2023届江西省南昌三校第二学期高三期末统一考试物理试题

2023届江西省南昌三校第二学期高三期末统一考试物理试题

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、一颗质量为机的卫星在离地球表面一定高度的轨道上绕地球做圆周运动，若已知地球半径为凡地球表面的重力

加速度为g,卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1：9,卫星的动能（）

A.皿B.皿C.些的D.皿

4666

2、我国航天事业持续飞速发展，2019年1月，嫦娥四号飞船在太阳系最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球

背面。假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞，发动机加速电压U,喷出一价氧离子，离子束电流为/,

那么下列结论正确的是（元电荷J氧离子质量〃%,飞船质量历）（）

A.喷出的每个氧离子的动量，=2"/

B.飞船所受到的推力为，件

C.飞船的加速度为。二—J-----

码）Ve

D.推力做功的功率为2MeU

3、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

（〃〈（）），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SO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（）

4、如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为七的正方形线框；在线框右侧有一宽度为d（d>L）、方向垂直纸面向里

的条形匀强磁场区域，磁场的边界与线框的右边框平行。现使线框以某一初速度向右运动，U0时线框的右边框恰与磁

场的左边界重合，随后线框进入并通过磁场区域。关于线框所受安培力F随时间f变化的图线可能正确的是（）

□I::

B.

5、1933年至1934年间科学家用a粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为;;Al+；Hef,反应生成物「P可

以像天然放射性元素一样发生衰变，核反应方程为；：Si+：e+?v。其中、，为中微子，能为正电子。则下列说法

正确的是（）

A.当温度、压强等条件变化时，放射性元素：；P的半衰期随之变化

B.中微子的质量数A=0,电荷数Z=2

C.正电子产生的原因可能是核外电子转变成的

D.两个质子和两个中子结合成一个a粒子，则两个质子与两个中子的质量之和大于a粒子的质量

6、如图所示，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P,下列说法正确

的是（）

A.a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量

B.a光的折射率大于b光的折射率

C.实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，b光比a光条纹间距大

D.若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应现象

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。分。

7、如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30。，圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以

恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离/，处有一小物体与圆盘保持相对静止，当圆盘的角速度为◎时，小物块刚要滑

动.物体与盘面间的动摩擦因数为且（设最天静摩擦力等于滑动摩擦力），该星球的半径为R,引力常量为G,下列

2

说法正确的是

A.这个行星的质量」以二竺产

B.这个行星的第一宇宙速度匕=2"项

C.这个行星的同步卫星的周期是工

co

D.离行星表面距离为R的地方的重力加速度为OTL

8、大小相同的三个小球（可视为质点）仄c•静止在光滑水平面上，依次相距/等距离排列成一条直线，在。右侧

距c为，处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如图所示。小球。的质量为2m,b、c的质量均为加。某时刻给。一沿连

线向右的初动量P，忽略空气阻力、碰撞中的动能损失和碰撞时间。下列判断正确的是（）

A・c第一次被碰后瞬间的动能为亚

9m

B.c第一次被碰后瞬间的动能为把

9机

C.。与力第二次碰撞处距竖直墙的距离为

7

D.a与力第二次碰撞处距竖直墙的距离为二/

9、如图1所示，矩形线圈放在光滑绝缘水平面上，一部分处于竖直向下的匀强磁场中，线圈用绝缘直杆连接在竖直墙

上.当磁场的磁感应强度〃随时间，按如图2所示的规律变化时，则在0-f时间内

B

HQ：Z

miK2

A.杆对线圈的作用力一直是拉力B.轩对线圈的作用力先是拉力后是推力

C.杆对线的作用力大小恒定D.杆对线圈的作用力先减小后增大

10、如图所示，X轴上方有两条曲线均为正弦曲线的半个周期，其高和底的长度均为/,在x轴与曲线所围的两区域内

存在大小均为弧方向如图所示的匀强磁场，MNP。为一边长为,的正方形导线框，其电阻为此MN与x轴重合，

在外力的作用下，线框从图示位置开始沿x轴正方向以速度壮匀速向右穿越磁场区域，则下列说法中正确的是（）

M»IN：三m*T?・,•'-I

A.线框的/w边到达x坐标为,处时，感应电流最大

2

3/

B.线框的PN边到达x坐标为彳处时，感应电流最大

2

C.穿越磁场的整个过程中，线框中产生的焦耳热为型上

R

D.穿越磁场的整个过程中，外力所做的功为要：

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）如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的

带动下匀速转动。在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。（已知电火花计时器每隔相同的时间间隔7

打一个点）

（1）请将下列实验步骤按先后排序：.

①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触

②接通电火花计时器的电源，使它工作起来

③启动电动机，使圆形卡纸转动起来

④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹（如图乙所示），写出角速度⑺的表达式，代入数据,

得出◎的测量值.

⑵要得到角速度3的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是.

A.秒表B.毫米刻度尺C.圆规D.量角器

（3）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火

花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如

图丙所示.这对测量结果—（填“有”或“无”）影响。

（4）若兴趣小组在卡纸上选取了6个计时点，并测得这6个计时点扫过扇形所对应的圆心角为则角速度的表达式为

12.（12分）某同学利用DIS、定值电阻R。、电阻箱Q等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示.实

验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R,用电压传感器测得端电压U,并在计算机上显示出如图乙

所示的1/U-1/R关系图线重复上述实验方法测量电池》的电动势和内阻，得到图乙中的图线尻

（1）由图线。可知电池。的电动势Ea=V,内阻O.

⑵若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率PaP”填“大于”、“等于”或“小于”

两电池的效率山________邛（填“大于”、“等于”或“小于”）.

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，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用刚性轻杆连

接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气.已知：大活塞的质量为2/〃，横截面积为2S,小活塞的质量为，小横

截面积为S；两活塞间距为心大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热；初始时氮气和汽缸外大气的压强均为po,

大活塞与大圆筒底部相距两活塞与气缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g.现通过电阻丝缓慢加热氯气，求当

2

小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时，氮气的压强.

14.（16分）一定质量的理想气体经历了如图ATB-CTO-M的状态变化求该过程中

（1）气体最高温度。与最低温度72的比值;

（2）气体与外界交换的热量

15.（12分）如图所示，将一个折射率为〃=业的透明长方体放在空气中，矩形43。是它的一个截面，一单色细

2

光束入射到P点，AP之间的距离为d,入射角为。，AD=&P，4尸间的距离为d=30cm,光速为c=3.0xl08m/s,

求：

（i）若要使光束进入长方体后正好能射至D点上，光线在PD之间传播的时间；

（ii）若要使光束在AO面上发生全反射，角。的范围。

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、B

【解析】

在地球表面有

GMM,

R-

卫星做圆周运动有:

GMm

——2—=ma

由于卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1:9,联立前面两式可得：r=3R；卫星做圆周运动:

GMmv

得

12GMm

Ek=-wv=-----

22r

再结合上面的式子可得

6

姻-与分析不符，故A错误。

4

B.皿-与分析相符，故B正确。

6

2口2

C.理工与分析不符，故C错误。

6

D."对与分析不符，故D错误。

6

2、B

【解析】

A、对于每个氧离子，在加速电压U的作用下加速，有：=〃解得：〃=2疯反7,故A错

误；

B、设加时间内有n个离子被喷出，根据电流的定义式：/=义=吆，对于单个离子，由动量定理得：与&=，4/,

△tAr

若有n个离子被喷出，则有尸=〃玲，联立以上各式可得：尸二/J用，由牛顿第三定律：/=F=/J用，

故B正确;

C、对飞船，由牛顿第二定律得：a=—=—J^-,故C错误;

Me

D、功率的单位与2MeU不同，故D错误。

【点睛】

3、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。

4、B

【解析】

当线框向右运动过程中，有两个过程产生安培力，即进入磁场到完全进入磁场和盛开磁场到完全离开磁场两个过程；

n2r2

其中任一过程中线框受到的安培力尸=故线框做加速度越来越小的减速运动，不是匀减速运动，选项A、C

R

错误；线框运动过程中不论是进入磁场还是离开磁场的过程中，安培力方向不变，选项D错误，B正确。

故选B。

5、D

【解析】

A.原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，因此半衰期不发生变化；故A错误；

B.根据质量数守恒可得中微子的质量数

A=30-30=0

电荷数

Z=15-14-l=0

可知中微子的质量数A=0,电荷数Z=0,故B错误；

C.根据该衰变的本质可知，正电子是由于质子衰变产生的，故C错误；

D.两个质子和两个中子结合成一个a粒子的过程中释放核能，根据质能方程可知质子与中子的质量之和一定大于a

粒子的质量，故D正确。

故选D。

6、A

【解析】

sina

AB.从图中我们可以看出，a光的入射角要比b光的入射角要大，它们的折射角相同。根据〃（此处仇指的

S1I1（72

是折射角，〃2指的是入射角）可知b的折射率大，所以b的频率大，根据公式2=/由，可知a光光子的能量小于b光

光子的能量，故A正确，B错误；

C.因为b的频率大于a的频率，所以b的波长小，根据条纹间距公式Ar=4%可知b光比a光条纹间距小，故C错

a

误；

D.光的频率越大光子能量越大就越容易发生光电效应，因为b光的频率大于a光的频率，所以b光照射某种金属时

能发生光电效应现象，a光不一定能发生光电效应现象，故D错误。

故选A。

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、BD

【解析】

当物体转到圆盘的最低点，由重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力的合力提供向心力时，角速度最大，由牛顿第二

定律求出重力加速度，然后结合万有引力提供向心力即可求出.

【详解】

物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩

擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：///M^cos30°-/n^sin30°=mw2L,所

co~L

以：g=4〃L.

//cos30°-sin30°

Mtn

A.绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力即为其所受重力，即：G=所以

222

A.gR4CORL珀A班、与

M=--=------------,故A错误;

GG

B.根据行星的第一宇宙速度公式片=阚得，该行星得第一宇宙速度为匕=2外应，故B正确;

cMm

C.同步卫星在轨运行时，轨道处卫星受到的引力提供向心力，则有G匠彳却，解得:

7=空（R+a）一由于同步卫星的高度未知，故而无法求出自转周期T,故C错误;

列g

GMmGMm1»

D.离行星表面距离为K的地方的万有引力：F=7^=~Z^~=7mg=m(02~L^即重力加速度为故D正确.

(z/\Iq八一

【点睛】

本题易错点为C选项，在对同步卫星进行分析时，如果公转圆周运动不能计算时，通常可以考虑求行星自传周期：同

步卫星的周期等于行星自传周期.

Mm二…筝R，

该行星赤道上的物体随行星一起做圆周运动时，万有引力可分解为重力和自传向心力，即G

由于不能确定该行星表面上赤道地区的重力加速度，故而无法求出自传周期T；

如果错误地按照自传向心力由万有引力提供，G“?二机”，解得：丁二巴胫,就错了，因为是如果行星上物体

R2T2co\L

所受万有引力全部提供自传向心力，该行星己经处在自解体状态了，也就是不可能存在这样得行星.

H、AC

【解析】

。球与》球发生弹性碰撞，设。球碰前的初速度为山，碰后。、b的速度为匕、匕，取向右为正，由动量守恒定律和能

量守恒定律有

2mv0=2mvi+mv2

1c21c212

—•27nv0=—•2mv]+—■mv2

其中〃=2垃%,解得

b球以速度V2与静止的。球发生弹性碰撞，设碰后的速度为匕、匕，根据等质量的两个球发生动静弹性碰撞，会出现

速度交换，故有

n4

匕=0,v4=v2=-v0

AB.c第一次被碰后瞬间的动能为

厂121,4、28/，、22〃2

Eke=5加匕=-/n(-vr=-m(—y=—

223o927n9机

故A正确，B错误；

CD.设。与力第二次碰撞的位置距离。停的位置为X,两次碰撞的时间间隔为£,方球以以向右运动1与c•碰撞，c以

一样的速度叫运动21的距离返回与》弹碰，力再次获得四向左运动直到与。第二次碰撞，有

x+/+2/=v2z

对。球在相同的时间内有

l-X=Vyt

联立可得x=(,故。与力第二次碰撞处距竖直墙的距离为

d=x+l=—l

5

故C正确，D错误。

故选ACo

9、BD

【解析】

AB.磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，杆对线圈的作用力先是拉力后是推力，A错误，B正确；

CD.由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，感应电流恒定，由于磁感应强度先变小后

变大，由尸可知，杆对线圈的作服力先减小后增大，C错误，D正确.

10、BC

【解析】

AB.电流和切割长度成正比，所以线框的PN边到达x坐标为4处时，相当于长度为，的边框来切割磁感线，线框的

2

31

PN边到达工坐标为彳处时，相当于两个长度为，的边框来切割磁感线，两个电动势叠加，所以线框的PN边到达x

2

3/

坐标为彳处时，感应电流最大为

2

2BLv

1r=-------

R

故A错误，B正确；

C.因为电流的变化符合交流电的特征，所以线框的PN边到达x坐标为,处时，产生的焦耳热为

2

Qi=l；R1

2R・4嚓

线框的PN边从4到21处时，产生的焦耳热为

2

乌二片七』立处：心’=些

12[R]vR

线框的PN边从2/到四处时，产生的焦耳热为

2

"yflBLv

。3=/：放=

2R

所以产生的总焦耳热为

。=2+。2+。3=^^

K

又因为外力所做的功就等于焦耳热，所以C正确，D错误。

故选BCo

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。

n

11>①®®®D无(D-——

5T

【解析】

该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理，故次

序为①©②④：

(2)[2]要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器。

故选D。

(3)[3]由于点跟点之间的角度没变化，则对测量角速度不影响；

(4)[4]由口=竺可知

Ar

00

(0—-------=---

(6-1)75T

12、20.5小于大

【解析】

111八A.1151

⑴图线与纵轴的交点表示外电路断路时的7T,即-=—=05,所以&=册,由纥得.F+a行，

UUEaR+raUEaEaR

r1F

所以图线的斜率为不r，即左=言=：，所以？=-^=0.5C；

E纥44

11fj-1]/*1

⑵当两外电阻相同时，由图象可知，7丁>7丁，即所以由得与<丹，由公式=+・可知,

uaubRUEER

图线的横截距的绝对值表示内阻的倒数，故由图可知，电池内电阻又电池效率〃=二=/一，在两外电阻

ER-\~r

相等的情况下，有%>%,.

【点睛】

本题考查了闭合电路欧姆定律的数据处理的方法，应用了图象法及电源的输入功率的表达式，难度较大.

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、