2023届广东省梅州市大埔县高三下学期三模物理试题

2023届广东省梅州市大埔县高三下学期三模物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列关于科学史实的说法正确的是（　　）

A．卢瑟福通过α粒子散射实验估算出原子核半径数量级约为

B．荷兰数学家斯涅耳通过研究折射角与入射角的定量关系，得到了光的折射定律

C．普朗克提出物体所带的电荷量是量子化的，并首先提出了能量子的概念

D．奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场，并总结出了判断电流与磁场的方向关系的规律

2．体育课上，某同学跳起投篮，篮球脱手后斜向上飞出，如图所示。篮球在上升过程中速度方向与水平方向的夹角θ的正切值为tanθ，不计空气阻力，关于tanθ与篮球运动时间t的关系，下列图像中可能正确的是（　　）

A．   B．  

C．   D．  

3．如图甲所示，高空滑索是一种勇敢者的运动项目。如果某人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动，钢索与水平地面的夹角为，在下滑过程中可能会出现如图乙（轻绳与钢索垂直）和如图丙（轻绳沿竖直方向）所示的两种情形，已知人的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法中错误的是（　　）

A．图乙中，人一定匀加速下滑

B．图乙中，钢索对轻环的作用力大小为mg

C．图丙中，人一定匀速下滑

D．图丙中，钢索对轻环无摩擦力

4．一种折射率为的材料制成如图所示的截面为半圆形的棱镜，一束光线平行射入该棱镜，则下列判断中正确的是（　　）

A．所有光线都能通过该棱镜

B．所有光线都不能通过该棱镜

C．只有距圆心两侧R范围内的光线才不能通过该棱镜

D．只有距圆心两侧R范围内的光线才能通过该棱镜

5．如图所示，三个带电小球A、B、C分别位于等边三角形的三个顶点且放在光滑绝缘的水平桌面上，空间存在水平且与BC连线垂直的匀强电场，三个小球可看成质点且均静止不动，则三个带电小球所带电荷的电性及电荷量的关系是（　　）

A．A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1

B．A、B带正电，C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1

C．A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为1：1：1

D．A带正电，B、C带负电，A、B、C所带电荷量之比为2：1：1

6．在图甲所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，电阻，为滑动变阻器，A为理想交流电流表。电源电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．滑片P向下移动时，电流表示数不变

B．滑片P向下移动时，通过电阻的电流减小

C．当时，电流表的示数为4A

D．当时，电源的输出功率为48W

7．如图甲所示的装置可以用来测量电流。直导线MN被两等长且平行的绝缘细线悬挂于水平轴上，其所在区域存在方向垂直指向的磁场，且与距离相等位置的磁感应强度大小相等，装置的截面图如图乙所示。当导线通以电流I且达到稳定时悬线静止在图甲中右侧的位置，悬线与竖直方向间的夹角为θ。若改变电流的大小I，则导线静止时与竖直方向间的夹角θ也随之改变。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．导线中电流方向由N指向M

B．若增大电流I，导线稳定后对悬线的拉力减小

C．tanθ与I成正比

D．若撤去电流，导线不可能摆动到左侧等高处

二、多选题

8．以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“双缝干涉”实验，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是（　　）

A．由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大

B．图乙实验中，若只将光源由蓝色光改为绿色光，则两相邻亮条纹间距离增大

C．图丙中，若将薄片向右移动，条纹间距将变小

D．图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏P上光的亮度保持不变

9．2022年11月3日，中国空间站梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。已知中国空间站在距地面高度为h的圆形轨道运行。若地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，梦天实验舱转位过程的时间为t，不考虑地球的自转。则（　　）

A．中国空间站做圆周运动的周期为

B．中国空间站做圆周运动的周期为

C．中国空间站在转位时间内通过的路程为

D．中国空间站在转位时间内通过的路程为

10．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图如图所示。已知该波的周期时为T，a、b、c、d是波的传播方向上的四个质点，则在时刻（　　）

A．质点a正在向y轴正方向运动

B．质点b的速度正在增大

C．质点c的速度最大

D．质点c迁移到了质点d的位置

三、实验题

11．现有如下实验装置。

（1）利用上面装置可完成且必须平衡摩擦的实验有___________（填字母）；

A．探究小车速度随时间变化的规律

B．探究加速度与力、质量的关系

C．探究动能定理

D．验证机械能守恒定律

（2）上面装置有小车、纸带、重物、一端带有定滑轮的长木板、电磁打点计时器及交流电源、导线及开关。“探究动能定理”时，还必须使用的器材是__________；

A．秒表

B．刻度尺

C．天平（含砝码）

（3）用该装置“探究动能定理”实验中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为xA、xB、xC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，小车的质量为M，M>>m。从打O点到打B点的过程中，拉力所做的功W=________，小车动能变化量ΔEk=__________。

12．某同学由于手头没有电流表，设计了如图所示的电路测定电压表的内阻。实验器材如下：

A．待测电压表V，量程，内阻约为

B．电阻箱，阻值范围为

C．电阻箱，阻值范围为

D．滑动变阻器，，额定电流

E．滑动变阻器，，额定电流

F．电源E（电动势为，内阻很小）

G．导线、开关若干

（1）为完成实验，选择的滑动变阻器为__________，选择的电阻箱为__________（填器材前面的字母代号）

（2）实验步骤如下：

①闭合开关、，调节滑动变阻器R，使电压表指针指向满刻度处；

②断开开关，保持__________（填“R”或“”）不变，调节__________（填“R”或“”）使电压表指针指向满刻度的处；

③读出电阻箱的阻值为；

④断开开关、，拆下实验仪器，整理器材。

（3）电压表的内阻为__________，此实验电压表内阻的测量值与真实值相比__________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

四、解答题

13．小明在使用运动吸管杯时发现了这样的现象：在热力学温度恒为300K的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水与吸管内气体热力学温度均为367. 2K，测得杯体水面与吸管顶端的高度差，吸管总长。已知水面上方气体的压强始终与外界大气压强相同，外界大气压强，吸管内气体可视为理想气体，重力加速度，水的密度，求：

（1）吸管底端不再有气泡溢出时，吸管内气体的压强；

（2）从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值。

14．如图所示，在平面直角坐标系内有四个点：（m，3m）、（m，3m）、（m，－1m）和（m，－1m），在空间内有平行于xOy平面的匀强电场，且、、点处的电势分别为-2000V、1000V、-1000V。有一个重力可以忽略的带电粒子从坐标原点以大小为、方向与y轴负方向夹角为的速度射入第四象限，经过，速度恰好平行于x轴且与x轴同向。

（1）求点的电势；

（2）求匀强电场的电场强度大小；

（3）求带电粒子的带电性质及比荷。

15．滑板是冲浪运动在陆地上的延伸，是一种富有挑战性的极限运动，下面是该运动的一种场地简化模型。如图所示，右侧是一固定的四分之一光滑圆弧轨道AB，半径，左侧是一固定的光滑曲面轨道CD，两轨道末端C与B等高，曲面在D点的切线与水平方向间的夹角。两轨道间有质量的长木板静止在光滑水平地面上，长木板右端紧靠圆弧轨道AB的B端，木板上表面与圆弧面相切于B点。一质量的小滑块P（可视为质点）从圆弧轨道AB最高点由静止滑下，经B点滑上长木板。已知重力加速度大小，小滑块与木板之间的动摩擦因数，木板厚度，D点离地面的高度，不计空气阻力。

（1）求小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小。

（2）若木板只与C端发生了两次碰撞（未与B端发生碰撞），小滑块一直未与木板分离，木板与C端碰撞过程中没有机械能损失且碰撞时间极短。

①求开始时木板左端离C端的距离；

②求木板的最小长度。

参考答案：

1．B

【详解】A．卢瑟福通过α粒子散射实验估算出原子核半径数量级约为m，故A错误；

B．荷兰数学家斯涅耳通过研究折射角与入射角的定量关系，得到了光的折射定律，故B正确；

C．密立根提出物体所带的电荷量是量子化的，普朗克首次提出了能量子的概念，故C错误；

D．奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场，后来安培总结了判断电流与磁场的方向关系的规律，故D错误。

故选B。

2．C

【详解】篮球抛出后做匀变速运动，根据题意，有

则tanθ与时间t呈线性关系，斜率为负。

故选C。

3．D

【详解】A．图乙中，人受到重力和轻绳的拉力，由于两个力不共线，且合力方向斜向下，故人只能匀加速下滑，故A正确，不符合题意；

B．图乙钢索对人的作用力大小

故B正确，不符合题意；

C．图丙中，人受到重力和轻绳的拉力，两力均沿竖直方向，若合力不为零，则合力必沿竖直方向，与速度不共线，人不可能做直线运动，因此合力一定为零，人一定匀速下滑，故C正确，不符合题意；

D．图丙中，轻环也做匀速运动，所受合力为零，轻绳对轻环的拉力与钢索对轻环的支持力不在一条直线上，合力不可能为零，因此轻环一定受到钢索的摩擦力，三力平衡，故D错误，符合题意。

故选D。

4．D

【详解】如图所示

光线发生全反射后就不能够通过棱镜，假设光线在C点恰好发生全反射，根据

得

，R

光线越向两边，i角越大，因此只有距圆心两侧R范围内的光线才能通过该棱镜。

故选D。

5．D

【详解】AB．三个带电小球两两之间存在库仑力，且库仑力的方向一定沿两小球的连线方向，假设C球带负电，对C球进行受力分析，可知匀强电场对C球的电场力方向水平向左，要使C球受力平衡，则A球须带正电，B球需带负电，故AB错误；

CD．假设A球带正电，则匀强电场对A球的电场力方向水平向右，要使A球受力平衡，则B、C两球须均带负电且两者电荷量相等，分析B、C两球可知系统可处于平衡状态，对B球进行受力分析，可得

可得

因此有

故C错误，D正确。

故选D。

6．C

【详解】A．等效电路如图所示。当滑片P向下移动时，滑动变阻器的阻值减小，则等效电阻阻值减小，等效电阻分压减小，根据变压器原理可知，副线圈两端电压减小，即电阻两端电压减小，根据欧姆定律可知，电流表示数减小，故A错误；

B．将等效为电源内阻，滑片P向下移动时，电阻减小，等效电路中电流增大，又因为流过的电流减小，所以电阻的电流增大，故B错误；

C．设原副线圈两端电压分别为和，等效电阻阻值

电源电压有效值U=48V，因此原线圈两端电压

根据变压器原理可知，副线圈两端电压

因此电流表示数为

故C正确；

D．当时，电源的输出功率

故D错误。

故选C。

7．B

【详解】A．导线受到竖直向下的重力、沿悬线方向上的拉力，如果要受力平衡，则安培力的方向一定指向右上方，如图所示

根据左手定则可知，导线中电流方向应由M指向N，故A错误；

B．导线MN在悬线的拉力、安培力和重力的作用下处于平衡状态，当电流增大时，安培力变大，悬线与竖直方向的夹角变大，分析导线的受力知

因此可知悬线对导线的拉力减小，由牛顿第三定律可知，导线对悬线的拉力减小，故B正确；

C．根据受力分析可知

可得

即与电流成正比，故C错误；

D．若撤去电流，则导线不受安培力作用，导线向左摆动过程中，只有重力做功，根据机械能守恒定律可知，导线能摆动到左侧等高处，故D错误。

故选B。

8．BC

【详解】A．对于受迫振动，当驱动力频率等于振动系统固有频率时，振幅最大，故A错误；

B．图乙中，根据

若只将光源由蓝色光改为绿色光，波长增大，则两相邻亮条纹间距离增大，故B正确；

C．图丙中，当将薄片向右移动时，同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会变小，故C正确；

D．图丁中，当M固定不动，将N缓慢转动的过程中，M、N的透振方向变为相互垂直，此时光屏P上光的亮度最暗，故D错误。

故选BC。

9．BC

【详解】AB．设中国空间站的质量为m，地球的质量为M，中国空间站绕地球运动的周期为T，则

设地球表面物体的质量为，则有

联立解得

故A错误、B正确；

CD．设中国空间站运行速度的大小为v，则有

中国空间站在t时间内运行的路程

则C正确，D错误。

故选BC。

10．AC

【详解】AB．根据振动方向和传播方向的关系可知，质点a和b在t时刻正沿y轴正方向运动，在时刻质点a正向y轴正方向运动，而质点b已经经过平衡位置并沿y轴负方向运动，速度正在减小，故A正确，B错误；

C．在时刻，质点c处于平衡位置，此时速度最大，故C正确；

D．质点不随波的传播而发生迁移，故D错误。

故选AC。

11．     BC/CB     BC/CB     mgxB    

【详解】（1）[1]A．探究小车速度随时间变化的规律时，不需要平衡摩擦力，只要让小车加速运动即可，A错误。

BC．探究加速度与力、质量的关系和探究动能定理时，平衡摩擦力后绳子拉小车的力就是小车的合力，符合实验要求，BC正确。

D．做验证机械能守恒定律实验时，小车本身受摩擦力，即机械能不守恒，不符合题意，D错误。

故选BC。

（2）[2]小车由静止出发，对小车用动能定理为

取小车为研究对象的话，用刻度尺测出纸带上计数点间的距离可以算出小车末状态的速度v，用天平测出小车质量m和重物质量M，在平衡摩擦力和的条件下，重物的重力大小Mg等于小车所受的合力大小，用刻度尺测出小车初末位置的距离L，即可算出合外力对小车做的功

即可完成实验。

故选BC。

（3）[3][4] 重物的质量为m，小车的质量为M，M>>m，所以在平衡摩擦力后，重物的重力大小mg等于小车所受的拉力大小，拉力所做的功为

小车过B点的瞬时速度为

所以小车动能变化量为

12．     E     B     R               偏大

【详解】（1）[1]电路选用的是分压电路，如选择阻值比较小的滑动变阻器，即D，则干路电流约为

超出R3的额定电流，故滑动变阻器选R4，即E；

[2]待测电压表内阻约为，所以选择阻值为的，即B。

（2）[3] [4]借助于半偏法的思想，闭合开关两个开关，调节滑动变阻器R，使电压表指针指向满刻度处；断开开关，保持R不变，调节使电压表指针指向满刻度的处。

（3）[5][6]电压表指针指向满刻度的处，按照分压原理可知电压表的阻值是电阻箱阻值的2倍，所以电压表的电阻为，断开开关调节的过程中使得回路中电阻变大，电流变小，分压电路中的总电压变大，电阻箱两端的电压大于满刻度的导致测得的电压表电阻偏大。

13．（1）；（2）

【详解】（1）设吸管内气体压强为，则有

解得

（2）吸管中的气体初始状态为

，，

假设温度升高时，吸管中的气体没有溢出，而是膨胀成一个整体，该整体的状态为

，，

则有

逸出气体的体积为

则从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质量的比值

联立解得

14．（1）；（2）；（3），粒子带负电

【详解】（1）在平行于xOy平面内有匀强电场，且平行于，在匀强电场中，相互平行的两线段两端的电势差与两线段的长度成正比，有

可得

由以上两式解得

（2）据题意，与y轴交点M（0，3m）电势为0，点N（m，1m）的电势也为0，即直线MN为等势线，设MN与y轴间的夹角为α，如图所示

由几何关系有

得

因为电场的方向垂直MN，所以电场方向与x轴负方向间的夹角为，电场强度大小

（3）在t时间内粒子在y轴负方向上做匀减速运动，则有

，

解得

，且该带电粒子带负电

15．（1）30N；（2）0.5m；16m

【详解】（1）小滑块P滑到B点时，由动能定理可知

解得

在B点时由牛顿第二定律可知

解得

由牛顿第三定律可知，小滑块P滑到B点时对轨道的压力大小为30N。

（2）①若在小滑块与C端碰撞前小滑块与木板已达共同速度，碰撞后木板速度反向，则整体的总动量向右，木板将与B端发生碰撞，这与已知条件不符，故在小滑块与C端碰撞前小滑块与木板未达共同速度。小滑块滑上木板后，木板做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知

木板与C端第一次碰撞前瞬间，小滑块速度为，木板速度为，在小滑块滑上木板到木板第一次与C端碰撞前瞬间，由动量守恒定律可知

由于无能量损失，则木板以原速率返回，做匀减速运动，加速度大小仍为a，由对称性可知，木板与B端接触时速度为0，后开始向左做匀加速直线运动与C端发生第二次碰撞，根据对称性可知，碰撞时木板速度仍为，小滑块速度为，木板只与C端发生了两次碰撞，则

从木板第一次与C端碰撞之后的瞬间到木板第二次与C端碰撞之前瞬间的过程，由动量守恒定律可知

联立解得

则设开始时木板左端到C端的距离为x，则由运动学公式可知

解得

②滑块P刚好停在木板最左端时木板最短，此时小滑块P与木板的速度均为0，设木板的最短长度为L，由能量守恒定律可知

解得