2023届广东省茂名市第一中学高三下学期三模物理试题（含解析）

2023届广东省茂名市第一中学高三下学期三模物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．2023年春节，为增加节日的喜庆气氛，某街道两旁用如图所示的装置挂上了大红灯笼。、为轻绳，OA与竖直墙壁的夹角为53°，OB为轻弹簧，弹簧的劲度系数为1000N/m，弹簧处于水平方向上，已知灯笼质量为，，重力加速度大小g取，则下列说法正确的是（　　）

A．弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态

B．弹簧和轻绳OA对O点的作用力大小为30N

C．弹簧的形变量为8cm

D．轻绳OA上的弹力大小为50N

2．如图所示，小球甲在竖直面内摆动的周期为，悬线长为L；小球乙在水平面内做匀速圆周运动，悬点为、轨迹圆圆心为，甲、乙两小球都能视为质点。下列说法正确的是（　　）

A．小球甲的向心力由合力来充当

B．小球乙的向心力由拉力来充当

C．若小球乙运动的周期为，则与小球乙连接的悬线长度为L

D．若、两点间的距离为L，则小球乙运动的周期为

3．中国原创科幻电影《流浪地球2》近期火爆全球，片中高耸入云、连接天地的太空电梯运行场景令人震撼，其通过高强度缆绳将地球同步轨道上的空间站与其正下方赤道上的固定物连接在一起，在引力的作用下，缆绳处于紧绷状态。若载满乘客的太空电梯因机械故障悬停在缆绳中间处，下列说法正确的是（　　）

A．悬停时太空电梯所受合外力为零

B．悬停时电梯内乘客处于完全失重状态

C．悬停时太空电梯的速度大于空间站的速度

D．悬停时太空电梯的速度小于在同样高度绕地球做圆周运动的卫星的速度

4．小红利用图1所示的装置，观察红光的干涉、衍射现象，其中P是光学元件，且P到光屏的距离恒定，通过实验在光屏上得到了图2所示甲、乙、丙、丁四种图样。下列说法正确的是（　　）

A．甲对应的P是双缝，双缝间距较大 B．乙对应的P是双缝，双缝间距较大

C．丙对应的P是单缝，缝的宽度较宽 D．丁对应的P是单缝，缝的宽度较窄

5．如图所示，AB、CD、EF都为半径为R的空间球面的直径，其中AB与EF同在水平面内，EF与AB的夹角θ=45°，CD与水平面垂直，现在A、B两点分别固定等量异种点电荷，则（　　）

A．E、F两点电势相同

B．E、F两点电场强度相同

C．沿直线从C到D，电场强度先变小后变大

D．将带正电的检验电荷从E点沿直线移到F点，电场力不做功

6．如图所示，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点．在电子经过a点的瞬间．条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（）

A．向上 B．向下 C．向左 D．向右

7．1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　）

A．质量亏损

B．释放的核能

C．铍原子核内的中子数是5

D．X表示的是氚原子核

二、多选题

8．转速传感器用来检测齿轮旋转速度，为汽车自动控制系统提供关键数据。图甲是转速传感器结构示意图，当齿轮转动时会导致感应线圈内磁通量变化，产生感应电流。当齿轮从甲图中位置开始计时，0~0.2s内车载电脑显示的电流信号如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．齿轮的转速为5r/s

B．齿轮的旋转周期为2.4s

C．0.1s时，感应线圈内磁通量的变化率最大

D．0~0.1s内感应线圈内磁通量的变化率先变大后变小

9．矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较 （　　）

A．子弹对滑块做功一样多

B．子弹对滑块做的功不一样多

C．系统产生的热量一样多

D．系统产生的热量不一样多

10．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是

A．圆盘上产生了感应电动势

B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动

C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化

D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

三、实验题

11．某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：

（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成______（填“线性”或“非线性”）的关系．

（2）由图（b）可知，图线不经过远点，可能的原因是__________．

（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是______，钩码的质量应满足的条件是___________．

12．电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。

实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关K掷向1端，电容器充电完毕后，再把开关K掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。

（1）电容器放电时，流过电阻R的电流方向为________；（选填“由a到b”或“由b到a”）

（2）乙图中，阴影部分的面积______；（选填“>”、“<”或“=”）

（3）如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时间将________；（填“变长”、“不变”或“变短”）

（4）图丙为电压恒为的电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的图像，电容器充电完毕后的电荷量为________C，电容器的电容为C=________F。（计算结果均保留两位有效数字）

四、解答题

13．如图，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距L．现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离d．已知大气压强为p0，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为p0，整个过程中温度保持不变．求小车的加速度的大小．

14．如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为L，加在盘下半侧的匀强磁场磁感应强度为B1，盘匀速转动的角速度为ω，每块平行板长度为d，板间距离也为d，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为B2的匀强磁场。重力加速度大小为g。

（1）求铜盘产生的感应电动势的大小；

（2）若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动又从极板右侧边缘射出，求射入的速度大小。

15．如图所示，右侧带有挡板的长木板质量M=6kg、放在水平面上，质量m=2kg的小物块放在长木板上，小物块与长木板右侧的挡板的距离为L。此时水平向右的力F作用于长木板上，长木板和小物块一起以v0=4m/s的速度匀速运动。已知长木板与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.6，物块与长木板之间的动摩擦因数为μ2=0.4，某时刻撤去力F，最终小物块会与右侧挡板发生碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。

（1）求力F的大小；

（2）撤去力F时，分别求出长木板和小物块的加速度大小；

（3）小物块与右侧挡板碰撞前物块的速度v与L的关系式。

参考答案：

1．C

【详解】A．以O点为研究对象，轻绳OC对O点的拉力方向竖直向下，轻绳OA对O点的拉力方向沿OA方向指向左上方，根据共点力的平衡条件可得，弹簧对O点的弹力方向应该为水平向右，所以弹簧应处于压缩状态，选项A错误；

B．弹簧和轻绳OA对O点的作用力大小与轻绳OC对O点竖直向下的拉力大小相等，方向相反，轻绳OC对O点竖直向下的拉力大小等于灯笼重力大小，即

选项B错误；

CD．根据共点力的平衡条件和力的正交分解可得，水平方向上有

竖直方向上有

两式联立解得轻绳OA上的弹力为

弹簧的形变量为

选项C正确，D错误。

故选C。

2．D

【详解】A．甲的向心力由拉力和重力沿悬线方向的分力的合力来充当，故A错误；

B．乙的向心力由拉力沿水平方向的分力（即合力）来充当，故B错误；

CD．对乙受力分析，设悬线与竖直方向的夹角为，、两点间的距离为，轨迹圆半径为，由力的合成和牛顿第二定律可得

由几何关系可得

可得

对比甲的摆动周期

可知当时，，故C错误，D正确。

故选D。

3．D

【详解】A．悬停时电梯做匀速圆周运动，故合外力不为零，故A错误；

BC．悬停时电梯与空间站其有相同的角速度，根据公式

因电梯做圆周运动的半径更小，故电梯速度小于空间站速度，加速度小于空间站加速度，不是完全失重状态，故B、C错误；

D．对于卫星有

则

可知离地球越远的卫星角速度和速度都越小，而悬停时电梯与同步卫星的空间站有相同的角速度，但与同样高度的卫星的角速度比同步卫星大（即比悬停时电梯的角速度大），同理可推得悬停时太空电梯的速度小于在同样高度绕地球做圆周运动的卫星的速度，故D正确。

故选D。

4．A

【详解】AB．条纹甲和乙都是平行等距的，都是干涉条纹，则甲和乙对应的P是双缝，根据

可知，甲条纹间距较小，则甲双缝间距较大，选项A正确，B错误；

CD．丙和丁对应的条纹是平行不等距的，则为衍射条纹，则P是单缝，因丙图的衍射现象较丁更明显，可知丙的缝的宽度较窄，选项CD错误。

故选A。

5．B

【详解】AB．等量异种点电荷的电场和等势线分布如图所示

由图可知，E、F两点电势不相同，但两点电场强度相同，故A错误，B正确；

C．沿直线从C到D，电场强度先变大后变小，故C错误；

D．将带正电的检验电荷从E点沿直线移到F点，电势降低，电势能减小，电场力做正功，故D错误。

故选B。

6．A

【详解】P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点可知条形磁铁的磁场的方向向外，电子向右运动，由左手定则可知，电子受到的条形磁铁对电子的作用力的方向向上．

【点睛】本题提供的情景看似比较复杂，在去芜存菁后可知，电子受到的洛伦兹力的方向可以由左手定则直接判定．要注意的是：对负电荷而言，四指所指方向为其运动的反方向．

7．B

【详解】CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为

则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误；

AB．核反应质量亏损为

则释放的核能为

故A错误，B正确；

故选B。

8．BD

【详解】B．由图乙可知，交流电电流周期为0.2s，齿轮的齿数为12，旋转周期为2.4s，故B正确；

A．交流电频率为

齿轮的转速为

故A错误；

C．由图乙可知，0.1s时，电流为0，感应线圈内磁通量的变化率最小，故C错误；

D．由图乙可知，0~0.1s内电流先变大，后变小，感应线圈内磁通量的变化率先变大后变小，故D正确。

故选BD。

9．AC

【详解】最终子弹都没有射出，则最终子弹与滑块的速度相等，根据动量守恒定律可知，两种情况下系统的末速度相同。

AB．子弹对滑块做的功等于滑块动能的变化量，滑块动能的变化量相同，则子弹对滑块做功一样多，故A正确，B错误；

CD．根据能量守恒定律得，系统初状态的总动能相等，末状态总动能相等，则系统损失的能量，即产生的热量一样多，故C正确、D错误。

故选AC。

10．AB

【分析】根据对称性，判断圆盘磁通量始终等于零，无磁通量变化．

【详解】A．圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A对；

B．圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生，选项B对

C．圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错；

D．圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错．

11．     非线性     存在摩擦力     调整轨道倾斜度以平衡摩擦力     远小于小车质量

【详解】试题分析：（1）根据该同学描绘的加速度和钩码质量的图象是一条曲线而不是直线，所以是非线性关系．

（2）根据图（b）可知当钩码有一定质量，即细线有一定拉力时，小车加速度仍等于0，说明小车合力等于0，所以可能除拉力外小车还受到摩擦力作用

（3）实验改进部分由两个要求，第一个就是图象不过远点，需要平衡摩擦力，所以调整轨道倾斜度，第二个就是图象时曲线，因为小车的合力即细线拉力并不等于钩码重力，而是拉力只有当时．，图象近似为直线．

考点：探究牛顿第二定律实验探究

12．     由a到b     =     变短     /     //

【详解】（1）[1]电容器充电时上极板接电源正极，故上极板带正电荷，放电时上极板正电荷通过电阻流向下级板，故流过电阻R的电流方向为由a到b。

（2）[2]根据电流的定义式

则

乙图中，阴影部分的面积等于充、放电的电荷量，而充放电的电荷量相等，故

（3）[3] 根据电流的定义式

可得

如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，则放电电流将增大，由上式可知放电时间将变短。

（4）[4]根据图像的面积表示电容器充电完毕后的电荷量，由图知，每小格代表的电荷量为

数出图线包围的格数，满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去，数得格数为32格，则电容器充电完毕后的电荷量为

因从图中数格数有一定误差，故结果也可能为

[5]根据电容的定义知，电容器的电容为

因电荷量有一定误差，故电容的计算值也可以是或。

13．

【详解】设小车加速度大小为a，稳定是汽缸内气体的压强为P1，活塞受到汽缸内外气体的压力分别为：

由牛顿第二定律得

小车静止时，在平衡情况下，汽缸内气体的压强为P0，由波意耳定律得：P1V1=P0V

式中V=SL，V1=S（L﹣d）

联立得

a=

14．(1)；(2)

【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律可得

解得

(2)小球在复合场中做匀速圆周运动，必须电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力，有

带电小球恰好能从金属板间射出，如图所示，

根据勾股定理，有

联立解得

15．（1）48N；（2），；（3）见解析

【详解】（1）长木板和物块做匀速运动，对整体受力分析，由平衡条件有

解得

（2）撤去力F后，由于

物块会与长木块相对滑动，对长木板，根据牛顿第二定律得

对物块，根据牛顿第二定律得

解得

，

（3）长木板和物块发生相对滑动，由于，则长木板先停止运动，从撤去力F到停止运动，长木板的位移为

物块停止运动时的位移为

有

联立解得

从撤去力F到停止运动，长木板运动时间为

内物块的位移大小为

则有

①当时，长木板停止运动后二者发生碰撞，碰撞前瞬间对物块有

可得

（）

②当时，在长木板停止运动前二者发生碰撞，有

碰撞前瞬间对长木板有

可得

（）