2023届江苏省泰州市高三上学期模拟（期末）考试物理试卷（含答案）

2022~2023 学年高三年级模拟试卷
物 理
(满分： 100 分 考试时间： 75 分钟)
2023 ．1
一、 单项选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分．每小题只有一个选项最符合题意．
1. 2022 年 1 月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果， 表明我国核天体物理研究 已经跻身国际先进行列． 实验中所用核反应方程为 X＋1 (2)2 (5) Mg ―→1 (2)3 (6) Al，已知 X Mg Al 的质量分别
为 m1 、m2 、m3 ，真空中的光速为 c，该反应中释放的能量为 E.下列说法正确的是( )
A. 该反应为裂变反应 B. X 为氚核
C. E＝(m1＋m2－m3)c2 D Al 的比结合能为
2. 如图所示，《我爱发明》节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动 头振动而摇动树干， 使得松果脱落．则下列说法正确的是( )
A. 随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大
B. 稳定后，不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率相同
C. 若拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动声调变高
D. 针对不同树木，落果效果最好的振动频率一定相同
3. 如图所示为一定质量理想气体的压强p 随摄氏温度 t 的变化规律， 则气体从状态 A 变化到 B 的过程 中( )
A. 气体内能减小
B. 外界对气体做正功
C. 气体分子在单位时间内对单位面积容器器壁碰撞的次数不变
D. 每一个气体分子热运动速率都变大
4. 某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示， O 点为圆心， 一束单色光从 A 点射入， 经 B 点射出圆柱体．下 列说法正确的是( )
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A. 光线进入玻璃后频率变大
B. 若 θ 增大， α 可能变小
C. 若 θ 增大，光线在圆柱体内可能会发生全反射
D. 若 θ 增大， 光线由A 点至第一次射出时间变短
5. 2022 年 11 月 30 日， 我国“神舟十五号”飞船通过加速与“天宫号”空间站交会对接， 乘组人员入
驻中国人的“太空家园”．设对接前飞船与空间站均在轨做圆周运动，运行情形如图所示． 下列说法正确的 是( )
A. 图中 A 是飞船，B 是空间站
B. 对接前空间站运行周期比飞船运行周期小
C. 飞船通过向前方喷气后才能与空间站完成交会对接
D. 对接后飞船的机械能与在原轨运行时的机械能相等
6. 一地铁在水平直轨道上运动，某同学为了研究该地铁的运动情况，他用细线将一支圆珠笔悬挂在地
铁的竖直扶手上，地铁运行时用手机拍摄了如图所示的照片， 拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细线相对竖 直扶手偏东． 该同学根据照片分析正确的是( )
A. 地铁一定向西加速运动
B. 地铁可能向东加速运动
C. 细线中拉力大小与地铁加速度大小无关
D. 若用刻度尺测量细线的长度和圆珠笔到竖直扶手的距离，可以估算此时地铁的加速度
7. 如图所示， 排球比赛中运动员某次将飞来的排球从 a 点水平击出， 球击中 b 点；另一次将飞来的相
同排球从 a 点的正下方且与 b 点等高的 c 点斜向上击出，也击中b 点，排球运动的最高点 d 与a 点的高度 相同，不计空气阻力．下列说法正确的是( )
A. 排球两次在空中速度变化量相等
B. 排球两次击中 b 点时的动能相等
C. 两次击球，运动员对排球所做的功不一定相等
D. 排球从 c 点击中b 点的过程中，重力对排球的冲量为零
8. 学校实验室有一台教学用发电机， 输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示的理想变压器
的 a 、b 两端，闭合开关 S，四只相同灯泡均正常发光．下列说法正确的是( )
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A. 图甲所示的交变电压瞬时值表达式为 u＝36 sin 2πt
B. 变压器原、副线圈的匝数比为 1 ∶ 3
C. 小灯泡的额定电压为 9 V
D. 若断开开关 S，灯泡 L1 变亮、 L2 变暗
9. 如图所示， 竖直放置的金属板 A、B 组成一平行板电容器， O 点为两板中心， 在过 O 点且与板垂直
的直线上，板外的 M、N 两点到 O 点距离相等，板间的 P、S 两点到 O 点的距离相等．板外 M、N 点分别
放置等量异种点电荷时， O 点处场强恰好为零．忽略两点电荷对两板电荷分布的影响，则( )
A. A 极板带负电， B 极板带正电
B. 质子在 P 点的电势能大于在 S 点的电势能
C. P、S 两点场强大小相等、方向相反
D. 若仅增加两板之间距离， O 点处场强仍为零
10. 如图所示，一轻弹簧下端挂一物体，上端用手牵引使重物匀速上升， 从手突然停止到物体上升至 最高点的过程中，物体运动的速率 v、加速度大小 a、动能 Ek 、机械能 E 随物体上升高度 h 变化的图像可 能正确的是( )
二、 非选择题：共 5 题， 共 60 分．其中第 12 题~第 15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和 重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分； 有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11. (15 分)某同学为了测量一蓄电池的电动势 E(约9 V)和内阻r，从学校实验室借来如下实验器材：
A. 多用电表 B. 电压表 V(量程为 0~3 V，内阻很大)
C. 电阻箱 R(阻值为 0~999.9 Ω) D. 定值电阻 R0
E. 开关、导线若干
(1) 该同学首先用多用电表测定值电阻 R0 的阻值，他选用 “× 10 Ω”挡，正确操作后发现指针偏转角
度过大，因此需选择________(选填 “× 1”或 “× 100”)倍率，重新欧姆调零， 之后测量的示数如图甲所 示，则 R0 ＝________Ω .
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(2) 该同学设计了如图乙所示的电路．在某次实验时，电阻箱调至如图丙所示位置，则此时电阻箱接 入电路的阻值为________Ω .
(3) 多次改变电阻箱 R 的阻值，同时读出对应的电压表的示数 U，并作记录．根据实验数据描点，绘
出的 R 图像是一条直线．若图线的斜率为k，纵坐标截距的绝对值为b，则该蓄电池的电动势E＝________，
内阻 r ＝________ ．(用 k、b 和 R0 表示)
(4) 实验前，该同学设计下列三组关于电阻箱的取值方案，你认为最安全、最合理的方案是________(选 填“甲”“乙”或“丙”).
方案 电阻箱的阻值 R/Ω
甲 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0
乙 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0
丙 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0
12. (8 分)如图所示，质量分别为 m 和 2m 的物体 A、B 静置于光滑水平地面上， B 左端固定一轻质弹 簧．现 A 以速度 v 向右运动，在 A、B 相互作用的整个过程中，求：
(1) 弹簧对 A 的冲量大小 I；
(2) 弹簧弹性势能的最大值 Epm.
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13. (8 分)如图所示，在匀强磁场中有一水平放置的平行金属导轨，导轨间距为 d、长为 3L，在导轨的 中部刷有一段长为 L 的薄绝缘涂层． 匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直． 质量为 m 的 导体棒在大小为 F 的恒力作用下由静止从导轨的左端运动，在滑上涂层之前已经做匀速运动， 并一直匀速 滑到导轨右端． 导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为 R，导轨及导体棒 电阻不计．求：
(1) 导体棒匀速运动的速度大小 v；
(2) 整个运动过程中，流过电阻的电量 q 及电阻产生的焦耳热 Q.
14. (13 分)如图所示， 内径很小的细管PMN 竖直固定， PM 段为长为 L 内径粗糙的水平直细管． P 端
有一竖直弹性挡板，MN 段为内径光滑半径为 R 的 圆弧细管， 两段细管在 M 处平滑连接． 细绳一端连接
质量为 3m 的滑块 A，另一端跨过滑轮，穿过挡板 P 的光滑小孔与质量为 m、略小于细管内径的滑块 B 相 连，已知滑块 B 与 PM 段细管间动摩擦因数为 0.5.起初两滑块在外力作用下静止，现同时释放两滑块．重 力加速度为 g.
(1) 求滑块 B 在 PM 段向左运动过程中加速度大小a；
(2) 求滑块 B 第一次运动至 M 点时速度大小vM；
(3) 若滑块 B 每次与挡板 P 碰撞后均以原速率弹回．求整个运动过程中， 滑块 B 在水平 PM 段运动的 总路程 S.
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15. (16 分)如图甲所示， 真空中存在匀强电场和匀强磁场， 电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂 直．一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子(不计重力)在电场左侧边界某处由静止释放，进入电场和磁 场区域．已知电场和磁场的宽度均为 d，长度足够长， 电场强度大小为 E，方向水平向右，磁感应强度大
(
m
E
)小为 ，方向垂直纸面向里．
(1) 求粒子在图甲磁场中运动的轨道半径 r 及运动时间t；
(2) 图乙为图甲的多级组合， 粒子从第 1 层电场左侧边界某处由静止释放，若能从第 n 层磁场右边界 飞出，求粒子在第 n 层磁场中运动的轨道半径rn；
(3) 改变图乙中电场强度与磁感应强度的大小关系，粒子仍从第 1 层电场左侧边界某处由静止释放， 已知粒子从第 6 层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为 30°.若保证粒子不能从第 n 层磁 场右边界穿出， n 至少为多少．
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2022~2023 学年高三年级模拟试卷(泰州)
物理参考答案及评分标准
1. C 2. B 3. B 4. D 5. A 6. D 7. C 8. C 9. D 10. A
11. (15 分)(1) ×1(2 分) 11(2 分)
(2) 81.4(2 分)
(3) (3 分) －R0(3 分)
(4) 乙(3 分)
12. (8 分)解： (1) 设弹簧恢复原长时，物体 A 速度为 vA ，物体 B 速度为vB mv ＝mvA＋2mvB(1 分)
mv2 ＝ mvA (2) ＋ 2mvB (2) (1 分)
解得 vA ＝－ v(1 分)
对物体 A，由动量定理 I＝ΔpA ＝ mv(1 分)
(2) 当 A、B 速度相等时，弹簧弹性势能最大
mv ＝(m＋2m)v′(1 分)
解得 v′＝ v(1 分)
Epm ＝ mv2 － (m＋2m)v′2(1 分)
解得 Epm ＝ mv2(1 分)
13. (8 分)解： (1) 导体在非涂层段做匀速运动时， 产生的感应电动势为 E＝Bdv(1 分) 回路中的感应电流为 I＝ (1 分)
导体棒所受安培力大小为 F＝BId(1 分)
解得 v ＝ (1 分)
(2) 导体棒在两个非涂层段运动时电阻内有电流通过
q ＝ I Δt I ＝ E ＝
流过电阻的电量 q ＝ ＝ (2 分)
在绝缘涂层 F－f＝0(1 分)
根据能量守恒定律有 Q＝F×3L－fL－ mv2＝2FL－ (1 分)
第二种解法：
导体棒在绝缘涂层上运动时导体中不产生电热， 由能量守恒得 Q＝F×2L－ mv2＝2FL－ (2 分)
14. (13 分)解： (1) 滑块 B 向左运动时
对滑块 A：3mg－T＝3ma(2 分)
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对滑块 B ：T－μmg＝ma(2 分)
解得 a ＝ g(1 分)
(2) 滑块 B 上升至 M 点过程中
A 与 B 系统由机械能守恒定律得mAg R－mBgR ＝ (mA＋mB)vM (2) (2 分)
3mg R－mgR ＝ (3m＋m)vM (2)
解得 vM ＝ (2 分)
(3) 滑块 B 最终停在挡板 P 处
(
π
R
)A 与 B 系统由能量守恒定律得 3mg(L＋ 2 )－mgR－μmgS＝0(2 分)
解得 S＝6L＋3πR－2R(2 分)
15. (16 分)解： (1) 粒子刚进入磁场时， 有 qEd＝ mv2(1 分)
(
解得
v
＝
(1
分
)
)2qEd
m
(
2
) (
在磁场
中由洛伦兹力提供向心力得
q
v
B
＝
m
(1
分
)
)v
r
运动的轨道半径 r ＝ ＝2d(1 分)
在磁场中由几何关系得 r sin θ＝d
带入数据解得 sin θ ＝ ，θ ＝ (1 分)
磁场中运动周期 T＝
(
磁场中运动时间
t
＝
T
) θ
2π
解得 t ＝ (1 分)
(2) 设粒子在第 n 层磁场中运动的速度为 vn ，轨道半径为 rn 由于只有电场力做功，则有 nqEd＝ mvn (2) (1 分)
在磁场中 qvnB＝m (1 分)
解得 rn＝2 d(2 分)
(3) 设粒子进入第 n 层磁场时，速度的方向与水平方向的夹角为 αn ，从第 n 层磁场右侧边界穿出时速 度方向与水平方向的夹角为 θn ，粒子在电场中运动时，
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垂直于电场线方向的速度分量不变，则有
vn－ 1sin θn－ 1＝vn sin αn(1 分)
即 rn－ 1sin θn－ 1＝rn sin αn
由图可知 rn sin θn－rn sin αn ＝d(1 分)
则有 rn sin θn－rn－ 1sin θn－ 1＝d
则 r1sin θ1 、r2sin θ2 、r3sin θ3 、 … 、rn sin θn 为一组等差数列， 公差为 d，可得 rn sin θn ＝r1sin θ1＋(n－1)d
当 n＝1 时， 由图可知 r1 sin θ1 ＝d
(
n
qd
2
mE
′
)则 rn sin θn ＝nd(1 分)
解得 sin θn＝B′ (1 分)
若粒子恰好不能从第 n 层磁场右侧边界穿出， 则 θn ＝ ，即 sin θn ＝1
(
由题目可知当
n
＝
6
时，
θ
6
＝
3
0°
，即
sin
30°
＝
B
′
(1
分
)
) 6qd
2mE′
(
联立解得
n
＝
24(1
分
)
说明：其他合理解法求得正确答案参照给
分
)第 9 页