2023年江苏省苏、锡、常、镇四市高考物理一模试卷（含答案解析）

2023年江苏省苏、锡、常、镇四市高考物理一模试卷

1.  现代考古通过测量生物化石中放射性同位素碳14的量来确定生物的年代。碳14的衰变方程为，上述反应中a为(    )

A. 电子 B. 中子 C. 质子 D. 氘核

2.  一个长方体空气柱固定在水中，空气与水之间的透明介质厚度不计，一束红、蓝色激光射入空气柱，不考虑反射光线，下列光路图中可能正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

3.  一跳伞运动员从高处跳下，当拿全打开后运动员匀速下降时，伞的中心轴线竖直，该全边共6根伞端，每根伞绳与中心轴线夹角为，运动员重力为600N，每根伞绳承受的拉力为(    )

A. 200N B.  C.  D. 100N

4.  将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器里，下列各图中可能正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

5.  某同学抓住绳子一端在内做了两种不同频率的简谐运动，其振动图像如图所示。下列说法正确的是(    )

A. 绳端起振方向向下
B. 前后两次振动的周期之比为1：2
C. 前后两次形成的绳波波速之比为2：1
D. 前后两次形成的绳波波长之比为2：1

6.  2021年2月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是(    )

A. 图中两阴影部分的面积相等
B. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大
C. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变小
D. 探测器在P点的加速度小于在N点的加速度

7.  一质量为m，带电量为的小球从水平放置的带正电圆环的轴线处A点由静止释放，A、关于O点对称，下列判断正确的是(    )

A. 小球在O点处动能最大
B. 小球在O点的加速度最大
C. 小球在O点的电势能最小
D. 小球可能在A、间往复运动

8.  波长为的光子与一静止电子发生正碰，测得反弹后的光子波长增大了，普朗克常量为h，不考虑相对论效应，碰后电子的动量为(    )

A.  B.  C.  D.

9.  如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨道不是抛物线，而是图中的“弹道曲线”，图中a、c高度相同，b为弹道曲线最高点，则炮弹(    )

A. 到达b点时加速度竖直向下
B. 在下落过程中机械能增加
C. 重力在ab段的冲量小于bc段的冲量
D. 在ab段克服阻力做功小于bc段克服阻力做功

10.  用如图电路研究光电管的特性，入射光频率为，U为光电管K、A两极的电势差，取A端电势高时为正值。若光电管K极材料的极限频率为，普朗克常量为h，电子电量为e，则在坐标系中，阴影部分表示能产生光电流的U和取值范围，下列阴影标识完全正确的是(    )

A.
B.
C.
D.

11.  某实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数。
实验操作步骤如下：
①取若干个完全相同的钩码，将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块凹槽中，记录悬挂钩码的个数n；
②保持长木板水平，释放木块后打点计时器打出纸带；
③将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，重复多次打出纸带。

如图乙所示用刻度尺测量纸带上点的位置，其第4点读数为______ cm。
已知打点周期为，第5点的瞬时速度为______ 。结果保留两位有效数字
测得悬挂钩码数n与相应的加速度a如表，请根据表中数据在图丙作出图像。已知当地重力加速度，由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数______ 。结果保留两位有效数字

实验中发现木板未调节水平，右端偏高，考虑到此因素的影响，的测量值______ 填“大于”、“小于”或“等于”真实值。

12.  如图所示，边长为L的正方形导线框abcd放在纸面内，在ad边左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导线框的总电阻为R。现使导线框绕a点在纸面内顺时针匀速转动，经时间第一次转到图中虚线位置。求：
内导线框abcd中平均感应电动势的大小和通过导线截面的电荷量；
此时线框的电功率。

13.  气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立圆柱形密闭气缸导热良好，面积为S的活塞通过连杆与车轮轴连接。初始时气缸内密闭一段长度为，压强为的理想气体。气缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时相当于在气缸顶部增加一个物体A，稳定时气缸下降了，气体温度保持不变。
求物体A的重力大小；
已知大气压强为，为使气缸升到原位置，求需向气缸内充入与气缸温度相同大气的体积。

14.  如图所示，一轻支架由水平段ON和竖直段组成。轻弹簧一端固定于O点，另一端与套在水平杆ON上的A球相连，一根长为的轻绳连接A、B两球。A球质量，B球质量，A球与水平杆的动摩擦因数，弹簧原长，劲度系数。初始时使A球尽量压缩弹簧并恰好处于静止状态。现使系统绕轴缓慢转动起来，转动过程中保持A、B两球始终与在同一竖直平面内。当系统以某角速度稳定转动时，细绳与竖直方向成角，此时弹簧的弹力大小恰好与初始时相同。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。，，，求：
初始时弹簧的长度；
细绳与竖直方向成角时，系统转动的角速度；
整个过程中驱动力对系统所做的总功。

15.  波荡器是利用同步辐射产生电磁波的重要装置，它能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其装置简化模型如图所示，n个互不重叠的圆形匀强磁场沿水平直线分布，半径均为R，磁感应强度大小均相同，方向均垂直纸面，相邻磁场方向相反、间距相同，初始时磁感应强度为。一重力不计的带正电粒子，从靠近平行板电容器P板处由静止释放，PQ极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面从A点射入波荡器，射入时速度与水平直线夹角为，在范围内可调。
若粒子入射角，粒子恰好能从点正下方离开第一个磁场，求粒子的比荷k；
若粒子入射角，调节的距离d、磁场的圆心间距D和磁感应强度的大小，可使粒子每次穿过水平线时速度与水平线的夹角均为，最终通过同一水平线上的F点，A到F的距离为，求D的大小和磁感应强度的大小；
在问的情况下，求粒子从A运动到F的时间。

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：根据电荷数守恒、质量数守恒，a的质量数为：
电荷数为
所以a为电子。故A正确，BCD错误。
故选：A。
知道核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒，了解一些基本粒子符号的写法即可。
本题关键是掌握核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒。
 

2.【答案】C 

【解析】解：水相对于空气来说是光密介质，光从水入射空气折射时，折射角大于入射角，所以光线向上偏折，光路向上平移；又因为蓝光比红光的折射率大，因此蓝光比红光偏折的更厉害，故ABD错误，C正确。
故选：C。
光从光密介质入射光疏介质，折射角大于入射角。结合蓝光比红光的折射率大分析。
本题考查光的折射定律应用，解题关键要熟悉光的折射定律，理解光的折射现象。
 

3.【答案】B 

【解析】解：对运动员受力分析，将伞绳上的拉力分解到水平和竖直方向，竖直方向，根据共点力平衡条件有：
代入数据解得：
故B正确，ACD错误。
故选：B。
对运动员受力分析，将伞绳上的拉力分解到水平方向和竖直方向，竖直方向，绳的分力之和等于运动员的重力，根据平衡条件和几何关系列式求解即可。
本题考查共点力平衡，解题关键是对运动员做好受力分析，根据平衡条件列式求解即可。
 

4.【答案】B 

【解析】解：A、若液体不浸润玻璃时，玻璃细管与水面接触部分，玻璃分子与水分子间的吸引力小于水分子之间的吸引力，所以在玻璃的细管内会下降，并形成向上凸起的球面；故A错误；
BCD、若液体浸润玻璃时，玻璃细管与水面接触部分，玻璃分子与水分子间的吸引力大于水分子之间的吸引力，液体在玻璃的细管内会上升，并形成向下凹陷的球面，且细管越细，液柱上升越高；故B正确，CD错误。
故选：B。
根据浸润和不浸润的现象判断液面的形状。
本题考查液体的浸润和不浸润现象，解决本题的关键是理解浸润和不浸润的原理。
 

5.【答案】D 

【解析】解：A、如图，绳端先向上运动，即绳端起振方向向上，故A错误；
B、由图可知，第一次振动周期为1s，第二次振动周期为，则前后两次振动的周期之比为2：1，故B错误；
C、相同介质波速不变，波速之比为1：1，故C错误；
D.根据可知，波长之比等于周期之比，为2：1，故D正确。
故选：D。
根据图像分析起振方向；根据图像判断两次振动的周期，比较即可；波在同一介质中传播时波速不变；根据波长公式分析即可。
本题考查简谐运动的图像和机械波，解题关键是会判断绳子的起振方向，知道波在同一介质中传播时波速不变，掌握波长与波速的关系。
 

6.【答案】C 

【解析】解：根据开普勒第二定律，探测器绕火星运行时在同一轨道上与火星的连线每秒扫过的面积才相等，故A错误；
B.根据开普勒第三定律，知探测器在停泊轨道上运行周期比在调相轨道上小，故B错误；
C.探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”需在P点减速，做近心运动，机械能减小，故C正确；
D.根据牛顿第二定律
可知P点的加速度比在N点的大，故D错误。
故选：C。
根据开普勒第二定律，只有在同一轨道上火星探测器与火星的连线每秒扫过的面积才相等；
根据开普勒第三定律，分析周期和轨道半径关系；
做近心运动，机械能减小；
根据牛顿第二定律，比较加速度大小。
本题考查学生对开普勒行星运动定律、“变轨”、圆周运动牛顿第二定律的掌握，是一道基础题。
 

7.【答案】C 

【解析】解：A、小球从A点到O点的运动中，受到向下的重力和电场力，重力和电场力对小球做正功，小球的动能增大，在O点时，电场强度是零，小球受电场力是零，此时只受重力，小球的动能继续增大，因此小球在O点处的动能不是最大，故A错误；
B、小球从A点到O点的运动中，受到向下的重力和电场力，其合力大于重力，则加速度大于重力加速度，小球在O点时只受重力，加速度等于重力加速度，因此小球在O点的加速度不是最大，故B错误；
C、小球从A点到O点的运动中，电场力对小球做正功，电势能减小，小球穿过O点后，所受电场力方向竖直向上，小球向下运动，电场力做负功，电势能增大，因此小球在O点的电势能最小，故C正确；
D、若小球只受电场力作用，因A、关于O点对称，则小球可能在A、间往复运动，但小球受电场力的作用同时又受重力作用，重力方向一直向下，一直做正功，则小球不可能在A、间往复运动，故D错误。
故选：C。
对小球受力分析，根据合力做功判断动能的变化；根据受力情况分析小球加速度的变化；根据电场力的方向与运动方向关系判断电场力做功，进而判断电势能的大小；若小球只受电场力，小球可能在A、间往复运动，但小球所受重力始终向下，则小球不会在A、间往复运动。
本题考查电场力做功与电势能的关系，解题关键是分析好小球的受力情况和运动情况。
 

8.【答案】B 

【解析】解：根据动量和波长的关系，设碰后电子的动量为，光子与电子碰撞过程满足动量守恒，因为光子碰后反弹，所以光子的动量为负，所以动量守恒定律：，解得；故ACD错误，B正确。
故选：B。
根据德布罗意波波长公式，结合动量守恒分析出碰撞后的动量。
本题考查康普顿效应与动量守恒以及德布罗意波的波长等相关知识，解决本题的关键是熟练掌握动量守恒和德布罗意波长公式。
 

9.【答案】C 

【解析】解：A、在曲线最高点b点位置时，竖直方向没有速度，仅有水平方向的分速度，因此除了会受到竖直向下的重力，还会受到水平方向的空气阻力，炮弹受到的合力不是竖直向下的，到达b点时加速度也不是竖直向下的，故A错误；
B、下落过程中由于有空气阻力做负功，炮弹的机械能减少，故B错误；
C、因为炮弹上升过程受到竖直向下的重力和向下的空气阻力，所以其加速大小大于g，而下降过程受到向上的空气阻力和竖直向下的重力，所以其加速度大小小于g，将炮弹上升或下降过程竖直方向的运动看作初速度为零的匀加速直线运动，则根据。可知，竖直高度相同，加速度越大，经历的时间越短，故上升过程经历的时间小于下降过程经历的时间。由重力冲量为，所以重力在ab段的冲量小于bc段的冲量，故C正确；
D、由于空气阻力一直做负功，所以机械能一直减小，而在ac两点时重力势能相同，故经a点时的动能大于c点时的动能，由能量守恒可得在ab段克服阻力做功大于bc段克服阻力做功，故D错误。
故选：C。
炮弹到达最高点是竖直方向的速度减为零，而水平方向的速度不为零，根据最高点的受力情况判断加速度大小和方向；
由于空气阻力做负功，炮弹的机械能减少；在炮弹运动过程中，判断出向上运动和向下运动时竖直方向的加速度大小关系，即可判断出时间的大小，从而可以比较两段重力冲量的大小；
根据能量守恒定律比较两段克服空气阻力做功的大小。
本题主要考查了曲线运动的分析方法为运动的合成与分解，抓住在最高点时的运动和受力，关键是分析在上升和下降运动过程中的受力，结合运动学公式即可判断。
 

10.【答案】A 

【解析】解：根据动能定理有
根据光电效应方程有
所以
由光电效应发生的条件：当入射光的频率大于极限频率时，才可以发生光电效应，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据动能定理与光电效应方程分析即可。
解决本题的关键掌握光电效应方程，知道光电效应发生的条件，以及遏止电压与光子频率的关系。
 

11.【答案】小于 

【解析】解：刻度尺的分度值为，读数为；
根据匀变速直线运动规律可知；
作图，使更多的点在图象上，不在图象上的点分布在图象两侧，误差太大的点舍去，如图：

设每个钩码的质量为m，所有钩码质量之和为M，木块质量为，当细线下端挂有n个钩码时，对这n个钩码，根据牛顿第二定律得：

对小车及剩余钩码，根据牛顿第二定律得：

联立解得：
根据图像可得：

解得：
由可知木板未调节水平，右端偏高时，作出的图象整体上移，则测量值小于真实值。
故答案为：；；；小于
根据刻度尺的读数方法读数；
根据匀变速直线运动规律解得速度。
由牛顿第二定律列方程，求出a与n的关系表达式，然后根据图象分析答题。
根据实验原理分析误差。
要掌握实验的注意事项、会应用描点法作图象，要掌握应用图象法处理实验数据的方法。
 

12.【答案】解：时间内穿过线框的磁通量变化量为
由法拉第电磁感应定律得
平均感应电流
通过导线的电荷量为
联立解得：
此时线框等效切割长度为，线框中瞬时电动势为
其中
线框的电功率为
解得：
答：内导线框abcd中平均感应电动势的大小为，通过导线截面的电荷量为；
此时线框的电功率为。 

【解析】根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势大小。由欧姆定律求出电流的平均值，再求通过导线截面的电荷量；
线框等效切割长度为，根据转动切割感应电动势公式求出线框中瞬时电动势，再求此时线框的电功率。
法拉第电磁感应定律是电磁感应的基本规律，此题关键能熟练运用这个规律，要知道法拉第电磁感应定律常常用来求感应电动势的平均值。
 

13.【答案】解：设稳定时气缸内气体压强为，根据玻意耳定律有
解得
则物体A的重力大小为
设充入的气体体积为V，则有
解得
答：物体A的重力大小；
需向气缸内充入与气缸温度相同大气的体积为。 

【解析】根据玻意耳定律，分析压强，再分析重力大小；
根据玻意耳定律列式，求体积。
本题考查学生对玻意耳定律的使用，是一道基础题。
 

14.【答案】解：已知，
初始时，弹簧处于压缩状态，A球恰好处于静止状态，设初始时弹簧的压缩量为，由平衡条件有
   
解得：
则初始时弹簧的长度为
当系统以某角速度稳定转动，弹簧的弹力大小与初始时相同时，弹簧处于拉伸状态，且伸长量与初始状态的压缩量相等。
对B球，由牛顿第二定律有
 
其中
解得：
根据能量守恒知，整个过程中驱动力对系统所做的功等于A、B球的动能增加、B球的重力势能增加、A球与水平横杆间摩擦产生的内能之和，则有
 
解得：
答：初始时弹簧的长度为；
细绳与竖直方向成角时，系统转动的角速度为；
整个过程中驱动力对系统所做的总功为。 

【解析】初始时，弹簧处于压缩状态，A球恰好处于静止状态，A球的静摩擦力达到最大值，由平衡条件求出初始时弹簧的压缩量，从而求得初始时弹簧的长度。
当系统以某角速度稳定转动，弹簧的弹力大小与初始时相同时，弹簧处于拉伸状态，且伸长量与初始状态的压缩量相等。对B球，利用牛顿第二定律求角速度。
整个过程中驱动力对系统所做的功等于A、B球的动能增加、B球的重力势能增加、A球与水平横杆间摩擦产生的内能之和。由功能关系求解。
解决本题时，要明确弹簧的状态，搞清小球做匀速圆周运动时向心力的来源：合外力，通过分析小球的受力情况，来求解系统转动的角速度。
 

15.【答案】解根据动能定理，设粒子电场加速后速度为v，可得

根据洛伦兹力提供向心力，由几何关系可知粒子在磁场中偏转半径为R，可得

联立解得粒子的比荷k为

粒子的轨迹如图所示

由几何关系可得

粒子转动的圆心恰好在磁场圆周上且在磁场圆心的正下方或正上方。
由几何关系可得


解得
由几何关系可得


粒子每次从水平线到磁场边缘的时间为

粒子每次在磁场中运动的时间为

粒子运动的时间为t
解得
答：粒子的比荷k为；
的大小和磁感应强度的大小分别为，；
粒子从A运动到F的时间为。 

【解析】根据动能定理求得粒子电场加速后速度v，根据洛伦兹力提供向心力，由求比荷；
做出粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何关系找圆心角结合求粒子运动时间。
本题考查了带电粒子在磁场力的运动，由轨迹求磁场强度及运动时间的问题，综合性较强，难度较大。