2023届海南省海口市海南中学高三下学期第三次模拟考试物理试题（Word版）

2023届高三年级第三次模拟考试

物理试题

（本试卷共 18 题，共 100 分，考试时间 90 分钟）

考生须知：

1.本试卷分试题卷和答题卡，满分 100 分，考试时间 90 分钟。

2.答题前，在答题卡密封区内填写姓名和准考证号。

3.所有答案必须写在答题卡上，写在试卷上无效。

4.考试结束，只需上交答题卡。

第 I 卷（选择题

共 44 分）

一、单项选择题（每题只有一个正确答案，每题 3 分，8 题共 24 分）

1．以下有关物理学史的说法正确的是（　　）

A．汤姆孙研究了阴极射线并发现了电子

B．查德威克通过人工核反应发现了质子

C．卢瑟福通过粒子散射实验发现了中子

D．贝克勒尔研究了天然放射现象，发现了放射性元素钋和镭

2．如图所示，一手持迷你小风扇内安装有小直流电动机，其线圈电阻为RM，额定电压为U，额定电流为I。将它与电动势为E、内电阻为r的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（　　）

A．电源的输出功率为EI

B．电动机的总功率为I2RM

C．电动机消耗的热功率为I2r

D．电动机输出的机械功率为

3．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　）

A．质点开始振动的方向沿轴正方向

B．内质点运动的位移为

C．超声波在血管中的传播速度为

D．时质点N恰好处于波谷

4．如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（　　）

A．大小都等于水桶重力的一半

B．与竖直方向的夹角相等

C．减小与的夹角，大小不变

D．减小与的夹角，的合力变大

5．汽车以10m/s的速度在马路上匀速行驶，驾驶员发现正前方20米处有障碍物，立即刹车，汽车恰好停在障碍物前。已知驾驶员反应时间为0.75s，汽车运动的v-t图像如图所示。在刹车过程中，汽车的加速度大小为（　　）

A．3m/s2 B．4m/s2 

C．5m/s2 D．6m/s2

6．如图所示，轻绳一端系在物体上，另一端与套在粗糙竖直杆上的轻圆环相连接。用水平力拉住绳子上的一点，使物体及轻圆环静止在实线所示的位置。现保持力的方向不变，使物体缓慢移到虚线所示的位置，这一过程中圆环保持静止。若杆对环的弹力为，杆对环的摩擦力为，段绳子的张力为，则在上述过程中（　　）

A．不变，减小 B．不变，增大

C．减小，不变 D．减小，减小

7．空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P为正电荷。P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点。下列说法正确的是（    ）

A．P、Q两点处的电荷带同种电荷

B．c点与d点场强方向相同，a点电场强度大于b点电场强度

C．a点电势高于b点电势，c点电势等于d点电势

D．电子在a点电势能比在b点的电势能大

8．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（）

A. 环减少的机械能大于重物增加的机械能

B. 小环到达B处时，重物上升的高度也为

C. 环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为

D. 环在B处的速度为

二、多项选择题（每题有多个正确答案，每题 4 分，选不全得 2 分，5 题共 20 分）

9．一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p－T图像如图6所示，气体在三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，压强分别为pa、pb、pc。已知pb＝p0，pc＝4p0，则下列说法正确的是(　　)

A、pa＝2p0 

B.Vb＝3Vc

C.从状态a到状态b，气体对外做功 

D.从状态c到状态a，气体从外界吸热

10． 独石电容器广泛应用于电子精密仪器，是多个简单平行板电容器的并联体。如图所示，平行板电容器与二极管串联，再与电压恒定的电源保持相连，电容器的下极板B接地，一带电油滴恰好静止在电容器两板间的P点，现将A板上移一小段距离，则（　　）

A. 带电油滴带正电 

B. 平行板电容器的电压U不变

C. 平行板电容器两极板间的场强E不变 

D. 带电油滴在P点的电势能减小

11. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是

A．图1中的Hα对应的是Ⅰ

B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ

C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量

D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大

12．2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与空间站完成对接，两组航天员“胜利会师”，标志着中国空间站关键技术验证和建造阶段规划的12次发射任务全部圆满完成。2023年2月10日，神舟十五号三位航天员完成7小时的出舱任务，图为航天员“胜利会师”及出舱与地球同框的珍贵瞬间。空间站绕地球飞行可视为做匀速圆周运动，轨道离地面高度h约为400km，已知地球半径R为6400km，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2，则（　　）

A．空间站的运行周期大于24小时

B．完成对接后中国空间站的质量增大，但运行线速度大小不变

C．航天员出舱后处于超重状态

D．空间站轨道处的向心加速度大小为

13.如图，光滑平行轨道abcd的曲面部分是半径为R的四分之一圆弧，水平部分位于竖直向上、大小为B的匀强磁场中，导轨Ⅰ部分两导轨间距为L，导轨Ⅱ部分两导轨间距为，将质量均为m的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直。P、Q棒电阻均为r，导轨电阻不计。Q棒静止，让P棒从圆弧最高点静止释放，当P棒在导轨Ⅰ部分运动时，Q棒已达到稳定运动状态。下列说法正确的是

A．P棒到达轨道最低点瞬间对轨道压力的大小为2mg

B．Q棒第一次稳定运动时速度大小为

C．Q棒从开始运动到第一次速度达到稳定，该过程通过P棒的电荷量为

D．从P棒进入导轨Ⅱ运动到再次稳定过程中，P、Q棒中产生的总热量为

第 II 卷（非选择题 共 56 分）

三、实验题(14 题 10分、15 题 10 分，共20 分）

14、（1）在图1使用0.6 A量程时，图中表针示数是________A；在图2若使用的是较大量程，图中表针示数为________ V.

图1　　　　　　　　　图2

（2）如图3甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．

图3

①为完成实验，还需要的实验器材有：________________.

②图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲

系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于__________________．

15、用伏安法测定电源的电动势和内阻，提供的实验器材有：

A.待测电源(电动势约为18 V，内阻约为2 Ω)

B.电压表(量程为6 V，内阻约为30 kΩ)

C.电流表(量程为3 A，内阻约为0.3 Ω)

D.滑动变阻器(0～500，3 A)

E.电阻箱(最大阻值999 999 Ω)

F.开关和导线若干

(1)为完成实验，该同学将电压表扩大量程，需要先测量电压表的内阻，他设计了甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是____________________________________________________________。

(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：

①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；

②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0 V；

③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0 V时，电阻箱的读数为50450 Ω，则电压表的内阻为________Ω；

④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________V。

(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图丙所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，做出的U－I图像如图丁所示，则电源的电动势为________V，内阻为________Ω。(结果保留3位有效数字)

四、计算题（共 3 小题，16 题 10 分，17 题 12 分，18 题 14 分。共 36 分）

16、如图所示是由透明材料制成的柱体的横截面图，圆弧AB所对的圆心角∠AOB为120°，圆弧半径为R，P为AO上的点。现有一光线沿纸面垂直OA从P点射入，射到圆弧面上的C点恰好发生全反射。已知OP＝R，光在真空中传播的速度大小为C。求：

(1)透明材料的折射率和光线发生全反射的临界角；

(2)光从P点射入到第一次射出柱体所用的时间。

17、如图所示，有一个可视为质点的质量为m＝1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝3 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M＝3 kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑接触，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝0.5 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2.求：

(1)A、C两点的高度差；

(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；

(3)要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度．(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)

18、如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限区域中，有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小为E＝k.在第二象限有一半径为R＝b的圆形区域磁场，圆形磁场的圆心O1坐标为(－b，b)，与两坐标轴分别相切于P点和N点，磁场方向垂直纸面向里．在x＝3b处垂直于x轴放置一平面荧光屏，与x轴交点为Q.大量的电子以相同的速率在纸面内从P点进入圆形磁场，电子的速度方向在与x轴正方向成θ角的范围内，其中沿y轴正方向的电子经过磁场到达N点，当速度与x轴正方向成θ=1200角的电子经过磁场后到达Y轴上M点．忽略电子间的相互作用力，不计电子的重力，电子的比荷为   求：

(1)圆形磁场的磁感应强度大小；

(2)M点的坐标；

(3)电子打到荧光屏上距Q点的最远距离．

参考答案：

1．A【详解】A．汤姆孙研究了阴极射线并发现了电子，选项A正确；

B．在原子核人工核反应的实验中，查德威克发现了中子，选项B错误；

C．卢瑟福通过粒子散射实验得出了原子的核式结构模型，通过粒子轰击氮核发现质子，选项C错误；

D．居里夫人通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋和镭，选项D错误。故选A。

2．D   【详解】A．电源的输出功率为   A错误；

B．电动机的总功率为  B错误；C．电动机消耗的热功率为  C错误；

D．电动机输出的机械功率为     D正确。故选D。

3．C   【详解】A．根据同侧法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误；

B．由题可知，质点M运动了，因此M的位移为，故B错误；

C．超声波在血管中的传播速度为故C正确；

D．根据题意可知，时间内，波传播的距离为

即处质点的振动形式传播到N点，则点N恰好处于波峰，故D错误。

故选C。

4．B  【详解】A．根据平衡条件可知，只有当都是沿竖直向上的方向时，两力大小才等于水桶重力的一半，故A错误；

B．由平衡条件可知，与竖直方向的夹角相等，故B正确；

CD．两人的合力确定，大小等于桶和水的重力，根据力的合成结论可知，两分力夹角越小，分力越小，故CD错误。故选B。

5．B【详解】根据题意，设汽车的初速度为，驾驶员的反应时间为、反应时间内汽车的位移为，刹车后做匀减速运动的位移为、加速度为，与障碍物最初的距离为，则有

        联立解得故选B。

6．D【详解】设物体的质量为，圆环的质量为，以整体为研究对象，受力分析如图1所示：根据平衡条件得①

②

由②可知，杆对圆环的摩擦力大小保持不变；再以结点为研究对象，分析受力如图2所示，根据平衡条件得  

当点由实线位置缓慢地移到虚线所示的位置时，减小，则减小，减小，而，则减小。  故选D。

7．C【详解】A．由等势面作出电场线，可知P、Q两点处的电荷带异种电荷，故A错误；

B．c点与d点场强方向相同为水平向右，a点电场强度小于b点电场强度，故B错误；

C．电场线从高电势面指向低电势面，所以a点电势高于b点电势，c点电势等于d点电势，故C正确；

D．a点电势高于b点电势，由可知电子在a点电势能比在b点的电势能小，故D错误。

故选C。

8．D【解答】

A.由于小环和重物系统机械能守恒，故重物机械能的增加量等于环机械能的减小量，故A错误；

B..结合几何关系，重物上升的高度：，故B错误。

C.两个物体沿着绳子方向的分速度，故：v环cos45°=v重，故环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为，故C错误；

D.小环和重物系统机械能守恒，故：

  联立解得：，故D正确；

故选D。

二、多项

9.．A　D

解析　由题图可知，从状态a到状态b属于等容过程，气体体积不变，由查理定律可得＝，又pb＝p0，Ta＝2Tb，得pa＝2p0，所以A错误；由题图可知，从状态b到状态c属于等温过程，气体温度不变，由玻意耳定律可得pbVb＝pcVc得Vb＝4Vc，所以B错误；从状态a到状态b，气体体积不变，故气体不会对外做功，所以C错误；从状态c到状态a，可以等效为先从状态c到状态b，再从状态b到状态a。从状态c到状态b，温度不变，即气体内能不变，体积增大，所以气体对外做功，即W<0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知气体要从外界吸收热量。从状态b到状态a，体积不变，气体不做功，即W＝0，温度升高，即ΔU>0，由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知气体要从外界吸收热量。故从状态c到状态a，气体从外界吸热。所以D正确。

10.AC

【详解】A．由题图可知，电容器上极板带负电，下极板带正电，极板间的电场强度方向竖直向上，带电油滴恰好静止在电容器两板间的P点，由平衡条件可知，带电油滴受电场力方向应竖直向上，则有带电油滴带正电，A正确；

B．由题图可知，电容器上极板带负电，下极板带正电，两极板间的距离d增大，由平行板电容器电容决定式可知，电容C减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，电容器所带电量Q不变，由电容的定义式可知，电容器两板间的电压U增大，B错误；

C．现将A板上移一小段距离，则有两极板间的距离d增大，由平行板电容器电容决定式，电容的定义式和可得

由于二极管单向导电性，电容器不能放电，电容器所带电量Q不变，因此电容器两极板间的电场强度E与板间的距离d无关，即电场强度E不变，C正确；

D．现将A板上移一小段距离，由于A板与P点的距离增大，板间的电场强度E不变，可得P点与A板间的电势差增大，可知P点电势变大，带电油滴在P点的电势能增大，D错误。故选AC。

11.CD【解析】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得,可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。可知，图1中的对应的是可见光Ⅱ，故A错误；由公式有，干涉条纹间距为,由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B错误；根据题意，由公式可得，光子动量为,可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确；根据光电效应方程及动能定理可得,可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。选CD。

12．BD

【详解】AB．设地球质量为M，空间站质量为m，空间站轨道半径和运行周期分别为r、T，对空间站有，解得

地球同步卫星的轨道半径约为6.6R，空间站的轨道半径小于同步卫星的，所以运行周期小于24小时。设空间站线速度大小为v，对空间站有 解得

所以空间站线速度大小和其质量无关，完成对接后线速度大小不变，A错误，B正确；

C．航天员出舱后也是做匀速圆周运动，地球对其万有引力提供向心力，航天员处于失重状态，C错误；

D．设空间站轨道处的向心加速度大小为a，则有

对地面质量为m1的物体有联立解得D正确。故选BD。

13.CD 【解析】P棒到达轨道最低点时速度大小设为v0，根据机械能守恒定律得，根据牛顿第二定律得，解得FN=3mg，由牛顿第三定律可得，P棒到达轨道最低点瞬间对轨道压力的大小为3mg，故A错误；设Q棒第一次稳定运动时的速度为vQ，P棒的速度为vP，则有，Q棒从开始运动到第一次速度达到稳定过程中，对P、Q棒分别分析，由动量定理可得，，又因，解得，，，故B错误，C正确；从P棒进入导轨Ⅱ运动后，两棒速度稳定时，速度相同，设稳定速度为v，由动量守恒定律得，由能量守恒定律得P、Q棒中产生的总热量为，解得，故D正确。选CD。

14、（1）0.44A            8.5V

   （2）①刻度尺        ②200       弹簧自身重力的作用

15、(1)乙电路中电流表与电压表串联，因电压表内阻较大，故电路中电流太小，电流表无法准确测量

(2) ③ 25225　  ④ 18　   (3) 17.4　   1.60 

16、答案　(1)　60°　(2)

解析　(1)光路图如图所示，设透明材料的折射率为n，光线发生全反射的临界角为θ，则sin θ＝，sin θ＝，其中OP＝R

解得n＝，θ＝60°。

(2)在C点发生全反射的光线在圆弧面AB上D点恰好再次发生全反射，后垂直OB从E点射出柱体。由几何关系有PC＝DE＝R，CD＝R

光从P点传播到E点所用的时间为t＝，又n＝，解得t＝。

17、解析　(1)小物块在C点时的速度大小为

vC＝＝5 m/s，竖直分量为vCy＝4 m/s

下落高度h＝＝0.8 m

(2)小物块由C到D的过程中，由动能定理得

mgR(1－cos 53°)＝mv－mv.........①

解得vD＝ m/s

小球在D点时由牛顿第二定律得N－mg＝m........②

代入数据解得N＝68 N

由牛顿第三定律得N′＝N＝68 N，方向竖直向下

(3)设小物块刚好滑到木板右端时与木板达到共同速度，大小为v，小物块在木板上滑行的过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为

a1＝μg＝3 m/s2，

a2＝＝1 m/s2

速度分别为v＝vD－a1t，v＝a2t

(由动量守恒  )

对物块和木板系统，由能量守恒定律得

μmgL＝mv－(m＋M)v2

解得L＝3.625 m，即木板的长度至少是3.625 m

18、解析　(1)由于速度沿y轴正方向的电子经过N点，因而电子在磁场中做圆周运动的半径为r＝b        而ev0B＝m

联立解得B＝k

(2)速度与x轴正方向成θ角的电子在磁场中做圆周运动的圆心为O′，电子离开磁场时的位置为P′，连接PO1P′O′可知该四边形为菱形，如图甲，

由于PO1竖直，因而轨迹半径P′O′也为竖直方向，电子离开磁场时速度一定沿x轴正方向       由图甲可知

Y=bsin (θ－90°)＋b＝1.5b

可见M点的坐标是（0，1.5b)

(3)由(2)可知，所有的电子以平行于x轴正方向的速度进入电场中做类平抛运动，设电子在电场中运动的加速度为a，运动的时间为t，竖直方向位移为y，水平方向位移为x，则有

x＝v0t..............①

y＝at2..................②

eE＝ma...............③

联立解得x＝

设电子最终打在荧光屏的最远点距Q点为H，如图乙所示，设电子射出电场时的夹角为α，vy＝at  .............④

有tan α＝＝

有H＝(3b－x)tan α＝(3－)·

当3－＝，    即y＝b时，H有最大值．

由于b<1.5b，所以Hmax＝b.