2023年高考第三次模拟考试卷-物理（湖北A卷）（全解全析）

2023年高考物理第三次模拟考试卷

物理·全解全析

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写

在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．全球新冠肺炎疫情持续至今，医院需要用到血流量计检查患者身体情况。某种电磁血流量计的原理可以简化为如图所示模型。血液内含有少量正、负离子，从直径为d的血管右侧流入，左侧流出，空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，M、N两点之间的电压稳定时测量值为U，流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。下列说法正确的是（　　）

A．血液中负离子多时，M点的电势高于N点的电势

B．血液中正离子多时，M点的电势高于N点的电势

C．电压稳定时，正、负离子不再受洛伦兹力

D．血液流量

【答案】  D

【解析】AB．由左手定则可知，水平向左入射的正离子受竖直向下的洛伦兹力，负离子受竖直向上的洛伦兹力，则正电荷聚集在N一侧，负电荷聚集在M一侧，则N点电势高于M点电势，故AB错误；

CD．电压稳定后，离子所受的洛伦兹力等于电场力，即

可得流速为

则流量Q为

故C错误，D正确。

故选D。

2．一束复色光由空气射入玻璃，在界面发生折射，分为a、b两束单色光，折射光路图如图所示，现比较a、b两束单色光，下列说法正确的是（   ）

A．玻璃对a光的折射率更大

B．b光在玻璃中传播速度更大

C．两束光从玻璃射向空气时，b光更容易发生全反射

D．若a光照射某金属表面，恰能发生光电效应，则b光照射此金属，一定不能发生光电效应

【答案】  C

【解析】A．a光与b光的入射角相同，a光折射角大于b光折射角，根据

可知

即，玻璃对b光的折射率更大，故A错误；

B．根据

可知

即，a光在玻璃中的传播速度更大，故B错误；

C．根据

可知

即a光临界角大于b光临界角，两束光从玻璃射向空气时，b光更容易发生全反射，故C正确；

D．折射率越大，光的频率越高，则

当入射光的频率大于金属的极限频率时，金属表面有电子逸出。a光照射某金属表面，恰能发生光电效应，则b光照射此金属，一定能发生光电效应，故D错误。

故选C。

3．歼—20是我国自主研制的新一代隐身战斗机，具有隐身好、机动性强、战斗力强等特点。在某次模拟演习中，歼—20以100m/s的速度巡航时发现前方10.5km处有一敌机正以240m/s的匀速逃跑。歼—20立即以70m/s2的加速度进行追赶，在追赶的过程中最大速度为800m/s。则下面说法正确的是（   ）

A．歼—20追上敌机的最短时间为28s

B．歼—20追上敌机的最短时间为25s

C．在追击的过程中，歼—20与敌机的最大距离为10800m

D．在追击的过程中，歼—20与敌机的最大距离为10600m

【答案】  B

【解析】CD．当歼—20与敌机速度相同时，歼—20与敌机间的距离最大，则有

v = v0＋at1

解得

t1 = 2s

则二者之间的最大位移为

代入数据解得

x = 10640m

CD错误；

AB．设歼—20在达到最大速度所用的时间为t2，则有

vmax = v0＋at2

解得

t2 = 10s

此过程中歼—20和敌机的位移分别为

x敌1 = vt2

解得

x歼1 = 4500m，x敌1 = 2400m

则此时二者之间的距离为

x1 = x敌1＋x－敌1 = 8400m

说明歼—20在达到最大速度前还没有追上敌机，故歼—20在达到最大速度前，以最大加速度全力追赶，达到最大速度后以最大速度全力追赶，则歼—20追上敌机的时间最短，则有

x1 = vmaxt3－vt3

解得

t3 = 15s

歼—20追上敌机的最短时间为

t总 = t2＋t3 = 25s

A错误、B正确。

故选B。

4．如图所示匀强电场的区域内，在点处放置一点电荷，、、、、、为以点为球心、半径为的球面上的点，、、、、点共面且与电场平行，、、、、点共面且与电场垂直，则下列说法中正确的是（　　）

A．、、、、、各点的电场强度均相同

B．、两点的电场强度大小不相等，电势相等

C．、两点的电场强度大小不相等，电势相等

D．、两点的电场强度大小相等，电势相等

【答案】  D

【解析】匀强电场的场强大小恒为，方向水平向右，点电荷在球面上产生的场强大小为

方向沿径向向外，但各点的合场强满足平行四边形法则合成，则有

沿着电场线电势逐渐降低，则匀强电场的各点电势关系为

正的点电荷周围的电势决定式为

匀强电场的电势和点电荷的电势合成满足代数加减，有

A．、、、、、六个点的合场强大小不全相等，而合场强的方向也不全相同，故A错误；

B．、两点的电场强度合成后，匀强电场的电势和点电荷的电势合成满足代数合成有，故B错误；

C．、两点的电场强度合成后大小相等，电势叠加后相等，故C错误；

D．、两点的合电场强度大小相等，电势叠加后相等，故D正确；

故选D。

5．2022年7月25日，问天实验舱成功与天和核心舱交会对接。问天实验舱完成转位后，空间站组合体将以“L”字构型在轨飞行，所绕轨道视为圆轨道，距离地面高度为h，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．要实现对接，需使问天实验舱先进入天和轨道，再加速追上天和完成对接

B．完成对接后，空间站在轨运行的速率可能大于7.9km/s

C．空间站的运动周期为

D．在空间站中工作的航天员因为不受地球引力作用，所以处于完全失重状态

【答案】  C

【解析】A．问天实验舱应从低轨道加速，做离心运动才能追上天和核心舱，如果在同一轨道加速追赶会做离心运动，到达更高轨道反而运动速度减小，距离增大不可能追上，A错误；

B．根据

解得

可知轨道半径越大，运动速度越慢，贴近地球表面运动的卫星，运行速度为7.9km/s，因此空间站在轨运行的速率应小于7.9km/s，B错误；

C．根据

而

解得

C正确；

D．在空间站中工作的航天员虽然处于完全失重状态，但仍受地球引力作用，只不过地球对航天员引力全部用来提供航天员做圆周运动的向心力，D错误。

故选C。

6．如图所示为远距离输电的原理图，正弦交流发电机输出电压保持不变，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，且T2的原、副线圈匝数之比为n。若用电设备发生变化，使图中理想电压表V的示数变化了，理想电流表A的示数变化了，且知。则两变压器间输电线的总电阻R等于（　　）

A． B． C．k D．

【答案】  D

【解析】根据理想变压器原副线圈电流关系有

则有

，，

所以

根据远距离送电的电压规律有

，，

则有

联立解得

所以D正确；ABC错误；

故选D。

7．如图甲，一质量为m的物块在时刻，以初速度从粗糙固定斜面底端向上滑行，斜面足够长、倾角为，物块速度随时间变化的图像如图乙所示，时刻物块返回底端，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．物块在的过程中动量变化量的大小为

B．物块在的过程中重力的冲量为

C．物块在的过程中克服摩擦力所做的功为

D．物块返回斜面底端时重力做功的瞬时功率为

【答案】  D

【解析】A．设回到低端时的速度为v，以向上方向为正方向，根据题意可得上滑和下滑的距离相等，即

则动量的变化量为

故A错误；

B．重力的冲量为

故B错误；

C．根据题意可知，过程中动能的变化量用作克服摩擦力做功，即

故C错误；

D．由题意可知，向上的加速度为

下滑时的加速度为

联立解得

物块返回斜面底端时重力做功的瞬时功率为

故D正确。

故选D。

8．一辆家用小轿车在水平面上在静止启动，达到最大速度后做匀速运动。整个过程中，小车的牵引力随时间的变化关系如图所示。小轿车发动机的额定功率，质量，运动过程中所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　）

A． B．小车能获得的最大速度为

C．小车能获得的最大速度为 D．当小车的速度为时，其加速度为

【答案】  AB

【解析】A．在时间段内，牵引力不变，则

在时，达到额定功率，速度继续增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，做匀速运动，则

则加速度为

功率公式为

解得

故A正确；

BC．小车能获得的最大速度为

故B正确，C错误；

D．当小车速度为

时，随着速度的增加，汽车牵引力减小，以恒定功率加速，则当小车的速度为时，则牵引力为

则此时加速度为

故D错误。

故选AB。

9．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴。一导线折成边长为L的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（　　）

A．穿过回路的磁通量为零

B．回路中感应电动势大小为BLv0

C．回路中感应电流的方向为顺时针方向

D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同

【答案】  AD

【解析】A．由于两磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，且回路此时关于OO′对称，因而此时穿过回路的磁通量为零，故A正确；

BC．ab、cd均切割磁感线，相当于两个电源，由右手定则知，回路中感应电流方向为逆时针方向，两电源串联，感应电动势为2BLv0，故BC错误；

D．由左手定则知ab、cd所受安培力方向均向左，故D正确。

10．一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的循环过程，其压强的变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．B→C过程中气体温度不变

B．B状态下单位体积内的气体分子数一定比C状态下的多

C．C→A过程中气体放出热量

D．A状态下的气体分子在单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数一定比C状态下的少

【答案】  AD

【解析】A．根据理想气体状态方程

结合题图，可知从B→C过程中气体温度保持不变，压强增大，体积减小，所以B状态下单位体积内的气体分子数一定比C状态下的少，故A正确，B错误；

C．由题图知C→A过程中气体压强不变，体积增大，气体对外做功（），由理想气体状态方程可知温度升高（），由热力学第一定律

可知，气体吸收热量（），故C错误；

D．C→A过程中气体压强不变，体积增大，温度升高，则气体分子的平均动能增大，由气体压强微观解释可知：在单位时间内撞击器壁上单位面积的平均次数一定比C状态下的少，故D正确。

故选AD。

11．如图所示，一个光滑大圆环竖直固定，其水平直径左端固定有一光滑小圆环，一轻绳跨过小圆环后左端与物块A相连，右端系于大圆环上的P点。将物块A置于静止在粗糙水平面上的粗糙斜面体上，轻绳段与斜面平行，将悬挂有重物B的光滑轻质动滑轮C置于轻绳段上，稳定后，整个系统处于静止状态。现将轻绳右端从P点沿大圆环缓慢移至下方关于直径对称的点，斜面体与物块A始终保持静止状态，则在此过程中（　　）

A．轻绳段与段间的夹角α一定先减小后增大

B．轻绳中的弹力一定先增大后减小

C．物块A与斜面体之间的摩擦力一定先减小后增大

D．斜面体与水平面之间的摩擦力一定先增大后减小

【答案】  BD

【解析】A．设轻绳段长为L，两点间的水平距离为d，由数学关系可得

将轻绳右端从P点沿大圆环缓慢移至点过程中，L不变，d先增大后减小，所以α先增大后减小，A错误；

B．轻绳中的弹力记为，分析轻质动滑轮C处的受力情况，有

由α先增大后减小可知先增大后减小，B正确；

C．分析物块A的受力情况，由于斜面倾角及动摩擦因数未知，A、B的质量大小也未知，无法明确A所受的摩擦力，故在轻绳中的弹力先增大后减小的过程中，的大小变化情况存在多种可能，C错误；

D．设斜面倾角为θ，斜面体与水平面之间的摩擦力为，对物块A和斜面体整体进行受力分析，正交分解后可得

由于θ不变、先增大后减小，所以先增大后减小，D正确。

故选BD。

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12. （7分）（1）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表V2的内阻及电源电动势。已知电压表V1量程为3V，内阻RV1=6000Ω，电压表V2量程也为3V，内阻RV2几千欧（待测），电源电动势约为5V，电源内阻可忽略。按以下步骤进行操作：

①按图甲所示原理图完成电路连接；

②把R1、R2均调至最大阻值；

③闭合开关S，调节R1、R2，使V1、V2均有合适示数，分别为U1、U2，若调至U1、U2满足U2U1的关系，此时电阻箱R2的阻值为1500Ω，则可知电压表的内阻RV2为___________Ω；

④若将R1调至4000Ω并保持不变，调节R2，记录多组对应的U1、U2值，以U1为纵坐标，U2为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为b，则电源的电动势为___________（用已知量和已测得量计算出结果）。该测量结果___________（填“有”或“没有”）系统误差。

（2）用伏安法测电阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。该实验的第一步是：闭合电键S1，将电键S2接2，调节滑动变阻器Rp和Rp′，使电压表读数尽量接近量程，读出此时电压表和电流表的示数U1、I1；接着让两滑动变阻器的滑片保持位置不动，将电键S2接1，读出这时电压表和电流表的示数U2、I2.由以上记录数据计算被测电阻Rx的表达式是Rx =___________。

【答案】       3000          没有    

【解析】（1）③根据并联电路规律可知

U1=U2R2

由题意可知U2U1，R2=1500Ω，解得

RV2=3000Ω

④根据闭合电路欧姆定律可得

E=U1+（）R1

整理得

即

U1﹣U2图像纵轴截距为

电源电动势为

按图甲所示电路进行实验，消除了电压表分流对实验的影响，电压与电流的测量值等于真实值，该实验没有系统误差。

（2）根据实验步骤，由欧姆定律得：

U1=I1（RA+R+R）

U2=I2（RA+R）

解得

R

13. （9分）某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间、，已知当地的重力加速度为g。

（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=___________mm。

（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______（填选项序号）。

A．小球的质量m

B．光电门1和光电门2之间的距离h

C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t

（3）小球通过光电门1时的瞬时速度_______（用题中所给的物理量符号表示）。

（4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率_______，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。

（5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______（用k、表示）。

【答案】       6.200     B              

【解析】（1） 直径

（2） A．根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；

B．计算重力势能的减少量时，需要测量光电门1和光电门2之间的距离h，故B正确；

C．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量小球从光电门1到光电门2下落的时间t，故C错误。

故选B。

（3） 已知经过光电门的时间和小球的直径，由平均速度表示经过光电门时的瞬时速度，故

（4） 小球通过光电门2时的动能为

根据机械能守恒

化简得

则该图线的斜率

（5） 因存在阻力，则有

实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值

14. （9分）如图所示为某种材料做成的透明球体放置在真空中，O为球心，半径为R。距离球心O为0.5R的A点有一点光源，能向各个方向发出某种单色光。从A点发出垂直OA发射的某条光线a经过球面发生三次全反射后能回到A点。透明球体对该色光的折射率n = 2，光在真空中的光速为c，求：

（1）该色光对透明球体的临界角C；

（2）光线a从发出到回到A的时间t。

【答案】  （1）C = 30°；（2）

【解析】（1）根据临界角定义

解得

C = 30°

（2）根据对称性，作出光路如图所示

光在B点的入射角为θ，根据几何关系解得

θ = 30°

光透明球体中的速度

则光线a从发出到回到A的时间

15. （13分）如图甲所示，放在水平地面上的足够长的木板质量，木板左端放一质量的滑块（可视为质点），已知地面和木板间的动摩擦因数；滑块和木板间的动摩擦因数，滑块的正上方有一悬点O，通过长的轻绳吊一质量的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与滑块发生正碰（即两物体在同一直线上碰撞）,且小球与滑块只碰一次，小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示，重力加速度g取。求：

（1）碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小；

（2）小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能；

（3）长木板运动过程中的最大位移。

【答案】  （1）60N；（2）3J；（3）

【解析】（1）设小球摆到最低点时速度大小为，绳对小球的拉力为，由动能定理得

解得小球碰前瞬间的速度

由牛顿第二定律得

解得

（2）设碰后小球、滑块的速度大小分别为和，由图像可得

小球与滑块组成的系统碰撞过程动量守恒，得

且

解得

碰撞过程损失的机械能

代入数据得

（3）设经时间t滑块和木板达到共同速度，此时木板速度最大，由动量定理：对木板

对滑块

联立解得

假设共速后物体与木板共减速至0，则有

共速之前木板的加速度为

假设合理，所以木板最大位移为

16. （18分）如图甲所示，由粗细均匀的金属丝绕制而成的单匝矩形线圈abcd固定在绝缘滑块上，线圈和滑块的总质量为，水平面粗糙，线圈ab边长度为，线圈ad边长度为，金属丝单位长度的电阻为。滑块的右侧有一以EH、EG为界的匀强磁场，磁场足够大。滑块在外力F的作用下以速度v＝0.6m/s水平向右做匀速直线运动。从某时刻开始计时，得到F随时间t变化的图像如图乙所示。已知ab边到磁场下边界EH的距离x＝0.5m，取，求：

（1）滑块与水平面间的动摩擦因数；

（2）线圈进入磁场过程中产生的焦耳热；

（3）从开始计时到线圈ad边刚好进入磁场过程中外力F做的总功。

【答案】  （1）0.5；（2）；（3）17J

【解析】（1）如题图乙所示，设

F1=5N

F2=6N

设滑块与水平面间的动摩擦因数为，在线圈进磁场之前，滑块做匀速运动，由平衡条件可知

解得

（2）设匀强磁场的磁感应强度为B，在线圈刚进入磁场时，切割磁场线产生的感应电动势

回路中的感应电流，方向为cbad

线圈水平方向所受安培力，方向为水平向左

线圈竖直方向所受安培力，方向为竖直向下

因滑块是匀速运动的，由平衡条件可知

刚进入磁场时，竖直方向安培力等于零，解得：

线圈进入磁场过程中产生的焦耳热

所以

（3）在0~1s时间内

所以

线圈进入磁场过程中，线圈中的电流大小不变，设线圈进入磁场长度为s，则

F随线圈进入磁场的长度呈线性变化，当线圈ad边刚好进入磁场时，有