2023年湖南平江高三第三次模拟考试物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷

考生请注意：

1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2.第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的

位置上。

3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、已知天然材料的折射率都为正值近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值

（«<0）,称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与

入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2

所示，其中直线5。垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）

A.1B.2

C.3D.4

2、将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器改装成输出电压为30V的变压器，副线圈原来的匝数为30匝，原线

圈的匝数不变，则副线圈应增加的匝数为（）

A.150匝B.144匝C.130匝D.120匝

3、如图甲所示为由某材料制成的电阻R的阻值随温度f变化的图象，若用该电阻与电池（电动势E=1.5V,内阻不计）、

电流表（量程为50mA,内阻不计）、电阻箱申联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头。将电阻箱的阻

值调为*=15。，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“电阻温度计”。下列说法错误的是

（）

A.温度升高，电路中的电流减小

B.电流表刻度较大处对应的温度刻度较小

C.电流表的示数为50mA时，电阻R的阻值为30。

D.电流表的示数为50mA时，对应的温度为5℃

4、空间某区域存在一方向垂直于纸面向外、大小随时间均匀变化的匀强磁场，磁场边界e/如图所示，现有一根粗细

均匀金属丝围成的边长为心的正方形线框固定在纸面内，U0时刻磁场方向如图甲所示，磁感应强度8随时间f变化

关系如图乙所示，则（）

A.0~/1：e点电势高于7点电势

B.0~/1：3=一一卜

"强

C.tx~t2i金属框中电流方向顺时针

D.072：村所受安培力方向始终不变

5、如图所示，〃匝矩形闭合导线框ABC。处于磁感应强度大小为8的水平匀强磁场中，线框面积为S,电阻不计.线

框绕垂直于磁场的轴O。，以角速度。匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的

A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大

B.灯泡中的电流方向每秒改变，"次

C.线框中产生感应电动势的表达式为

D.变压器原、副线圈匝数之比为等”

6、如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线

系于天花板上的。点；O’是三根细线的结点，50'水平拉着重物B,c。，沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的

重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态，g=10m/s2,若悬挂小滑轮的斜线。尸的张力是

2073N,则下列说法中正确的是（）

A.弹簧的弹力为106N

B.重物A的质量为2.5kg

C.桌面对重物B的摩擦力为10后N

D.。尸与竖直方向的夹角为60。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、A、B两粒子以相同的初速度沿与电场线垂直的方向由左边界的同一点先后进入同一匀强电场，最后它们都从电场

的右边界离开电场。不计粒子的重力。已知A、B两粒子的质量之比为1：4,电荷量之比为1：2,则此过程中（）

A.A、B的运动时间之比为1：1

B.A、B沿电场线的位移之比是1：1

C.A、B的速度改变量之比是2：1

D.A、B的电势能改变量之比是1：1

8、如图所示，擦亮的锌板与验电器上的金属球相连，验电器上的铝箔原来是不张开的.现让紫外线照射到锌板，观察

到验电器的铝箔张开.下列说法正确的是（）

A.验电器的铝箔带负电

B.此实验可以说明光具有粒子性

C.若改用X射线照射锌板，则观察到验电器的铝箔会张开

D.若改用激光器发出高亮度的红光照射锌板，则观察到验电器的铝箔也有可能会张开

E.若增大紫外线的照射强度，则逸出电子的最大初动能变大

D

9、如图，光滑平行导轨和尸。固定在同一水平面内，两导轨间距为£,MP间接有阻值为一的定值电阻。两导轨

2

间有一边长为4的正方形区域Hcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为8,ad平行一粗细均

2

匀、质量为机的金属杆与导轨接触良好并静止于私处，金属杆接入两导轨间的电阻为上现用一恒力尸平行向

右拉杆，已知杆出磁场前已开始做匀速运动，不计导轨及其他电阻，忽略空气阻力，则（）

A.金属杆匀速运动时的速率为舞

Bu

9FR

B.出磁场时，de间金属杆两端的电势差。去=丁

BL

2FL

C.从5到c的过程中，金属杆产生的电热为亍

D.从6到c的过程中，通过定值电阻的电荷量为丝

6R

10、如图所示，直杆与水平面成30。角，一轻质弹簧套在直杆上，下端固定在直杆底端。现将一质量为，”的小滑块从

杆顶端A点由静止释放，滑块压缩弹簧到达最低点8后返回，脱离弹簧后恰能到达A3的中点。设重力加速度为g,

AB=L,则该过程中（）

A.滑块和弹簧刚接触时的速度最大B.滑块克服摩擦做功为

4

C.滑块加速度为零的位置只有一处D.弹簧最大弹性势能为gmgL

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.（6分）在探究加速度与力、质量的关系的实验中，某同学设计了如图所示的实验装置，通过加减小车中祛码改变

小车和祛码的总质量M（含拉力传感器），加减砂桶中砂子改变砂桶和砂子的总质量，力用拉力传感器测出轻绳的拉

力大小儿

小车打点计时器

(1)用此装置探究加速度与质量的关系时，(填“需要”或"不需要”)平衡摩擦力。

(2)用此装置探究加速度与力的关系时，(填“需要”或“不需要”)满足

(3)用此装置探究加速度与质量的关系，保持力不变，且已平衡摩擦力，当小车和祛码的总质量较小时，可能不满足

的情况，此时加速度a与

B.

为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度«与钩码

的质量及小车和祛码的质量对应关系图。钩码的质量为皿,小车和祛码的质量为m2,重力加速度为g。

(1)下列说法正确的是.

A.每次在小车上加减祛码时，应重新平衡摩擦力

B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源

C.本实验应远小于，〃1

1

D.在用图象探究加速度与质量关系时，应作a-——图象

叫

(2)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得尸=，〃牌作出a-尸图象，他可能作出图2中

(选填“甲”、“乙”、“丙”)图线。此图线的A5段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是，

A.小车与轨道之间存在摩擦

B.导轨保持了水平状态

C.祛码盘和硅码的总质量太大

D.所用小车的质量太大

(3)实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的-a图象，如图3。设图中直线的

吗

斜率为A,在纵轴上的截距为6则小车与木板间的动摩擦因数〃=,钩码的质量，"产.

(4)实验中打出的纸带如图4所示。相邻计数点间的时间是0.1s,图中长度单位是cm,由此可以算出小车运动的加

速度是m/s2«

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.(10分)如图所示，平行金属板”、N竖直放置，两板足够长且板间有水平向左的匀强电场，P点离N板的距离

为d,离M板的距离为a/一个质量为机、带正电荷量为g的小球从尸点以初速度水平向右抛出，结果小球恰好不

4

能打在N板上。已知重力加速度为g,小球的大小不计，求

(1)两板间的电场强度的大

(2)小球打到M板时动能的大小。

14.(16分)如图所示，电源电动势E=10V,内阻r=1O,闭合开关S后，标有“8V、12W”的灯泡恰能正常发光,

电流表为理想电流表，求：

(1)电流表的示数是多少安培；

(2)电阻R等于多少欧姆；

⑶电源的输出功率等于多少瓦特。

15.(12分)托卡马克(Tokamak)是一.种复杂的环形装置，结构如图甲所示。环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形

真空室，真空室外排列着环向场线圈和极向场线圈，其中欧姆线圈的作用一是给等离子体加热以达到核聚变所需的临

界温度；二是产生感应电场用以等离子体加速。同时，极向场线圈通电后提供的极向磁场与环向场线圈通电后提供的

环向磁场将高温等离子体约束在真空室内，促使核聚变的进行。如图乙所示为环形真空室简化图，其内径为%=2m、

外径为&=5m,S和为其截面关于中心对称。假设约束的核聚变材料只有兄核(：H)和僦核(:H),且不考虑核子间

的相互作用，中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响，核子一旦接触环形真空室壁即被吸收导走。(已知质

子的电荷量为1.6x10-19C；质子和中子质量均为1.6x10-27kg)。试回答:

甲乙

(1)笊核(；H)和筑核(：H)结合成氢核(；He)时，要放出某种粒子，同时释放出能量，写出上述核反应方程；

(2)欧姆线圈中，通以恒定电流时，等离子体能否发生核聚变(“能”或“不能”)，并简要说明判断理由；

(3)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场为多大时，从垂直于S截面速度同为y=2xl(Ym/s的笊核(：H)

能够全部通过S'截面；

(4)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场在某一范围内变化时，垂直于S截面速度同为u=2xl()7m/s的

笊核(:H)和煎核(:H)能够在截面要有重叠，求磁感应强度B的取值范围。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、D

【解析】

由题意可知，负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧，现在让我们判断从S点发出的这条光线的

折射光线，则光线1、2是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线3、4是可能的，但是题意中又说明在另一侧

成实像，即实际光线有交点，光线3在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光线反向延长线交于一点，成虚像。

而光线4的折射光线直接相交成实像(如右图所示)。

故选D。

【解析】

副线圈匝数为“2=30匝，输入电压Ui=220V,输出电压S=6V,根据变压比公式有

U、_220_4

U26n2

原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，输入电压也不变，输出电压变为30V,根据变压比公式有

220_n}

30n2+A/?

联立得

An=120

故D正确，ABC错误。

故选D。

3、C

【解析】

AB.由图甲可知，温度升高，电阻R的阻值增大，电路中电流减小，因此电流表刻度较大处对应的温度刻度较小，

AB项正确，不符合题意；

CD.电流表的示数为50mA时，电路总电阻为30。，电阻箱的阻值R=15。。则R=15Q,由图甲可得对应的温度为5℃,

C项错误，符合题意，D项正确，不符合题意；

故选C。

4,B

【解析】

A.0W时间内垂直于纸面向外的磁场减弱，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可

知感应电流为逆时针方向，在电源内部，电流从负极流向正极，故/电势高于e的电势，A错误；

B.根据法拉第电磁感应定律，感应电动势：

BY

24

E

2

B正确；

C.根据楞次定律，0“2金属框中电流方向为逆时针，C错误；

D.根据左手定则，安培力水平向左，八“2安培力水平向右，D错误。

故选B。

5、C

【解析】

图示位置穿过线框的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，选项A错误；交流电的周期为T=把24，一个周期内电

(»

流方向改变两次，则灯泡中的电流方向每秒改变q次，选项B错误；交流电的电动势最大值：Em=〃5Sc”，则线框中

71

nBcoSn.U,nBcoS

产生感应电动势的表达式为e=〃6S"sinM,选项C正确；交流电的有效值为5，则—=—=厂，选项

V2'%u2Ou

D错误；故选C.

点睛：此题关键是掌握交流电的瞬时值、最大值及有效值的意义，知道它们之间的关系；掌握住理想变压器的电压、

电流及功率之间的关系，本题即可得到解决.

6、C

【解析】

A.设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与0%绳的拉力分别为八和T,则有:

2Tcos30°=7i

得:

T=20N

以结点0,为研究对象，受力如图

根据平衡条件得，弹簧的弹力为

Fi=rcos60°=10N

故A错误；

B.重物A的质量

T

%=—=2kg

g

故B错误；

C.绳O'b的拉力

R=rsin60°=20—N=10>/3N

2

根据平衡条件可知，桌面对重物B的摩擦力为10#N,故C正确；

D.由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等，根据对称性可知，细线OP与竖直方向的夹角为30。.故D错误。

故选：Co

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、ACD

【解析】

A.假设粒子在垂直电场方向运动的位移为L,粒子在垂直电场线方向做匀速直线运动

L

t=—

%

结合题意可知A、B在电场中的运动时间相同，A正确；

BC.根据加速度的定义式可知速度的改变量之比等于加速度之比，粒子只受电场力作用。根据牛顿第二定律变形

qE

a=——

m

可得

纵14

—=—X—=2

21

根据运动学公式

d=—at2

2

可得A、B沿电场线的位移之比

服=^A_=2

"B&

B错误，C正确；

D.电场力做功改变电势能，所以A、B的电势能改变量之比等于电场力做功之比，电场力做功

W=qEd=^-^-

2m

所以

D正确。

故选ACD,

8、BC

【解析】

A.紫外线照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，故A

错误；

B.光电效应说明光具有粒子性，故B正确；

C.若改用X光（其频率高于紫外线的频率）照射锌板时，依据光电效应发生条件，一定能使锌板发生光电效应，故其

夹角一定会变得更大，故C正确；

D.若改用激光器发出高亮度的红光（其频率低于紫外线的频率）照射锌板，依据光电效应发生条件，则观察到验电器的

铝箔可能不会张开，故D错误；

E.由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，由入射光的频率有关，故E错误。

故选BC。

9、BD

【解析】

A.设流过金属杆中的电流为/,由平衡条件得

解得

丁竺

BL

根据欧姆定律有

L

V

2器

R=

B."

卜2

所以金属杆匀速运动的速度为

6FR

V=--------

B2!}

故A错误：

B.由法拉第电磁感应定律得，杆切割磁感线产生的感应电动势大小为

E=Bv-

2

所以金属杆在出磁场时，de间金属杆两端的电势差为

RR

U=2~^E=-E=-Bv-=-B-6FRL2FR

R+勺3323B2l3

2

故B正确;

c.设整个过程电路中产生的总电热为Q,根据能量守恒定律得

Q=F^--mv2

代入口可得

Q=\FL-18/nF2/?2

所以金属杆上产生的热量为

22

Q'=^Q=\FL-UmFR

故C错误;

D.根据电荷量的计算公式可得全电路的电荷量为

，△①次》

BI}

q=It=——=—

尊-+R6R

2

故D正确。

故选BD。

10、BD

【解析】

A.滑块向下运动受到的合力为零时，速度最大，即

mgsmO=F^+f

这时，速度最大，故A错误;

B.根据动能定理有

O-O=wg|sin3O°-W；.

解得

Wf=mgL

故B错正确；

C.滑块加速度为零即合力为零，向下滑动时

0=4单+/一加gsine

向上滑动时

F^-(mgsin0+f)=O

所以C错误；

D.弹簧被压缩到最短时弹性势能最大，根据能量守恒

2

mgLsin30°=§吗+与

解得弹簧最大弹性势能为

L1,

Ep^~mgL

故D正确。

故选BD„

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11＞需要不需要D

【解析】

(1)[1].在探究“加速度与力、质量关系”的实验中，用此装置探究“加速度与质量”的关系时，需要平衡摩擦力，否则绳

子的拉力大小就不等于小车的合力；

(2)[2].用此装置探究“加速度与力”的关系时，不需要满足因为绳子的拉力通过力传感器来测量的；

(3)[3].用此装置探究“加速度与质量”的关系，保持机不变，当小车和祛码的总质量较小时，但仍不满足M»m的情

况时，虽然控制尸不变，但改变小车的质量过程中，绳子的拉力会明显减小的，因此。与‘-的图象斜率减小，故ABC

M

错误，D正确。

b1

12^D丙C----0.46

gkgk

【解析】

(1)[1]A.平衡摩擦力，假设木板倾角为伍则有：

f=m2gsin0=jLim2gcos0

，吸约掉了，每次在小车上加减祛码时，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误;

B.实验时应先接通电源后释放小车，故B错误；

C.让小车的质量见远远大于钩码的质量叫，绳子的拉力

F=m-fCi=2g

1+生

m2

故应该是，叫《加2，故C错误;

F1

D.F=,所以：。=——，所以在用图像探究小车的加速度与质量的关系时，通常作。——图像，故D正确。

niym2

故选：D。

(2)[2]遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况。故图线为丙；

[3]当不满足叫《加2时，随阳的增大物体的加速度。逐渐减小，故图象弯曲的原因是：所挂钩码的总质量太大，不

满足沙和沙桶质量远小于小车的质量，故C正确。

(3)[4]⑸根据牛顿第二定律可知

叫g2g=m1a

1

结合——。图象，可得：

加2网，叫g

设图中直线的斜率为左，在纵轴上的截距为6,因此钩码的质量

1

m,-——

gk

小车与木板间的动摩擦因数

b

gk

(4)⑹根据△得,

a-4-j=2.62-1?4*JQ-2向S2=。融向/

3T23xO.l2

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

/、/、9225mg2d?

13、(1)—(2)-mv>——与一

2qd