2023届江苏省苏锡常镇四市高三下学期二模物理试题

2023届江苏省苏锡常镇四市高三下学期二模物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．在La型超新星爆发中，可以观察到放射性镍衰变为钴。已知镍56的半衰期为6天，下列说法正确的是（    ）

A．该衰变为衰变

B．该衰变过程会释放能量

C．一定质量的镍56，经12天后将全部衰变为钴56

D．镍56在常温下的半衰期比在超新星爆发时高温下的长

2．如图所示，轻绳下悬挂一静止沙袋，一子弹水平射入并留在沙袋中，随沙袋一起摆动，不计空气阻力，在以上整个过程中，子弹和沙袋组成的系统（　　）

A．动量不守恒，机械能守恒

B．动量守恒，机械能不守恒

C．动量和机械能均不守恒

D．动量和机械能均守恒

3．2021年5月17日，由中国科学院高能物理研究所牵头的中国高海拔宇宙线观测站（LHAASO拉索）国际合作组在北京宣布，在银河系内发现大量超高能宇宙加速器，并记录到1.4拍电子伏的伽马光子（1拍），这是人类观测到的最高能量光子，则该光子动量约为（    ）

A． B．

C． D．

4．关于实验“用油膜法估测油酸分子的大小”，下列说法正确的是（    ）

A．水面痱子粉撒得越多，形成的油膜轮廓越清晰，实验误差越小

B．配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精，会使实验结果偏小

C．在数一定量油酸溶液的滴数时，如果少数滴数，会使实验结果偏小

D．计算油膜面积时将所有不完整的方格当做完整方格计入，会使实验结果偏小

5．如图所示，某同学在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动，以感受向心力的大小，则（    ）

A．为使感受到的力等于沙袋的向心力，活动中可以使绳子保持水平

B．为使感受到的力近似等于沙袋的向心力，应使沙袋的转速大一些

C．被甩动的绳子越长，沙袋的向心力越大

D．被甩动的绳子越长，沙袋的向心力越小

6．用气压式开瓶器开红酒瓶，如图所示，通过针头向瓶内打几次气，然后便能轻松拔出瓶塞，则（    ）

A．打气后瓶塞未拔出前，分子斥力明显增大

B．打气后瓶塞未拔出前，单位时间内与瓶塞碰撞的分子数增多

C．快速拔出瓶塞的过程中，气体吸热，内能增大

D．快速拔出瓶塞的过程中，瓶塞克服摩擦力所做的功等于气体内能的减少

7．两个点电荷，电性未知、电荷量大小分别为和q，其电场线如图所示（未标明方向，且未画出对称轴附近的电场线），A、B、C、D为对称轴上的四个点，且满足，则（     ）

A．A、D两点的场强方向一定相反

B．从D点向左至无穷远，场强不断减小

C．若电荷量为的点电荷为负电荷，则电子从A向B移动的过程中，电势能减小

D．若电荷量为的点电荷为负电荷，则A点电势低于D点电势

8．天文观测发现，天狼星A与其伴星B是一个双星系统。它们始终绕着O点在两个不同椭圆轨道上运动，如图所示，实线为天狼星A的运行轨迹，虚线为其伴星B的轨迹，则（    ）

A．A的运行周期小于B的运行周期

B．A的质量小于B的质量

C．A的加速度总是小于B的加速度

D．A与B绕O点的旋转方向可能相同，可能相反

9．如图甲所示，一条南北走向的小路，路口设有出入道闸，每侧道闸金属杆长L，当有车辆通过时杆会从水平位置匀速转过直到竖起，所用时间为t。此处地磁场方向如图乙所示，B为地磁场总量，为地磁场水平分量，、、分别为地磁场在x、y、z三个方向上的分量大小。则杆在转动升起的过程中，两端电势差的大小计算表达式为（    ）

A． B． C． D．

10．如图所示，质量分别为m和M的两个物块用劲度系数为k的轻质弹簧相连，竖直叠放在水平地面上，初始时，m静止在弹簧上端。现将m竖直向上缓缓提起一段距离x（过程中M未离开地面）后释放。则对于不同的x，下列关于M对地面的最小压力、M对地面的最大压力、m在最低点时具有的加速度a、m在运动中最大动能的图线中，可能正确的是（    ）

A． B． C． D．

二、实验题

11．某兴趣小组尝试研究一块太阳能电池的相关性能．为控制光照强度，他们采用一的台灯作为光源，并在距离光源处将太阳能电池正对灯管进行实验。

（1）该小组采用图甲所示电路研究该太阳能电池路端电压U与电流I的关系，通过实验记录及运算，获得了如下U和I的数据表。

他们在坐标中描绘了序号为1～9的数据点．请完成序号为10～12的数据点的描绘，并绘制图线_________。

（2）从描绘的各数据点来看，序号为1的数据存在实验错误，其可能的原因有哪些______。

A．电阻箱实际接入阻值大于电阻箱记录值

B．电阻箱实际接入阻值小于电阻箱记录值

C．测量该数据时将太阳能电池的朝向弄偏了

D．测量该组数据时将太阳能电池向灯靠近了

（3）通过实验图线可知，该太阳能电池的电动势为______V；若将该太阳能电池直接与的定值电阻相连，则此时该电池的内阻约为______（结果均保留三位有效数字）。

（4）对太阳能电池来讲，最大输出功率是其重要参数。根据以上数据可以估算这块太阳能电池在该光照条件下的最大输出功率为______（结果保留两位有效数字）。

三、解答题

12．如图所示，一透明材料块，下部是半径为R、高3R的圆柱体，上部为半径为R的半球，O1为球心，O1O2为中心轴，在O1正下方距离R处有一个点光源S，向各个方向发光。

（1）若该材料的折射率，光线SA与轴成α角，照射到表面A点后恰能平行中心轴出射，求α角的大小；

（2）不考虑光的反射，若要使该透明材料块表面各处均有光线出射，该材料的折射率不能超过多大？

13．湖面上停着A、B两条小船，两船平衡位置连线的中点有个浮标，一列波速为的水波在湖面上沿连线从A向B传播，每条小船每分钟上下浮动20次。时，A船位于波峰，B船恰好在平衡位置，且正在向下运动，已知两船间只有一个波谷，求：

（1）两船平衡位置间的距离x；

（2）浮标恰好位于平衡位置的时刻。

14．图为一“永动机”玩具的模型，是一组光滑细金属双轨，轨道间距为，段水平。按下一个隐蔽开关后，把质量的钢球从软木盘中心洞口O无初速释放，钢球便沿轨道运动至d点斜向上飞出，速度与水平方向成，之后恰好落到洞口O点附近的G点，接着在洞口附近来回运动一段时间后，再次从洞口无初速落下，此后不断重复以上过程。不计空气阻力，，。

（1）已知钢球直径，求钢球在段上滚动时，每条轨道对钢球的支持力F；

（2）若将钢球视做质点，处在同一高度，水平距离，求钢球从d点飞出后能上升的最大高度h；

（3）要使钢球能“永动”，求小球每运动一圈，玩具中隐蔽的加速装置需对小球做的功W。

15．如图所示，三个相同的圆形磁场两两相切，圆心分别为、、，半径均为，磁场磁感应强度均为B，方向垂直纸面。A为两圆形磁场的切点，O为的中心，在及延长线上有一个极小的可以移动的粒子发射装置P，在该装置中，带正电荷的粒子飘入电压为U的加速电场，然后垂直出射。当发射装置P处在连线及延长线上某处时，调节合适的加速电压U，使粒子分别经过三个磁场后，又垂直飞回装置P所在位置．已知粒子比荷，且当P处在A点时，粒子出射速度，粒子重力忽略不计。

（1）求磁感应强度B的大小和方向；

（2）求P距A多远时加速电压最大，并求该最大值；

（3）设P与A的距离为x，试写出U与x的函数关系，并注明x的取值范围（所有已知物理量均以题目中的字母表示）。

参考答案：

1．B

【详解】A．放射性镍衰变为钴，根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，放出的粒子是正电子，该衰变不是衰变，故A错误；

B．该衰变过程存在质量亏损，会释放能量，故B正确；

C．已知镍56的半衰期为6天，一定质量的镍56，经12天后只有镍56发生了衰变，故C错误；

D．半衰期只由原子核内部决定，与外界环境温度无关，则镍56在常温下的半衰期与超新星爆发时高温下的半衰期相等，故D错误。

故选B。

2．B

【详解】子弹射入沙袋的过程，动量守恒，但由于有阻力做功，所以机械能不守恒。

故选B。

3．A

【详解】伽马光子的能量为

根据

可得该光子动量为

故选A。

4．D

【详解】A．水面痱子粉撒得过多，形成的油膜将不能完全散开形成单分子层，从而使油膜面积偏小，根据油酸分子直径的计算公式

可知，油酸分子直径的测量值将偏大，故A错误；

B．首先，配制油酸酒精溶液本身就需要大量的酒精，其次，配置好的酒精油酸溶液滴入水面，酒精油酸溶液中的酒精将溶于水，而只有油酸浮于水面形成油膜，因此可知，配制的油酸酒精溶液中有大量的酒精并不会影响实验结果，故B错误；

C．在数一定量油酸溶液的滴数时，如果少数滴数，将会使每一滴油酸溶液的体积偏大，从而使一滴油酸溶液中所含油酸的体积偏大，最终将导致所测油酸分子直径偏大，故C错误；

D．计算油膜面积时将所有不完整的方格当做完整方格计入，将会使油膜面积偏大，从而导致所测油酸分子直径偏小，故D正确。

故选D。

5．B

【详解】A．沙袋在水平面内做圆周运动，分析可知，沙袋做圆周运动的向心力由沙袋自身的重力和绳子对沙袋的拉力这两个力的合力提供，受力分析如下图所示

竖直方向，始终有绳子拉力在竖直方向的分力大小等于重力，方向相反，因此，活动中绳子不可能保持水平，故A错误；

B．设绳子与水平面的夹角为，绳长为，则有

而绳子的拉力

为使感受到的力近似等于沙袋的向心力，则要使近似的等于，那么绳子与水平方向的夹角就要很小，而由向心力的表达式可得

可知，减小即减小，实际上表示绳子在手部的悬点距小球做圆周运动所在平面的距离，因此必须增大转速才能使感受到的力近似等于沙袋的向心力，故B正确；

CD．沙袋的向心力

可知，沙袋的向心力不仅仅只跟甩动的绳长有关，单独改变其中一个物理量，并不能确定沙袋向心力大小的变化，假若增大绳长的同时，减小转动的角速度，则沙袋的向心力可能不变，也可能减小，故CD错误。

故选B。

6．B

【详解】A．打气后瓶塞未拔出前，气体分子间距离很大，分子间作用力非常小，可以忽略不计，故A错误；

B．打气后瓶塞未拔出前，单位体积内的分子数增加，气体压强变大，根据压强微观意义可知，单位时间内与瓶塞碰撞的分子数增多，故B正确；

CD．快速拔出瓶塞的过程中，气体体积变大，对外做功，由于是快速拔出瓶塞，可认为该过程没有发生热传递，根据热力学第一定律可知，气体内能减少；拔出瓶塞的过程中，瓶塞除了克服摩擦力做功，还需要克服大气压力做功，故瓶塞克服摩擦力所做的功不等于气体内能的减少，故CD错误。

故选B。

7．D

【详解】AB．由图中电场线分布情况可知，两点电荷为异种电荷，且B处电荷量为，C处电荷量为，设电荷量为的点电荷为负电荷，则电荷量为的点电荷为正电荷，，则A点的场强大小为

（方向指向负电荷的）

D点的场强大小为

由于D点的场强大小为零，可知从D点向左至无穷远，场强先增大后减小，故AB错误；

C．若电荷量为的点电荷为负电荷，由以上分析可知，电子从A向B移动的过程中，场强方向由A指向B，电场力与运动方向相反，电场力对电子做负功，电势能增加，故C错误；

D．若电荷量为的点电荷为负电荷，则B处为负电荷，C处为正电荷，根据离正点电荷越近电势越高，离负点电荷越近电势越低，可知点电荷在A点的电势低于D点电势，点电荷在A点的电势低于D点电势，则A点电势低于D点电势，故D正确。

故选D。

8．C

【详解】A．天狼星A与其伴星B是一个双星系统，它们始终绕着O点在两个不同椭圆轨道上运动，可知天狼星A与其伴星B始终在O点的两侧，且两星与O点始终在一条直线上，因此可知天狼星A与其伴星B运行的角速度相同，周期相同，故A错误

B．近似认为A、B在做圆周运动，设A的质量为、轨道半径为，B的质量为、轨道半径为，两星之间的距离为，两星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，则有

，

其中

解得

显然，B星的轨道半径大于A星的轨道半径，因此可知A星的质量大于B星的质量，故B错误；

C．根据万有引力提供向心力可得

，

而

可知

故C正确；

D．由于天狼星A与其伴星B是一个双星系统，而双星系统由彼此之间的万有引力提供各自运行的向心力，二者角速度一样，且绕行方向必定相同，公共圆心必须在质心连线上，两星才能稳定运行，故D错误。

故选C。

9．A

【详解】杆从水平位置匀速转过直到竖起，所用时间为，可知金属杆的角速度为

由于小路沿南北方向，则金属杆转动过程切割磁场分量，则金属杆两端电势差的大小为

联立解得

故选A。

10．D

【详解】A．将m竖直向上缓缓提起一段距离x（过程中M未离开地面）后释放，m做简谐运动，由重力和弹簧弹力的合力提供物块m做简谐运动回复力，m的初始位置为平衡位置，振幅为x；当振动物体离开平衡位置时速度减小，当振动物体靠近平衡位置时，速度增大，则物体通过平衡位置时速度最大；振动过程中M对桌面的压力最小时m在最高处，则

M对地面的最小压力随的增大而减小，故A错误；

B．M对桌面的压力最大时m在最低处，则

图像是不过原点的倾斜的直线，故B错误；

C．由牛顿第二定律可得m在最低点时具有的加速度大小

图像为过原点的倾斜的直线，故C错误；

D．初始位置

解得

m在平衡位置时运动中动能最大，若，由能量守恒定律可知

解得

图像可能是开口向上的抛物线，故D正确。

故选D。

11．     见解析     AC/CA     1.40（1.37~1.43）     875（825~890）     0.63（0.60~0.65）

【详解】（1）[1]根据表格数据在图像中描绘序号为10～12的数据点，作出图线如图所示

（2）[2]从描绘的各数据点来看，序号为1的数据存在实验错误。

A．电阻箱实际接入阻值大于电阻箱记录值，根据

可知电压测量值小于真实值，故A正确；

B．电阻箱实际接入阻值小于电阻箱记录值，根据

可知电压测量值大于真实值，故B错误；

C．测量该数据时将太阳能电池的朝向弄偏了，则测量时电动势偏小，电流和电压测量值偏小，故C正确；

D．测量该组数据时将太阳能电池向灯靠近了，则测量时电动势偏大，电流和电压测量值偏大，故D错误。

故选AC。

（3）[3]当电流时，通过实验图线可知，该太阳能电池的电动势为

[4]若将该太阳能电池直接与的定值电阻相连，在图像中作出定值电阻的图线，如图所示

根据图像交点可知，此时外电压为，电流为，根据闭合电路欧姆定律可得

解得此时该电池的内阻为

（4）[5]这块太阳能电池的输出功率为

由图像可知，这块太阳能电池在该光照条件下的最大输出功率约为

12．（1）30°；（2）

【详解】（1）根据几何关系可得，光从A点射出时的折射角为2α，如图所示

根据折射定律有

解得

（2）如图所示，若光线恰好从B点射出，此时该材料的折射率最小；

根据几何关系有

所以折射率为

所以，若要使该透明材料块表面各处均有光线出射，该材料的折射率不能超过。

13．（1）9m；（2）t=0.375s时

【详解】（1）由题意知，每条小船每分钟上下浮动20次，则每秒振动

次

则波的频率为

由

得

时，A船位于波峰，B船恰好在平衡位置，且正在向下运动，已知两船间只有一个波谷，则两船之间的距离等于个波长，两船平衡位置间的距离为

（2）浮标位于两船平衡位置连线的中点，即距A、B的距离都为4.5m、个波长，时，A船位于波峰，水波从A向B传播，说明浮标距波源侧的平衡位置的距离为个波长，浮标回到平衡位置的时间为

即浮标恰好位于平衡位置的时刻为t=0.375s时。

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）钢球在段上滚动时，支持力与竖直方向夹角满足

竖直方向根据受力平衡可得

联立解得

（2）Gd间的运动可以视为两段平抛运动，利用平抛知识可知，水平方向有

竖直方向有

d点速度与水平方向夹角满足

又

联立解得

，

（3）d点抛出时的竖直分速度为    

d点速度为

每次补偿的能量为

15．（1），方向垂直纸面向里；（2），；（3）P位于A的右侧，有，P位于A的左侧，有

【详解】（1）根据左手定则可以判断，磁场方向垂直纸面向里，而由题意做出粒子在磁场中运动的轨迹图如下图所示

由几何关系可得

解得

由洛伦兹力充当向心力有

代入数据解得

（2）做出粒子的运动轨迹如下图所示

最大轨迹半径为

解得

由

，

解得

由几何关系可得P距A的距离为

（3）如果P位于A的右侧，有

得

又

，

解得

如果P位于A的左侧，同理可得