南通市2027年高考物理三模试卷（含答案解析）

这是一份南通市2027年高考物理三模试卷（含答案解析），共11页。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，是一测定风力仪器的结构图，悬挂在O点的轻质细金属丝的下端固定一个质量为m的金属球P，在竖直平面内的刻度盘可以读出金属球P自由摆动时摆线的摆角。图示风向水平向左，金属球P静止时金属丝与竖直方向的夹角为，此时风力F的大小是（ ）
A．
B．
C．
D．
2、如图，两光滑导轨竖直放置，导轨平面内两不相邻的相同矩形区域Ⅰ、Ⅱ中存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。金属杆与导轨垂直且接触良好，导轨上端接有电阻（其他电阻不计）。将金属杆从距区域Ⅰ上边界一定高度处由静止释放（ ）
A．金属杆在Ⅰ区域运动的加速度可能一直变大
B．金属杆在Ⅱ区域运动的加速度一定一直变小
C．金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域减少的机械能一定相等
D．金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度可能相等
3、如图所示，物体A和小车用轻绳连接在一起，小车以速度向右匀速运动。当小车运动到图示位置时，轻绳与水平方向的夹角为，关于此时物体A的运动情况的描述正确的是（ ）
A．物体A减速上升B．物体A的速度大小
C．物体A的速度大小D．物体A的速度大小
4、下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是
A．维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力
B．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小
C．比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能
D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
5、如图，吊桥AB长L，质量均匀分布，重G1。A端由铰链支于地面，B端由绳拉住，绳绕过小滑轮C挂重物，重G2。重力作用线沿铅垂线AC，AC=AB。当吊桥平衡时，吊桥与铅垂线的夹角θ为
A．2arcsin B．arcsinC．2arctanD．arctan
6、如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是:
A．卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型
B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，电离能力最强
C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D．铀235只要俘获中子就能进行链式反应
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示为某电场中的一条电场线，该电场线为一条直线，为电场线上等间距的三点，三点的电势分别为、、，三点的电场强度大小分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A．不论什么电场，均有B．电场强度大小有可能为
C．若，则电场一定是匀强电场D．若，则电场一定是匀强电场
8、如图所示，x轴在水平面内，y轴在竖直方向。图中画出了沿x轴正方向抛出的两个小球P、Q的运动轨迹，它们在空中某一点相遇。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．球P先抛出B．两球同时抛出C．球P的初速度大D．球Q的初速度大
9、如图所示，光滑绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，现有一个质量为0.1kg，电荷量为-2.0×10-8C的滑块P（可看做质点），仅在电场力作用下由静止沿x轴向左运动．电场力做的功W与物块坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.3，3）的切线．则下列说法正确的是（ ）
A．此电场一定是匀强电场
B．电场方向沿x轴的正方向
C．点处的场强大小为
D．与间的电势差是100V
10、如图，两轴心间距离、与水平面间夹角为的传送带，在电动机带动下沿顺时针方向以的速度匀速运行。一质量的货物从传送带底端由静止释放，货物与传送带间的动摩擦因数。已知重力加速度大小为，，。则货物从底端运动至顶端的过程中（ ）
A．货物增加的机械能为
B．摩擦力对货物做的功为
C．系统因运送货物增加的内能为
D．传送带因运送货物多做的功为
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）如图所示为某同学完成验证平行四边形定则实验后留下的白纸．
(1)根据图中数据，F合的大小是__N．
(3)观察图象发现，理论的合力F合与一个弹簧秤拉动时的拉力F3差异较大，经验证F3测量无误，则造成这一现象可能的原因是__
A．用手压住结点后拉弹簧秤并读数
B．初始时一个弹簧秤指示在0.4N处而未调零
C．两个弹簧秤首次拉动时结点位置的记录有较大偏差
D．拉动过程中绳套从弹簧秤上脱落，装上后继续实验．
12．（12分）如图所示，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m 的关系”实验装置简图.

（1）本实验采用的实验方法是____．
A．控制变量法 B．假设法 C．理想实验法 D．等效替代法
（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是______．
A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出 图象
（3）下图是实验中获取的一条纸带的一部分，其中O、A、B、C、D是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图，打“B”计数点时小车的速度大小为___________________m/s.由纸带求出小车的加速度的大小为_____________m/s2.(计算结果均保留2位有效数字）
（4）如图所示是某同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线.其中图线不过原点的原因是______，图线在末端弯曲的原因是______.
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）微棱镜增亮膜能有效提升LCD(液晶显示屏)亮度。如图甲所示为其工作原理截面图，从面光源发出的光线通过棱镜膜后，部分会定向出射到LCD上，部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示，等腰直角为一微棱镜的横截面，A=90，AB=AC=4a，紧贴BC边上的P点放一点光源，BP=BC。已知微棱镜材料的折射率n = ，sin37=06，只研究从P点发出照射到AB边上的光线。
(1)某一光线从AB边出射时，方向恰好垂直于BC边，求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值；
(2)某一部分光线可以依次在AB、AC两界面均发生全反射，再返回到BC边，求该部分光线在AB边上的照射区域长度。
14．（16分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，其中ABC为光滑半圆形轨道，半径为R，CD为水平粗糙轨道，小滑块与水平面间的动摩擦因数，一质量为m的小滑块（可视为质点）从圆轨道中点B由静止释放，滑至D点恰好静止，CD间距为4R。已知重力加速度为g。
(1)小滑块到达C点时，圆轨道对小滑块的支持力大小；
(2)现使小滑块在D点获得一初动能，使它向左运动冲上圆轨道，恰好能通过最高点A，求小滑块在D点获得的初动能。
15．（12分）如图所示，真空中有以O1为圆心，R为半径的圆形匀强磁场区域，圆的最左端与y轴相切于坐标原点D，圆的最上端与平行于x轴的虚线MN相切于P点，磁场方向垂直纸面向里，第一象限内在虚线MN上方沿v轴负方向有平行于y轴的有界匀强电场（上边界平行于x轴，图中未画出）。现从坐标原点O在纸面内向坐标系的第一象限和第四象限内的不同方向发射速率均为v0的质子。己知沿x轴正方向发射的质子恰好从P点离开磁场进入电场，能到达电场的上边界，最后也能返回磁场，电场强度E和磁感应强度B大小未知，但满足关系，不计质子的重力、质子对电场和磁场的影响及质子间的相互作用。
(1)求匀强电场上边界与虚线MN的间距d；
(2)在第四象限内沿与x轴正方向成角的方向发射一质子，最终离开磁场，求从发射到最终离开磁场区域的过程质子运动的时间t；
(3)若电场方向改为沿x轴的负方向，场强大小不变，如图所示，电场上边界位置也不变，y0=4R处有一平行于x轴的荧光屏，与y轴相交于Q点，由O点发射的所有质子最终均能打在荧光屏上，求荧光屏的最小长度。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
如图受力分析：
则风力
故选C。
2、D
【解析】
AB．由于无法确定金属杆进入磁场区域时所受安培力与其重力的大小关系，所以无法确定此时金属杆加速度的方向。若金属杆进入磁场时其所受安培力
则有
且加速度方向向上，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力
则有
且加速度方向向下，可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变；若金属杆进入磁场时其所受安培力
则金属杆进入磁场区域后加速度为零且保持不变，故A、B错误；
C．根据功能关系得金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域中减少的机机械能等于克服安培力做的功，由于无法确定金属杆经过两区域过程中所受安培力的大小关系，所以无法确定金属杆经过两区域过程中克服安培力做功的关系，故故C错误；
D．若金属杆进入磁场时其所受安培力
则金属杆在Ⅰ区域中先做减速运动再做匀速运动或一直做减速运动，出Ⅰ区域后在重力作用下再做加速运动，所以金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度有可能相等，故D正确。
故选D。
3、D
【解析】
小车的速度分解如图所示，由图得
小车向右匀速运动，不变，变小，则变大，变大，即物体A加速上升，故ABC错误，D正确。
4、C
【解析】
核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间；比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量．用于表示原子核结合松紧程度；
结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量．自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能，分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能。
【详解】
A项：维系原子核稳定的力是核力，核力可以是核子间的相互吸引力，也可以是排斥力，故A错误；
B项：核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，故B错误；
C项：比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会亏损质量，放出核能，故C正确；
D项：自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等该原子核的结合能，故D错误。
故选：C。
本题考查对核力的理解．核力是自然界四种基本作用力之一，与万有引力性质、特点不同，同时考查了结合能和比结合能的区别，注意两个概念的联系和应用，同时掌握质量亏损与质能方程。
5、A
【解析】
以为支点，根据力矩平衡条件：
可得：
解得：
A．与分析相符，故A正确；
B．与分析不符，故B错误；
C．与分析不符，故C错误；
D．与分析不符，故D错误；
故选A。
6、A
【解析】
A．卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型，故A正确；
B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，贯穿能力最强，故B错误；
C．由图可以知道,光照越强,光电流越大,但遏止电压是一样,说明遏止电压与光的强度无关,故C错误;
D．链式反应需要达到临界体积才可以，故D错误；
故选A．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AB
【解析】
A．沿着电场线的方向电势逐渐降低，可得，选项A正确；
B．在等量异种点电荷电场中，若点为两点电荷连线的中点，则有，故选项B正确；
C．仅由，不能确定电场是否是匀强电场，选项C错误；
D．仅由，不能确定电场为匀强电场，选项D错误。
故选AB。
8、BC
【解析】
AB．两球均做平抛运动，竖直方向为自由落体运动。在空中某处相遇则竖直位移y相同。由知二者运动时间t相同，则同时抛出，选项A错误，B正确。
CD．由题图知两球运动至相遇点时，球P的水平位移x大，由知球P的初速度大，选项C正确，D错误；
故选BC。
9、BD
【解析】
根据W=Eqx可知，滑块B向左运动的过程中，随x的增加图线的斜率逐渐减小，则场强逐渐减小，此电场一不是匀强电场，选项A错误；滑块B向左运动的过程中，电场力对带负电的电荷做正功，则电场方向沿x轴的正方向，选项B正确；点x=0.3m处的场强大小为，则 ，选项C错误；x=0.3m与x=0.7m间，电场力做功为W=2×10-6J，可知电势差是，选项D正确；故选BD.
10、AD
【解析】
AB．当货物刚放上传送带时，对货物由牛顿第二定律得
设货物与传送带共速时用时为，则，解得
则这段时间内货物运动的位移
传送带运动的位移
货物从底端运动至顶端的过程中，滑动摩擦力对货物做的功
静摩擦力对货物做的功
故摩擦力对货物做的功
根据功能关系得货物增加的机械能也为，故A正确，B错误；
CD．系统因运送货物增加的内能为
传送带因运送货物多做的功等于系统增加的内能与货物增加的机械能之和

故C错误，D正确。
故选AD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、1.8 AC
【解析】
(1)[1]根据图象，结合比例尺可得F合=1.8N
(2)[2]A.用手压住结点后拉弹簧秤并读数，造成弹簧秤与木板不平行可能造成这一现象，故A正确；
B.图中两分力夹角为锐角，初始时一个弹簧秤指示在0.4N处而未调零，这一个分力会有相差0.4N的错误，不会造成合力也相差0.4N，故B错误；
C.两个弹簧秤首次拉动时结点位置的记录有较大偏差，造成一个弹簧秤拉的效果与两个弹簧秤拉的效果不同，可能造成这一现象，故C正确；
D.拉动过程中绳套从弹簧秤上脱落，装上后继续实验，对实验结果没有影响，故D错误。
12、A BD 0.54 1.5 未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力 未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量
【解析】
（1）本实验采用的实验方法是控制变量法；
（2）平衡摩擦力时，应不挂小桶，让小车拖着纸带在木板上做匀速运动，选项A错误；每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项B正确；实验时要先接通电源后放小车，选项C错误；因为 为正比关系，故为得出加速度a与与质量m的关系而作出图象，选项D正确；故选BD．
（3）计数点间的时间间隔T=0.02s×5=0.1s，打B计数点时小车的速度大小为
；
根据逐差法得，小车的加速度
（4）由图线可知，当力F到达一定的值时才有加速度，故图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；图线在末端弯曲的原因是未满足小车的质量远远大于小桶和砝码的总质量；
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)；(2)
【解析】
(1)由题意知，出射角
由折射定律得
解得
(2)根据可得临界角为
当光线刚好在边上点发生全反射时，如粗实线光路所示
在边刚好全反射时，入射角
由几何关系知，反射到边的入射角
能够发生全反射
过点做的垂线与点，由几何关系知
当光线刚好在边上发生全反射时，如图细实线光路所示
在边刚好全反射时，在边的入射角
由几何关系知，在边的入射角
能够发生全反射，反射点为
在中由几何关系知
综上所述，符合要求的区域
14、 (1)；(2)
【解析】
(1)小滑块在光滑半圆轨道上运动只有重力做功，故机械能守恒；设小滑块到达C点时的速度为vC，根据机械能守恒定律得
mgR＝mvC2
设小滑块到达C点时圆轨道对它的支持力为FN，根据牛顿第二定律得
FN＝3mg
根据牛顿第三定律，小滑块到达C点时，对圆轨道压力的大小N=FN=3mg；
(2)根据题意，小滑块恰好能通过圆轨道的最高点A，设小滑块到达A点时的速度为vA，此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律得
小滑块从D到A的过程中只有重力、摩擦力做功，根据动能定理得

解得
EkD＝3.5mgR
15、（1）3R;（2） ;（3）
【解析】
(1)经分析，质子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹半径为R，进入电场后做匀减速直线运动，到达上边界时速度刚好减为零，在电场中，根据动能定理有
在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有
又，联立解得
(2)质子在磁场和电场中的运动轨迹如图1所示，由几何知识知，质子第一次在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为，质子第二次在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为，则
质子在磁场中运动的总时间
质子在电场中运动的总时间
质子在无场区运动的总时间
故质子运动的总时间为
(3)经分析，所有质子经过磁场偏转后均沿平行于y轴的方向进入电场，轨迹如图2，质子做类平抛运动，质子刚好打在Q点时，有
联立解得
故沿y轴负方向发射的质子打在荧光屏上的位置离y轴最远，最远距离
出磁场时横坐标x在范围内的质子将打在y轴左侧的荧光屏上，有
联立解得
当时，即时，有最大值，最大值为
故质子打在荧光屏上发光的区域长度为