2022-2023学年广东省茂名市重点中学高三（下）第三次模拟考试物理试卷及答案解析

这是一份2022-2023学年广东省茂名市重点中学高三（下）第三次模拟考试物理试卷及答案解析，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年广东省茂名市重点中学高三（下）第三次模拟考试物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.  年春节，为增加节日的喜庆气氛，某街道两旁用如图所示的装置挂上了大红灯笼。、为轻绳，与竖直墙壁的夹角为，为轻弹簧，弹簧的劲度系数为，弹簧处于水平方向上，已知灯笼质量为，，重力加速度大小取，则下列说法正确的是(    )
 A. 弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态
B. 弹簧和轻绳对点的作用力大小为
C. 弹簧的形变量为
D. 轻绳上的弹力大小为2.  如图所示，单摆甲在竖直面内摆动的周期为，与甲球相连的悬线长为；小球乙在水平面内做匀速圆周运动，悬点为、轨迹圆圆心为，甲、乙两小球都能视为质点。下列说法正确的是(    )

 A. 小球甲的向心力由合力来充当
B. 小球乙的向心力由拉力来充当
C. 若小球乙运动的周期为，则与小球乙连接的悬线长度为
D. 若、两点间的距离为，则小球乙运动的周期为3.  中国原创科幻电影流浪地球近期火爆全球，片中高耸入云、连接天地的太空电梯运行场景令人震撼，其通过高强度缆绳将地球同步轨道上的空间站与其正下方赤道上的固定物连接在一起，在引力的作用下，缆绳处于紧绷状态。若载满乘客的太空电梯因机械故障悬停在缆绳中间处，下列说法正确的是(    )A. 悬停时太空电梯所受合外力为零
B. 悬停时电梯内乘客处于完全失重状态
C. 悬停时太空电梯的速度大于空间站的速度
D. 悬停时太空电梯的速度小于在同样高度绕地球做圆周运动的卫星的速度4.  小红利用图所示的装置，观察红光的干涉、衍射现象，其中是光学元件，且到光屏的距离恒定，通过实验在光屏上得到了图所示甲、乙、丙、丁四种图样．下列说法正确的是(    )

 A. 甲对应的是双缝，双缝间距较大 B. 乙对应的是双缝，双缝间距较大
C. 丙对应的是单缝，缝的宽度较宽 D. 丁对应的是单缝，缝的宽度较窄5.  如图所示，、、都为半径为的空间球面的直径，其中与同在水平面内，与的夹角，与水平面垂直，现在、两点分别固定等量异种点电荷，则(    )
 A. 、两点电势相同
B. 、两点电场强度相同
C. 沿直线从到，电场强度先变小后变大
D. 将带正电的检验电荷从点沿直线移到点，电场力不做功6.  如图所示，是竖直平面上的一点，前有一条形磁铁垂直于，且极朝向点，后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过点。在电子经过点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向

 A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右7.  年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为，则在该核反应中(    )A. 质量亏损
B. 释放的核能
C. 铍原子核内的中子数是
D. 表示的是氚原子核二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）8.  转速传感器用来检测齿轮旋转速度，为汽车自动控制系统提供关键数据。图甲是转速传感器结构示意图，当齿轮转动时会导致感应线圈内磁通量变化，产生感应电流。当齿轮从甲图中位置开始计时，内车载电脑显示的电流信号如图乙所示，下列说法正确的是(    )
 A. 齿轮的转速为
B. 齿轮的旋转周期为
C. 时，感应线圈内磁通量的变化率最大
D. 内感应线圈内磁通量的变化率先变大后变小9.  矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为的子弹以速度水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较(    )
 A. 子弹对滑块做功一样多 B. 子弹对滑块做的功不一样多
C. 系统产生的热量一样多 D. 系统产生的热量不一样多10.  年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是
 A. 圆盘上产生了感应电动势
B. 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C. 在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D. 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）11.  某同学利用图所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度与钩码的质量的对应关系图，如图所示，实验中小车含发射器的质量为，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成______填“线性”或“非线性”的关系．由图可知，图线不经过远点，可能的原因是__________．若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是______，钩码的质量应满足的条件是___________． 12.  电容器是一种重要的电学元件，在电工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放电情况及电容大小，他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的曲线。实验时，根据图甲所示的电路原理图连接好电路，时刻把开关掷向端，电容器充电完毕后，再把开关掷向端，电容器通过电阻放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的图像如图乙所示。电容器放电时，流过电阻的电流方向为________；选填“由到”或“由到”乙图中，阴影部分的面积______；选填“”、“”或“”如果不改变电路其他参数，只减小电阻，放电时间将________；填“变长”、“不变”或“变短”图丙为电压恒为的电源给电容器充电时作出的电流随时间变化的图像，电容器充电完毕后的电荷量为________，电容器的电容为________。计算结果均保留两位有效数字
 四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）13.  如图，一汽缸水平固定在静止的小车上，一质量为、面积为的活塞将一定量的气体封闭在汽缸内，平衡时活塞与汽缸底相距现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动，稳定时发现活塞相对于汽缸移动了距离已知大气压强为，不计汽缸和活塞间的摩擦，且小车运动时，大气对活塞的压强仍可视为，整个过程中温度保持不变．求小车的加速度的大小．
 14.  如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给平行金属板电容器供电，如图乙，已知铜盘的半径为，加在盘下侧的匀强磁场感应强度为，盘匀速转动的角速度为，每块平行板长度为，板间距离也为，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场。求铜盘产生的感应电动势大小；若有一带负电的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动又恰好从下极板右端射出，求射入的速度。
 15.  如图所示，右侧带有挡板的长木板质量、放在水平面上，质量的小物块放在长木板上，小物块与长木板右侧的挡板的距离为。此时水平向右的力作用于长木板上，长木板和小物块一起以的速度匀速运动。已知长木板与水平面间的动摩擦因数为，物块与长木板之间的动摩擦因数为，某时刻撤去力，最终小物块会与右侧挡板发生碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求力的大小；撤去力时，分别求出长木板和小物块的加速度大小；小物块与右侧挡板碰撞前物块的速度与的关系式。

答案和解析 1.【答案】 【解析】【详解】以点为研究对象，轻绳对点的拉力方向竖直向下，轻绳对点的拉力方向沿方向指向左上方，根据共点力的平衡条件可得，弹簧对点的弹力方向应该为水平向右，所以弹簧应处于压缩状态，选项A错误；B.弹簧和轻绳对点的作用力大小与轻绳对点竖直向下的拉力大小相等，方向相反，轻绳对点竖直向下的拉力大小等于灯笼重力大小，即选项B错误；根据共点力的平衡条件和力的正交分解可得，水平方向上有竖直方向上有   两式联立解得轻绳上的弹力为   弹簧的形变量为    选项C正确，D错误。故选C。
 2.【答案】 【解析】【分析】本题考查了单摆与圆锥摆模型，要明确摆球做圆周运动的向心力来源，对于单摆，其周期公式为，对于圆锥摆，其周期公式为。【解答】A.甲的向心力由拉力和重力沿悬线方向的分力的合力来充当，故A错误；B.乙的向心力由拉力沿水平方向的分力即合力来充当，故B错误；对乙受力分析，设悬线与竖直方向的夹角为  ，  、  两点间的距离为  ，轨迹圆半径为  ，
由力的合成和牛顿第二定律可得，由几何关系可得，可得，对比甲的摆动周期，可知当  时，  ，故C错误，D正确。故选D。  3.【答案】 【解析】【分析】本题的关键要根据卫星的万有引力提供向心力，得出线速度表达式，以及匀速圆周运动中共轴转动时，角速度相等来分析。
悬停时太空电梯绕地球做匀速圆周运动，由合外力提供向心力。太空电梯与空间站的角速度相同，由分析它们线速度大小。根据万有引力提供向心力，得到卫星的线速度公式，来分析在同样高度绕地球做圆周运动的卫星与地球同步卫星速度关系，再分析悬停时太空电梯的速度与在同样高度绕地球做圆周运动的卫星的速度关系，再判断悬停时电梯内乘客的运动状态。【解答】A.悬停时电梯做匀速圆周运动，故合外力不为零，故A错误；悬停时电梯与空间站其有相同的角速度，根据公式  因电梯做圆周运动的半径更小，故电梯速度小于空间站速度，加速度小于空间站加速度，不是完全失重状态，故B、C错误；D.对于卫星有则可知离地球越远的卫星角速度和速度都越小，而悬停时电梯与同步卫星的空间站有相同的角速度，但与同样高度的卫星的角速度比同步卫星大即比悬停时电梯的角速度大，同理可推得悬停时太空电梯的速度小于在同样高度绕地球做圆周运动的卫星的速度，故D正确。  4.【答案】 【解析】解：、条纹甲和乙都是平行等距的，都是干涉条纹，则甲和乙对应的是双缝，根据可知，甲条纹间距较小，则甲双缝间距较大，故A正确，B错误；
、丙和丁对应的条纹是平行不等距的，则为衍射条纹，则是单缝，因丙图的衍射现象较丁图更明显，可知丙的缝的宽度较窄，故CD错误；
故选：。
根据条纹的特点分析出对应的光发生的现象，根据产生原理分析出对应的间距或宽度的大小关系。
本题主要考查了光的干涉和衍射，理解两种现象的区别和波长对实验现象的影响即可。
 5.【答案】 【解析】【分析】
本题的关键是掌握等量异种电荷的电场分布情况，在中垂线上，连线中点的场强最大。
分析电势时，越靠近正电荷电势越大，越靠近负电荷电势越小。能用分析电势能的变化，从而得到电场力做功的情况，电势能减小，说明电场力做正功，电势能增大，说明电场力做负功。
【解答】
A、点更靠近正电荷，点更靠近负电荷，所以点电势高，故A错误；
B、等量异种电荷的电场线分布图如下：

根据对称性可知，、两点的场强相同，故B正确；
C、是等量异种电荷连线的中垂线，在中垂线上，中点场强最大，故沿直线从到，电场强度先变大后变小，故C错误；
D、因为点电势高于点电势，所以将带正电的检验电荷从点沿直线移到点，电势能减小，电场力做正功，故D错误。
故选B。  6.【答案】 【解析】【分析】
根据左手定则判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿过掌心，四指所指为正电荷运动方向，拇指所指方向为电荷所受洛伦兹力的方向．
本题提供的情景看似比较复杂，在去芜存菁后可知，电子受到的洛伦兹力的方向可以由左手定则直接判定．要注意的是：对负电荷而言，四指所指方向为其运动的反方向．
【解答】
前有一条形磁铁垂直于，且极朝向点可知条形磁铁的磁场的方向向外，电子向右运动，由左手定则可知，电子受到的条形磁铁对电子的作用力的方向向上．
故选：  7.【答案】 【解析】【分析】
核反应方程同时满足质量数守恒和电荷数守恒；根据反应前后各个核子的质量差求质量亏损。
直接利用核反应方程的质量数和电荷数守恒即可正确求解，根据核子的质量求解核反应过程中的质量亏损。
【解答】
、根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为则，，铍原子核内的中子数是，表示的是氦核，故CD错误；
、核反应质量亏损为
则释放的核能为
故A错误，B正确；
故选：。  8.【答案】 【解析】【分析】
本题考查电磁感应在生活中的应用，关键是要明确转速传感器的工作原理，明确每个凸齿经过线圈的时间对应图乙的一个周期，知道磁通量的变化率与感应电流的大小成正比。
【解答】
、齿轮上总共有个凸齿，每个凸齿经过线圈的时间对应图乙的一个周期，则齿轮的旋转周期为，
齿轮的转速为，故A错误，B正确；
C、时，感应电流为零，则感应线圈内磁通量的变化率为零，故C错误；
D、内感应线圈内的电流先变大后变小，所以线圈内磁通量的变化率先变大后变小，故D正确。
故选BD。  9.【答案】 【解析】【分析】子弹嵌入滑块的过程，符合动量守恒，所以我们判断出最后它们的速度是相同的，然后利用动能定理或者是能量守恒得出系统产生的热能是相等的。本题难度较大．考查动量守恒、动能定理和能量守恒等内容，要学会知识的综合应用。【解答】A.根据动量守恒知道最后物块获得的速度最后物块和子弹的公共速度是相同的，即物块获得的动能是相同的，根据动能定理，物块动能的增量是子弹做功的结果，所以两次子弹对物块做的功一样多，故A正确，B错误；
C.子弹嵌入下层或上层过程中，系统产生的热量都等于系统减少的动能，而子弹减少的动能一样多子弹初末速度相等；
物块能加的动能也一样多，则系统减少的动能一样，故系统产生的热量一样多，故C正确，D错误。
故选AC。  10.【答案】 【解析】【分析】
通过题意明确涡流的产生，再根据磁极和电流间的相互作用分析磁铁的运动。
本题要注意明确电流的形成不是因为自由电子运动，而是由于圆盘切割磁感线产生了电动势，从而产生了涡流。
【解答】
A.圆盘在转动中由于半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故A正确；
B.圆盘在径向的金属条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等，从而形成涡流，涡流产生的磁场又导致磁针转动，故B正确；
C.由于圆盘面积不变，距离磁铁的距离不变，故整个圆盘中的磁通量没有变化，故C错误；
D.圆盘中自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场，由安培定则可判断出在中心方向竖直向下，其它位置关于中心对称，此磁场不会导致磁针转动，故D错误。
故选AB。  11.【答案】非线性；
存在摩擦力；
调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力；远小于小车的质量。 【解析】【分析】探究物体加速度与力的关系实验中，我们认为小车受到的拉力等于钩码的重力，在实验前应平衡摩擦力；根据纸带数据，由可求小车的加速度；当钩码质量远小于小车质量时，小车受到的拉力近似等于钩码重力，如果钩码质量太大，则小车受到的拉力小于钩码重力，实验误差较大。【解答】根据该同学的结果得出图线是曲线，即小车的加速度与钩码的质量成非线性关系；
从上图中发现直线没过原点，当时，，即，也就是说当绳子上拉力不为时，小车的加速度为，所以可能的原因是存在摩擦力。
若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是：调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，即使得绳子上拉力等于小车的合力。根据牛顿第二定律得，整体的加速度，则绳子的拉力，知钩码的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力等于钩码的重力，所以钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量。  12.【答案】由到          变短           【解析】【详解】电容器充电时上极板接电源正极，故上极板带正电荷，放电时上极板正电荷通过电阻流向下级板，故流过电阻的电流方向为由到。根据电流的定义式则乙图中，阴影部分的面积等于充、放电的电荷量，而充放电的电荷量相等，故根据电流的定义式可得如果不改变电路其他参数，只减小电阻，则放电电流将增大，由上式可知放电时间将变短。根据  图像的面积表示电容器充电完毕后的电荷量，由图知，每小格代表的电荷量为数出图线包围的格数，满半格或超过半格的算一格，不满半格的舍去，数得格数为格，则电容器充电完毕后的电荷量为根据电容的定义知，电容器的电容为
 13.【答案】解：设小车加速度大小为，稳定时汽缸内气体的压强为，则活塞受到汽缸内、外气体的压力分别为：
，
由牛顿第二定律得：
小车静止时，在平衡状态下，汽缸内气体的压强应为。
由玻意耳定律得：0
式中，
联立以上各式得：。
答：小车加速度的大小为。 【解析】【分析】该题考察了波意耳定律和牛顿第二定律及其相关知识，解答此类为题，要注意研究对象的选择，常常选择受力个数较少的物体进行分析，利用牛顿第二定律进行解答。
选择活塞为研究对象，对其进行受力分析，利用气体的状态参量来表示活塞的受力情况，由牛顿第二定律列式，结合气体状态的变化，即可求出小车的加速度。  14.【答案】解：方法一：用法拉第电磁感应定律定义式求解            故   这种求解方法的优点是：将圆盘的转动等效为单棒的转动，单棒充当等效电源，假想有一个闭合回路，根据闭合回路磁通量的变化求解。方法二：用法拉第电磁感应定律计算式求解故小球在复合场中做匀速圆周运动，必须电场力与重力平衡，洛仑兹力提供向心力，有      带电小球恰好能从金属板间射出，如图所示，根据勾股定理，有  联立解得   【解析】见答案
 15.【答案】解：长木板和物块做匀速运动，对整体受力分析，由平衡条件有  解得  撤去力后， 物块会与长木块相对滑动，对长木板有  对物块有   解得，   长木板和物块发生相对滑动，由于，则长木板先停止运动，从撤去力到停止运动，长木板的位移为   物块停止运动时的位移为  有   联立解得  从撤去力到停止运动，长木板运动时间为     内物块的位移大小为   当时，长木板停止运动后二者发生碰撞碰撞前瞬间对物块有        当时，在长木板停止运动前二者发生碰撞有 碰撞前瞬间对长木板有        【解析】见答案