浙江省宁波光华学校2023届高三物理下学期模拟预测试题（Word版附解析）

宁波光华学校考前保温专项训练

一、选择题Ⅰ（本题共8小题，每小题5分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 下列说法错误的是（　　）

A. 电磁波可以用来传递信息，并且具有能量

B. 研究空间站运行的轨迹时可以把空间站当作质点

C. 根据光谱分析，可以得到月球上的元素的信息

D. 库仑力是静止电荷之间的相互作用，是通过电场发生的，洛伦兹力是通过磁场发生的

【答案】C

【解析】

【详解】A．电磁波可以用来传递信息，并且具有能量，故A正确；

B．研究空间站运行的轨迹时，空间站的尺寸可忽略，可以把空间站当作质点，故B正确；

C．月光不是月亮上的物质自身在高温下发的光，而是反射的太阳光，所以无法根据光谱分析月球上的元素的信息，故C错误；

D．库仑力是静止电荷之间的相互作用，是通过电场发生的，洛伦兹力是带电粒子通过磁场发生的，故D正确；

本题选择错误选项；

故选C。

2. 下列有关物理学史的说法错误的是（　　）

A. 法拉第电磁感应定律是由德国物理学家亨利得到的

B. 伽利略通过数学合理外推，得到自由落体运动规律

C. 爱因斯坦的光子说没有揭示了光子具有动量

D. 玻尔通过引入核外电子量子化模型成功解释了氢原子光谱实验规律，，但是不可以解释所有的原子的发光机制

【答案】A

【解析】

【详解】A．法拉第电磁感应定律是纽曼和韦伯分析得到的，故A错误，满足题意要求；

B．伽利略通过数学合理外推，得到自由落体运动规律，故B正确，不满足题意要求；

C．爱因斯坦光子说成功解释了光电效应现象，而康普顿效应揭示了光子具有动量，故C正确，不满足题意要求；

D．玻尔通过引入核外电子量子化模型成功解释了氢原子光谱实验规律，但是不可以解释所有的原子的发光机制，故D正确，不满足题意要求。

故选A。

3. 下列关于物理学的说法，正确的是（　　）

A. 不违背能量守恒定律但违反热力学第二定律的过程也是能实现的

B. 在隔热很好的密闭房间中，把正在工作的电冰箱门打开，消耗电能，会使室内空气温度降低

C. “磁感线”和“光线”实际都不存在，在物理学研究的方法上都属于理想实验

D. LC 振荡电路中，电容器放电完毕时，电容器电量最小，回路中电流最大

【答案】D

【解析】

【详解】A．不违背能量守恒定律但违反热力学第二定律的过程也是不能实现的，故A错误；

B．冰箱的作用是将冰箱内部的内能通过压缩机的工作“拿“到冰箱外面（注意不是室外），总的能量还是在室内。当冰箱的门开着的时候，冰箱的压缩机将一直处于工作状态，电能直在转化为热能（室内的温度不会降低），所以房间的温度将一直上升，故B错误；

C．“磁感线”和“光线”实际都不存在，在物理学研究方法上都属于理想模型法，故C错误；

D．LC振荡电路中，电容器开始放电时，由于自感线圈阻碍电流，因此回路电路从小变大，而刚放电完毕时，电容器极板上电量最小，电路电流最大，故D正确。

故选D。

4. 宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法错误的是（　　）

A. 发生衰变产物是

B. 衰变辐射出的电子来自于碳原子核

C. 近年来由于地球的温室效应，不会引起的半衰期发生变化

D. 若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年

【答案】A

【解析】

【详解】A．能自发进行衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，其衰变方程为

故A错误；

B．衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故B正确；

C．半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，温度变化不能改变碳14的半衰期，故C正确；

D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，故D正确。

本题选择错误选项；

故选A。

5. 太阳系中，地球和月球一起绕着太阳做匀速圆周运动，同时，月球也绕着地球做匀速圆周运动，太阳对月球的引力大于地球对月球的引力。在地球周围，还有宇航员在空间站中，空间站也绕着地球做匀速圆周运动。根据上述信息，下列说法正确的是（　　）

A. 以地球为参考系，月球绕地球做圆周运动的加速度大小随时间变化

B. 月球绕太阳转动的向心加速度大于绕地球公转的向心加速度

C. 当月球处在太阳与地球连线上时候，月球的加速度方向指向地球

D. 宇航员在空间站中，不受到地球的引力

【答案】B

【解析】

【详解】A．月球绕着地球做匀速圆周运动，根据

可知以地球为参考系，月球绕地球做圆周运动的加速度大小不变，故A错误；

B．太阳对月球的引力大于地球对月球的引力，根据

可知月球绕太阳转动的向心加速度大于绕地球公转的向心加速度，故B正确；

C．由于太阳对月球的引力大于地球对月球的引力，当月球处在太阳与地球的连线上时候，月球的加速度方向指向太阳，故C错误；

D．宇航员在空间站中，受到地球的引力，故D错误；

故选B。

6. 安培定律的建立过程中，安培设计了一个无定向秤，如图所示，由同一根导线作成两个大小相等、电流方向相反的平面回路1和2，两回路固定连在一起。线圈的两端A、B通过水银槽和固定支架相连。这样，线圈既可通入电流，又可自由转动。下列说法正确的是（　　）

A. 当处于非匀强磁场中，线圈可能会发生转动

B. 当处于平行线圈平面的匀强磁场中，线圈可能会发生转动

C. 当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，线圈可能会发生转动

D. 当有一条形磁铁靠近线圈时候，线圈不可能会发生转动

【答案】A

【解析】

【详解】B．当处于平行线圈平面的匀强磁场中，这个复杂线圈可以看成是两个线圈，两个扭矩反向（即转向相反）会抵消，所以线圈不会发生转动，故B错误；

C．当处于垂直线圈平面的匀强磁场中，根据左手定则可知，线圈各边所受安培力在同一平面内，则线圈不会发生转动，故C错误；

A．根据以上分析可知，在磁场不垂直于线圈平面的情况下，若线圈处于非匀强磁场中，可知线圈各边所受安培力大小不均衡，线圈将按照所受安培力大的方向转动，故A正确；

D．当有一条形磁铁靠近线圈时候，由于条形磁铁的磁场不是匀强磁场，线圈各边所受安培力大小不均衡，线圈可能按照所受安培力大的方向转动，故D错误。

故选A。

7. 长潭水电厂位于浙江省台州市黄岩区境内永宁江上游，是发电运行近40年的老厂。平均水位落差约为100m，水的流量约为1.35×104 m3/s。保持船只通航需要约 3500 m3/s 的流量，其余流量可全部用来发电。水流冲击水轮机发电时，水流的动能有20%转化为电能。假设每天从早到晚均有船只需要通过，则下列说法正确的是（　　）

A. 最大功率约为2.0×109 W

B. 年发电量约为1.8×1010 kWh

C. 通过技术改进，能够使所有的水的动能都转化为电能

D. 通航一天流失的能量7.0× 105 J

【答案】B

【解析】

【详解】A．设平均水位落差约h=100m，水的流量约Q1=1.35×104m3/s，船只通航需要约Q2=3500m3/s的流量，最大功率为

故A错误；

B．根据电功的计算公式有

故B正确；

C．根据能量守恒定律可知，所有的水的动能无法全部都转化为电能，故C错误；

D．通航一天流失的能量为

故D错误；

故选B。

8. 如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边以角度入射，依次经和两次反射，从直角边出射。出射光线相对于入射光线偏转了角，则（　　）

A. 等于 B. 大于

C. 小于 D. 与棱镜的折射率有关

【答案】A

【解析】

【详解】如图所示

设光线在AB边的折射角为，根据折射定律可得

设光线在BC边的入射角为，光线在AC边的入射角为，折射角为；由反射定律和几何知识可知

联立解得

根据折射定律可得

可得

过D点做出射光的平行线，则该平行线与AB的夹角为，由几何知识可知，入射光与出射光的夹角为。

故选A。

二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题6分，共12分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

9. 物理学在医学中的应用非常广泛，下列说法正确的是（　　）

A. 利用葡萄糖生物传感器可以制成血糖仪

B. 射线能破坏生命物质，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，利用射线的这种性质可以制成刀

C. 向人体内发射的微波被血管中血流反射后被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，利用微波的这种性质可以制成彩超机

D. X射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生了病变，利用X射线的这种性质可以制成X透视机

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．利用葡萄糖生物传感器可以制成血糖仪，A正确；

B．射线能破坏生命物质，可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，利用射线的这种性质可以制成刀，B正确；

C．向人体内发射的微波被血管中血流反射后被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度，利用多普勒效应制成彩超机，C错误；

D．X射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官，帮助医生判断人体组织是否发生了病变，利用X射线的这种性质可以制成X透视机，D正确。

故选ABD。

10. 等离子体是原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物体，而带电粒子与等离子体的相互作用过程一直是一个令人感兴趣的研究课题，探究带电粒子与等离子体的相互作用能深入了解等离子体的物理性质，如极化行为，波的色散行为及不稳定性等，该课题在磁约束聚变，惯性约束聚变，等离子探测等方面都有很高的前景，在磁约束聚变等离子体技术中，通过射入高能带电粒子束与等离子体相互作用设法把等离子体加热到10keV以上（1eV对应11600K的温度），是实现聚变点火必不可少的条件之一。根据上述信息，下列说法正确的是（　　）

A. 与室温下的原子相比，等离子体原子更不容易发生衍射

B. 为达到聚变点火温度，电阻加热是一种有效的辅助加热手段

C. 在带电粒子加热背景等离子体的过程中，带电粒子的能量损失率需要高一些

D. 带电粒子在进入等离子体后，等离子体中正负离子对带电粒子的电场力会相互抵消

【答案】AC

【解析】

【详解】A．等离子体是原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物体，原子吸收能量才能电离，所以与室温下的原子相比，等离子体的能量比原子大；由知等离子体的动量比原子大，由，可知等离子体的波长比原子小，所以等离子体与室温下的原子相比，更不容易发生衍射，故A正确；

B．为达到聚变点火温度，是通过射入高能带电粒子束与等离子体相互作用使等离子体加热，电阻加热达不到10keV，故B错误；

C．由能量守恒定律可知，在带电粒子加热背景等离子体的过程中，带电粒子的能量损失率高一些，等离子体增大的能量多一些，等离子体被加热的温度更高一些，故C正确；

D．带电粒子在进入等离子体后，等离子体中正负离子对带电粒子的电场力不会相互抵消，否则带电粒子的能量不能向等离子体转移，不能通过带电粒子对等离子体加热，故D错误。

故选AC。

三、解答题（本题共4小题，每小题12分，共48分）

11. 如图所示的圆柱形气缸固定于水平接触面上，内用活塞密封着一定质量的理想气体，已知气缸的横截面积为S，活塞重为G，大气压强为P0。将活塞固定，使气缸内气体温度升高1℃，气体需吸收的热量为Q1；如果让活塞可以自由滑动（活塞与气缸间无摩擦、不漏气；不计气体的重力），仍使气缸内气体温度升高1℃，需吸收的热量为Q2。

（1）Q1和Q2哪个大些？简要说明理由。

（2）气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会有不同？（比热容是单位质量的物体温度上升1℃需要吸收的热量）

（3）若活塞可自由滑动，初始时活塞距底部的距离为H，求当气缸内气体温度升高1℃时活塞向上移动的高度h以及刚开始时气体的温度。

【答案】（1）Q2，理由见解析；（2）见解析；（3） ，

【解析】

【详解】（1）定容过程，吸收的热量，用于增加气体的内能，则

定压过程，吸收的热量，用于增加气体的内能和对外做功

又因为，则；

（2）定容下的比热容

定压下比热容

由（1）可知，，则；

（3）气体对外做功，有

活塞向上移动的高度

因为是等压变化，所以有

解得

12. 在2022年北京冬奥会U型场地技巧决赛中，我国选手谷爱凌以绝对优势夺得金牌。如图所示，比赛所用的高山滑雪U型池由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和中央平直轨道连接而成，圆柱面轨道与轴处处垂直，轨道倾角为17.2°，其长度约为，半径约为，轨道总宽度约为。为测试赛道，将一质量为的滑块，在P处由静止释放，滑块以的速度从M点冲出U型池，沿竖直平面ABCD运动一段时间后在N点落回。已知P、M两点间直线距离为，，，则：

（1）P点至M点过程中，滑块减少机械能△E；

（2）若忽略一切阻力，求到达Q点时滑块对轨道的压力F；

（3）第一问中，滑块从P点至M点减少的机械能为△E，若滑块以进入U型池，假设仍能到达M点，试分析：是否能求出到达M点时滑块的动能。若能求出，求出动能的数值，若求不出，请说明原因。

【答案】（1）22.5J；（2）144N，方向垂直轨道向下；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）滑块从P点至M点过程中，由动能定理得

由几何关系得

解得

则滑块减少的机械能

（2）滑块从P点至Q点过程中，由动能定理得

解得

滑块运动可分解为沿轴方向的运动和垂直于轴圆柱面内的运动，沿轴方向的加速度

滑块到达底端Q点时，沿轴的速度满足

解得

滑块在垂直于轴圆柱面内的分速度与圆相切，则

解得

根据牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律得，滑块对轨道的压力大小为

方向垂直轨道向下。

（3）求不出滑块到达M点时的动能，因为整个过程中，滑块速度比第一问大，在轨道上运动时，减少的机械能比之前多。

13. 小明是一个科技发明爱好者，疫情期间对连锁反应小开关很感兴趣，于是自己设计了一个，可以用于延时控制家里用电器的开关。如图所示，与水平方向成夹角θ=37°，轨道间距为L=0.5m的两平行金属导轨BC、左端连接电容为C=2F的电容器，右端用绝缘光滑圆弧连接水平金属导轨CD、，并在轨道上放置静止的金属导体棒b。在水平轨道末端两点安装绝缘的无摩擦固定转轴开关，若导体棒b经过两点（无能量损失），转轴开关会顺时针转动90°以挡住后面的金属棒，金属导体棒b则水平抛出，进入半圆形导轨，若金属棒与轨道发生碰撞，金属棒不反弹，继续沿轨道运动，导轨半径为R=0.8m与水平面垂直，两点略高于两点，金属棒可无碰撞通过。半圆形导轨末端与水平面相切于（导体棒通过无能量损失），水平面动摩擦因数为µ=0.4，末端放置接触式开关S。BC，长度为d=4m，a，b棒质量相同均为，电阻之比为2∶1，两磁场、大小均为2T，导轨摩擦均不计。现将导体棒a自静止释放，求：

（1）导体棒a运动至时的速度大小；

（2）水平金属导轨足够长，a，b棒可在水平轨道上达到共速且不会发生碰撞，在该过程中b棒上生热；

（3）接触式开关S放在何位置导体棒才能打开开关所控制的用电器。

【答案】（1）4m/s；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）对导体棒受力分析满足

又根据电容的定义式有

电容两端电压等于导体棒产生的感应电动势有

U=E=BLv

则流经导体棒的电流为

由以上几个式子求得

a=2m/s2

根据

v2=2ad

求得

v=4m/s

（2）因为两根导体棒在磁场中所受安培力大小相等方向相反，可视为一对相互作用力，所以两棒系统动量守恒

求得

根据能量守恒定律

解得

（3）若导体棒恰好通过位置满足

解得

所以导体棒进入半圆型轨道先做平抛运动

将平抛运动分解为水平和竖直两个方向有

解得

x=h=R

故导体棒与轨道恰好在与半圆轨道碰撞

根据几何关系有

导体棒自运动至开关位置过程中，根据动能定理有

解得

x=4m

则开关放在距离半圆型轨道末端且位移位置，导体棒才能打开开关所控制的用电器。

14. 如图所示，以圆柱底面中心O点为坐标原点建立空间直角坐标系Oxyz，另一底面中心点坐标为（0，0，l），圆柱底面半径为R。在圆柱区域内存在沿z轴正方向的匀强磁场。磁场区域左侧有一矩形区域abcd，其中bc边与y轴平行，ab边与z轴平行，矩形区域的尺寸和位置已在图中标出。区域内均匀分布电子源，沿x轴正方向持续不断地发射出速率均为v0的电子，单位时间内发射的电子个数为N。从bc边射出的电子经过磁场偏转后均从M点射出，从ad边射出的电子经过磁场偏转后均从N点射出。在圆柱两底面的正下方有两块半径为R的半圆形平行金属收集板P、Q，圆心分别位于M点、N点。已知电子质量为m，元电荷为e，两板之间的电压。忽略电子重力、电子间相互作用和电子收集后对电压UPQ的影响。求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）从b点射出的电子打到金属板上时的位置坐标；

（3）Q极板收集到电子区域的面积；

（4）若在PQ金属板正对的半圆柱空间内新增沿z轴负方向、磁感应强度为的匀强磁场，并调节PQ间电压为。求过M时速度沿y轴负方向的电子继续运动时间后的坐标位置。

【答案】（1）；（2）（0.2R，-0.15R，l）；（3）；（4）（R，-R，l）

【解析】

【详解】（1）由题可得，电子在磁场中运动的半径为R，则

ev0B=

解得

（2）如图所示为从b、c两点射出的电子的运动轨迹

由几何关系易得

，

电子在垂直金属板方向分运动为匀加速直线运动，设从b点射出的电子打到金属板上的位置为b’，如图

根据匀加速直线运动有

解得

所以从c点射出的电子打到金属板上时的位置坐标为（0.2R，-0.15R，l）。

（3）由（2）同理可得，Q极板收集到电子区域为图中圆弧区域，其面积为

（4）在PQ金属板间的运动可分解成两个分运动：平行于xOy平面的匀速圆周运动，沿z轴方向的匀加速直线运动，在叠加场中有

可知

综上，坐标为（R，-R，l）