2023届江苏省镇江市高三下学期三模物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．人工放射性原子核衰变时的核反应方程为，同时放出射线，下列说法正确的是（ ）
A．X是正电子
B．的结合能大于的结合能
C．射线由原子核释放
D．射线在真空中的速度可达0. 99光速
2．一不可伸长直导线垂直于匀强磁场B放置，通过电流I时导线受到的安培力为F，将该导线做成半圆环，圆环平面仍垂直于匀强磁场放置，如图所示，并保持安培力不变，则圆环中电流大小为（ ）
A．I B． C． D．
3．如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是（ ）
A．“凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成
B．“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同
C．激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍
D．“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同
4．如图为地球的三个卫星轨道，II为椭圆轨道，其半长轴为a，周期为T，I、III为圆轨道，且III的半径与II的半长轴相等，III与II相交于M点，I与II相切于N点，三颗不同的卫星A、B、C分别运行在轨道I、II、III上，已知引力常量为G，则（ ）
A．由题中条件可求得地球质量
B．B、C在M点的向心加速度大小相等
C．A、B经过N点时的所受地球引力相同
D．A、B与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等
5．接地导体球壳外固定放置着一个点电荷，a、b为过点电荷与球壳球心连线上的两点，a点在点电荷左侧，b点在点电荷右侧，a、b两点到点电荷的距离相等，a、b点所在位置的电场线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该点电荷带负电
B．a点的电场强度比b点的大
C．a点的电势大于b点的电势
D．导体球壳内的电场强度大于零
6．如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电源电流的关系图像，将一定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等。则（ ）
A．电源a、b效率相同
B．电源a的内阻更大
C．若将定值电阻换为大于的电阻，电源b的输出功率大于电源a的输出功率
D．若将定值电阻换为小于的电阻，电源b的功率大于电源a的功率
7．如图所示为一定质量的理想气体由状态A到状态B再到状态C的p—T图，下列说法正确的是（ ）
A．状态A到状态B过程，气体密度变大
B．状态B到状态C过程，气体先放热再吸热
C．A、C两状态气体分子单位时间内撞击单位面积的次数相等
D．A、C两状态气体分子对容器壁上单位面积的平均撞击力相等
8．如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，线圈电阻为R，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（ ）
A．时，线框中的感应电流最大
B．0到时间内，通过线框的电量为
C．线框中产生的交变电动势的最大值为nBsω
D．线框中产生的交变电动势的有效值为
9．如图所示，A、B叠放在粗糙水平桌面上，一根轻绳跨过光滑定滑轮连接A、C，滑轮左侧轻绳与桌面平行，A、B间动摩擦因数为μ，B与桌面间动摩擦因数为，A、B、C质量分别为2m、2m和m，各面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，将C由图示位置静止释放，要使A、B间发生相对滑动，则μ满足的条件是（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，轻质弹簧一端连接在固定斜面底端的挡板上，另一端与物块A连接，物块A静止在斜面上，弹簧恰好处于原长，A与斜面间动摩擦因数μ = tanθ，t = 0时刻给A一沿斜面向下的瞬时冲量，物块A在运动过程中，加速度a、动能Ek、弹性势能Ep与路程s及运动时间t的变化关系可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、实验题
11．某同学用如下器材来测量电压表的内阻.
A．待测电压表（量程0~3V，内阻为几千欧）
B．电池组（电动势约3V，内阻可忽略）
C． 电阻箱R（0~9999. 9Ω）
D．开关和导线若干
（1）按图甲所示的电路测量，下图为该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路，请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_________。
（2）某次测量中电压表示数如图乙所示，其读数为_________V；
（3）该同学进行后续测量，改变电阻箱的阻值为R，测得多组电压表的示数为U，在图丙中作出之间的关系图_________。
R/kΩ 0. 6 1. 5 2. 0 3. 0 4. 0 5. 0
0. 40 0. 50 0. 56 0. 67 0. 78 0. 88
根据图线，可求得电源的电动势E=_________，电压表内阻_________（结果均保留2位有效数字）。
（4）若实验中电池组内阻不可忽略，则以上电压表内阻的测量值_________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
三、解答题
12．如图，某长方体透明材料长为L，一单色光斜射到上表面A点，反射光线和折射光线恰好垂直且入射光线的延长线与折射光线间的夹角为30°，折射光线经长方体侧面反射后射到下表面，已知光在真空中的传播速度为c，求：
（1）透明材料对此单色光的折射率；
（2）光从透明材料上表面射到下表面的时间。
13．如图所示，一个处于光滑水平面的弹簧振子，O点是其平衡位置，振子质量为m，弹簧劲度系数为k，其振动周期为，振子经过O点的速度为v，在O点正上方有一质量为m的物体自由下落，恰好落在振子上，并与振子粘在一起振动。
（1）求物体落在振子上后，振子经过O点的速度大小；
（2）以物体落在振子上为时刻，求振子到达最左端的时刻。
14．如图甲所示，一半径为d的圆形磁场，其圆心位于xOy平面的坐标原点，磁场左侧水平放置两块长度均为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，x轴过平行金属板的中心轴线. 平行金属板间加上如图乙所示周期性变化的电压，在紧靠P板左侧有一粒子源S，从t=0时刻开始连续射出初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，t=0时刻射出的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场。已知电场变化周期，粒子质量为m，电荷量为+q，磁感应强度，若进入磁场的粒子均能从y轴上的M点离开磁场，粒子打到金属板上会被吸收，不计粒子重力及相互间的作用力，求：
（1）t=0时刻进入的粒子在磁场中运动的时间；
（2）粒子从M点离开磁场时与x轴正方向的夹角范围；
（3）达到M点的粒子占发射源发射粒子总数的百分比。
15．如图所示，两根轻绳连接小球P，右侧绳一端固定于A，左侧绳通过光滑定滑轮B连接一物体Q，物体Q、N通过一轻弹簧连接，Q、N质量均为m，整个系统处于静止状态时，小球P位于图示位置，两绳与水平方向夹角分别为和，此时物体N与地面弹力恰好为零。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上，两绳均拉直且无弹力，释放小球P开始运动，已知右侧绳长L，，，重力加速度为g，求：
（1）小球P的质量M；
（2）小球P运动到图示位置时Q的速度v；
（3）小球P从释放到图示位置过程中轻绳对物体Q做的功W。
参考答案：
1．A
【详解】A．由核衰变前后的电荷数与质量数守恒可得，X的电荷数为
X的质量数为
则X是正电子，故A正确；
B．结合能是指使物质分解的能量，物质越稳定，这个能量越大，释放完能量后，物质为低能状态，更稳定，更不易分解，所以结合能变大，所以的结合能小于的结合能，故B错误；
C．衰变过程产生的光子是从不稳定的新核中放出的，不是核释放的，是由衰变形成的核释放的。故C错误；
D．射线是电磁波，射线在真空中的速度等于光速，故D错误。
故选A。
2．B
【详解】直导线在磁场中受力
半圆环导线在磁场中受力的有效长度是半圆环的直径长度，则
解得
故选B。
3．D
【详解】A．“凹槽”产生极小光强是由于由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，是干涉现象形成，故A错误；
B．“凹槽”中有透明介质，光的速度小于真空中速度，“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同，故B错误；
C．由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，考虑到“凹槽”反射光的路程，“凹槽”深度的2倍应该为激光束半波长的奇数倍，故C错误；
D．“凹槽”反射光与“平面”反射光是同种类型的光，频率相同，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】A．椭圆轨道II半长轴为a，周期为T，I、III为圆轨道，由于III的半径与II的半长轴相等，由开普勒第三定律可知圆轨道III的半径为a，卫星C的周期为T，则
解得地球的质量
故A正确；
B．由，解得
所以B、C在M点的加速度大小相等，由于卫星B做变速圆周运动，卫星B的加速度与向心加速度不等，所以B、C在M点的向心加速度大小不相等，故B错误；
C．A、B的质量未知，由可知A、B经过N点时的所受地球引力不一定相同，故C错误；
D．由开普勒第二定律可知同一卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，A、B与地心的连线在相等时间内扫过的面积不一定相等，故D错误。
故选A。
5．C
【详解】A．电场线由正电荷出发，由a、b点所在位置的电场线方向可知该点电荷带正电，故A错误；
B．电场线分布如图
电场线越密，场强越大，所以a点的电场强度比b点的小，故B错误；
C．由电场线与等势面垂直，电场线由高等势面指向低等势面可知a点的电势大于b点的电势，故C正确；
D．由静电屏蔽可知，导体壳内的场强处处为零，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】B．由闭合电路欧姆定律
U=E-Ir
可知，图像与U轴的交点表示电动势，则a的电动势较小，图像的斜率的绝对值表示电源内阻
则a电源的内阻r较小，故B错误；
A．由于定值电阻分别接到a、b两电源上，功率相等，所以定值电阻两端的电压相等，即交点的纵坐标表示路端电压，由电源的效率
可知电源a效率高，故A错误；
C．电源的输出功率即定值电阻的功率，若将定值电阻换为大于的电阻，如图
图中的n图线与A、B图线的交点的乘积为电源的输出功率，由于图线n与图线B交点的电压与电流值均大于图线n与图线A交点的电压与电流值，即电源b的输出功率大于电源a的输出功率，故C正确；
D．电源的功率为，若将定值电阻换为小于的电阻，如图
图线l与图线A、B交点的电流值表示电路中的电流，可知定值电阻与电源a组成的闭合电路中的电流大，又电源a的电动势大，所以电源b的功率小于电源a的功率，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．状态A到状态B过程，由理想气体状态方程可知，气体体积增大，则气体密度变小，A错误；
B．状态B到状态C过程，气体温度先升高后降低，则气体内能先增大后减小，但气体体积一直减小，则外界对气体做功，则根据热力学第一定律有
U = Q＋W，W > 0
在气体内能增大阶段，由于不知道U与W的具体关系，则无法判断出气体是吸热还是放热，而在气体内能减小阶段，W > 0，则Q < 0，故气体放热，B错误；
CD．A、C两状态气体压强相同，气体分子对容器壁上单位面积的平均撞击力相等，但A状态到C状态气体温度升高，气体体积增大，气体分子平均速率变大，数密度减小，则A、C两状态气体分子单位时间内撞击单位面积的次数减小，C错误、D正确。
故选D。
8．D
【详解】A．当时，即时，线框回到图示位置，此时的感应电流最小，磁通量最大，A错误；
B．当，即时，线圈转到与图示垂直位置，此时磁通量为零，则0到时间内产生的感应电动势的平均值为
则0到时间内，通过线框的电量为
B错误；
C．线框中产生的交变电动势的最大值为
C错误；
D．线框中产生的交变电动势的有效值为
D正确。
故选D。
9．C
【详解】物块A与B之间的最大静摩擦力
物块B与桌面间的最大静摩擦力
若A与B间恰好将发生相对滑动时，A与B的加速度恰好相等，此时对物块B，由牛顿第二定律得
对A、B整体由牛顿第二定律得
对物块C由牛顿第二定律得
解得
因此若A、B之间发生相对滑动，则需满足
故选C。
10．B
【详解】以弹簧恰好处于原长的位置为坐标原点且取向下为正，则记物块A运动的位移为x，则滑块A下滑过程中有x = s，上滑过程中s = 2s0－x，故加速度a、动能Ek、弹性势能Ep与路程s的关系图线与关于位移x的关系图线形状相同。
AB．由于刚开始时物块A静止在斜面上，弹簧恰好处于原长，A与斜面间动摩擦因数μ = tanθ，则物块A下滑过程中有
kx = ma
则物块A下滑过程中a—x图线是一条过原点的直线，当A下滑的到最低点后上滑过程中有
kx－2mgsinθ = ma
则A上滑过程中a—x图线应是一条下倾的直线，且最大加速度要比上滑的最大加速度要小，但物块A不是做匀变速直线运动，则a与t的关系不可能是直线，A错误、B正确；
C．根据以上分析可知，滑块下滑过程中重力和摩擦力抵消，则滑块的合外力为弹力，根据动能定理有
则下滑过程中Ek—x图线应该是一条开口向下的抛物线，当滑块上滑过程有
则上滑过程中Ek—x图线也应该是一条开口向下的抛物线，但根据牛顿第二定律可知上滑过程中在到达x = 0（即路程2s0）前某位置有A的合外力为零，此位置动能最大，此后A就开始做减速运动，动能将减小，C错误；
D．物体A下滑过程中Ep与下滑位移x的关系为
则物块A下滑过程中Ep—x图线应该是一条开口向上的抛物线，当滑块上滑过程有
则物块A上滑过程中Ep—x图线应该是一条开口向下的抛物线，D错误。
故选B。
11． 开关未断开，电阻箱阻值未调至最大 1. 60 2.7V/2.8V/2.9V/3.0V/3. 1V/3.2V/3.3V/3. 4V 2.7 kΩ/2.8 kΩ/2.9 kΩ/3.0 kΩ/3. 1 kΩ/3.2 kΩ/3. 3kΩ 偏大
【详解】（1）[1] 在连接电路时开关应断开，图中开关未断开；电阻箱阻值未调至最大。
（2）[2]电压表量程选择3V，电压表读数为1.60V。
（3）[3]根据表中数据描点作图为
[4]由闭合电路欧姆定律得
解得
图线的纵轴截距等于电动势的倒数
解得电源的电动势
[5]根据图线的斜率可以求出电压表的内阻
解得电压表内阻
（4）[6]若实验中电池组内阻不可忽略， 由闭合电路欧姆定律可得
解得
可见图像的斜率不变，不计电源内阻时测量的电动势
所以若实验中电池组内阻不可忽略，则以上电压表内阻的测量值偏大。
12．（1）；（2）
【详解】（1）由几何关系
可得
再根据折射定律有
解得
（2）光在透明材料中的速度为
如图所示将光速沿水平方向和竖直方向分解有
则在竖直方向有
则光从透明材料上表面射到下表面的时间
13．（1）；（2）或
【详解】（1）振子与物体碰撞过程中水平方向动量守恒
解得物体落在振子上后，振子经过O点的速度大小
（2）弹簧振子周期，振子第一次到达最左端的时刻分别为
振子第N次到达最左侧的时刻分别为
14．（1）；（2）；（3）25%
【详解】（1）时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，且电场变化周期
粒子以速度，平行极板方向离开电场。
粒子平行于x轴射入圆形磁场区域，由 ，解得
可得
根据几何关系，如图所示
四边形为菱形，边长为d，轨迹对应得圆心角为120°，速度方向得偏转角也为120°。粒子在磁场中运动时间
又
解得t=0时刻进入的粒子在磁场中运动的时间
（2）由第1问得，时刻进入极板，粒子从下极板边缘射入磁场，从M点射出速度方向得偏转角为，即与x轴正方向得夹角为。若粒子在时刻进入电场，粒子将从上极板得边缘射入磁场，如图所示
根据几何关系，四边形为菱形，边长为d，轨迹对圆形角为，从M点射出速度方向得偏转角为，即与x轴正方向得夹角为。所以粒子从M点离开磁场时与x轴正方向的夹角范围
（3）粒子在一个周期内，在内进入电场得粒子都可以平行x轴以速度进入磁场，最终聚焦于M点，如图
达到M点的粒子占发射源发射粒子总数的百分比
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）整个系统处于静止状态时，对小球P受力分析，根据平衡条件有
①
对物体Q有
②
对物体N有
③
联立①②③得
（2）根据系统能量守恒有
④
根据几何关系
⑤
联立④⑤解得
（3）对物体Q有动能定理有
⑥
联立⑤⑥有
试卷第1页，共3页
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