大小为

金属杆CD受到的安培力大小为

安培力方向沿斜面向上。

此时金属杆加速度大小为，方向沿导轨向上，对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有

解得

进而解得

设金属杆加速度为零时，所受安培力大小为，对金属杆受力分析有

同时可知

所以

（2）设从闭合电键到金属杆运动至加速度为零的过程，经过的时间为t，则回路中的平均电动势大小为

回路中的平均电流大小为

此过程中，通过电阻R的电荷量为q，则有

解得

金属杆与外电阻具有相同的阻值，此过程中金属杆上和电阻R上产生的焦耳热相等，根据能量守恒，有

解得

12. （18分）如图所示，一弹枪将质量的弹丸从筒口A斜向上弹出后，弹丸水平击中平台边缘B处质量的滑块，打击过程为完全弹性碰撞，此滑块放在质量的“L形”薄板上。已知弹丸抛射角，B与A的高度差，薄板长度，最初滑块在薄板的最左端；薄板在平台的最左端，滑块与薄板间的动摩擦因数为，薄板与平台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力：薄板厚度不计，弹丸和滑块都视为质点，不计碰撞过程的时间，不计空气阻力，重力加速度，。

（1）求A、B间的水平距离x；

（2）求开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量；

（3）若撞击后与粘在一起，薄板右端未滑出平台，平台s至少需要多长。

【答案】  （1）；（2）；（3）1.86m

【解析】（1）设弹丸射出时竖直方向上的速度为，则

解得

设弹丸射出时水平方向上的速度为，则

解得

弹丸从A点到B点由，解得时间为

所以A、B间的水平距离

（2）由于，打击过程为完全弹性碰撞，所以弹丸与滑块碰撞后速度交换，弹丸静止，滑块以的速度运动，此后滑块匀减速运动，由牛顿第二定律可得

解得滑块加速度大小

对薄板由牛顿第二定律得

解得薄板的加速度大小

则薄板静止不动。则开始运动到撞击的过程中系统因摩擦产生的热量

（3）m1滑到薄板右端，由动能定理可得

解得

由于撞击后与粘在一起，由动量守恒可知

解得撞击后的共同速度

设到薄板停止运动，薄板的位移为s0，由动能定理得

解得

平台s至少需要