2023年高考第三次模拟考试卷-物理（江苏B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10小题，每小题4分，共40分，每小题只有一个选项符合题意）

1. 科研人员正在研制一种新型长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63（Ni）和铜两种金属长寿命电池材料，利用镍63发生β衰变时释放电子被铜片俘获，把镍63和铜片做电池的极为外电阻R提供电能。下列说法正确的是

A．电阻R上电流方向是从a到b，

B．镍63发生β衰变的核反应方程是Ni→Cu+e，

C．升高温度、增大压强不能改变镍63的半衰期

D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的

【答案】D

【解析】镍63发生β衰变时释放电子被铜片俘获，根据电流方向规定为正电荷定向移动方向（负电荷定向移动的反方向），可知电阻R上电流方向是从a到b，选项A错误；根据核反应方程满足电荷数守恒和质量数守恒，核反应具有方向性可知，镍63发生β衰变的核反应方程是Ni→Cu+e，选项B错误；改变放射性元素的物理化学状态，均不能改变其半衰期，所以升高温度、增大压强不能改变镍63的半衰期，选项C错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的，选项D正确。

2. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（　　）

A. 将单缝靠近双缝 B. 将单缝远离双缝

C. 将屏向远离双缝的方向移动 D. 将屏向靠近双缝的方向移动

【答案】C

【解析】AB．若想减少从目镜中观察到的条纹个数，则需要使条纹的宽度增大，根据相邻亮条纹间的距离公式

可知改变单缝与双缝间的距离不能改变条纹的宽度。故AB错误；

CD．同理，将屏向远离双缝的方向移动，可使L变大，达到增大条纹宽度的目的。故C正确；D错误。

故选C。

3. 从秦始皇七年（公元前240年）起，哈雷彗星的每次回归，我国均有记录，这些连续的、较精确可靠的史料在近现代的天体探索中发挥了重要的作用。已知哈雷彗星绕太阳运行的轨道为椭圆轨道，平均周期约为76年，其近日点离太阳的距离约为地球与太阳之间距离的0.6倍，下次通过近日点的时间为2061年。根据以上信息，可估算出现在哈雷彗星离太阳的距离约为地球与太阳之间距离的（　　）

A. 30倍 B. 150 倍 C. 600 倍 D. 1200 倍

【答案】A
【解析】

设地球到太阳距离为r1，周期为T1，哈雷彗星的半长轴为r2，周期为T2，由开普勒第三定律可得：=，则得：r2=r1=≈18r1
所以远日点的距离：a远=2r2-a近=36r1=0.6r1=35.4r1
现在到下次通过近日点的时间为：2061-2019=42年
可知现在哈雷彗星接近在远日点，所以现在哈雷彗星离太阳的距离约为地球与太阳之间距离的30倍，故A正确，BCD错误。

4. 利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。如图，一冷热气体分离装置由喷嘴、涡流室、环形管、分离挡板和冷热两端管等构成。高压氮气由喷嘴切向流入涡流室中，然后以螺旋方式在环形管中向右旋转前进，分子热运动速率较小的气体分子将聚集到环形管中心部位，而分子热运动速率较大的气体分子将聚集到环形管边缘部位。气流到达分离挡板处时，中心部位气流与分离挡板碰撞后反向，从A端流出，边缘部位气流从B端流出。下列说法正确的是（　　）

A. A端流出的气体分子热运动平均速率一定大于B端

B. A端流出的气体内能一定小于B端流出的

C. 该装置气体进出过程满足能量守恒定律，但违背了热力学第二定律

D. 该装置气体进出的过程既满足能量守恒定律，也满足热力学第二定律

【答案】D

【解析】

A. 依题意，中心部位为热运动速率较低的气体，与挡板相作用后反弹，从A端流出，而边缘部份热运动速率较高的气体从B端流出；同种气体分子平均热运动速率较大、其对应的温度也就较高，所以A端为冷端、B端为热端，依题意，A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，所以从A端流出的气体分子热运动平均速度小于从B端流出的，故A错误；

B．A端流出的气体分子热运动速率较小，B端流出的气体分子热运动速率较大，则从A端流出的气体分子平均动能小于从B端流出的气体分子平均动能，内能的多少还与分子数有关；依题意，不能得出从A端流出的气体内能一定大于从B端流出的气体内能，故B错误；

CD．该装置将冷热不均气体的进行分离，喷嘴处有高压，即通过外界做功而实现的，并非是自发进行的，没有违背热力学第二定律；温度较低的从A端出、较高的从B端出，也符合能量守恒定律，故C错误，D正确。

5. 如图所示，竖直杆在两点通过光滑铰链连接两等长轻杆和，和与竖直方向的夹角均为θ，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆转动的角速度ω从0开始逐渐增大过程中，下列说法正确的是(　　)

A．当时，杆和杆对球的作用力都表现为拉力

B．杆对球的作用力先增大后减小

C．一定时间后，杆与杆上的力的大小之差为mg

D．当时，杆对球的作用力为0

【答案】D

【解析】当时，由于小球在水平方向受力平衡，因此杆对小球的作用力表现为拉力，杆对小球的作用力表现为支持力，且大小相等，选项A错误；当ω逐渐增大时，杆对小球的拉力逐渐增大，杆对小球的支持力逐渐减小，当杆的作用力为0时，有，解得，当ω继续增大时，杆对小球的拉力继续增大，杆对小球的作用力变为拉力，且逐渐增大，选项B错误，D正确；一定时间后，杆和杆的作用力都变为拉力，拉力的竖直分力之差等于小球的重力，即，则，因此杆与杆上的力的大小之差恒定，C正确。

6. 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m的子弹以速度v水平射向滑块．若射击下层，子弹刚好不射出；若射击上层，则子弹刚好能射穿一半厚度，如图所示．则上述两种情况相比较，下列说法不正确的是(　　)

A．子弹的末速度大小相等

B．系统产生的热量一样多

C．子弹对滑块做的功相同

D．子弹和滑块间的水平作用力一样大

【答案】D

【解析】根据动量守恒，两次最终子弹与木块的速度相等，A正确；根据能量守恒可知，初状态子弹簧动能相同，末状态两木块与子弹的动能也相同，因此损失的动能都转化成了热量相等，B正确，子弹对滑块做的功等于滑块末状态的动能，两次相等，因此做功相等，C正确，产生的热量，由于产生的热量相等，而相对位移不同，因此子弹和滑块间的水平作用力大小不同，D错误。

7. 某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分．已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则(　　)

A．LC振荡电路的周期T＝π×10－4 s

B．当t＝π×10－4 s时，电容器上极板带正电α

C．当t＝×10－4 s时，电路中电流方向为顺时针

D．当t＝×10－4 s时，电场能正转化为磁场能

【答案】　C

【解析】　LC振荡电路的周期T＝2π＝2π× s＝2π×10－4 s，选项A错误；当t＝π×10－4 s＝时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，选项B错误；当t＝×10－4 s时，即0<t<，电容器正在放电，电路中电流方向为顺时针方向，故C正确；当t＝×10－4 s时，即<t<，电容器处于反向充电过程，磁场能正在转化为电场能，D错误．

8. 如图所示，x轴上固定两个点电荷A和B，电荷A固定在原点，电荷B固定在x=2L处，通过电势传感器测出x轴上各点电势随坐标x的变化规律并描绘出φ-x图像。已知φ-x图线与x轴的交点坐标为x1和x2，x=3L处的切线水平，点电荷的电势公式的，其中k为静电力常量，Q为场源点电荷的电荷量，r为某点距场源点电荷的距离，取无穷远处电势为零。以下说法正确的是(　　)

A．两点电荷为同种电荷

B．两点电荷的电荷量之比为

C．坐标、

D．在x轴上的区域内无初速度释放一正电荷，该正电荷一定能到达无穷远处

【答案】C

【解析】A．根据题图中各点电势φ随坐标x变化规律的曲线可知，在x轴上各点的电势有正有负，根据点电荷的电势公式可知两点电荷带异种电荷，由于时电势为正，时电势为负，所以点电荷A带正电，点电荷B带负电，故A错误；

B．φ–x图像中图线的斜率绝对值表示电场强度大小，则x=3L处的电场强度为零，有

解得，故B错误；

C．由题图可知x1、x2处的电势为零，根据电势公式有，

解得，，故C正确；

D．在x轴上2L<x<3L的区域内，电势逐渐升高，电场强度沿x轴负方向，若在x轴上2L<x<3L的区域内无初速度释放一正电荷，正电荷受到向左的电场力，将向左做加速运动，在x轴上x>3L的区域内，电势逐渐降低，电场强度沿x轴正方向，若在x轴上x>3L的区域内无初速度释放一正电荷，正电荷受到向右的电场力，将向右加速到无穷远处，故D错误。故选C。

9. 如图所示，波源O1、O2以相同的频率垂直纸面振动激发出横波在纸面内沿着各个方向传播，A、B、C三点在O1、O2连线的中垂线上，t＝0时刻O1、O2同时沿相同方向开始振动，经过4s的时间，与O1相距6m的A点开始振动，此后A点每分钟上下振动10次，且当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则下列说法正确的是（　　）

A．波源O1激发的横波波长为9m B．波源O1激发的横波波长为18m

C．O1与B之间的距离为12m D．t＝12s时C点开始振动

【答案】A

【解析】

AB．波的传播速度

由题意得，振动的周期

波长

故A正确，B错误；

C．当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，所以O1与B之间的距离

故C错误；

D．O1与C之间的距离

波传到C点用时

故D错误。故选A。

10. 如图，足够长的平行光滑金属导轨M、N固定在水平桌面上，导轨间距离为L，垂直导轨平面有竖直向下的匀强磁场，以CD为分界线，左边磁感应强度大小为2B，右边为B，两导体棒a、b垂直导轨静止放置，a棒距CD足够远，已知a、b棒质量均为m，长度均为L，电阻均为r，棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，现使a获得一瞬时水平速度，在两棒运动至稳定的过程中(a棒还没到CD分界线)，下列说法正确的是(　　)

A．a、b系统机械能守恒 B．a、b系统动量守恒

C．通过导体棒a的电荷量为 D．导体棒a产生的焦耳热为

【答案】C

【解析】A．因为a、b棒切割磁感线时产生感应电流，继而导体棒中有焦耳热产生，故a、b系统机械能不守恒，故A错误；

B．由题意知a棒受到的安培力为 方向水平向左，而b棒受到的安培力为

方向水平向右，故a、b系统所受合外力不为零，故a、b系统动量不守恒，故B不正确；

C．因两棒运动至稳定时满足

设向右为正方向，则对a、b棒运动至稳定的过程中分别由动量定理得

联立解得 又因为 所以通过导体棒a的电荷量为

故C正确；

D．由题意稳定之后，电路中不再有感应电流，则不再有焦耳热产生，所以对a、b棒运动至稳定的过程中，由能量守恒定律得导体棒a、b产生的总焦耳热为

所以导体棒a产生的焦耳热为

故D错误。故选C。

二、解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）

11. 如图所示，用“碰撞实验器”可以探究碰撞中的不变量。实验时先让质量为m1的入射小球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端O点水平抛出，落到与轨道O点连接的倾角为θ的斜面上；再把质量为m2的被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球仍从位置S由静止滚下，与被碰小球碰撞后，分别与斜面第一次碰撞留下各自的落点痕迹。M、P、N为三个落点的位置(不考虑小球在斜面上的多次碰撞)。

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量　　，间接地解决这个问题。

A．小球开始释放高度h   B．斜面的倾角θ   C．O点与各落点的距离

(2)以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是　　(多选)。

A．刻度尺B．天平C．量角器D．秒表

(3)关于本实验，下列说法正确的是　　。

A．斜槽轨道必须光滑，且入射小球每次释放的初位置相同

B．斜槽轨道末端必须水平

C．为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量m1等于被碰球的质量m2

(4)①在实验误差允许范围内，若满足关系式　　，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。

A．m1•OP＝m1•OM+m2•ON

B．m1•m1•m2•

C．m1•m1•m2•

D．m1•ON＝m1•OP+m2•OM

②若碰撞是弹性碰撞，以上物理量还满足的表达式为　　。

【答案】(1)C；(2)AB；(3)B；(4)①B；②m1•OP＝m1•OM+m2•ON。

【解答】解：(1)小球离开斜槽后做平抛运动，设小球的位移大小为L，

竖直方向：Lsinθ，

水平方向：Lcosθ＝vt，

解得：v，

入射球碰撞前的速度v0，碰撞后的速度v1，

被碰球碰撞后的速度v2，

两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m1v0＝m1v1+m2v2，

整理得：m1m1m2，

实验可以通过O点与各落点的距离代替测小球做平抛运动的初速度，故选C。

(2)实验需要测量小球的质量、需要测量O点与小球各落点间的距离，测质量需要用天平，测距离需要用刻度尺，故选AB。

(3)A、只要小球从斜面上同一位置由静止释放即可保证小球到达斜槽末端的速度相等，斜槽轨道不必光滑，故A错误；

B、为保证小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，故B正确；

C、为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量m1大于被碰球的质量m2，故C错误。

故选：B。

(4)①由(1)可知，在实验误差允许范围内，若满足关系式m1•m1•m2•，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒，故选B。

②若碰撞是弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律得：

，

整理得：m1•OP＝m1•OM+m2•ON；

12. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．

(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程；

(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；

(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm.

【答案】　(1)X→Y＋He　(2)　　(3)

【解析】　(1)X→Y＋He

(2)洛伦兹力提供向心力，

有qvαB＝m

所以vα＝，T＝＝

环形电流大小I＝＝.

(3)衰变过程动量守恒，有0＝pY＋pα

所以pY＝－pα，“－”表示方向相反．

因为p＝mv，Ek＝mv2

所以Ek＝

即：EkY∶Ekα＝m∶M

由能量守恒得Δmc2＝EkY＋Ekα

Δm＝，其中Ekα＝mvα2＝，

所以Δm＝.

13. 自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降，钢丝帘线易断裂或发生爆胎，必须保持合适的轮胎气压来延长轮胎使用寿命和提升骑行感受。某同学用打气筒给自行车打气，自行车轮胎容积为，胎内原来空气压强等于标准大气压强，温度为室温27℃，设每打一次可打入压强为一个标准大气压的空气。打气过程中由于压缩气体做功，打了40次后胎内气体温度升高到35℃。

（1）假设车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计，则此时车胎内空气压强为多少；

（2）若自行车说明书规定轮胎气压在室温27℃下标准压强为，为使充气后车胎内气压在室温27℃下达标，试经过计算判断此次充气量是多了还是少了？为达标应调整胎内气体的质量，则调整气体的质量占轮胎内总气体质量的比例。（车胎体积变化可以忽略不计，调整胎压时温度不变）

【答案】（1）；（2）

【解析】

（1）根据理想气体状态方程

代入数据

得

（2），温度由35℃降到室温27℃过程中轮胎内气体发生等容变化，有

代入数据

解得

胎压过大，需要放出部分气体。放出气体时，根据等温变化，有

所以放出气体的质量占轮胎内总气体质量的

14. 如图，固定在竖直面内的导轨PQR，由半径为r的光滑半圆环和足够长水平导轨组成，水平导轨上的N点左侧部分光滑，右侧部分粗糙，半圆环与水平轨道在Q点相切。一根自然长度为r、劲度系数的轻质弹性绳，一端固定在圆环的顶点P，另一端与一个穿在圆环上、质量为m的小球相连；在水平轨道的Q、N两点间依次套着质量均为2m的b、c、d三个小球，所有小球大小相同。开始时将小球移到某一位置M，使弹性绳处于原长且伸直状态，然后由静止释放小球a，当小球在圆环上达到最大速度时，弹性绳自动脱落。已知弹性绳的弹性势能与其伸长量x间满足，各个小球与导轨粗糙部分间的动摩擦因数均，小球间的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，重力加速度为g。求：

（1）释放小球瞬间，圆环对小球的作用力FN1大小；

（2）弹性绳自动脱落时，小球沿圆环下滑的速率vm；

（3）最终两球间的距离。

【答案】  （1）；（2）；（4）4.5r

【解析】（1）设释放小球a瞬间，圆环对小球a的作用力大小为FN1，有

解得

（2）设在弹性绳自动脱落前瞬间，弹性绳与竖直方向间夹角为，此时小球a的速率为，此时弹性绳弹力FT与球a的重力的合力沿半径指向圆心O，a球受力如图示

由正弦定理得根据能量守恒解得

（3）弹性绳自动脱落后，设小球a到达Q点时的速度为，有

小球a过Q点后与小球b发生第一次弹性碰撞，设a、b碰撞后的速度分别为va1、vb1，有

解得a、b碰撞后，b与c、c与d先后发生弹性碰撞交换速度，所以d球最终经过N点的速度为设d球在水平粗糙导轨滑行距离为，有小球a从圆环上返回后第二次与b球碰撞，同理a、b第二次碰撞后的速度分别为所以c球最终经过N点的速度为小球a再次从圆环上返回后第三次与b球碰撞，同理a、b第三次碰撞后的速度分别为

设小球a在水平粗糙导轨滑行距离为，有解得

15. 离子速度分析器截面图如图所示。半径为R的空心转筒P，可绕过O点、垂直xOy平面（纸面）的中心轴逆时针匀速转动（角速度大小可调），其上有一小孔S。整个转筒内部存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。转筒下方有一与其共轴的半圆柱面探测板Q，板Q与y轴交于A点。离子源M能沿着x轴射出质量为m、电荷量为 – q（q > 0）、速度大小不同的离子，其中速度大小为v0的离子进入转筒，经磁场偏转后恰好沿y轴负方向离开磁场。落在接地的筒壁或探测板上的离子被吸收且失去所带电荷，不计离子的重力和离子间的相互作用。

（1）①求磁感应强度B的大小；

②若速度大小为v0的离子能打在Q板的A处，求转筒P角速度ω的大小；

（2）较长时间后，转筒P每转一周有N个离子打在板Q的C处，OC与x轴负方向的夹角为θ，求转筒转动一周的时间内，C处受到平均冲力F的大小；

（3）若转筒P的角速度小于，且A处探测到离子，求板Q上能探测到离子的其他θ′的值（为探测点位置和O点连线与x轴负方向的夹角）。

【答案】（1）①，②，k = 0，1，2，3…；（2），n = 0，1，2，…；（3），

【解析】

（1）①离子在磁场中做圆周运动有

则

②离子在磁场中的运动时间

转筒的转动角度

，k = 0，1，2，3…

（2）设速度大小为v的离子在磁场中圆周运动半径为，有

离子在磁场中的运动时间

转筒的转动角度

ω′t′ = 2nπ + θ

转筒的转动角速度

，n = 0，1，2，…

动量定理

，n = 0，1，2，…

（3）转筒的转动角速度

其中

k = 1，，n = 0，2

可得

，