2022-2023学年江西省九江市高三（下）第三次模拟考试理综物理试卷

2022-2023学年江西省九江市高三（下）第三次模拟考试理综物理试卷

1.  太阳内部某种热核反应方程式为，并释放射线，则：

A. 为质子 B. 射线本质为高能量的光子
C. 核反应中的比结合能较的更大 D. 核电站利用核能的反应与该反应类型相同

2.  如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着质量相等的两个物体和，通过细线相连，放在转轴的圆心上，它们与圆盘间的动摩擦因数相同最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现逐渐增大圆盘的转速，当圆盘转速增加到两物体刚要发生滑动时烧断细线，则：
 

A. 物体沿半径方向滑离圆盘 B. 物体沿切线方向滑离圆盘
C. 物体仍随圆盘一起做圆周运动 D. 物体受到的摩擦力大小不变

3.  已知、两星球的半径之比为，在星球表面竖直上抛物体时，其上升的最大高度与初速度平方的关系如图所示不计空气阻力，、两星球的密度之比为
 

A.  B.  C.  D.

4.  某次冰壶比赛中蓝壶静止在大本营处，材质相同、质量相等的红壶与蓝壶发生对心正碰，在摩擦力作用下最终分别停在点和点。可将冰壶视为质点，半径大小如图所示。则：
 

A. 碰撞过程中两壶动量的变化量相同 B. 碰后运动过程中两壶动量的变化量相同
C. 两壶碰撞为弹性碰撞 D. 碰后瞬间蓝壶速度大小为红壶的倍

5.  如图甲所示，表面粗糙程度不同的三个物块、、质量均为，放在三个完全相同的斜面体上，斜面体质量为底部倾角为。物块、、以相同初速度下滑，其图像如图乙所示，斜面体始终保持静止。、、与斜面之间的动摩擦因数分别为、、，地面对斜面体的支持力分别为、、，地面对斜面体的摩擦力分别为、、，则(    )

A. ，且方向水平向左
B. ，
C. ，且方向水平向左
D.

6.  如图所示为某地远距离输电线路流程的简化图。已知输电线的总电阻为，两变压器均为理想变压器，输电线上损失的电功率为。则(    )

A. 用户端得到的电功率为 B. 输电线上损失的电压为
C. 升压变压器的匝数比为 D. 降压变压器的匝数比为

7.  如图所示，竖直平面内有一个半径为的圆周，、两点为其水平直径的两端，、两点为其竖直直径的两端。空间有与圆周平面平行的匀强电场，在圆周上的点有一粒子源，在圆周平面内，以相同大小的初速度沿各个方向发射质量为的带相同正电荷的微粒。对比到达圆周上各点的微粒的能量，发现到达点的微粒机械能最大，到达点的微粒动能最大。已知重力加速度为，则：
 

A. 电场的方向沿半径到
B. 微粒所受电场力大小为
C. 微粒动能的最小值为
D. 微粒动能的最大值为

8.  如图所示，为一离子源，为足够长的荧光屏，到的距离为，左侧区域有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。某时刻离子源一次性沿平行纸面各个方向均匀地喷发大量的质量为、电荷量为、速率为的正离子此后不再喷发，不计离子重力，不考虑离子之间的相互作用力。则(    )
 

A. 打中荧光屏的最短时间为
B. 打中荧光屏的最长时间为
C. 打中荧光屏的宽度为
D. 打到荧光屏的离子数与发射的离子数比值为

9.  如图甲所示，利用光电门、遮光片组合可以探究弹簧的弹性势能与形变量的关系，弹簧的右端固定在木板上，弹簧的左端放置一小滑块与弹簧不拴接，滑块的上方有一宽度为的遮光片，弹簧左端原长位置处固定一光电门，光电门上连接有计时器图中未画出，已知滑块连间遮光片的总质量为，当地的重力加速度为。

先用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图乙所示，则______；

将小滑块向右压缩弹簧后从静止释放，小物块在弹簧的作用下披弹出，记下遮光片通过光电门的时间，则小滑块通过光电门的速度表达式为______用题中所给物理量的符号表示；

又测得小滑块停下的位置到光电门的距离为，则压缩弹簧时弹簧的弹性势能与形变量间的关系式为______用题中所给物理量的符号表示。

10.  如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻、满偏电流的电流表、标识不清的电源以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“”时为量程的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。

其中电阻___________；

选择开关接“”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为___________。

兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：

将选择开关接“”，红黑表笔短接，调节的阻值使电表指针满偏；

将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央处，此时电阻箱如图丙所示，则处刻度线的标注值应为___________；

用待测电阻代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为___________保留三位有效数字；

小组成员拿来一块电压表，粗略测量电源的电动势，将两表笔分别触碰电压表的两接线柱，其中___________表笔填“红”或“黑”接电压表的正接线柱。

11.  如图所示，质量为的“”型装置静止放在水平地面上，通过细绳跨过固定在竖直墙上的光滑定滑轮与物块连接，“”型装置的底面粗糙，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

若物块质量为时，“”型装置刚好能滑动，求“”型装置与地面间的动摩擦因数；

若物块质量为，水平外力将“”型装置向左缓慢移动，求水平外力所做的功；

若物块质量为，静止释放物块和“”型装置，求物块下降过程中“”型装置的加速度大小。物块下降过程中与“”型装置和地面不相撞

12.  如图所示，在光滑水平面上有一个宽为、长为的矩形磁场区域，磁感应强度，方向竖直向下。从某时刻开始，在水平面上有一个边长、质量、电阻的正方形导线框从图中实线位置距离磁场边界处沿轴正方向以的初速度开始运动。若线框运动的全程受到一个沿轴负方向的恒力，一段时间后，线框会进入磁场区域，并在进入磁场的过程中保持速度不变，最后从磁场的右边界离开磁场如图中虚线所示，整个过程中线框不转动。不计一切摩擦，求：

进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量；

恒力的大小；

线框从开始运动到完全离开磁场的总时间；

线框整个运动过程中产生的焦耳热。

13.  如图甲所示，一个内壁光滑的绝热汽缸，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。现向活塞上表面缓慢倒入适量的细砂。图乙为倒沙前后气体分子速率分布图像，则倒沙前出现的曲线为          选填“”或“”；曲线气体的内能          曲线气体的内能选填“大于”、“等于”或“小于”；曲线下方的面积          曲线下方的面积选填“大于”、“等于”或“小于”。
 

14.  如图所示，内径相同的两形玻璃管竖直放置在空气中，中间用细软管相连，左侧形管顶端封闭，右侧形管开口，用水银将部分气体封闭在左侧形管内，细软管内还有一部分气体。已知环境温度恒为，大气压强为，稳定时，部分气体长度为，管内各液面高度差分别为、。求

部分气体的压强；

现仅给部分气体加热，当管内气体温度升高了时，部分气体长度为，求此时右侧形管液面高度差。

15.  如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂三个完全相同的摆球，、摆的摆长相同且为摆的摆长的。先让摆振动起来，通过张紧的绳子给其它各摆施加驱动力，它们随后也振动起来。忽略空气阻力，各摆稳定后，图乙是摆的振动图像。摆振动的周期为          ；摆的最大振幅          摆的最大振幅选填“大于”、“等于”或“小于”；摆的摆长为          ，重力加速度为。
 

16.  “天宫课堂”逐渐成为中国太空科普的国家品牌。某同学观看太空水球光学实验后，想研究光在水球中的传播情况，于是找到一块横截面如图所示的半圆柱形玻璃砖模拟光的传播，半圆的半径为，为圆心。入射光线以的方向射入玻璃砖，入射点到圆心的距离为，光线恰好从玻璃砖圆弧的中点射出。

(ⅰ)求玻璃砖的折射率；

(ⅱ)现使光线向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出。不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光

答案和解析

1.【答案】 

【解析】

【分析】

本题主要考查核反应方程、射线的性质、比结合能以及核反应类型。根据核反应过程中质量数和电荷数守恒判断的性质；射线为高能量的光子；核反应过程释放能量，生成物的比结合能比反应物的比结合能大；核电站利用的核反应类型是重核裂变，太阳内部的热核反应是核聚变，由此分析即可正确求解。

【解答】

A.根据核反应过程中质量数和电荷数守恒可得，，所以为中子，故A错误；
B.射线不带电，本质为高能量的光子，故B正确；
C.核反应过程释放能量，存在质量亏损，生成物的比结合能比反应物的比结合能大，所以核反应中的比结合能较的更小，故C错误；
D.太阳内部的热核反应是核聚变，核电站利用的核反应类型是重核裂变，所以核电站利用核能的反应与该反应类型不相同，故D错误。

2.【答案】 

【解析】

【分析】

本题主要考查圆盘上物体的圆周运动以及离心运动。物体随圆盘做圆周运动时，明确向心力来源，当圆盘转速增加到两物体刚要发生滑动时烧断细线，当物体所受的合力不足以提供其做圆周运动的向心力时，物体将做离心运动，由此分析即可求解。

【解答】

物体放在转轴的圆心上，所需的向心力为，即物体受到绳子的拉力大小等于静摩擦力，当圆盘转速增加到两物体刚要发生滑动时，物体所受的最大静摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力，烧断细线后，物体所受的最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动的向心力，物体要发生滑动，做离心运动，离圆盘圆心越来越远，但物体不沿半径方向滑离圆盘，也不沿切线方向滑离圆盘，物体相对圆盘滑动后，受到的滑动摩擦力大小不变，故D正确，ABC错误。

3.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查了星球表面的抛体运动问题，对于该类问题关键是根据抛体运动分析星球表面重力加速度，根据万有引力提供重力分析计算。
【解答】
根据竖直上抛运动规律有，可知、两星球表面重力加速度的比值，
在星球表面万有引力近似等于重力，即
结合可得星球的密度，故，故B正确，ACD错误。  

4.【答案】 

【解析】

【分析】
本题主要考查动量守恒定律的应用，根据题意分析清楚两壶的运动过程是解题的前提，要掌握碰撞的基本规律：动量守恒定律。解题时要注意正方向的选择。
两壶碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒；由题图可知碰后两壶的运动情况和受力情况，由此分析碰后运动过程中两壶动量的变化量的关系；应用动量守恒定律可以分析碰撞前后红壶的速度的关系；根据动能的计算公式可比较碰撞前后动能关系，从而判断机械能是否守恒，即可判断碰撞类型。
【解答】
A.碰撞过程中两壶动量守恒，两壶动量的变化量大小相等，方向不同，故A错误；
D.碰后红壶运动的距离为，蓝壶运动的距离为，二者质量相同，二者碰后所受的摩擦力相同，即二者做减速运动的加速度大小相等，对红壶，有，对蓝壶，有，联立可得，即碰后蓝壶速度为红壶速度的倍，故D正确；
B.碰后两壶速度不相同，两壶质量相等，因此动量的变化量不相同，故B错误；
C.设红壶碰前速度为，根据动量守恒定律，有，解得，
碰前的动能为，碰后动能为，则有，机械能不守恒，两壶碰撞为非弹性碰撞，故C错误。  

5.【答案】 

【解析】【详解】由图可知，沿斜面匀加速下滑，沿斜面匀速下滑，沿斜面匀减速下滑，则

所以

故D错误；

A.对和斜面整体分析，物块有沿斜面向下的加速度，物块处于失重状态，则有

地面对斜面体的摩擦力的方向水平向左，故A正确；

B.对和斜面整体分析，物块沿斜面匀速下滑，加速度为零，则有

故B错误；

C.对和斜面整体分析，物块有沿斜面向上的加速度，物块处于超重状态，则有

地面对斜面体的摩擦力的方向水平向右，故C错误。

故选A。

6.【答案】 

【解析】【详解】由能量守恒定律，用户端得到的电功率为

故A错误；

设升压变压器原、副线圈上的电流大小分别为  、  ；电压分别为  、  ，则

又输电线上损失的电功率

得

升压变压器的匝数比为

输电线上损失的电压为

故B正确，C错误；

D.对升压变压器，有

得

降压变压器原线圈的电压为

降压变压器的匝数比为

故D正确。

故选BD。

7.【答案】 

【解析】

【分析】
依据除重力之外的力做功导致微粒机械能变化，从而判定电场力方向，再结合动能定理，即可判定求解；根据等效法，可确定等效重力位置，依据合力做功多少，即动能变化多少，即可求解。
考查机械能守恒条件，除重力外做功等于机械能变化，并掌握动能定理的应用，注意等效法的运用，及等效重力最高点与最低点的位置是解题的关键。
【解答】
A. 在点微粒机械能最大，说明到电场力做功最大，由数学关系知，过点做圆的切线为电场的等势线，即电场力沿方向，因带电粒子带正电，场强方向沿方向，故A错误；
在点微粒动能最大，说明到合力做功最多，即重力、电场力的合力方向沿，则有：，而，解得：，且，根据动能定理：，则有：
，故B正确，D错误；
C. 设反向延长线与圆的交点为，为等效重力的最高点，当合力做的负功最大，则动能最小，从等效重力的最高点到点，根据动能定理得：，则有：
，故C正确。
故选 BC。  

8.【答案】 

【解析】

【分析】

离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律可以求出离子的半径，离子轨迹对应弦长最短时运动时间最短，由此求解最短时间；离子轨迹对应弦长最长时运动时间最长，由此求解最长时间；作出离子运动轨迹，根据几何关系求解能打到荧光屏上的范围，打到荧光屏的离子数与发射的离子数比值。
本题考查了离子在磁场中的运动，离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，分析清楚离子运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律即可解题。

【解答】

解：、离子的速率，则离子轨道半径：，离子轨迹对应弦长最短时运动时间最短，即离子轨迹恰好经过点，如图所示：
根据几何关系可知，轨迹对应的圆心角为，能打中荧光屏的最短时间为，故A正确；

B、离子轨迹对应弦长最长时运动时间最长，即离子轨迹恰好经过点，如图所示：
根据几何关系可知，轨迹对应的圆心角为，能打中荧光屏的最短时间为，故B错误；


D、离子恰好打到上的临界运动轨迹如图所示：

离子速度为从下侧回旋，刚好和边界相切，离子速度为时从上侧回旋，刚好和上边界相切，打到点的离子离开时的初速度方向和打到点的离子离开时的初速度方向夹角：，能打到荧光屏上的粒子数与发射的粒子总数之比：，故D正确。
C、离子打到荧光屏上最上点点，打中荧光屏的最下点，
 可知能打到荧光屏上的范围为，故C错误；
故选：。

9.【答案】

． 

【解析】

【分析】
分度的游标卡尺的精确度为，测量值主尺对应读数对齐格数精确度；
可以用平均速度代替瞬时速度；
物体离开弹簧后，弹性势能全部转化为摩擦内能，结合物块通过光电门的瞬时速度、运动学知识和牛顿第二定律，然后作答。
【解答】
分度的游标卡尺的精确度为，遮光条宽度；
遮光片通过光电门的时间，根据平均速度公式，小物块通过光电门的速度表达式为，
实验过程中，根据能量守恒定律，可知弹性势能全部转化为摩擦内能，则，
根据运动学知识，小滑块停下的位置到光电门的距离为，可得，解得，
小滑块停下的过程，由牛顿第二定律，得，
联立解得缩弹簧时弹簧的弹性势能与形变量间的关系式：。  

10.【答案】；；；；黑。 

【解析】

【分析】
本题考查了练习使用多用电表；对于实验问题，最关键的一点是要掌握实验的原理、注意事项、常用仪器的使用方法及读数方法等相关问题，即可进行分析了。
根据电压表的改装原理进行分析即可；
先确定电流表的分度值，根据指针所在位置即可进行读数；
先读出电阻箱的示数，再根据中值电阻的意义进行分析即可；
根据闭合电路欧姆定律进行分析；
根据电流方向分析接电压表的正接线柱的是那个表笔。
【解答】
由题可知，当选择开关接“”时为量程的电压表，根据欧姆定律有：

可得：；
选择开关接“”时，电表为量程为的电流表，分度值为，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为；
处为表盘的中央刻度，所以处刻度所对应的电阻为中值电阻，也即欧姆表的内电阻，
由图丙可得电阻箱的示数为：；
也即处刻度线的标注值应为；
由题意可知内置电源的电动势为，指针指在图乙所示的位置时，流过待测电阻的电流为，
根据闭合电路欧姆定律有：；
代入数据可得：；
黑表笔与内置电源的正极相接，所以电流会从黑表笔流出欧姆表，则可知与电压表正接线柱相接的是黑表笔。
故答案为：；；；；黑。  

11.【答案】解：装置刚好能滑动时，绳子的拉力大小
对装置，由平衡条件：
解的动摩擦因数；
由功能关系知，水平外力做功；
任意相等时间内物块下降的高度和装置的水平位移相等，则物块下降的加速度与装置的加速度大小相等
对物块，由牛顿第二定律：

对装置，由牛顿第二定律：

联立知，。 

【解析】本题考查功能关系、平衡条件和牛顿第二定律的应用，正确受力分析是解题的关键。
对物块，由平衡条件得出绳子拉力，对装置，由平衡条件列方程得出动摩擦因数；
对物块和装置整体，由功能关系得出外力做功；
分析物块和装置的加速度大小关系，分别隔离由牛顿第二定律列方程即可求出装置的加速度大小。
 

12.【答案】解：根据电荷量经验公式可知，进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量
代入数据解得：；
对线框分析，可知线框在恒力力的作用下做类平抛运动，
有，，，
在线框进入磁场时，由于线框做匀速运动，
有，，
 ，，
联立以上各式，解得，，；
线框在进入磁场的过程中做匀速直线运动，
方向位移，解得，
线框从完全进场至完全出场的过程中，方向只受的作用，故线框在方向做匀加速直线运动，
线框在方向运动的位移，
之后，线框离开磁场
由，
解得另一根舍去，
故总时间，
解得；
由，
解得线框出磁场时方向的速度为，
在线框离开磁场的过程中，由动量定理，
有，
解得，
故线框刚好完全离开磁场时的速度，
则整个过程中，恒力做的总功为，
根据能量守恒，有，
。 

【解析】分析线框的运动过程，要熟练运用类平抛规律、牛顿第二定律、能量守恒等力学规律处理电磁感应规律，综合性较强。
根据电荷量经验公式分析求解；
线框在恒力力的作用下做类平抛运动，由运动学公式和牛顿第二定律求解恒力的大小；
利用运动学公式求出线圈进入磁场和从完全进场至完全出场的时间即可求解；
在线框离开磁场的过程和整个过程分别用动量定理和能量守恒定律列式即可求解。
 

13.【答案】

小于

 等于

【解析】【详解】向活塞上表面缓慢倒入适量的细砂，重力逐渐增大，活塞压缩气体，外界对气体做功，处在绝热气缸中的气体内能增大，温度升高，由图可知，曲线中分子速率大的分子数占总分子数百分比较大，即曲线的温度较高，所以倒沙前出现的曲线为；且曲线气体的内能小于曲线气体的内能；

由题图可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于，即相等。

14.【答案】解：设左侧部分气体压强为，软管内气体压强为，由图中液面的高度关系可知，


解得 
 对封闭气体由理想气体状态方程得：
又



解得：
由于空气柱长度增加，则水银柱向右侧移动 ，因此液面高度差，
由
解得
答：部分气体的压强为；
此时右侧形管液面高度差为。 

【解析】根据液面平衡法求解；
对利用理想气体状态方程列式可求加热后压强，然后根据几何关系求解液面高度差。
本题考查封闭气体连接体问题，关键是利用连通器原理，同高度液面处的压强相等，利用好气体状态方程即可。
 

15.【答案】

小于 

【解析】【详解】物体做受迫振动时，振动周期等于驱动力的周期，即、、振动的周期相同，所以摆振动的周期为

对，驱动力的周期等于其固有周期，所以的振幅最大，即摆的最大振幅小于摆的最大振幅；

根据单摆的周期公式可得

所以

16.【答案】解：(ⅰ)光线  入射到玻璃砖表面，入射角  ，设对应折射光线  的折射角为  ，如图所示

由几何关系得

即得

根据折射定律有

即得

(ⅱ)若使光线  向左平移距离  ，折射光线  ，到达圆弧面的入射角恰好等于临界角  ，则

在  应用正弦定理有

联立解得

【解析】见答案