2023届江西省南昌市八一中学高三下学期三模理综物理试题（含解析）

2023届江西省南昌市八一中学高三下学期三模理综物理试题

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

一、单选题

1．如图所示，图1为演示光电效应的实验装置，图2为氢原子的能级图．若入射光子能量为，用它照射由金属钾制成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于激发态的氢原子，可以辐射几种不同频率的光，已知金属钾的逸出功为，以下说法正确的是（　　）

A．3种 B．6种 C．10种 D．15种

2．加速度传感器是一些智能手机上配备的较为实用的软件，能显示物体运动过程中的加速度变化情况。现出于安全角度，需要分析某升降机在实际运行过程中的加速度，将手机放置于升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（　　）

A．手机在时刻速度为0

B．运行过程中手机有可能与升降机分离

C．手机在时间内，处于超重状态

D．在时间内，升降机受到手机的压力先减小再增大

3．2019年春节挡，科幻电影《流浪地球》红遍大江南北．电影讲述的是太阳即将毁灭，人类在地球上建造出巨大的推进器，使地球经历停止自传、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段，最后成为新恒星(比邻星)的一颗行星的故事．假设几千年后地球流浪成功，成为比邻星的一颗行星，设比邻星的质量为太阳质量的，地球质量在流浪过程中损失了，地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的，则下列说法不正确的是（）

A．地球绕比邻星运行的公转周期和绕太阳的公转周期相同

B．地球绕比邻星运行的向心加速度是绕太阳运行时向心加速度的

C．地球与比邻星的万有引力为地球与太阳间万有引力的

D．地球绕比邻星运行的动能是绕太阳运行时动能的

4．玩“打水漂”时，使用的小石片质量为，水平初速度为，在水面上滑行时受到水的阻力恒为，小石片每次接触水面后弹起，弹起时竖直方向的速度与此时沿水平面滑行的速度之比为，弹跳数次后速度减为零，然后沉入水底，不计空气阻力的影响，，则下列说法正确的是（　　）

A．小石片从接触水面开始至沉入水底，在水面弹起的次数为4次

B．小石片从接触水面开始至沉入水底，在水面弹起的次数为5次

C．小石片从接触水面开始至沉入水底，在空中运动的总时间为

D．小石片从接触水面开始至沉入水底，在空中运动的总时间为

二、多选题

5．一倾角为的斜劈放在水平地面上，物块与斜劈间的动摩擦因数为，现给物体施加如图所示的力F，F与竖直方向夹角为，物块沿斜面下滑，斜劈仍静止，已知，斜劈的质量为M，物块的质量为m，设地面对斜劈的支持力为，地面对斜劈的摩擦力为f，则下列说法中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

6．如图甲所示为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数匝、电阻的受电线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．在时刻，受电线圈产生的电动势为

B．受电线圈中产生的感应电动势为

C．在时间内，受电线圈的发热量为

D．在时间内，通过受电线圈的电荷量为

7．如图所示，两个平行板电容器水平放置，A板用导线连接一理想二极管与M板相连，B板和N板都接地。M板和N板中间插有电介质，A板和B板正中均有一小孔，两孔在同一竖直线上，让A板带正电，稳定后，一带电粒子从小孔正上方由静止开始下落，穿过小孔到达B板处速度恰为零。空气阻力忽略不计，极板间电场视为匀强电场。若想使带电粒子从小孔正上方同一位置由静止开始下落后能穿过B板小孔，下列方法可行的是（　　）

A．A板向下移动一小段距离

B．M板向下移动一小段距离

C．板间换相对介电常数更大的电介质

D．N板向右移一小段距离

8．如图所示，空间中有一个底角均为的梯形，上底与腰长相等为L，梯形处于磁感应强度大小为B、垂直于纸面向外的匀强磁场中，现c点存在一个粒子源，可以源源不断射出速度方向沿cd，大小可变的电子，电子的比荷为k，为使电子能从ab边射出，速度大小可能为（　　）

A． B． C． D．

三、实验题

9．某小组用如图所示的装置来“验证动量守恒定律”。实验步骤如下：

①不放球乙，质量为m甲的钢球甲用细线悬挂于A点，在甲球释放前细线伸直，且与竖直方向的夹角为，将甲由静止释放向下摆动，当细线竖直时被刀片瞬间割断，测得甲平抛运动的落地点为M；

②质量为m乙的钢球乙放在A点正下方的竖直立柱上，乙球球心在地面投影为O，让甲球从同一位置由静止释放运动到最低点时恰好与乙球发生正碰，细线被刀片瞬间割断，测得甲乙碰撞后平抛运动的落点分别为N、P；

③用刻度尺测出OM、ON、OP对应的长度分别为L1、L2、L3.已知重力加速度为g，两球均可视为质点，细线被割断时甲无能量损失，不计空气的阻力，规定水平向右为正方向。

（1）由题可知，两球的质量关系满足m甲___________m乙（选填“>”“=”或“<”）；

（2）写出能验证两球碰撞动量守恒的表达式___________；

（3）写出能验证两球发生弹性碰撞的表达式：___________（用L1、L2、L3表示）

10．为了测量某待测电阻的阻值，约为30Ω，提供了以下器材：

电压表（量程0-3V，内阻很大）；

电压表（量程0-15V，内阻很大）；

电流表（量程0-50mA，内阻约10Ω）；

电流表(量程0-3A，内阻约0.12Ω）；

电源(电动势约为，内阻约为0.2Ω）；

定值电阻R（20Ω，允许最大电流）；

滑动变阻器，允许最大电流；

滑动变阻器，允许最大电流；

单刀单掷开关一个，导线若干。

（1）为了使测量范围尽可能大，电压表应选___________，电流表应选___________，滑动变阻器应选___________。（填字母代号）

（2）请在虚线框内画出测量电阻的实验电路图。___________

某次测量中，电压表示数为时，电流表示数为，则计算待测电阻阻值的表达式为___________。（用字母表示）

四、解答题

11．如图，abc是竖直面内的固定轨道，ab为水平轨道，长度为3R，小球与ab间的动摩擦因数为；bc是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到恒定的水平外力F作用，且，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。求：

（1）小球运动到b点时，对轨道的压力？

（2）小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为多少？

12．如图所示，在竖直平面内建立xoy坐标系，在0≤x≤0.65m，y≤0.40m范围内存在一具有理想边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。一边长l=0.10m、质量m=0.02kg、电阻R=0.40Ω的匀质正方形刚性导线框abcd处于图示位置。其中心的坐标为（0，0.65m）。现将线框以初速度v0=2.0m/s水平向右抛出，线框在进入磁场过程中速度保持不变，然后在磁场中运动。最后从磁场右边界离开磁场区域，完成运动全过程。线框在全过程中始终处于xoy平面内，其ab边与x轴保持平行，空气阻力不计，g取10m/s2.求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）线框ad边刚出磁场右边界时，线框水平方向的分速度大小；

（3）线框在全过程中产生的焦耳热Q。

五、填空题

13．用打气筒给篮球打气，设每推一次活塞都将一个大气压的一整筒空气压入篮球。不考虑打气过程中的温度变化，忽略篮球容积的变化，则后一次与前一次推活塞过程比较，篮球内气体压强的增加量__________（选填“增大”“相等”或“减小”），压入的气体分子数__________（选填“增大”“相等”或“减小”）。

六、解答题

14．如图所示，上端带有卡口的横截面积为S、高为L的导热性能良好的汽缸中用一光滑的活塞B封闭着一定质量的理想气体A，汽缸底部与U形水银气压计（U形管内气体体积忽略不计）相连，已知气体内能U与热力学温度T的关系为，其中为已知常数，活塞B的质量为m，重力加连度为g，大气压强为，水银的密度为，环境热力学温度为时，活塞离缸底的距离为。求：

（1）环境温度为时，U形气压计两侧水银面的高度差；

（2）环境温度由缓慢升高至过程中，气体吸收的热量。

参考答案：

1．B

【详解】根据光电效应方程

可得

再用该光电子去撞击大量处于激发态的氢原子，因为

所以氢原子从跃迁到能级，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，可以辐射

种不同频率的光。

故选 B。

2．B

【详解】A．根据题意，由图可知，之前加速度一直向上，时刻，则手机向上速度达到最大，故A错误；

B．根据题意，由图可知，手机有段时间竖直向下的加速度等于重力加速度，所以手机有可能离开过升降机，故B正确；

C．根据题意，由图可知，手机的加速度向下，手机处于失重状态，故C错误；

D．根据题意，由图可知，手机加速度向上，由牛顿第二定律有

由于减小，则减小，手机加速度向下，由牛顿第二定律有

由于增大，则减小，即在时间内，升降机对手机的支持了一直减小，由牛顿第三定律可知，机对升降机的压力一直减小，故D错误。

故选B。

3．D

【详解】A.万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得公转周期

则地球绕比邻星（记为1）运行的公转周期与绕太阳（记为2）的公转周期之比

即公转周期：，故选项A不合题意；

B.万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得向心加速度

则地球绕比邻星运行的向心加速度与绕太阳运行时向心加速度之比

故选项B不合题意；

C.万有引力

地球与比邻星的万有引力和地球与太阳间万有引力之比

故选项C不合题意；

D.万有引力提供向心力，由牛顿第定律

动能

地球绕比邻星运行的动能与绕太阳运行时动能之比

==

故选项D符合题意．

4．C

【详解】AB．小石片与水接触的过程中有

所以

速度减少量为

小石片在水面滑行的次数为

所以在水面弹跳了3次，故AB错误。

CD.小石片第n次弹起时，水平分速度为

竖直分速度

第n次在空中运动的时间为

所以小石片从接触水面开始至沉入水底，在空中运动的时间为

故C正确，D错误。

故选C。

5．AC

【详解】由题意可知

所以物块在没有施加外力F时，可以沿斜面匀速下滑，此时物块受重力、支持力和摩擦力作用，三力平衡，所以支持力和摩擦力的合力与重力等大反向。根据牛顿第三定律可知，物体对斜面体的作用力方向竖直向下，大小等于mg。施加力F后，物块受重力、支持力、摩擦力和推力F，导致支持力变大，因为

所以支持力和滑动摩擦力同比增加，故其合力的方向不变，大小增大。根据牛顿第三定律，物体对斜面体的压力和滑动摩擦力的合力方向也不变，竖直向下，大小大于mg，因此对M受力分析可知

故选AC。

6．BD

【详解】A．由图乙可知，时刻磁通量变化率为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时受电线圈产生的电动势为，A错误；

B．由图乙可知

受电线圈的最大磁通量为

则受电线圈产生的电动势最大值为

故受电线圈产生的电动势为

B正确；

C．受电线圈产生的电动势有效值为

在时间内，受电线圈的发热量为

C错误；

D．根据

代入数据解得

D正确。

故选BD。

7．ABC

【详解】A．联立

可得

假设Q不变，A板向下移动一小段距离，d减小，则U减小，所以M应该给A充电，但是二极管反向，所以不能充电，则有

可得

电场强度不变，则有

可得，d减小时，带电粒子从小孔正上方同一位置由静止开始下落后能穿过B板小孔，故A正确；

BC．M板向下移动一小段距离或MN板间换相对介电常数更大的电介质，MN间的电压减小，则AB向MN充电，则AB的电量减少，由

可知，AB的电场强度减小，由

可知，带电粒子从小孔正上方同一位置由静止开始下落后能穿过B板小孔，故BC正确；

D．N板向右移一小段距离，由

可知，MN间的U增大，MN应该向AB充电，但是二极管反向，所以不能充电，故AB间电压、电量、距离都不变，所以带电粒子不能穿过B板，故D错误。

故选ABC。

8．BC

【详解】能够从ab边射出的电子，半径最小为从b点射出，如图所示

由几何关系可知

半径最大为从a点射出，如图所示

由几何关系可知

由牛顿第二定律有

解得

则有

为使粒子从ab边射出磁场区域，粒子的速度范围为

故选BC。

9．     <         

【详解】(1)[1]甲碰撞后速度反向，故

(2)[2]若动量守恒，则有

碰撞前后，小球的飞行时间均相同，故有

整理，得

[3]若为弹性碰撞，还满足

联立，可得

10．                          

【详解】（1）[1]因为电源电动势为3V，所以被测电阻两端电压不会超过3V，所以电压表选择；

[2]电源电压为3V，所以电路中的最大电流不会超过

故电流表选择；

[3]本实验要求测量范围尽可能大，所以应该选用滑动变阻器的分压式，故滑动变阻器应该选用。

（2）[4]因题目要求所测量的值的变化范围尽可能大一些，故可知应采用滑动变阻器分压接法；由于电流表量程只有0-50mA，若只接待测电阻，电路中电流过大损坏电流表，故可将定值电阻接入与待测电阻串联；由于电压表的内阻很大，则有

故电压表分流较小，故应采用电流表外接法；故电路如下图所示

（3）[5]由欧姆定律可知

解得

11．（1）；方向竖直向下；（2）

【详解】从a到b，根据动能定理有

根据牛顿第二定律有

根据牛顿第三定律

解得

  方向竖直向下

从a到c的过程中，根据动能定理有

过c点后，小球只受力F和重力作用，从c到达轨迹最高点的过程中，竖直方向

水平方向

联立解得

根据功能关系可知从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中小球机械能的增量为

解得

12．（1）2T；（2）1.5m/s；（3）0.0375J

【详解】（1）导线框进入磁场时的速度为v，则

解得               

感应电动势为         

感应电流为          

线框进入磁场做匀速运动，则

解得                 

（2）导线框进入磁场过程中，根据能量守恒可知电流发热量为  

导线框完全进入磁场中，不发热,导线框从磁场中出来过程中，竖直方向受安培力作用为零，水平方向受安培力作用，设完全出磁场的水平速度大小为vx，根据动量定理可得

解得                  

其中                   

解得                    

（3）产生的热量为

解得  

整个过程中产生的热量为

13．     相等     相等

【详解】[1]设篮球的容积为，打气筒的容积为V，打第n次气后篮球内气体的压强为，打第次气后气体压强为，根据玻意耳定律，有

可知

是定值，即压强增加量相等。

[2]每次压入的气体均为同温度、同压强、同体积，由理想气体状态方程知每次压入气体的物质的量相同，可知压入的气体分子数相等。

14．（1）；（2）

【详解】（1）设稳定后汽缸内气体的压强为，对活塞，根据平衡条件得

对水银柱，有

解得

（2）缓慢升高环境温度，活塞B上升，气体发生等压变化，U形导管内侧水银面的高度差不变，设活塞B刚好到达容器口时，温度为，由盖—吕萨克定律得

解得

之后，气体温度由升高到，气体发生等容变化。整个过程中，外界对气体做的功

由热力学第一定律得

解得