2023届湖北省荆门市龙泉中学高三下学期模拟考试物理试题（解析版）

2023年龙泉中学高考模拟考试

高三物理试卷

考试时间：2023年6月1日上午   试卷满分：100分

注意事项：

1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。

2、回答选择题时，选出每题答案后，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，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，写在试卷上无效。

第Ⅰ卷（选择题  共44分）

一、选择题：（第1~7题只有一个选项符合题意，第8~11题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但选不全得2分，有选错的得0分）

1. 2022年9月国家原子能机构展示了近年来核技术在我国国民经济领域的重大应用成果。其中医用同位素镥177的自主可控及批量生产入选。该成果破解了多年来我国对其大量依赖进口的局面。镥177的半衰期约为6.7d，衰变时会辐射射线。其衰变方程为，下列说法正确的是（　　）

A. 该反应产生的新核比的比结合能小

B. 衰变时放出的X粒子的穿透性比γ射线强

C. 衰变时放出的X粒子来自于177内中子向质子的转化

D. 含有镥177的药物经过13.4d后，将有四分之一的镥177发生衰变

【答案】C

【解析】

【详解】A．衰变时放出核能，故产生的新核比的比结合能大，选项A错误；

C．根据核反应中电荷数与质量数守恒判断，反应方程为

即衰变方程中的X为电子，为β衰变，其中的β射线是由原子核中的中子转化成一个质子和一个电子产生的，选项C正确；

B．衰变时放射出的射线穿透性最强，选项B错误，

D．经过13.4d后，剩余的镥177将变为原来的四分之一，选项D错误。

故选C。

2. 以下四种情景中产生正弦交变电流的是（　　）

A. 图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的中心轴沿顺时针方向转动

B. 图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈按图示方向绕轴线匀速转动

C. 图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯绕轴线以角速度转动

D. 图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的中心轴转动

【答案】B

【解析】

【详解】A．图甲中只有一个电刷，线圈在匀强磁场中转动，得到的是直流电，A错误；

B．图乙中虽然只有一半线圈处于磁场，但线框转动得到的是正弦交流电，B正确；

C．图丙为辐向磁场，无论线圈转到何位置，感应电动势大小不变，得到的不是正弦交流电，C错误；

D．图丁中矩形线圈转轴平行于磁场方向，线框不切割，感应电动势为0，感应电流为0，D错误。

故选B。

3. 日晕是一种常见的大气光学现象，如图甲所示。太阳光线经卷层云中同一冰晶的两次折射，分散成单色光，形成日晕。冰晶截面可看作正六边形。如图乙所示为一束紫光在冰晶上的折射光路，为冰晶上的入射角，为经过第一个界面的折射角，为光线离开冰晶的折射角，为出射光相对入射光的偏转角。下列说法中正确的是（　　）

A. 在冰晶内红光的传播速度比紫光的小

B. 若，则冰晶对紫光折射率为

C. 保持入射角不变，将紫光改为红光，偏转角将增大

D. 若红光和紫光均能使同一金属发生光电效应，紫光照射产生的光电子的最大初动能大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由于红光的折射率小于紫光的折射率，根据

可知在冰晶内红光的传播速度比紫光的大，故A错误；

B．图3中紫光满足，根据几何关系可知θ2=30°，则折射率为

代入数据解得

故B正确；

C．保持入射角不变，将紫光改为红光，因紫光的折射率大于红光的折射率，则偏转角将减小，故C错误；

D．根据光电效应方程有可知，由于红光频率小于紫光频率，则红光和紫光均能使同一金属产生光电效应，则紫光对应的光电子最大初动能一定比红光的大，故D正确；

故选BD。

4. 如图，某次小明同学在家中对着竖直墙壁打乒乓球，将球从A点斜向上击出，球垂直在墙上的O点后，反向弹回正好落在A点正下方的B点。忽略球的旋转及空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）

A. 球在上升阶段和下降阶段的加速度不同

B. 球从A点到O点的运动时间等于从O点到B点的运动时间

C. 球刚离开A点时的水平速度大小大于刚到达B点时的水平速度大小

D. 球刚离开A点时的速度大小一定大于刚到达B点时的速度大小

【答案】C

【解析】

【详解】A．球在上升阶段和下降阶段的加速度均为g，相同，选项A错误；

B．将球从A到O点的逆过程看做是平抛运动，则根据

则球从A点到O点的运动时间小于从O点到B点的运动时间，选项B错误；

C．因反弹后的水平位移等于反弹之前的水平位移，根据

可知，反弹之前的水平速度大于反弹后的水平速度，球刚离开A点时的水平速度大小大于刚到达B点时的水平速度大小，选项C正确；

D．根据

可知，球在离开A点的竖直速度小于刚到达B点时的竖直速度，则球刚离开A点时的速度大小不一定大于刚到达B点时的速度大小，选项D错误。

故选C。

5. 如图所示，竖直平面内蜘蛛网上A、B、C三点的连线构成正三角形，三根蜘蛛丝a、b、c的延长线过三角形的中心，蜘蛛丝c沿竖直方向，c中有张力。则（　　）

A. 蜘蛛静止在网中央时，a中张力大于b中张力

B. 蜘蛛在网中央由静止向上加速，b中张力变大

C. 蜘蛛在网中央由静止沿b方向向上加速，b中张力变小

D. 蜘蛛网在水平风吹拂下晃动，a中张力大小不变

【答案】B

【解析】

【详解】A．以网和蜘蛛为研究对象，受力分析如图所示

由平衡条件得

可得

故A错误；

B．根据牛顿第二定律的同向性

可知蜘蛛在网中央由静止向上加速与均增大，故B正确；

C．同理，根据牛顿第二定律的同向性可知蜘蛛在网中央由静止沿b方向向上加速，b中张力变大，故C错误；

D．蜘蛛网在水平风吹拂下晃动，与以及在垂直蜘蛛网的方向均有分力，根据力的合成可知，a中张力大小发生变化，故D错误。

故选B。

6. 英国著名科幻作家Arthur C。Clarke在小说《天堂之泉》中，首先向主流科学社会和公众介绍了“太空天梯”的设想。“太空天梯”的主体结构为一根缆绳：一端连接地球赤道，另一端连接地球同步卫星，且缆绳延长线通过地心。当两货物分别停在天梯的a、b两个位置时，以地心为参考系，下面说法正确的是（　　）

A. b处的线速度小于a处的线速度

B. b处的向心加速度小于a处的向心加速度

C. 若有一个轨道高度与a相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的周期大于位于a处货物的周期

D. 若有一个轨道高度与b相同的人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则其环绕地球的角速度大于位于b处货物的角速度

【答案】D

【解析】

【详解】AB．天梯连接地心和同步卫星，天梯上各点的角速度都和地球自转相等，根据

，

可知b处的线速度大于a处的线速度，b处的向心加速度大于a处的向心加速度，故AB错误；

C．轨道高度与a相同的人造卫星周期小于同步卫星的周期，则其环绕地球的周期小于位于a处货物的周期，故C错误；

D．轨道高度与b相同的人造卫星角速度大于同步卫星的角速度，则其环绕地球的角速度大于位于b处货物的角速度，故D正确。

故选D。

7. 如图所示，边长为正方形区域内无磁场，正方形中线将区域外左右两侧分成两个磁感应强度均为的匀强磁场区域，右侧磁场方向垂直于纸面向外，左侧磁场方向垂直于纸面向里。现将一质量为，电荷量为的正粒子从中点以某一速率垂直于射入磁场，不计粒子的重力，则关于粒子的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的最大速度为

B. 若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为

C. 若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为

D. 若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子的速度可能为

【答案】C

【解析】

【详解】根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有

解得

若粒子能垂直于射入正方形区域内，则粒子可能的运动轨迹如图所示

由几何关系可得

解得

当时，速度最大为

当时

当时

则粒子的速度不可能为。

故选C。

8. 如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞给观众带来了一场绝美的视觉盛宴。如图乙，水袖由厚薄程度不同的重水袖和轻水袖连接而成。如图丙，某同学为研究重水袖和轻水袖传播机械波的情况，将水袖拉直平放在光滑水平玻璃上，在水袖方向和垂直水袖方向的水平面内建立坐标系，交界点O为坐标原点，P为轻水袖上0.70m处的一个点。某时刻对交界点施加一个外力，使此交界点沿y方向振动，并在两边水袖上形成两列沿x轴传播的简谐波。时，交界点O从平衡位置开始向y轴正方向运动，时，O点第3次到达波峰，P点第一次经过平衡位置向下运动，则下列说法正确的是（    ）

A. 两列波的传播周期相同

B. 波在重水袖上传播的波速等于在轻水袖上传播的波速

C. 在轻水袖上传播的波速为0.4m/s

D. 在重水袖上各质点的振幅低于在轻水袖上各质点的振幅

【答案】AC

【解析】

【详解】A．两列波由同一个波源产生，则传播周期相同，选项A正确；

B．波在重水袖上传播与在轻水袖上传播时的介质不同，则波在重水袖上传播的波速不等于在轻水袖上传播的波速，选项B错误；

C．波传到P点时从平衡位置向上振动，时，O点第3次到达波峰，P点第一次经过平衡位置向下运动，可知

则

T=1s

可知

在轻水袖上传播的波速为

选项C正确；

D．在重水袖上各质点的振幅等于在轻水袖上各质点的振幅，都等于振源的振幅，选项D错误。

故选AC。

9. 如图所示，一条直线上有ACBO四个点，AC距离2L，CB距离L，BO距离L，A处固定一个电荷量为2Q的正点电荷，B处固定一个电荷量为－Q的负点电荷，图中虚线圆圆心为O、半径为2L，D为圆上一点且BD与直线垂直，已知将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，则以下判断正确的是（    ）

A. 正试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点

B. 试探电荷在C点所受电场力为0

C. 将正试探电荷从D点移到AC中点，电势能减小

D. D点场强大小

【答案】AD

【解析】

【详解】A．将试探电荷从圆上任意一点移动到无穷远处，电场力做功均为0，可知圆上各点在同一等势面，由于电场线与等势面垂直，则正试探电荷在圆上所受电场力一定指向O点，故A正确；

B．试探电荷在C点所受电场力为

故B错误；

C．D点与C点在同一等势面，由D点移到中点相当于由C点移到中点，正试探电荷在连线上受到的电场力向右，则在C点移到中点过程中，电场力做负功，电势能增加，故C错误；

D．连接AD，CD，OD，由几何关系有，，，则A处和B处在D点产生电场场强分别为和

将正交分解如图所示

由矢量合成可知D点产生的场强大小为

故D正确。

故选AD。

10. 中国象棋是起源于中国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种，是在中国有着悠久的历史。由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示，5颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第5颗棋子最左端与水平面上的a点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力F作用在第3颗棋子上，恒力作用一小段时间后，五颗棋子的位置情况可能是（    ）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】BC

【解析】

【详解】BD．设两棋子间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，最上面两个棋子向右运动的最大加速度为

设最上面三个棋子一起以am向右加速运动时，水平恒力大小为F0，则

所以

当时，所有棋子均静止不动；

当时，最上面三个作为整体，相对静止一起向右匀加速直线运动，下面的两个棋子静止不动，故B正确，D错误；

AC．当时，第三个棋子和上面两个棋子发生相对滑动，此时第三个棋子以大于am的加速度向右匀加速，上面两个棋子以am的加速度向右加速，而第四个棋子不可能发生运动，因为第四个棋子上表面受到的最大静摩擦力为3μmg，下表面受到的最大静摩擦力为4μmg，同理第五个棋子也不可能运动，故A错误，C正确。

故选BC。

11. 设计贯通地球的弦线光滑真空列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，为隧道的中点，与地心O的距离为，假设地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g。已知质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0，P点到的距离为x，则（    ）

A. 列车在隧道中A点的合力大小为mg B. 列车在P点的重力加速度小于g

C. 列车在P点的加速度等于 D. 列车在运动中的最大速度为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．设列车在A时，，列车在A点受到地球的引力为

列车在A点受到合力为

根据几何关系有

解得

故A错误；

BC．设地球的质量为，列车运动到P点距地心为，，根据几何关系有

列车运动到P点加速度满足

根据

，

可得

又

联立解得

故B正确，C错误；

D．列车在隧道内距的距离时，合力为

可知随均匀变化，列车从A到做加速度减小的加速运动，则列车在点有最大速度，则有

其中

，，

联立解得

故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷（选择题  共56分）

二、实验题（20分）

12. 某物理兴趣小组借助视频分析软件来研究排球的运动。他们先从正面拍摄了一段排球运动的视频，在画面中建立直角坐标系，并选定排球网柱作为比例尺，这样画面中所有对象的位置信息就可以被定量记录下来，接着，在分析软件中将拍摄好的视频按照设定的时间间隔逐帧播放，那么每帧画面所对应的时间信息也就确定下来了，基于此，他们得到了排球运动的相关图像，如图所示。已知当地的重力加速速度为g=9.8m/s2。

（1）由图2（a）可知，排球水平方向的运动可以近似看作匀速直线运动，其水平速度为：______。（结果保留两位有效数字）

（2）由图2（b）可知，排球运动过程中受到的空气阻力______（填“能”或者“不能”）忽略不计，原因是____________。

【答案】    ①. 4.0m/s    ②. 不能    ③. 竖直方向的加速度小于重力加速度

【解析】

【详解】（1）[1]水平方向做匀速直线运动，x-t图线的斜率表示物体运动的速度，则

（2）[2][3]在竖直方向，v-t图线的斜率表示物体运动的加速度，则

由于竖直方向加速度小于重力加速度，说明排球运动过程中受到的阻力不能忽略。

13. 一只欧姆表表盘的刻度线清晰完整，但刻度值模糊不清。某学习小组为恢复其刻度值，需要测量欧姆表的内阻，请完善下列实验步骤：

（1）将选择开关拨至“×10Ω”挡，机械调零后，将欧姆表红、黑表笔___________，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的___________。

（2）图甲为连接好的实物电路图，其中a为___________（填“红”或“黑”）表笔。

（3）调节滑动变阻器的阻值，记录多组电流表和电压表的读数，把数据绘制成如图乙所示的U-I图像，则该欧姆表的内阻为___________Ω（结果保留整数）。若考虑毫安表内阻影响，则测量值比真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。

（4）断开开关，取下表盘，则正中央刻度应标记的数值为___________；占满偏电流值的处的刻度应标记的数值为___________（两空均保留整数）。

【答案】    ①. 短接    ②. 最右端刻度线    ③. 红    ④. 300（或290~310均可）    ⑤. 偏大    ⑥. 30（或29、31）    ⑦. 10

【解析】

【详解】（1）[1][2] 欧姆调零时，将欧姆表的红、黑表笔短接，并调节欧姆调零旋钮，使欧姆表的指针指到表盘的最右端刻度线；

（2）[3]在该实验中，欧姆表相当于电源，根据“红进黑出”原理可知a为红表笔；

（3）[4]图像斜率的绝对值等于内电阻，因此欧姆表的内电阻为

[5] 若考虑毫安表内阻影响，则测量值为毫安表与欧姆表内阻之和，因此测量值比真实值偏大；

（4）[6]中值电阻等于内电阻，又由于是“×10Ω”挡位，因此正中央刻度应标记的数值为30；

[7]根据欧姆定律

而

可知

因此刻度应标记的数值为10。

三、计算题（36分）

14. 如图所示，一粗细均匀的导热形管竖直放置，右侧上端封闭，左侧上端与大气相通，右侧顶端密封空气柱A的长度为，左侧密封空气柱B上方水银柱长，左右两侧水银面高度差，已知大气压强，大气温度，形管横截面积。现用特殊手段只对空气柱A加热，直到空气柱A、B下方水银面等高。求：

（1）加热前空气柱A、B的压强各为多少；

（2）空气柱A、B下方水银面等高时A中气体的温度；

（3）对空气柱A加热的过程中空气柱B与外界传递的热量。

【答案】（1），；（2）；（3）0

【解析】

【详解】（1）加热器有

，

（2）空气柱B压强保持不变，则有

空气柱A根据理想气体状态方程

解得

则由于

（3）B中温度不变，所以内能不变，既有

B压强不变，温度不变，所以体积不变，既有

根据

可知

15. 某同学为研究磁悬浮列车的运动,将一个盛着水的玻璃方口杯放在车内的水平台面上,如图所示．方口杯内水面AB边长8cm,列车在做直线运动中的某一时刻,他发现电子信息屏上显示的车速为72km/h,杯中的前侧水面下降了0.5cm,此现象一直稳定到车速为288km/h时,前侧水面才开始回升,则

（1）在前述稳定阶段时列车的位移s大小为多少;

（2）若该列车总质量为3×104kg,所受阻力为f=kv2(已知k=2 Ns2/m2,v为速率),试写出前述稳定阶段列车电动机牵引力关于位移s的表达式．(重力加速度取g=10m/s2)

【答案】（1）2400m（2）

【解析】

【详解】（1）对前述稳定阶段水表面的一滴水进行受力分析得：

由几何关系可得：

由牛顿第二定律可得：得

此过程列车位移：

对列车受力分析，由牛顿第二定律：

又因

得

点睛：正确受力分析，利用牛顿第二定律及运动学公式求解．

16. 如图甲所示，三维坐标系中存在平行轴方向周期性变化的磁场和沿轴正方向竖直向下的匀强电场。电场强度为，磁场随时间变化如图乙所示，其中，规定轴正向为磁场正方向。在时刻，一个质量为，电荷量为的带负电液滴从点在平面内以的速度沿与轴正向成角斜向下入射，已知重力加速度为，求：

（1）液滴从点出发后到第一次回到轴过程所用时间

（2）时刻，液滴在三维坐标系中的坐标；

（3）若在时刻撤去电场和磁场，同时在整个空间区域加上竖直向上（与轴正方向平行）的匀强磁场，磁感强度，求液滴能继续上升的最大高度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）液滴进入电磁场后，由于

故液滴仅在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动当磁感应强度大小为时，有

 解得

根据周期公式有

由几何关系可知，液滴从点出发后到第一次回到轴过程所用时间

（2）轨迹示意图如下

时刻，液滴刚好运动了半个周期，由几何关系可知

在时刻，液滴在三维坐标系中的坐标为

（3）时间内，液滴一直在平面内运动同理可得，磁感应强度为时，有

解得

在时刻，液滴运动到与速度与方向夹角为。此时澈去电场和磁场，同时在整个空间区域加上竖直向上（与轴正方向平行）的匀强磁场，液滴将螺旋上升。

方向上，液滴做匀速圆周运动。

方向上，液滴以的速度沿轴正向做竖直上抛运动。因此液滴能继续上升的最大高度