2022年江西省九江市高考物理一模试卷(含答案解析)

2022年江西省九江市高考物理一模试卷

1. 2020年6月23日北斗全球组网卫星的收官之星发射成功，其中“北斗三号“采用星载氢原子钟，通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图，则
    

A. 氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小
B. 大量处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光子
C. 用11eV的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
D. 用4eV的光子照射处于激发态的氢原子，可以使之电离

2. 两木块A、B均自左向右做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块运动过程中某一段三次曝光时的位置，如图所示，曝光的时间间隔相等，则

A. A木块加速度等于B木块加速度
B. 时刻，A木块速度等于B木块速度
C. 时刻，A木块速度等于B木块速度
D. 时刻，A木块速度等于B木块速度

3. 常见的四种电场如下，则
    

A. 甲图中，与点电荷等距的a、b两点电势相同，电场强度也相同
B. 乙图中，两等量异种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电势相同，电场强度也相同
C. 丙图中，两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点电势相同，电场强度也相同
D. 丁图中，与无穷大金属板等距的关于垂线对称的a、b两点电势相同，电场强度也相同

4. 2021年2月，我国“天问一号”火星探测器抵达环绕火星的轨道，正式开启火星探测之旅，如图所示。“天问一号”进入火星停泊轨道2后，在近火点280千米，远火点万千米，进行相关探测后再进入较低的椭圆轨道3开展科学探测。则“天问一号”

A. 轨道2环绕周期比轨道3环绕周期小
B. 轨道2近火点的加速度比轨道3近火点的加速度大
C. 轨道2近火点的速率比轨道3近火点的速率大
D. 轨道2近火点的机械能比轨道2远火点的机械能小

5. 在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比：：1，原线圈通过定值电阻连接的交变电源，定值电阻，电压表为理想电表，则

A. 副线圈电流频率为25Hz B. 原线圈电流的最大值为
C. 电压表示数为5V D. 电阻R的功率为

6. 如图，直线a、b分别为沿同一方向做直线运动的A、B两物体的图象。已知时A物体在B物体的后方25m处，则

A. 在内两物体逐渐远离 B. 在10s末两物体相遇
C. 在内两物体逐渐远离 D. 在内两物体的位移相同

7. 如图所示，A物体套在光滑的竖直杆上，B物体放置在粗糙水平桌面上，用一不可伸长轻绳连接。初始时轻绳经过定滑轮呈水平，A、B物体质量均为m。A物体从P点由静止释放，下落到Q点时，速度为v，PQ之间的高度差为h，此时连接A物体的轻绳与水平方向夹角为。在此过程中，则

A. B物体做匀加速直线运动
B. A物体到Q点时，B物体的速度为
C. A物体到Q点时，B物体的动量为
D. B物体克服摩擦做的功为

8. 如图所示，质量为m的物体以初速度。在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，且斜面体在粗糙水平面上始终保持静止状态。则

A. 斜面体受地面的摩擦力的方向水平向左
B. 若仅沿斜面方向用力向下推物体，使物体加速下滑，则斜面体受地面的摩擦力方向水平向左
C. 若仅增大斜面倾角，使物体加速下滑，则斜面体受地面的摩擦力方向水平向左
D. 若仅减小斜面倾角，使物体减速下滑，则斜面体受地面的摩擦力方向水平向右

9. 如图甲，左侧接有定值电阻的水平平行且足够长的粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距。一质量、接入电路的阻值的金属棒在拉力F的作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒的图像如图乙。若金属棒与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，取，在金属棒从静止开始向右运动的位移的过程中，则
    

A. 金属棒中感应电流的方向为
B. 通过定值电阻的电荷量为1C
C. 定值电阻产生的焦耳热为1J
D. 拉力F做的功为15J

10. 在“测量金属丝的电阻率“实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻约。
    该同学用螺旋测微器测金属丝的直径d如图甲，则______mm；
    
    为了精确测量金属丝的阻值，某同学设计了如图乙所示的电路进行实验，实验室提供了电源电动势，内阻不计，开关、若干导线外，还提供下列实验器材：
    A.电流表量程，内阻约
    B.电流表量程，内阻约
    C.电压表量程，内阻约
    D.电压表量程，内阻约
    E.滑动变阻器最大阻值滑动变阻器最大阻值
    为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选用______；选填实验器材前对应的字母
    该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，实验中用刻度尺测出金属丝的长度L，则该金属丝电阻率的表达式为______。用符号表示
11. 用如图所示的装置，来完成“验证动量守恒定律”的实验。实验中使用的小球1和2半径相等，用天平测得质量分别为、。在水平木板上铺一张白纸，白纸上面铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。先不放小球2，使小球1从斜槽上某一点S由静止滚下，落到水平木板P点。再把小球2静置于斜槽轨道末端，重复上述操作，小球1和小球2碰撞后分别落在水平木板上，在白纸上留下各自落点的痕迹。
    
    实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，可以通过测量小球做平抛运动的水平射程来解决这个问题。确定碰撞前后落点的位置P、M、N，用刻度尺测量出水平射程OP，
    ①本实验必须满足的条件是______；
    A.斜槽轨道必须是光滑的
    B.斜槽轨道末端必须是水平的
    C.小球1每次必须从同一位置由静止释放
    ②实验器材准备时，为确保小球1碰后不弹回，要求______；选填“>”、“<”、“=”
    ③若两球相碰前后的动量守恒，其表达式为：______。用、、OM、ON表示
    在上述实验中换用不同材质的小球，其它条件不变，记录下小球的落点位置。下面三幅图中，可能正确的是______。
     

12. 如图所示，质量为的木板静止置于足够大的水平面上，木板与水平面间的动摩擦因数，板上最左端停放着质量为可视为质点的电动小车，车与木板的挡板相距，车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动，经时间，车与挡板相碰，碰撞时间极短且电动机的电源立即切断，车与挡板粘合在一起，求：
    碰前瞬间木板的速度大小；
    碰后木板在水平面上滑动的距离。

13. 如图，两根电阻不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距。在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度，磁场区域的高度，导体棒a的电阻；导体棒b的质量电阻，它们分别从图示M、N处同时由静止开始在导轨上向下滑动，b匀速穿过磁场区域，且当b刚穿出磁场时a刚好进入磁场并将匀速穿过磁场，取，不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：
    棒匀速穿过磁场区域的速度；
    棒刚进入磁场时两端的电压；
    从静止释放到a棒刚好出磁场过程中a棒产生的焦耳热。

14. 如图，在xOy坐标系中的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内存在方向垂直纸面向外磁感应强度的匀强磁场，磁场范围可调节图中未画出。一粒子源固定在x轴上点，沿y轴正方向释放出速度大小均为的电子，电子经电场后从y轴上的N点进入第二象限。已知电子的质量为m，电荷量的绝对值为e，ON的距离，不考虑电子的重力和电子间的相互作用，求：
    第一象限内所加电场的电场强度；
    若磁场充满第二象限，电子将从x轴上某点离开第二象限，求该点的坐标；
    若磁场是一个圆形有界磁场，要使电子经磁场偏转后通过x轴时，与x轴负方向的夹角为，求圆形磁场区域的最小面积。

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：A、氢原子由基态跃迁到激发态后，原子的电势能增大，根据和可得：，可知核外电子动能减小，故A错误；
B、大量处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出的光子的频率种类为种，故B错误；
C、用11eV的光子照射处于基态的氢原子，若氢原子吸收该光子，则其能量为：，氢原子不存在该能级，所以用11eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态，故C错误；
D、激发态的氢原子的能量值为，吸收4eV的光子后能量值大于零，可知用4eV的光子照射处于激发态的氢原子，可以使之电离，故D正确。
故选：D。
氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射特定频率的光子；由低能级向高能级跃迁则要吸收特定频率的光子；氢原子中的电子从高能级到低能级跃迁时，辐射的能量等于两能级差，电子轨道半径变小，动能增大；根据能级跃迁条件可知，必须满足能级差才能跃迁。
本题考查能级跃迁的知识，关键是理解能级跃迁满足的条件，难度不大。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：设底片上每小格宽度s，曝光时间为t，根据匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度
C、A物体时刻的速度：，B物体时刻速度：；故C正确；
AB、在时刻两木块速度相等，根据位移公式知A木块加速度大于B木块加速度，又根据知在时刻A木块速度比B木块速度小，故AB错误；
D、在时刻两木块速度相等，A木块加速度大于B木块加速度，根据知在时刻A木块速度比B木块速度大；故D错误；
故选：C。
解答本题要看清图示的意义，中间的刻线相当于刻度尺或坐标系，显示物体在不同时刻的位置，由于曝光时间是相同的，设处中间刻度每小格的尺寸s和曝光时间t，依据匀变速直线运动的规律就可求出物体运动的速度关系。其中利用了匀变速运动某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论。
对于匀变速规律的考查是很灵活的，学生要善于在新情境中抽象出物理模型。本题易错点在于位移的计算，难点在于匀变速直线运动的瞬时速度的求解方法的选择，利用一段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论是最简单的。
 

3.【答案】B
 

【解析】解：A、a、b两点处于同一等势线上，电势相等，电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；
B、两等量异种电荷连线的中垂线是一条等势线，则a、b两点的电势相等，根据对称性和电场线的分布可知，a、b两点的电场强度大小相等、方向相同，故B正确；
C、两等量同种点电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b 两点，电势相等，电场强度大小相等，但方向不同，故C错误；
D、电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知，ab两点的场强大小不同同时，a、b两点在同一条电场线上，所以二者的电势也不同，故D错误；
故选：B。
电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同。根据电场线的分布情况，判断场强的大小和方向关系，由等势线分布情况，确定电势关系。
掌握电场线和等势面的分布情况是解答本题的关键。要注意电场强度是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：A、根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，环绕周期越大，故轨道2环绕周期比轨道3环绕周期大，故A错误；
B、轨道2的近火点和轨道3的近火点为同一位置，加速度，相等，故B错误；
C、根据卫星变轨原理可知，从轨道2进入轨道3做近心运动，轨道2近火点的速率比轨道3近火点的速率大，故C正确；
D、探测器在轨道2上运行，只受万有引力作用，机械能守恒，故D错误。
故选：C。
根据开普勒第三定律分析；
根据牛顿第二定律分析探测器加速度大小；
在同一轨道上运行时，探测器守恒；
根据变轨原理比较轨道2与轨道3在近火点的速率大小关系。
本题考查万有引力定律的应用，解决本题的关键是理解卫星的变轨原理，知道卫星做近心运动时必须减速。
 

5.【答案】D
 

【解析】解：A、变压器不改变交流电的频率，所以副线圈频率为：，故A错误；
BC、由可知，输入电压的有效值为20V，则有，其中、为原副线圈的电压值，、为原副线圈上的电流值，根据公式，且，联立可得：；，即电压表示数为8V，电流表的示数为，则原线圈电流的最大值为，故BC错误；
D、的功率为：，故D正确；
故选：D。
变压器无法改变交流电的频率，根据角速度得出电流频率；
根据闭合电路欧姆定律得出电压表和电流表示数，从而得出原线圈电流的最大值；
根据功率的计算公式得出电阻的功率。
本题主要考查了变压器的构造和原理，根据原副线圈的匝数比结合闭合电路欧姆定律得出电学物理量，结合功率的计算公式完成分析。
 

6.【答案】AD
 

【解析】解：A、已知时A物体在B物体的后方25m处，在内，B物体的速度比A物体的速度大，两者逐渐远离，故A正确；
B、根据图像与时间轴所围的面积表示位移，可知在内，B物体的位移与A物体的位移之差为，因为时A物体在B物体的后方25m处，则在10s末A物体在B物体的后方50m处，故B错误；
C、在10s末A物体在B物体的后方50m处，在内，A物体的速度比B物体的大，两物体逐渐靠近，故C错误；
D、根据图像与时间轴所围的面积表示位移，可知在内两物体的位移相同，故D正确。
故选：AD。
已知时物体在B物体的后方25m处，根据内两物体速度关系，分析两物体间距的变化情况，并判断时两物体是否相遇。根据图像与时间轴所围的面积表示位移，分析在内两物体的位移关系。
本题考查对图像的理解能力，关键要知道图像与时间轴所围的面积表示位移，根据位移关系和初始位置关系判断两物体的运动情况。
 

7.【答案】CD
 

【解析】解：A、A物体下滑时，细绳对B物体的拉力是变化的，则B物体所受的合力不是恒力，则B物体的加速度不是恒量，因此B物体做的是非匀加速直线运动，故A错误；
B、A物体到Q点时速度为v，根据A物体沿绳子方向的分速度与B物体的速度大小相等，如图所示，由速度的分解可知，B物体的速度为，故B错误；
C、A物体到Q点时，B物体的动量为，故C正确；
D、由能量关系可知，A物体减少的重力势能等于B克服摩擦力做功和 A、B两物体动能增量之和，则B物体克服摩擦做的功为，故D正确。
故选：CD。
A下滑过程中，分析绳子上拉力的变化，从而明确B物体的运动情况；根据A物体沿绳子方向的分速度与B物体的速度大小相等，求出B的速度，从而求得B物体的动量；再根据功能关系即可确定重力势能与动能的关系，并求出B物体克服摩擦力所做的功。
解答本题的关键是要抓住A与B两物体沿着绳子方向的分速度大小相等，来求解B物体的速度。
 

8.【答案】CD
 

【解析】解：A、以整体为研究对象，整体水平方向不受其他外力，没有运动的趋势，故受地面摩擦力为0，故A错误；
B、若仅沿斜面方向用力向下推物体，使物体加速下滑，物体与斜面间的正压力不变，摩擦因数不变，故物体对斜面的摩擦力大小不变，则斜面体受力情况不发生改变，所受地面的摩擦力仍然为0，故B错误；
C、物体沿斜面匀速下滑时有，

解得：，
若仅增大斜面倾角，使物体加速下滑，则物体对斜面体的正压力为
，
摩擦力为：
，则与的合力向上偏左，如图所示，

根据牛顿第三定律物体对斜面的压力向下偏右，斜面有向右运动的趋势，受向左的摩擦力，同理可得若减小斜面倾角，则斜面体受地面的摩擦力力向水平向右，故CD正确；
故选：CD。
据题，物体正在匀速下滑时，斜面体处于静止状态，说明两个物体都处于平衡状态，两个物体所受的合力均为零。以整体为研究对象，分析受力情况，确定斜面体对地面的压力与整体的重力的关系，以及地面对斜面体的摩擦力。
本题的解题技巧是选择灵活选择整体法和隔离法，根据平衡条件分析斜面体所受支持力和摩擦力情况。掌握滑动摩擦力的大小与正压力成正比。
 

9.【答案】AD
 

【解析】解：A、根据右手定则可知，金属棒中感应电流的方向为，故A正确；
B、通过电阻R的感应电量，故B错误；
C、由速度图象得：，金属棒所受的安培力
代入数据得：，则知与x是线性关系。
当时，安培力；
当时，安培力，
则从起点发生位移的过程中，安培力做功为，代入数据解得：，
克服安培力做的功等于产生的总的焦耳热，即，
定值电阻R产生的焦耳热为，故C错误；
D、根据动能定理得：，其中，，，代入解得，拉力做的功，故D正确。
故选：AD。
根据右手定则判断电流方向；
由感应电荷量的经验公式求出通过电阻R的感应电量q；
由速度图象得出v与x的关系式，由安培力公式得到与x的关系式，根据平均安培力求解安培力做的功，克服安培力做的功等于产生的总的焦耳热，根据焦耳定律确定R上产生的热量；
根据动能定理求解拉力做功。
对于变力做功，如力随着位移呈线性变化，则该变力做功等于平均值乘以位移，熟记感应电荷量的求解公式，知道电路中的热量等于克服安培力做的功。
 

10.【答案】
 

【解析】解：由螺旋测微器的分度值为，需要估读到分度值的下一位，则直径为；
电源电动势为，则电压表选择量程为3V的C，电路最大电流约为

则电流表选择量程为的A，滑动变阻器采用分压发，选择总阻值较小的
由电阻定律得

根据欧姆定律

解得：
故答案为：；；C；E；。
根据螺旋测微器的分度值结合图甲得出金属丝的直径；
根据电源电动势选电压表，根据最大电流选择电流表，滑动变阻器采用分压发，选择总阻值较小的滑动变阻器。
由欧姆定律结合电阻定律计算出金属材料的电阻率。
本题主要考查了金属电阻率的测量，根据图像得电阻的大小，结合电阻定律分析出金属材料的电阻率。
 

11.【答案】
 

【解析】解：①A、轨道不一定是光滑的，光滑与否只是影响平抛的初速度，故A错误；
B、为保证小球做平抛运动，其速度必须水平，所以斜槽末端要水平，故B正确；
C、每次要从同一点释放小球，才能保证碰撞前后是同一平抛，故C正确；
②为了避免碰撞后小球被撞回，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，即；
③设小球在空中运动的时间为t，小球的碰前速度为，其碰后速度，小球的碰后速度为
若满足动量守恒定律则有：
整理得：
将上述第②的式子变形得：，由于，所以。
所以对图A，比值为负，故A错误；
对图B，比值为7：3，大于1，故B正确；
对图C，比值为21：4，但，而，由于，不符合能量守恒定律，故C错误。
故答案为：①BC；②>；③；。
①从验证动量守恒定律实验原理确定本实验需要满足的条件；
②③采用了落地高度不变的情况下，水平射程来反映平抛的初速度大小，所以仅测量小球抛出的水平射程来间接测出速度，最后可通过质量与水平射程乘积来验证动量是否守恒；
根据碰撞前后动量守恒可以写成表达式，若碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后动能相同，从距离的大小关系判断正确与否。
实验的一个重要的技巧是入射球和靶球从同一高度做平抛运动并且落到同一水平面上，故下落的时间相同，所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移，可见掌握了实验原理才能顺利解决此类题目。
 

12.【答案】解：电动小车运动过程假设木板不动，设电动小车在木板上运的加速度大小，
由匀变速直线运动的位移-时间公式得：
代入数据解得：
对电动小车，由牛顿第二定律可知，木板对小车的作用力大小：
由牛顿第三定律可知，小车对木板的作用力大小，
木板受地面向右最大静摩擦力，
电动小车运动过程木板不能静止，木板将向左做加速运动，
设电动车向右运动加速度，木板向左运动加速度为，
碰前电动车速度为，木板速度为，由牛顿第二定律得：
对电动小车车：
对木板：
由牛顿第三定律可知：
由运动学公式小车与木板的位移大小之和：
代入数据解得：，
碰撞前瞬间电动小车的速度大小，
木板的速度大小
电动小车与木板碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，
以向右为正方向，由动量守恒定律得：
代入数据解得：
从碰撞后到木板停止运动过程，由动能定理得：
代入数据解得，木板在水平面上滑动的距离：
答：碰前瞬间木板的速度大小是；
碰后木板在水平面上滑动的距离是。
 

【解析】应用牛顿第二定律与运动学公式求出碰撞前瞬间木板的速度大小。
小车与木板碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出碰撞后的速度，然后应用动能定理求出碰撞后木板滑动的距离。
根据题意分析清楚木板与电动小车的运动过程是解题的前提，应用牛顿第二定律、运动学公式与动量守恒定律、动能定理可以解题；解题时注意正方向的选择。
 

13.【答案】解：棒匀速穿过磁场时，受力平衡，则：
b棒刚进入磁场时产生的感应电动势：
感应电流为
联立解得；
棒穿过磁场区域前自由下落的时间为
b棒穿过磁场区域过程所用的时间为
故a棒进入磁场前运动时间为
a棒刚进入磁场时速度为
此时a棒产生的感应电动势为
a棒刚进入磁场时两端的电压为：；
棒进入磁场后做匀速运动，由平衡条件得：
代入数据解得：
a棒进入磁场后做匀速运动，根据闭合电路的欧姆定律可得：
a棒穿过磁场的时间为：
根据焦耳定律可得：
代入数据解得：。
答：棒匀速穿过磁场区域的速度为；
棒刚进入磁场时两端的电压为；
从静止释放到a棒刚好出磁场过程中a棒产生的焦耳热为。
 

【解析】棒匀速穿过磁场区域，根据平衡条件和安培力公式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律相结合求出b棒匀速运动的速度；
求出b棒穿过磁场区域过程所用的时间，再求出b棒穿过磁场区域前自由下落的时间，结合两棒运动时间关系，求出a棒自由下落的时间，从而求得a棒刚进入磁场时的速度，由求出a棒刚进入磁场时产生的感应电动势，根据欧姆定律求得a棒刚进入磁场时两端的电压；
根据焦耳定律求从静止释放到a棒刚好出磁场过程中a棒产生的焦耳热。
对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
 

14.【答案】解：从M到N的过程中，电子做类平抛运动，有



解得：
设电子到达N点的速度大小为v，方向与y轴正方向的夹角为，由动能定理有：
且
解得，
设电子在磁场中运动的半径为r，由图1，因为电子在磁场中做匀速圆周运动，有：
联立解得：
由于，则圆心再x轴上，
又，由图可知电子射出x轴的坐标为。

图1
当电子与x轴负方向的夹角为时，其运动轨迹图如图2，电子在磁场中偏转后射出，则磁场最小半径

图2

联立解得：
答：第一象限内所加电场的电场强度为；
若磁场充满第二象限，电子将从x轴上某点离开第二象限，该点的坐标为；
若磁场是一个圆形有界磁场，要使电子经磁场偏转后通过x轴时，与x轴负方向的夹角为，圆形磁场区域的最小面积为。
 

【解析】从M到N的过程中，电子做类平抛运动，根据对应运动学规律解得；
根据动能定理结合电子在磁场中做匀速圆周运动解得坐标位置；
根据电子不同的运动情况结合几何关系可解得圆形磁场的最小面积。
本题考查带电粒子在混合场中的运动，解题关键掌握粒子运动轨迹的作图，注意粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动。