2023年高考第三次模拟考试卷-物理（全国乙B卷）（全解全析）

2023年高考物理第三次模拟考试卷

高三物理（B卷）

（考试时间：90分钟  试卷满分：110分）

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8小题，每小题6分，共48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5~8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，有选错或不答的得0分。

14．某些夜光钟表上的夜光粉含有放射性材料，能发射出某种射线。在暗室中将胶片包在密封的薄黑纸袋中，注意不使胶片曝光。把一枚回形针放在纸袋上面，再压上夜光钟表，放置足够时间后即可得到一张类似X光片的照片。该放射性材料发射出的应是（　　）

A．X光 B．射线 C．射线 D．射线

【答案】C

【详解】A．X光不会由放射性物质单独产生，A错误；

BCD．根据题意该射线具有一定的穿透性，可以穿透纸张但是不能穿透金属的回形针，所以可知为射线，BD错误，C正确。

故选C。

15．跳台滑雪主要分为4个阶段，助滑阶段、起跳阶段、飞行阶段和落地阶段．在飞行阶段，运动员会采取一种身体向前倾，同时滑雪板向前分开呈“V”字型的经典姿势，如图所示．这种姿势能够加大运动员与下方空气接触的面积，并且还可以让身体和雪板与水平方向呈最为理想的夹角，就像飞机起飞一样，从而获得较大的空气托举力．关于运动员在飞行阶段采用“V”字型姿势，下列说法正确的是（    ）

A．可以增加水平方向的飞行速度

B．可以增加竖直方向的加速度

C．可以增加运动员的机械能

D．可以获得更长的飞行时间

【答案】D

【详解】运动员在飞行阶段采用“V”字型姿势是为了增加身体与下方空气的接触面积，从而增加空气对身体的“托举力”，根据牛顿第二定律可知，运动员在竖直方向做加速运动的加速度将减小，从而增加了在空中飞行的时间。

故选D。

16．某工地小型升降电梯的原理图如图所示，轿厢A、对重B跨过轻质定滑轮通过足够长轻质缆绳连接，电机通过轻质缆绳拉动对重，使轿厢由静止开始向上运动，运动过程中A未接触滑轮、B未落地。已知A、B质量分别为、，电机输出功率恒为，不考虑空气阻力与摩擦阻力，重力加速度g取，则当轿厢速度为时，A、B之间轻质缆绳的拉力大小为（    ）

A．5400N B．6000N C．6600N D．7000N

【答案】C

【详解】当轿厢速度为时，电动机的牵引力为

以轿厢A为对象，根据牛顿第二定律可得

以对重B为对象，根据牛顿第二定律可得

联立解得A、B之间轻质缆绳的拉力大小为

故选C。

17．2021年12月9日，中国空间站“天宫课堂”第一课开讲。空间站轨道可简化为高度约400km的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在400km的高空也有非常稀薄的空气，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。下列说法中正确的是（　　）

A．假设不补充能量，空间站将做离心运动

B．假设不补充能量，系统的机械能将减小

C．实际空间站的运行速度大于第一宇宙速度

D．实际空间站的运行速度大于第二宇宙速度

【答案】B

【详解】AB．在400km的高空也有非常稀薄的空气，空间站克服空气阻力做功，系统机械能减小，假设不补充能量，空间站的速度减小，则万有引力大于所需向心力，则空间站做近心运动，故A错误B正确；

CD．任何围绕地球做圆周运动的物体，运行速度都小于第一宇宙速度，故CD错误。

故选B。

18．如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是（　　）

A．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比

B．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比

C．如果高铁机车功率为，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为6.9Ω

D．如果高铁机车功率为，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为7.6Ω

【答案】AC

【详解】AB．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为

若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为，A正确，B错误；

CD．若高铁机车功率为，根据

则电流，牵引变电所至机车间的等效电阻

C正确，D错误。

故选AC。

19．利用物理模型对问题进行分析，是一种重要的科学思维方法。如图甲所示为拔河比赛时一位运动员的示意图，可以认为静止的运动员处于平衡状态。该情形下运动员可简化成如图乙所示的一质量分布均匀的钢管模型。运动员在拔河时身体缓慢向后倾倒，可以认为钢管与地面的夹角逐渐变小，在此期间，脚与水平地面之间没有滑动，绳子的方向始终保持水平。已知当钢管受到同一平面内不平行的三个力而平衡时，三个力的作用线必交于一点。根据上述信息，当钢管与地面的夹角逐渐变小时，下列说法正确的有（　　）

A．地面对钢管支持力的大小不变

B．地面对钢管的摩擦力变大

C．地面对钢管作用力的合力变大

D．地面对钢管作用力的合力大小不变

【答案】ABC

【详解】AB．对钢管受力分析，钢管受重力G、绳子的拉力T、地面对钢管竖直向上的支持力、水平向左的摩擦力，可知

即随着钢管与地面夹角的逐渐变小，地面对钢管支持力的大小不变，地面对钢管的摩擦力变大，故AB正确；

CD．对钢管受力分析，可认为钢管受到重力G、绳子的拉力T和地面对钢管作用力的合力F三个力，钢管平衡，三个力的作用线必交与一点，由此可知F方向沿钢管斜向上，与水平面夹角为α（钢管与水平面的夹角为θ）根据共点力平衡条件可知

当钢管与地面的夹角逐渐变小，同时α也减小，地面对钢管作用力的合力变大，C正确，D错误。

故选ABC。

20．某种质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。离子源和加速电压为U的加速电场位于x轴下方某处，第Ⅱ象限的静电分析器是中心线半径为R的四分之一圆弧通道，通道内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场，虚线为通道的中心线，第I象限内有垂直于纸面的匀强磁场。现有粒子1、2从离子源飘出，经加速电场加速后垂直x轴进入静电分析器，沿中心线做匀速圆周运动后进入磁场，最终打在探测板上，粒子1、2在第I象限内的运动轨迹如图所示，不计粒子重力和粒子间的相互作用。则（　　）

A．磁分析器中粒子1运动的时间大于粒子2运动的时间

B．磁分析器中粒子1运动的速率大于粒子2运动的速率

C．粒子2的比荷大于粒子1的比荷

D．静电分析器中心线处电场强度大小为

【答案】BD

【详解】D．粒子在加速电场中的运动过程，由动能定理可得

解得粒子出加速电场时的速度

在静电分析器中，电场力提供粒子做圆周运动所需的向心力，有

得

D正确；

C．粒子进入磁分析器后，洛伦兹力提供粒子做圆周运动所需的向心力，有

得

将代入得

由题图可知粒子2的轨迹半径大于粒子1的轨迹半径，所以粒子2的比荷小于粒子1的比荷，C错误；

B．因，粒子1的比荷大于粒子2的比荷，所以在磁分析器中粒子1运动的速率大于粒子2运动的速率，B正确；

A．粒子1运动轨迹所对的弧长短，速率大，由可知，在磁分析器中粒子1运动的时间小于粒子2运动的时间，A错误。

故选BD。

21．如图，坐标原点有一粒子源，能向坐标平面一、二象限内发射大量质量为、电量为的正粒子（不计重力），所有粒子速度大小相等。圆心在，半径为的圆形区域内，有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为。磁场右侧有一长度为，平行于轴的光屏，其中心位于。已知初速度沿轴正向的粒子经过磁场后，恰能垂直射在光屏上，则（   ）

A．粒子速度大小为

B．所有粒子均能垂直射在光屏上

C．能射在光屏上的粒子，在磁场中运动时间最长为

D．能射在光屏上的粒子初速度方向与轴夹角满足

【答案】AC

【详解】A．由题意，初速度沿轴正向的粒子经过磁场后，恰能垂直射在光屏上，有

解得

A正确；

B．由于所有粒子的速度大小相等，但方向不同，且离开磁场区域的出射点距离圆心的竖直高度最大值为，并不会垂直打在光屛上，B错误；

C．如图，由几何关系可得，运动时间最长的粒子，对应轨迹的圆心角为

根据周期公式

可得

C正确；

D．粒子初速度方向与轴夹角为 时，若能打在光屛下端，如图

由几何关系可得圆心角

即初速度与轴夹角为

同理，粒子打在光屛上端时（图同B），初速度与轴夹角为

D错误。

故选AC。

二、实验题：本题共2小题，共15分。

22．（6分）某学习小组为了测当地重力加速度，根据手头器材，设计如下实验。一较长铁质窄薄板用细线悬挂。在其下方端附近，固定一小电动机，电动机转轴固定一毛笔。电动机可使毛笔水平匀速转动。调整薄板与毛笔尖端的距离，可使墨汁画到薄板上留下清晰的细线，如图甲所示。启动电动机，待毛笔连续稳定转动后，烧断细线，薄板竖直下落。图乙是实验后，留有清晰墨迹的薄板。取底端某清晰的线记为O，每隔4条细线取一计数线，分别记为A、B、C、D。将毫米刻度尺零刻线对准，依次记录A、B、C、D位置读数为10.58cm、30.92cm、60.96cm、100.6cm，已知电动机转速为。求：

（1）以上刻度尺读数有一数值记录不规范，正确记录值应为______cm。

（2）相邻计数线之间的时间间隔为______s。

（3）根据以上数据，测得当地重力加速度为______。（结果保留三位有效数字）

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）[1]毫米刻度尺的最小分度为，读数时应估读到最小分度的下一位，则读数不规范，应为。

（2）[2]根据题意可知，电动机转动的周期为

每隔4条细线取一计数线，相邻计数线之间的时间间隔为

（3）[3]根据题意，由逐差法可得

代入数据解得

23．（9分）收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电。

（1）首先将开关S打向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，灵敏电流计示数随时间变化的图像可能是______（填选项中的字母）序号

A． B．C． D．

（2）充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因是__________________。

（3）该同学做完实验，得到电容器的电容后，突然想起他用的是一节旧电池（电动势不变，内阻不可忽略），他想要得到尽量精确的电容值，_______（填“需要”或“不需要”）重新换一节新电池来测量。

【答案】（1）A；（2）电压表并非理想电表，电容器通过电压表放电（3）不需要

【详解】（1）[1]电容器充电时，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0。由电容器的决定式

可知当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由

可得电容器的带电量Q增加，故电容器再次充电，充电结束后电流为0。只有A图像满足上述描述。

故选A。

（2）[2]用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放电，电路中有电流，电压表不是理想电压表。

（3）[3]本实验测量电容的原理是

电容器的带电量Q由可由步骤（1）所得的图线与坐标轴围成的面积求得；充电后两极板之间电压则由步骤（2）中的电压表测得。给电容器充电时由于使用了旧电池，导致充电时电流较小，但最终充电的时间会稍长一点，当充电电流等于0的时候，电容器两端电压仍然等于电源电动势，所以电容器最终所带电量不变，不影响测量结果。所以不需要更换电池。

三、计算题：本题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

24．（12分）2023年1月15日，长征二号丁运载火箭以“一箭十四星”发射方式成功将齐鲁二号、三号等14颗卫星发射升空。已知火箭的总质量，火箭发动机点火后从尾部竖直向下喷出高温高压气体而获得动力。火箭尾部喷口横截面积，喷出气体的密度，火箭点火瞬间竖直向下喷出气体相对地面的速度大小，此后火箭向上做匀加速直线运动，取重力加速度大小，不考虑火箭由于喷气带来的质量变化，忽略地球的自转以及高度的变化对重力加速度的影响，空气阻力不计。求：

（1）点火瞬间，火箭因喷出气体获得的动力大小F；

（2）从点火开始计时，火箭运行过程中火箭动力所做的功W。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）对时间内喷出的气体有

联立得

由牛顿第三定律可知火箭因喷出气体获得的动力大小

（2）对加速过程中的火箭有

联立得

25．（20分）冲击电流计属于磁电式检流计，它可以测量短时间内通过冲击电流计的脉冲电流所迁移的电量，以及与电量有关的其他物理量测量（如磁感应强度）。已知冲击电流计D的内阻为R，通过的电量q与冲击电流计光标的最大偏转量成正比，即（k为电量冲击常量，是已知量）。如图所示，有两条光滑且电阻不计的足够长金属导轨MN和PQ水平放置，两条导轨相距为L，左端MP接有冲击电流计D，EF的右侧有方向竖直向下的匀强磁场。现有长度均为L、电阻均为R的导体棒ab与cd用长度也为L的绝缘杆组成总质量为m的“工”字型框架。现让“工”字型框架从EF的左边开始以初速度（大小未知）进入磁场，当cd导体棒到达EF处时速度减为零，冲击电流计光标的最大偏转量为d，不计导体棒宽度，不计空气阻力，试求：

（1）在此过程中，通过ab导体棒的电荷量和磁场的磁感应强度B的大小；

（2）在此过程中，“工”字型框架产生的总焦耳热Q；

（3）若“工”字型框架以初速度进入磁场，求冲击电流计光标的最大偏转量。

【答案】（1），；（2）；（3）

【详解】（1）由题意可知在框架进入磁场过程中，通过电流计D的电荷量为

q=kd   ①

因为电流计D的内阻和cd阻值相同，根据并联电路分流规律可知通过D和cd的电量相等，而此过程中ab相当于干路上的电源，所以有

   ②

回路的总电阻为

   ③

根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律以及电流的定义式综合有

   ④

联立②③④解得

   ⑤

（2）在框架进入磁场过程中，根据动量定理有

   ⑥

联立③④⑤⑥解得

   ⑦

回路产生的总焦耳热为

   ⑧

由于通过ab的电流大小始终等于通过cd和D的电流大小的2倍，则根据焦耳定律可推知

   ⑨

   ⑩

所以

   ⑪

（3）若“工”字型框架以初速度进入磁场，设cd进入磁场时框架的速度大小为v1，对框架进入磁场的过程根据动量定理有

    ⑫

根据④式可知框架进入磁场过程中通过ab和D的电荷量与初速度大小无关，所以

   ⑬

解得

   ⑭

当框架全部进入磁场之后，ab和cd同时切割磁感线，等效于两个电源并联在一起，此时通过ab和cd的电流大小相等，且通过D的电流等于通过ab和cd的电流之和，对框架全部进入磁场到速度减为零的过程，根据动量定理有

   ⑮

根据⑫⑭⑮式可知

   ⑯

所以此过程中通过D的电荷量为

   ⑰

综上所述，从ab进入磁场到框架速度变为零的整个过程中，通过D的电荷量为

   ⑱

因此

   ⑲

33.【物理——选修3-3】（15分）

（1）（5分）拔火罐是传统中医理疗方式。医生先用点燃的酒精棉球加热小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，小罐很快便紧贴在皮肤上，以达到通经活络、祛风散寒等目的。下列说法正确的是（　　）

A．小罐刚倒扣在皮肤上时，罐内氧气分子的平均动能大于拔罐室内氧气分子的平均动能

B．小罐倒扣在皮肤上一段时间后，罐内气体的压强小于拔罐室内的大气压强

C．小罐可以由玻璃材质制成，因为玻璃是晶体

D．拔罐时，玻璃小罐内壁上会附着少量小水滴，说明水是浸润液体

E．拔罐过程中发生的与热现象有关的宏观自然过程是不可逆的

【答案】ABE

【详解】A．小罐刚倒扣在皮肤上时，罐内气体温度大于拔罐室内气体温度，则罐内氧气分子的平均动能大于拔罐室内氧气分子的平均动能，故A正确；

B．小罐倒扣在皮肤上一段时间后，气体温度降低，罐内气体的压强减小，罐内气体的压强小于拔罐室内的大气压强，故B正确；

C．玻璃是非晶体，故C错误；

D．液体是否可以浸润接触物体，是由液体和接触物体的材料共同决定的，故D错误；

E．根据热力学第二定律可知，拔罐过程中发生的与热现象有关的宏观自然过程是不可逆的，故E正确。

故选ABE。

（2）（10分）鱼泡是鱼在水中呼吸或进食所形成的，随着鱼嘴一张一闭，鱼嘴中的黏液包裹着鱼体内的空气上浮到水面，有经验的钓友能根据鱼泡判断出鱼的位置。假设鱼在水面下某深度处吐出一鱼泡，鱼泡直径为2cm，此处水温为7℃，当鱼泡缓慢上升至水面时，鱼泡直径为3cm，已知水面温度为27℃，大气压为，水的密度为，重力加速度，鱼泡内气体视为理想气体。

（1）判断鱼在水面下的位置；

（2）鱼泡在上升的过程中，是向外界放热还是从外界吸热？

【答案】（1）；（2）吸热

【详解】（1）设水面下某深度处的鱼泡内气体压强为，气泡半径为，热力学温度为，水面处鱼泡内气体压强为，鱼泡半径为，热力学温度为

鱼泡内气体的体积

根据理想气体状态方程有

联立解得

（2）根据热力学第一定律

由于鱼泡内气体温度升高，故

鱼泡内气体对外做功，故

所以

故鱼泡在上升的过程中，是从外界吸热。

34.【物理——选修3-4】（15分）

（1）（5分）水袖舞是我国古典舞中的一种，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人一种“行云流水”的感觉，这一过程可抽象成机械振动的传播。某次水袖舞活动可等效为在平面内沿x轴正向传播的简谐横波，波速为，频率为，振幅为，则该简谐波的波长为___________m。P、Q为袖子上的两点，某时刻P点经过平衡位置向上振动，则从此刻算起，P点右侧相距的Q点也由平衡位置向上振动需要的最短时间为___________s。这一过程中P点振动经过的路程为___________。

【答案】0.5，0.125，5

【详解】[1]根据

解得

[2]根据

解得

[3]根据

解得

可知这一过程中P点振动经过的路程为

（2）（10分）在河中用鱼叉捕鱼时，渔民们都知道不能直接朝看到鱼的方向掷出鱼叉。若图中渔民在（其眼睛）距河面1.8m处看到视线与水面成37°的方向有一条鱼，鱼在水深为1.6m的河底，水的折射率为，，。请帮该渔民估算：

（1）鱼距离他的实际水平距离多远；

（2）假设鱼叉掷出后做直线运动，为使鱼叉命中目标，他应该瞄准与水面成角的方向掷出鱼叉，求。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）光路如图所示

根据

解得

根据几何关系

则鱼距离他的实际水平距离

（2）因为