精品解析：2023届江西省师范大学附属中学高三下学期三模考试理综物理试题（解析版）

江西师大附中2023届高三三模考试理综试卷

（物理部分）

第Ⅰ卷

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14-17题只有一项符合题目要求，第18-21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，木块静止在光滑的水平面上，子弹A、B分别从木块左、右两侧同时水平射入木块，且均停在木块内，木块始终保持静止。下列说法正确的是（    ）

A. 摩擦力对两子弹的冲量大小一定相等 B. 摩擦力对两子弹做的功一定相等

C. 子弹与木块组成的系统动量守恒 D. 子弹与木块组成的系统机械能守恒

【答案】AC

【解析】

【详解】A．木块在光滑的水平面上始终保持静止，由动量定理可知两子弹对木块的摩擦力的冲量大小相等，方向相反；由牛顿第三定律可知子弹对木块的摩擦力与木块对子弹的摩擦力大小相等，所以摩擦力对两子弹的冲量大小一定相等，故A正确；

BC．以子弹A、B和木块组成的系统为研究对象，系统的合外力为零，则系统的动量守恒，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得

得

对子弹由动能定理得

由，可知

摩擦力对两子弹做的功

由于两子弹的质量不一定相等，故摩擦力对两子弹做的功不一定相等，故B错误，C正确；

D．子弹与木块间因有摩擦力产生热，所以子弹与木块组成的系统机械能不守恒，故D错误。

故选AC。

2. 一根长度为L质量为m的粗细可忽略的导体棒A静止在一个足够长的光滑绝缘半圆柱体顶端，导体棒中通有垂直纸面向外大小为I的电流，其截面如图，现让导体棒由静止滑下，一段时间后从某一位置P离开半圆柱体。若在圆心O处加一根垂直于截面通电情况与A相同的导体棒B（图中未画出），其它条件不变，则关于导体棒A离开半圆柱体的位置说法中正确的是（　　）

A. 可能在P的左上方

B. 可能仍在P处

C. 一定在P、Q之间某处

D. 可能在Q处

【答案】D

【解析】

【详解】假设截面半圆半径为R，体的位置距离OQ的高度为h，此时径向与竖直方向的夹角为，下滑过程中由动能定理可得

由右手定则可得O处通电导线在半圆弧处产生的磁场沿圆弧从Q指向A，由左手定则可知导线A受到的安培力始终沿径向指向O，假设磁感应强度为B。则恰离开时有

，

解得

当

可得

所以会在P点下方某位置离开，包括可以从Q点离开。

故选D。

3. 中国空间站于2022年全面建成并转入应用与发展新阶段，计划于2023年5月发射天舟六号货运飞船。飞船将对接“天和”核心舱，对接完成后，可认为空间站贴近地球表面运行。已知地球的半径为，地球同步卫星离地面的高度约为，地面的重力加速度为，下列说法正确的是（　　）

A. 空间站的速度大于

B. 空间站的周期约为

C. 地球的自转周期约为

D. 空间站与地球同步卫星的线速度之比约为

【答案】B

【解析】

【详解】AB．可认为空间站贴近地球表面运行，根据万有引力提供向心力可得

又

解得空间站的速度为

空间站的周期为

故A错误，B正确；

C．地球同步卫星的周期等于地球的自转周期，则有

解得地球的自转周期为

故C错误；

D．根据万有引力提供向心力可得

解得

可得空间站与地球同步卫星的线速度之比为

故D错误。

故选B。

4. 如图所示，均匀带负电圆环半径为R，带电量为q，O点为环圆心，a、b分别位于圆环轴线上O点的两侧，a、b到O点的距离分别为，。关于a、b、O三点的场强E和电势大小的关系，下列说法正确的是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．环上对称的两电荷在轴线上产生的合场强方向沿轴线方向，O点右侧向左，O点左侧向右。由对称性可知在环的右存在点与a点的电势相等，且，所以有

故AB错误；

CD．环上对称的两电荷在O点产生的合场为零。环上对称的两电荷在距离O点为x处的电场强度为

所以环上对称的两电荷在a、b两点产生的电场强度分别为

，

可知带电圆环在a、b两点产生电场强度为

所以

故C正确，D错误。

故选C。

5. 如图所示，M为水平放置的橡胶圆环，环上均匀分布着负电荷。在M正上方用三根丝线悬挂一个闭合的铝环N，铝环也处于水平面中，两环中心在同-竖直线O1O2上。现让M由静止开始绕O1O2逆时针（俯视）加速转动，铝环N仍静止。下列说法正确的有（    ）

A. 铝环N中产生逆时针（俯视）的电流 B. 铝环N中产生顺时针（俯视）的电流

C. 铝环N有扩张的趋势 D. 悬挂铝环N的丝线张力变小

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．带负电荷的M逆时针加速转动，则等效形成顺时针的电流，根据右手螺旋定则可知，铝环N中的磁感应强度方向向下，且磁感应强度不断增强，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则可以判定铝环N中的感应电流为逆时针（俯视）的电流，A正确，B错误；

CD．铝环N中的磁感应强度不断增强，磁通量增大，根据楞次定律的规律可知，铝环的机械效果“阻碍”原磁通的变化，铝环有收缩和向上运动的趋势，C错误，D正确；

故选AD。

6. 探究光电效应规律的实验装置图如图甲所示，在实验中测得截止电压与人射光频率ν之间的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　）

A. 光电子的最大初动能与入射光频率成正比

B. 电源的左端为正极

C. 该金属极限频率为ν2

D. 普朗克常量为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据光电效应方程

可知，光电子的最大初动能与入射光频率为线性关系，并不成正比，故A错误；

B．测量截止电压时电子受到的电场力方向与电子初始运动方向相反，则电源左端为正极，故B正确；

C．根据图像可知，该金属极限频率为ν1，故C错误；

D．根据光电效应方程结合动能定理有

变形可得

即图像的斜率

则

故D正确。

故选BD。

7. 如图所示，轻绳的两端固定在水平天花板上，轻绳系在轻绳的某处，光滑轻滑轮悬挂一质量的物体，并跨在轻绳上。初始时用竖直向下的力拉，使点处于如图所示的位置，此时与水可的夹角为，与水平方向的夹角为。在保证点位置不变的情况下，现使轻绳以点为圆心顺时针缓慢转过的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 力的大小先减小后增大

B. 轻绳的拉力大小先减小后增大

C. 当力竖直向下时，力的大小为

D. 当力竖直向下时，轻绳的拉力大小为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．对O点进行受力分析

根据F顺时针旋转的过程，T的方向不变，F1大小方向均不变，根据矢量三角形法可知F先减小，后增大，当F与F1垂直时具有最小值，T在一直减小，A正确，B错误；

D．根据同一根绳子拉力处处相等可知

O点位置不变，则点位置也不变，对进行受力分析，根据共点力平衡得

得

是大小不变的恒力，D错误；

C．当F向下时，F1=mg不变，T和竖直方向的夹角为30° ，和竖直方向的夹角为60°

则

C正确；

故选AC。

8. 如图所示，直角坐标系在水平面内，z轴竖直向上，坐标原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、带电量为的小球A，绕z轴做匀速圆周运动。小球A的速度大小为，小球与坐标原点的距离为r，O点和小球A的连线与z轴的夹角。重力加速度g、m、q、r均已知，。则下列说法正确的是（　　）

A. 从上往下看，小球A沿逆时针方向转动

B. O处的点电荷在A运动的圆周上各处产生的电势和场强都相同

C. 小球A与点电荷之间的库仑力大小为

D. 时，所需磁场的磁感应强度B最小

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．空间中存在竖直向下的匀强磁场B，小球的向心力由库仑力在运动轨迹半径方向的分力和洛伦兹力提供，根据左手定则可知，从上往下看小球只能沿逆时针方向做匀速圆周运动，故A正确；

B． O处的点电荷在A运动的圆周上各处产生的电势都相同，场强大小相等，方向不同，故B错误；

C．对小球A受力分析如图所示，洛伦兹力F2沿水平方向，库仑力F1沿着O→B方向

在竖直方向，根据平衡条件得

解得

所以小球A与点电荷之间的库仑力大小为，故C正确；

D．水平方向根据牛顿第二定律得

其中

解得

当

即

时，B取值最小值，故D正确。

故选ACD。

第Ⅱ卷

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题~第40题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（共129分）

9. 某同学按图（a）所示电路图，把满偏电流为10mA、内阻为20Ω的表头G改装为双量程电压表，并进行校准。

（1）该改装表有5V挡和15V挡两个挡位，则定值电阻=___________Ω，___________Ω

（2）用量程为15V的标准电压表对改装表15V挡进行校准，若表头G的指针位置如图（b）所示，则此时改装表的电压示数为___________V。

【答案】    ①. 480    ②. 1000    ③. 11.4

【解析】

【详解】（1）[1][2]接1时为5V挡，则

解得

接2时为15V挡，则

解得

（2）[3]改装表的电压示数为

10. 某同学“探究合外力做功与动能变化的关系”的实验装置如图（a）所示，光电门A、B相距L固定于木板上，小车（含宽度为d的遮光条）质量为M，每个钩码的质量均为m，当地重力加速度大小为g。

实验关键步骤如下：

①按图（a）安装好仪器，调节滑轮高度，使连接小车的轻绳平行于木板，绕过滑轮，挂上钩码；

②记录钩码个数n，调节斜面倾角，使小车经过光电门A、B的时间相等，实现小车沿斜面匀速运动；

③去掉钩码与轻绳，将小车从光电门A的右侧任意位置静止释放，记下此次小车分别经过两个光电门的时间和；

④增加钩码个数，并重复②③步骤；

⑤记录数据，整理仪器。

（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图（b）所示，则d＝___________mm；小车经过光电门B时，小车速度大小的表达式为＝___________（用题中相关字母表示）。

（2）若某次实验使用了n个钩码，则去掉钩码与轻绳后，小车下滑中所受的合外力大小为＝___________（用题中相关字母表示）。

（3）该实验_______（填“需要”或“不需要”）；斜面摩擦力对实验系统误差_____（填“有”或“无”）影响。

（4） 多次实验获得多组数据后，为了直观简洁地分析问题，该同学以钩码个数n为横坐标，做出的图线如图（c）所示，分析可知图线的斜率k＝___________（用M、m、L、d、g表示）。

【答案】    ①. 0.730    ②.     ③. nmg    ④. 不需要    ⑤. 无    ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器需要估读，分度值为0.01mm，需要估读到分度值的下一位，故

[2]小车经过光电门的时间很短，可认为平均速度等于瞬时速度，故

（2）[3]挂钩码时小车匀速运动，撤去钩码后，小车所受合外力大小等于撤去钩码的重力大小，故小车所受合外力大小为

（3）[4] [5]本实验利用平衡法得到小车所受合外力，故不需要，斜面对小车的摩擦力对小车也无影响。

（4）[6]本实验探究的关系式为

即

故斜率

11. 阳光明媚的中午，小明同学把一块长木板放在院子里，调整倾斜角度，使阳光刚好和木板垂直。在斜面顶端固定一个弹射装置，把一个质量为的小球水平弹射出来做平抛运动。调整初速度大小，使小球刚好落在木板底端。然后使用手机连续拍照功能，拍出多张照片记录小球运动过程。通过分析照片，小明得出：小球的飞行时间为；小球与其影子距离最大时，影子距木板顶端和底端的距离之比约为，如图所示。取。

（1）求飞行过程中，重力对小球做的功；

（2）木板长度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动位移时间公式，可得

可知飞行过程中，重力对小球做的功为

（2）如图所示建立直角坐标系

由题意可知

则有

可得

又

方向速度减为零需要的时间为

根据对称性可知

联立可得

可得

可得

则木板的长度为

12. 如图所示，一个固定的绝缘斜面，倾角，斜面顶端固定一绝缘的垂直挡板，斜面上点之下是光滑的，点之上是粗糙的，动摩擦因数。现将一质量为、带电量为的物体（可看成质点）从点由静止释放，经过一段时间，下滑了到达点时加上一个平行斜面向上的匀强电场，又经过相同的时间恰好回到了点，之后继续向上滑动并与挡板发生碰撞，设碰撞中没有能量损失，所带的电量不发生变化。之间的距离求：（取）

（1）所加电场的场强大小。

（2）物体第一次回到点时的动能。

（3）从物体第一次回到点开始直到最后停下来的过程中所经过的路程。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）在从到的过程中，经历时间为，则

加电场后，第一次回到的相等时间内，做加速度天小为的匀变速运动

由以上可得

又由

得

（2）对从出发到第一次回到全过程，由动能定理

得

（3）由上可知将继续下滑，再由动能定理

得

因，所以再一次滑动到顶端与板碰后再将返回时恰好能到达点，不会再滑到点之下，且以后一直在之间往返，最后停在挡板处，这一过程的路程为，则

得

总路程

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2题生物题中每科任选一题做答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

[物理——选修3-3]

13. 封闭在汽缸内的一定质量的理想气体由状态A到状态D，其压强p与体积V的关系如图所示，其中状态B到状态C为等温变化，由状态A到状态B的过程，气体___________（填“吸收”或“放出”）热量；气体在状态D时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比状态A___________（填“多”或“少”）。

【答案】    ①. 吸收    ②. 少

【解析】

【详解】[1]由状态A到状态B的过程，气体的体积不变，根据理想气体状态方程，气体的温度升高，内能增大，由于气体的体积不变，气体不对外做功，外界也不对气体做功，根据热力学等于第一定律，气体吸收热量；

[2]根据理想气体状态方程得

根据图像得

解得

气体在状态D时与气体在状态A时的温度相同，气体分子的平均动能相同，平均速率相同；根据图像，气体在状态D时比气体在状态A时的体积大，压强小，所以气体在状态D时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比状态A少。

14. 如图所示，内壁光滑的圆筒固定在水平地面上，用横截面积的活塞A、B封闭一定质量的理想气体，其中活塞B与一端固定在竖直墙上、劲度系数k＝1000N/m的轻质弹簧相连，平衡时两活塞相距。已知外界大气压强，圆筒内气体温度为。

（1）若将两活塞锁定，然后将圆筒内气体温度升到，求此时圆筒内封闭气体的压强；

（2）若保持圆筒内气体温度不变，然后对A施加一水平推力F＝500N，使其缓慢向左移动一段距离后再次平衡，求此过程中封闭气体的压强及活塞A移动的距离。（假设活塞B左端的圆筒足够长，弹簧始终在弹性限度内）

【答案】（1）1.67×105Pa；（2），0.7m

【解析】

【详解】（1）设此时气体压强为p，由查理定律可得

初态压强为p0，温度为

T0=（273+t0）K=300K

末态压强为p，温度为

T=（273+t）K=500K

代入数据可得

p=1.67×105Pa

（2）设再次平衡时封闭气体压强为p′，活塞A、B向左移动的距离分别为x、x′，由于气体温度始终不变，由玻意耳定律可得

由平衡条件可知，对活塞A有

对活塞B有

联立解得

x=0.7m

[物理——选修3-4]

15. 下列说法正确的是（　　）

A. 简谐运动的质点经过平衡位置时所受合外力不一定为0

B. 当驱动力的频率越接近物体的固有频率时，物体受迫振动的振幅越大

C. 只有超声波才能发生多普勒效应

D. 光导纤维的内芯的折射率大于外套的折射率

E. 利用激光测量地球到月亮的距离，准确度可以达到厘米级别，说明激光具有高度的相干性的特点

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．做简谐运动的物体经过平衡位置时的回复力一定为0，但所受合外力不一定为零，如振幅很小得单摆运动得最低点受到的合外力就不等于0，故A正确；

B．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体发生共振，振幅最大。故物体在做受迫振动时，当驱动力的频率越接近物体的固有频率，受迫振动振幅越大，故B正确；

C．多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，故C错误；

D．光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率，故D正确；

E．利用激光测量地球到月亮的距离，准确度可以达到厘米级别，说明激光具有高度的平行性的特点，故E错误。

故选ABD。

16. 入射光线与射出光线之间的夹角γ称为偏向角。如图所示，一条光线以45°的入射角射入空气中的球状透明液珠，在液珠内表面反射后又穿出液珠。已知透明液珠的半径，偏向角，光速。试求：

（1）透明液珠的折射率n；

（2）光在透明液珠内传播的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）如图所示，，由几何关系得

所以

（2）光在透明液珠内传播的速度

光在透明液珠内传播的距离

光在透明液珠内传播的时间

带入数据可得