2023年江苏省扬州中学高考物理一模试卷（含答案解析）

2023年江苏省扬州中学高考物理一模试卷

1.  下列说法正确的是(    )

A. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
B. 液体表面张力产生的原因是液体表面受到液体内部的吸引力作用
C. 知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体的分子直径
D. 一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与器壁单位面积碰撞次数随温度降低而增加

2.  一束由a、b、c三种颜色组成的光，经过三棱镜后形成的光路如图所示。若将这三种光分别入射到同一光电管，都有光电子产生。关于这三种光，下列判断正确的是(    )

A. c光所对应的遏止电压最大
B. c光的光子动量最小
C. 棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度
D. 若用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距
 

3.  核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是，铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为此类核反应中放出光子，能使逸出功为的金属板放出最大初动能为的光电子，已知电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h，则

A. 该核反应放出的核能为
B. 光子是原子核外最外层电子向基态跃迁时放出的，因此能量很高
C. 这些光电子的德布罗意波长不小于
D. 该核反应产物的结合能之和小于反应前铀核的结合能

4.  如图所示，有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧Q相连，其中轻绳P竖直，轻弹簧Q与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是(    )

A. 剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为g
B. 剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为
C. 弹簧Q可能处于压缩状态
D. 轻绳P的弹力大小一定小于mg
 

5.  “中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜。通过FAST测量水星与太阳的视角水星B、太阳S分别与地球A的连线所夹的角，如图所示。若视角的正弦值最大为a，地球和水星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，则水星与地球的公转周期的比值为(    )
 

A.  B.  C.  D.

6.  如图所示为远距离输电原理图，变压器、为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1：10，原、副线圈的匝数比为10：1，发电机的输出功率为P，输出电压为U，用电器两端的电压为，则输电线的电阻R为(    )

A.  B.  C.  D.

7.  如图所示，波源、以相同的频率垂直纸面振动激发出横波在纸面内沿着各个方向传播，A、B、C三点在、连线的中垂线上，时刻、同时沿相同方向开始振动，经过4s的时间，与相距6m的A点开始振动，此后A点每分钟上下振动10次，且当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则下列说法正确的是(    )

A. 波源激发的横波波长为9m B. 波源激发的横波波长为18m
C. 与B之间的距离为12m D. 时C点开始振动

8.  如图所示，从匀速运动的水平传送带边缘，垂直弹入一底面涂有墨汁的棋子，棋子在传送带表面滑行一段时间后随传送带一起运动。以传送带的运动方向为x轴，棋子初速度方向为y轴，以出发点为坐标原点，棋子在传送带上留下的墨迹为(    )

A.  B.
C.  D.

9.  如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量为m的物块A，A放在质量也为m的托盘B上，以表示B对A的作用力，x表示弹簧的伸长量。初始时，在竖直向上的力F作用下系统静止，且弹簧处于自然状态。现改变力F的大小，使B以的加速度匀加速向下运动为重力加速度，空气阻力不计，此过程中随x变化的图象正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

10.  如图所示，一内壁光滑、上端开口下端封闭的绝缘玻璃管竖直放置，高为h，管底有质量为m、电荷量为的小球，玻璃管以速度v沿垂直于磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。在外力作用下，玻璃管在磁场中运动速度保持不变，小球最终从上端管口飞出，在此过程中，下列说法正确的是(    )

A. 洛伦兹力对小球做正功
B. 小球运动的加速度逐渐增大
C. 小球机械能的增加量等于qvBh
D. 玻璃管运动速度越大，小球在玻璃管中的运动时间越长

11.  欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为E的电源、一个电流表和一个阻值为r的电阻串联而成如图甲所示。小明同学欲测量某多用电表欧姆挡在“”挡时的内部电阻和电动势。选用的器材如下：
多用电表，电压表量程、内阻为，滑动变阻器最大阻值，导线若干，请完善以下步骤：
将多用电表的选择开关调到“”挡，再将红、黑表笔短接，进行______机械/欧姆调零；
他按照如图乙所示电路进行测量，将多用电表的红、黑表笔与a、b两端相连接此时电压表右端应为______接线柱正/负
调节滑动变阻器滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，其读数为______V。
改变滑动变阻器阻值，记录不同状态下欧姆表的示数R及相应电压表示数根据实验数据画出的图线如图丁所示，由图可得电动势______V，内部电路电阻______结果均保留两位小数
 

12.  如图，两个相同的内壁光滑的薄壁汽缸A和B，质量均为M，用质量均为m的活塞封闭同种气体，体积都为，汽缸B的开口处有卡环可以防止活塞离开汽缸。B活塞跟汽缸A的缸底用细线相连后跨过滑轮，斜面光滑，倾角为。已知大气对活塞的压力等于活塞重力的倍，且，重力加速度为g。在外力的作用下，系统一开始处于静止状态，细线绷紧。现撤去外力，让A和B一起运动，待系统稳定后，求：
和B运动的加速度大小；
若汽缸A中温度不变，汽缸A中气体体积变为多少？

13.  如图所示，右边是法拉第圆盘发电机，圆盘直径，转动方向如图所示从右向左看是逆时针，圆盘处于磁感应强度的匀强磁场中，左边有两条间距的平行倾斜导轨，倾角，导轨处有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，用导线把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻。在倾斜导轨上水平放一根质量、电阻的导体棒，导体棒与导轨之间的动摩擦因数且始终接触良好，导体棒长度也是，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，其余电阻不计。求：
若圆盘转动的角速度时，产生的感应电动势；
欲使导体棒能静止在倾斜导轨上时，圆盘转动的最大角速度。
 

14.  如图所示，水平细杆MN、CD，长度均为L，两杆间距离也为L，M、C两端与半圆形细杆相连，半圆形细杆与MN、CD在同一竖直平面内，且MN、CD恰为半圆弧在M、C两点处的切线。质量为m的带正电的小球P，电荷量为q，穿在细杆上，已知小球P与两水平细杆间的动摩擦因数，且与半圆形细杆之间的摩擦不计，小球P与细杆之间相互绝缘。若整个装置处在水平向右，场强大小为的匀强电场中，如图甲所示。

小球P以大小为的水平向左的初速度从D端出发，求它沿杆滑到半圆形轨道最低点C时受到杆对它弹力的大小；
要使得小球能沿半圆形细杆滑到MN水平杆上，则小球P从D端出发的初速度大小至少多大；
撤去题中所述的电场，改为在MD、NC连线的交点O处固定一电荷量为Q的负电荷，如图乙所示，使小球P从D端出发沿杆滑动，滑到N点时速度恰好为零已知小球所受库仑力始终小于重力，求小球P从D端出发时的初速度大小。

15.  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y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、温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例越高，物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故A错误；
B、液体表面层的分子间距离大于平衡距离，分子力表现为引力，宏观上表现为表面张力，故B错误；
C、知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出分子间的平均距离，由于气体分子间平均距离远大于分子直径，因此无法估算出分子直径，故C错误；
D、一定质量的理想气体，在压强不变时，由盖-吕萨克定律可知，气体体积随温度降低而减小，温度降低分子平均动能减小，分子与器壁碰撞时对器壁的平均作用力减小，气体的压强不变，则单位单位时间内分子与器壁单位面积碰撞次数增加，故D正确。
故选：D。
温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大；液体表面层的分子间距离大于平衡距离，分子力表现为引力，宏观上表现为表面张力；气体分子间的距离远大于分子直径；气体压强不变，根据盖-吕萨克定律分析答题。
本题涉及的知识点较多，但难度不大，本题是一道基础题，掌握基础知识即可解题，要注意基础知识的学习。
 

2.【答案】B 

【解析】解：由图示光路图可知，棱镜对a光偏折最大，c光偏折最小，则三种色光对同种介质的折射率关系是，则三种色光的频率关系是，由可知：
A、c光的频率最小，根据爱因斯坦光电效应方程可知，c的遏止电压最小，故A错误
B、光子的动量，c的波长最长，c光的光子动量最小，故B正确；
C、光在介质中的传播速度，由于，则，故C错误；
D、由于，根据双缝干涉条纹间距公式可知，若用同一装置进行双缝干涉实验a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故D错误。
故选：B。
根据光的偏折情况比较三种色光的折射率大小，然后比较三种色光的频率、波长关系，根据波长关系比较动量关系，根据爱因斯坦光电效应方程判断遏止电压间的关系，根据双缝干涉条纹间距公式分析答题。
解决本题的突破口在通过光线的偏折程度比较出光的折射率大小，并且要知道动量与波长的关系和光电效应方程。
 

3.【答案】C 

【解析】解：由爱因斯坦的质能方程

可知，裂变反应释放的核能为，故A错误；
B.光子来源于裂变反应释放的能量，与核外电子的能级跃迁无关，故B错误；
C.由公式：，结合动量的表达式可知具有最大初动能为的光电子的动量，则光电子的德布罗意波长最短为，故C正确；
D.由于该反应是放出能量的，因此反应产物的比结合能增大，总结合能也增大，故D错误。
故选：C。
由爱因斯坦的质能方程可计算裂变反应释放的核能；光子来源于裂变反应释放的能量，结合动量与动能的关系推得电子的德布罗意波长；由于该反应是放出能量的，因此反应产物的比结合能增大。
本题考查爱因斯坦质能方程，物质波等知识点，解题关键掌握爱因斯坦质能方程的应用，注意结合能的判断。
 

4.【答案】A 

【解析】解：CD、物块静止处于平衡状态，物块受竖直向下的重力与竖直向上轻绳P的拉力作用，假设物块受到弹簧弹力作用，弹簧弹力斜向右上方或左下方，弹簧弹力在水平方向有分力，轻绳P不能处于竖直状态，实际上轻绳P处于竖直状态，因此假设物块受弹簧弹力作用是错误的，弹簧处于原长状态，物块受竖直向下的重力与轻绳P竖直向上的拉力作用，由平衡条件可知，轻绳P的拉力，故CD错误；
AB、剪断轻绳前弹簧对物块没有弹力作用，物块受重力与轻绳的拉力作用，剪断轻绳瞬间轻绳的拉力为零，弹簧弹力不能突变仍然为零，物块只受重力作用，由牛顿第二定律得：，解得：，故A正确，B错误。
故选：A。
物块静止处于平衡状态，根据物块所处的状态分析物块的受力情况；弹簧的弹力不能突变；根据物块的受力情况应用牛顿第二定律分析答题。
解决该题的关键是能根据物体的状态对其进行受力分析，知道平衡状态下的物体在各个方向上的合力都为零，知道弹簧弹力是不突变的。
 

5.【答案】D 

【解析】解：当视角最大时，地球和水星的连线恰好与水星的运动轨迹相切，设最大视角为，
根据几何关系有，
又根据开普勒第三定律，
解得，故D正确，ABC错误；
故选：D。
当视角最大时，地球和水星的连线恰好与水星的运动轨迹相切，根据几何关系和开普勒第三定律可得水星与地球公转周期的比值。
本题考查万有引力定律，目的是考查学生的推理能力。
 

6.【答案】B 

【解析】解：根据原副线圈匝数比可知，的输入电流为，输出电流为，的输出电流仍为I，则电阻R上消耗的功率为，解得，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据用电器两端电压可知输送过程中电功率的损失，根据电功率的损失可求输电线的电阻。
明确损失功率与输入电流和输出电流之间的关系，知道输电线损失电阻与损失功率与电压之间的关系。
 

7.【答案】A 

【解析】解：AB、由题意知，波速

A点每分钟上下振动10次，则振动周期
，
波长，
故A正确，B错误；
CD、当A位于波峰时，B、C两点也同时位于离A点最近的两个波峰，则


解得：，，
C点开始振动时间
，
故CD错误；
故选：A。
由求波速；由A点振动情况可得周期，由求解波长；A、B、C为相邻的振动加强点，振动加强点到两波源的距离差应为半波长的偶数倍。
本题考查了波长、频率与波速的关系，考查知识点针对性强，难度适中，考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
 

8.【答案】A 

【解析】

【分析】
根据运动的合成与分解，结合加速运动加速度与速度同向，减速运动加速度与速度反向，以及曲线运动条件，即可分析求解。
本题考查运动的合成与分解以及曲线运动条件，知道曲线向着力的方向弯曲，注意以传送带为参考系是解题的关键。
【解答】
依据运动的合成与分解，以传送带为参考系，棋子在垂直传送带方向做初速度不为零的匀减速直线运动，而在平行传送带方向做初速度不为零的匀减速直线运动，
物体运动方向为合速度方向，所受到的摩擦力方向与运动方向相反，故该棋子做匀减速直线运动，由图可知旗子相对于传送带往后运动，故A正确，BCD错误。
故选A。  

9.【答案】D 

【解析】解：设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得：
解得：；
在此之前，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得：，可得，，则知随x线性减小到零，故ABC错误，D正确。
故选：D。
分析物体A的运动情况，根据牛顿第二定律得到与x的关系式，再分析随x的变化情况，即可选择图象。
本题考查牛顿第二定律的应用。利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答。
 

10.【答案】C 

【解析】解：A、洛伦兹力的方向与速度方向垂直，永远不做功，故A错误；
B、玻璃管在水平方向做匀速直线运动，小球受到的洛伦兹力在竖直方向的分力保持不变，即在竖直方向做匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，故B错误；

C、由于管对球的支持力对小球做了功，小球的机械能是增加的，在竖直方向上，由牛顿第二定律得：，由匀变速直线运动的位移公式得：，小球离开管口的速度，合速度，运动的增加量，重力势能的增加量，联立解得：，解得：，故C正确；
D、小球的实际运动可分解为水平方向的速度为v和竖直速度，竖直方向的洛伦兹力不变，在竖直方向上，由牛顿第二定律得：，由匀速直线运动的位移公式得：，解得：，玻璃管运动速度越大，则小球在玻璃管中的运动时间越小，故D错误。
故选：C。
由洛伦兹力的特点判断洛伦兹力不做功；小球随管运动受向上的洛伦兹力在竖直方向上做匀加速直线运动，在水平方向做匀速直线运动，从而确定合运动；由动能定理求出小球动能的增加量，由重力势能的计算公式求出重力势能的增加量，然后求出小球机械能的增加量。
本题考查带电粒子在复合场中的运动，本题要注意分析清楚小球的运动过程，应用左手定则、牛顿第二定律、运动学公式、运动的合成、动能定理等即可正确解题。
 

11.【答案】欧姆  正   

【解析】解：将多用电表的选择开关调到””挡，再将红，黑表笔短接，进行欧姆调零；
欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，电流应从电压表正接线柱流入，将图1中多用电表的红表笔接a，黑表笔接b端，那么电压表的右端为+接线柱；
电压表量程为3V，由图示表盘可知，其分度值为，示数为；
由图示电路图可知，电压表示数：，
整理得：，
由图示图象可知，图象截距：，图象的斜率：，
代入据解得：，；
故答案为：欧姆；
正；
；；。
欧姆表选择挡位后要进行欧姆调零。
欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，电流应从电压表正接线柱流入。
根据电压表量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数；根据题意求出图线的函数表达式，然后根据图示图线求出电源的电动势与内阻。
本题关键是明确实验原理，知道电压表内阻带来的影响，同时能结合闭合电路欧姆定律灵活地列式分析求解即可。
 

12.【答案】解：以汽缸A以及活塞整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
 
  以汽缸B以及活塞整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
 
联立得：
结合，解得：
以汽缸A中活塞为研究对象，系统静止时，由平衡条件有：
结合，解得：
撤去外力，让A和B一起运动，待系统稳定后，以汽缸A中活塞为研究对象，由牛顿第二定律有：
 
解得：
由玻意耳定律有：
解得汽缸A中气体体积变为：
答：和B运动的加速度大小为；
若汽缸A中温度不变，汽缸A中气体体积变为。 

【解析】分别以汽缸A、B以及活塞为研究对象，根据牛顿第二定律列式，结合两者加速度大小相等，求解加速度大小。
以汽缸A中活塞为研究对象，由平衡条件和牛顿第二定律求出初末状态汽缸A中气体的压强，再由玻意耳定律求解。
本题关键要灵活选择研究对象，抓住两个汽缸加速度大小相等，采用隔离法求加速度和汽缸A中气体的压强，要注意分析清楚汽缸的受力情况和汽缸内气体的状态参量的变化情况。
 

13.【答案】解：圆盘发电机可以看成半径旋转切割磁感线产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律得
  
代入数据解得
当圆盘转动的角速度最大，圆盘产生的感应电动势最大，导体棒受的安培力最大，导体棒有沿导轨向上滑动的趋势，导体棒受摩擦力沿导轨向下，且静摩擦力达到最大值，建立坐标系分析导体棒受力如图1所示

根据y轴受力平衡得 
根据x轴受力平衡得 
又
代入数据得
设时圆盘转动的角速度为，根据

代入数据得
根据闭合电路欧姆定律，有

代入数据得
根据法拉第电磁感应定律可得
  
代入数据解得
答：若圆盘转动的角速度时，产生的感应电动势为10V；
欲使导体棒能静止在倾斜导轨上时，圆盘转动的最大角速度为。 

【解析】根据法拉第电磁感应定律，结合题意求出圆盘产生的感应电动势；
根据导体棒静止在斜面上的平衡条件，利用法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律，求出圆盘转动的最大角速度。
本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律和安培力公式，在分析安培力的大小时，要注意静摩擦力方向的不确定性。
 

14.【答案】解：小球由D到C的过程中，由动能定理有：

在C点由向心力公式有：
解得：
重力和电场力的等效重力的方向为与水平方向夹斜向右下方，等效最高点为半圆形轨道斜向左上方的位置处，只要该点速度大于等于零即可，从D点到该位置的过程，由动能定理得：

解得：
利用对称性及微元法有：

所以
又因为小球P在D点和N点电势能相等，所以从D到N，
由能量守恒有：
解得：
答：小球P以大小为的水平向左的初速度从D端出发，求它沿杆滑到半圆形轨道最低点C时受到杆对它弹力的大小为3mg；
要使得小球能沿半圆形细杆滑到MN水平杆上，则小球P从D端出发的初速度大小至少为；
撤去题中所述的电场，改为在MD、NC连线的交点O处固定一电荷量为Q的负电荷，如图乙所示，使小球P从D端出发沿杆滑动，滑到N点时速度恰好为零小球P从D端出发时的初速度大小为。 

【解析】小球由D到C的过程中，由动能定理求小球受到杆对它的弹力；重力和电场力的等效重力的方向为与水平方向夹斜向右下方，等效最高点为半圆形轨道斜向左上方的位置处，只要该点速度大于等于零即可使得小球能沿半圆形细杆滑到MN水平杆上；根据对称性和微元法求摩擦力的功，根据能量守恒求速度。
解题的关键是利用对称性和微元法求摩擦力的功；解题时注意用等效重力的方法找等效最高点，找临界条件。
 

15.【答案】解：从M到N的过程中，电子做类平抛运动，水平方向：
由牛顿第二定律得：
竖直方向：
联立解得：
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，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；

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


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，根据运动学规律求解即可；
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。