2023-2024学年江苏省百校高三（第三次）模拟物理试卷+答案解析

2023-2024学年江苏省百校高三（第三次）模拟物理试卷

一、单选题：本大题共10小题，共40分。

1.碳14是高层大气中的碳12原子核在太阳射来的高能粒子流作用下产生的，碳14容易发生衰变放出能量,

其衰变方程为Jr\,则（）

A.X是“粒子

B.X是由质子转变成中子时产生的

C.高能粒子流的能量主要来自太阳内部的重核裂变

D.IV的比结合能比「•的大

2.工作和生活中常用空调调节室内空气的温度，下列说法正确的是（）

A.空调制热使得室内温度上升，则室内速率小的空气分子比例减小

B.空调风速越大，室内空气的分子动能也越大

C.空调过滤器能够吸附”1以3颗粒，此颗粒的运动是分子热运动

D.空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性

3.如图甲所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，频率相同的°、6两束光分别照射1、2两

种材料，产生光电子的最大初动能分别为h、I：,,直流电源的正负极可以调节，光电流/随电压。变化

关系如图乙所不，贝！1（）

A.a光子的能量比b光子的大B.a光的光照强度比b光的小

C.光电子的最大初动能//D.材料1的截止频率比材料2的小

4.街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图。输出电压通过输电线输送给用户，输电线总电阻为"…

变阻器R代表用户用电器的总电阻。若变压器视为理想变压器，且输入电压保持不变，理想电流表的示数

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为/,理想电压表的示数为U,当滑片下移I相当于用户的用电器增加|时（）

B,。减小

C.用,消耗的功率减小D.变压器输入功率减小

5.如图所示，某卫星绕地球做椭圆轨道运动，轨道的半长轴为0,卫星运行周期为T,在近地点/处的速度

为丫、与地球中心距离为6,卫星质量为〃?，地球质量为引力常量为（，则（）

A.卫星经过/点时的速度最小B.卫星从/到C的过程中机械能保持不变

C.与地球和卫星的质量都有关D.卫星在N处满足关系

brb

6.两个振幅不等的相干波源$、$产生的波在同一种均匀介质中传播，形成如图所示稳定图样。图中实线

表示波峰，虚线表示波谷，C点是泅连线的中点.下列说法正确的是（）

C.经过半个周期，4处质点将传播至。点位置D.某时刻质点a、6的位移大小可能均为零

7.如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态6、c和d后再回到状态°,则（）

P

d

A.a到6过程，气体内能增大B.6到c过程，气体对外界做功

C.c到d过程，气体吸收热量D.经过一次循环过程，外界对气体做功

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8.某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示.一带电粒子在坐标原点。处静止释放，仅在电场力作用下

沿x轴正方向运动过程，下列说法正确的是（）

A.粒子可能带负电B.粒子在J处电势能最小

C.粒子能够运动到，处D.粒子受到的电场力先增大后减小

9.磁流体发电机原理如图所示，等离子体高速喷射到加有强磁场的管道内，正、负离子在洛伦兹力作用下

分别向/、3两金属板偏转，形成直流电源对外供电。贝1（）

A.仅增大负载的阻值，发电机的电动势增大

B.仅增大两板间的距离，发电机的电动势增大

C.仅增强磁感应强度，发电机两端的电压减小

D.仅增大磁流体的喷射速度，发电机两端的电压减小

10.如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与拖车相连，另一端与河中的小船连接，定滑轮与拖车之间

的连绳保持水平，小船与拖车的运动在同一竖直平面内，拖车沿平直路面水平向右运动带动小船，使小船

以速度v沿水面向右匀速运动，若船在水面上运动受到的阻力保持不变。则在上述运动过程中（）

A.当拉船的轻绳与水平面的夹角为，，时，拖车运动的速度为「si””

B.小船受到绳的拉力不断减小

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C.小船受到绳的拉力的功率不断增大

D.拖车的动能不断减小

二、实验题：本大题共1小题，共9分。

11.如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系、验证机械能守恒定律的实验装置.他在气垫导轨上安装了

一个光电门滑块上固定一遮光条，测量在/处的遮光条到光电门8的距离x,滑块用细线绕过气垫导轨

左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码。开动气泵，调节气垫导轨，每次滑块都从4处由静

止释放。

光电门

甲

U该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度力如图乙所示，则〃mm。

?!?(cm)

IIIIIII1,1,1,1,1,1,1,11,1,1III,II

|llll|llIl|llll|llll|

05101520

乙

I，开动气泵后，将滑块从N处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门8的时间3则滑块的加

速度大小是i各物理量均用字母表示Io

■探究加速度与力的关系，下列不必攀的一项实验要求是。I请填写选项前对应字母)

4应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

8.应使N位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节水平

。应使细线与气垫导轨平行

门1改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数尸和遮光条通过光电门的时间t,分别求出滑块对应的加速

度通过描点作出“/图像，研究滑块的加速度。与力尸的关系，所作图线的特点是。

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内在如图甲所示的装置中撤去力传感器，将钩码直接与定滑轮下的细线相连，开动气泵后，仍将滑块从/

处由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门3的时间已知钩码质量为加、滑块和遮光条的总

质量为重力加速度为g,则验证优与M组成的系统机械能守恒定律的表达式为。

三、计算题：本大题共4小题，共40分。

12.如图所示，等腰三棱镜48D,顶角112>1,5D的长度为12c7M,一束光从某点尸垂直于边界射

入三棱镜，恰好在2D边界上发生全反射，再直接经过4D边界射出三棱镜。已知真空中的光速

■/IH-bi'll'-,不考虑光在边界的反射.求：

⑴三棱镜折射率”；

从ND边界射出的光在三棱镜中的传播速度v和时间r.

13.如图所示，虚线的右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度为反电阻为R、质量为

m、边长为工的正方形单匝金属线框a6cd放在光滑绝缘的水平面上，成边在磁场外侧紧靠虚线边界，

线框以初速度小垂直于边界向左离开磁场。求：

li初始时刻，线框中感应电流大小/和方向；

3线框穿出磁场的过程中，通过线框截面的电荷量

M

N

14.一质量一，口的物体尸静止于足够大的光滑水平面上，其截面如图所示，图中仍为粗糙的水平面,

长度/.：1..HN,曲为一光滑斜面，斜面和水平面通过与成和比均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接，现

有一质量”，的小物块以大小，，一的水平初速度从。点向左运动，在斜面上上升的最大高度

h(l.3lhn,取“—lltn/<,求：

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I,物块沿斜面上升到最高点时与物体产共同运动的速度大小「；

物块从。点向左运动到最高点的过程中物体、物块系统减小的机械能白/和物块在成段受到的摩擦力

大小力

,I物块第二次经过6点时，物体尸的速度大小''?=

15.如图所示，两个范围足够大的匀强磁场区域I、n边界相互平行，相距为力磁感应强度大小分别为和

2、方向垂直纸面向里。y轴沿区域I的边界，在两边界之间有垂直于边界沿x轴负方向的匀强电场。一质量

为加、电荷量为，/的粒子以速度从坐标原点。沿x轴负方向射入区域I磁场，粒子重力不计。

“I若两边界之间的匀强电场场强大小为匕，求粒子第一次离开区域I磁场前的运动时间f和第一次到达区

域II磁场时的速度大小〃；

12）若粒子第一次经过区域n磁场后恰好能回到原点o,求两边界间电势差；

；若带电粒子能向右到达y轴上的u卜’点，P点的坐标为，则两边界间的电场强度£应满足什么

条件？

XXXXXX

XlxXX

XXXXXX

--------

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXXX

h—d

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答案和解析

1.【答案】D

【解析】4根据质量数守恒与电荷数守恒可得X的质量数为.1!11.M,电荷数为/1.71,

可知X为‘，，故/错误；

区由衰变方程可知，发生，衰变，X是由中子转变成质子时产生的，故2错误；

C太阳辐射的能量主要来自太阳内部的氢核聚变，故C错误；

D发生)衰变，:\的比结合能比，卜的大，故。正确。

故选。。

2.【答案】A

【解析】4空调制热使得室内温度上升，空气分子的平均动能增加，则室内速率小的空气分子比例减小，故

A正确；

3室内空气的分子动能与温度相关，所以空调风速大小，与其动能大小无关，故2错误；

C空调过滤器能够吸附颗粒，此颗粒做的是布朗运动，不是分子热运动，故C错误；

D空调制热和制冷过程，引起了其他变化，不违背热力学第二定律，故。错误。

故选/。

3.【答案】C

【解析】4。、6两束光的频率相同，则。、6两束光子的能量相同，选项N错误；

区因。光的饱和光电流较大，可知。光的光照强度较大，选项2错误；

厂"根据「，二''■,,HA,因6光的遏止电压较大，可知光电子的最大初动能/,厂…，材料

1的逸出功较大，即材料1的截止频率比材料2的大，选项C正确，。错误。

故选C。

4.【答案】B

【解析】【分析】

根据理想变压器的原副线圈的电压之比等于匝数之比，得出副线圈的输出电压不变，再根据八得

出副线圈的输出电流的变化，再结合电流之比等于匝数的反比得出原线圈的输入电流的比值。

本题是理想变压器的基本比例式的考查，注意决定关系的使用。

【解答】

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/.当滑片下移时，变压器输出电路的总电阻减小，根据/，八、，可知副线圈电流增大，由m-上易知

理想电流表的示数增大，故N错误；

2.根据厂=.易知理想电压表的示数减小，故2正确；

C.根据八可知用,消耗的功率增大，故C错误；

D变压器输入功率为广一-易知随着变压器输入电流的增大其输入功率增大，故D错误。

故选Bo

5.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查开普勒第二定律和第三定律。

【解答】

4根据开普勒第二定律可知，近地点/点速度最大，/错误；

8卫星运行过程只有万有引力做功，机械能守恒，8正确；

只与中心天体即地球质量有关，C错误；

/-

D卫星在/处做离心运动，万有引力提供的向心力小于卫星在/处需要的向心力。错误。

UTb

故选瓦

6.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查波的叠加，要知道波峰与波峰相遇点、波谷与波谷相遇点均为振动加强点，波峰与波谷相遇点为

振动减弱点。

两列相干波叠加时，振动加强点的振幅变大，振幅变为」-1,振动减弱点的振幅变为1「，并不

是说振动加强点位移一直最大，振动减弱点位移一直最小，只是振幅的大小发生了变化而已。

【解答】N、。点是波峰与波谷相遇点，为振动减弱点，6点是波峰与波峰相遇点，为振动加强点，故/错

误；

8、4点是波峰与波谷相遇点，为振动减弱点，c点是"连线中点，也是振动减弱点，则振幅大小为两列波

振幅之差，因为两列波振幅不相等，所以c点的振幅不为零，c点虽然是减弱点，但时刻在做简谐振动，只

是振幅减小了而已，不可能一直处于平衡位置，故5错误；

C、波传播过程中，参与振动的质点不会随波迁移，只会在平衡位置附近上下振动，故C错误；

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D、经过；/后，a、b质点均会到达平衡位置，位移均为零，故。正确。

故选Do

7.【答案】C

【解析】4a到6过程，为等容变化，气体对外界不做功，由''：”，可得7/,则气体内能减少，故

Phh

A不符合题意；

Ab到c过程，体积减小，外界对气体做功，故5不符合题意；

Cc到d过程，为等容变化，气体对外界不做功，由“',可得7,工，则气体内能增加，吸收热量，

PdTrf

故C符合题意；

D由II川可知，经过一次循环过程，气体对外界做功，故。不符合题意。

故选Co

8.【答案】B

【解析】」6由图可知，X轴从坐标原点到「处电势逐渐降低，从'!处到二处电势逐渐升高；带电粒

子从坐标原点。处由静止释放，仅在电场力作用下运动到'处时，电场力做正功，电势能减小；从，「处

之后电场力做负功电势能增大，故在处电势能最小；由于从坐标原点。处到「处时，电势降低，所以

该粒子沿着电场线的方向运动，故该粒子带正电，故/错误，2正确；

C由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为0,故不能到达、处,

故C错误；

。由图可知，图像的斜率大小等于电场强度的大小可知，粒子受到的电场力先减小后增大，故。错误。

故选瓦

9.【答案】B

【解析】【分析】

根据洛伦兹力表达式，结合最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下平衡，即可求出两端间的电势差与什么因

素有关，再依据电源输出功率表达式，及电源总功率表达式，即可求解。

解决本题的关键掌握电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡下，导出电源电动势的表达式，并掌握电源

的输出功率与电源的总功率的区别。

【解答】

磁流体发电机中，电荷最终所受电场力与洛伦兹力平衡，设两金属板间的电压为E,即发动机的电动

势，有,；J，解得£_

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可知仅增大负载的阻值，发电机的电动势不会改变，仅增大两板间的距离，发电机的电动势增大。仅增强

磁感应强度，发电机的电动势增大。仅增大磁流体的喷射速度，发电机的电动势增大，故/错误，2正确;

根据闭合电路欧姆定律，有1/:-,11-

R+r

易知仅增强磁感应强度，发电机两端的电压增大。仅增大磁流体的喷射速度，发电机两端的电压增大，故

CD错误。

故选Bo

10.【答案】D

【解析】」/),船的速度沿绳方向的分数与拖车速度相等，拖车运动的速度为「“增大时，拖车

速度减小，拖车动能减小，/错误，。正确；

8由平衡条件，/，，、〃，可知，〃增大时，绳拉力增大，8错误；

C小船做匀速运动，受到绳的拉力的功率等于克服阻力做功的功率，保持不变，C错误。

故选。。

11.【答案】1215；1‘卜；3：.|；U通过坐标原点的一条倾斜直线；

2rt22"

【解析】【分析】

I1।游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读；

:，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度.根据运动学公式解答；

：.L根据实验原理分析操作注意事项；

八根据实验原理可明确图象特点；

1，分析系统重力势能的减小量和系统动能增加量，然后列式分析解答。

本题考查探究加速度与力的关系以及验证机械能守恒定律的实验，要注意明确实验原理，注意本实验中不

再是以钩码的重力来表示拉力，而是用传感器来得出拉力，故不需要再让钩码的质量远小于小车的质量。

【解答】

III游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为〃..('।I?I'I".in1'IIHIIIo

。滑块从/处由静止释放，做匀加速直线运动，有又联立，解得“=”二。

t

:JLl.拉力直接通过传感器测量，与滑块质量和钩码质量大小没有关系，故/错误，与题意相符；

2./位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故2正确，与题意不符；

气垫导轨调节水平，细线与气垫导轨平行，才使拉力等于合力，故CD正确，与题意不符。

本题选错误的故选/。

第10页，共13页

山当滑块的质量不变时，其加速度。与力尸成正比关系，其图线为通过坐标原点的一条倾斜直线。

㈣■据机械能守恒定律，可得仙+m)£=”，又八。联立解得更密="。

12.【答案】门I垂直于边界入射的光沿直线传播到8。边界的入射角加，由题意可知

代入数据解得

2।根据1

n

代入数据解得「=1*•W'”，、

光传播的光路如图，则光在棱镜中传播距离、、…•-Ih.lH

传播时间，［

代入数据解得，-“I.

【解析】一束光从某点尸垂直于N3边界射入三棱镜，恰好在加边界上发生全反射，则光线在此面的入

射角为全反射的临界角求得折射率，结合几何关系进行求解。

13.【答案】1此时线框的动生电动势*=〃/，，

由欧姆定律可得/'

RR

由右手定则可知感应电流方向为逆时针方向。

［由法拉第电磁感应定律/：=

由欧姆定律有/1

根据电流定义式有,/-/•3，

解得,/=〃『。

1R

【解析】III初始时刻，cd边切割磁感线，产生感应电动势，根据欧姆定律可求得电流。

121结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律以及电流的定义进行求解。

第H页，共13页

14.【答案】Hi以的方向为正方向，由动量守恒定律得…1

代入数据解得r上“小、；

〕由能量守恒定律有▲/「=：，，，「,'-)，，，IVi，J-“切〃

代入数据解得AS.7.2