2023-2024学年江苏省泰州市高三（第一次）模拟考试物理试卷(含详细答案解析)

2023-2024学年江苏省泰州市高三（第一次）模拟考试物理试卷

一、单选题：本大题共11小题，共44分。

L科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26,其衰变方程为需4T转Mg+X,则乂是（）

A.正电子B.电子C.质子D.氢核

2.2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维

素基纳米纸材料.如图所示为某合成云母的微观结构示意图，则该合成云（）

A.是非晶体B.没有规则的外形C.有固定的熔点D.各向性质均相同

3.“羲和号”卫星是我国首颗绕地球运行的太阳探测卫星.设该卫星在离地球表面高度517初;的圆轨道上

运行，能经过地球南北两极上空，可24小时观测太阳.则该卫星（）

A.发射速度大于第二宇宙速度B.向心加速度等于地球表面的重力加速度

C.运行周期等于地球同步卫星的周期D.运行速度大于地球同步卫星的运行速度

4.在用斜槽验证动量守恒定律的实验中，下列说法中正确的是（）

A.斜槽有摩擦对实验结果有较大的影响

B.入射小球与被碰小球质量、半径应该相等

C.需要测量斜槽末端到距离水平地面的高度

D.入射小球释放点越高，两球相碰时的作用力越大，实验误差越小

5.运动员用手握住较长弹性轻质长绳的一端连续上下抖动，形成一列向右传播的简谐横波.长绳上有一系

列均匀分布的质点1、2、3、…，质点1起振方向向上，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全

振动.则此时关于质点9的运动，下列说法正确的是（）

A.正向下运动B.速度将减小C.位移将增大D.加速度将增大

6.一定质量理想气体的卡诺循环过程p-U图线如图所示，状态a、d的温度分别为〃、Td,ad、6c两条绝

热线下的面积分别为Si、S2（图中阴影部分），贝1（）

A.Ta<T（iB.Ta=TdC.S]>S2D.S1=S2

7.原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂.某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁

放出的光子分别设为①②③④.若用光①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能

B.①光子的动量与③光子的动量大小相等

C.用②照射该金属一定能发生光电效应

D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek

8.如图所示，将一张重力不计的白纸夹在重力为G的课本与水平桌面之间，现用一水平拉力/将白纸从课

本下向右抽出（书本始终未从桌面上滑落），已知所有接触面间的动摩擦因数均为小则在白纸被抽出的过

程中（）

A.课本对白纸的滑动摩擦力方向向右

B.课本与桌面接触前，白纸所受滑动摩擦力大小为24G

C.白纸被抽出越快，课本的动量变化越大

D.白纸被抽出越快，课本所受滑动摩擦力的冲量越大

9.通过手机内电容式加速度传感器可以实现运动步数的测量，传感器原理如图，电容器的M极板固定，与

弹簧相连的N极板只能按图中标识的“前后”方向运动.则当手机（）

左■右

后a

A.匀速运动时，电流表示数为零，电容器M极板带负电

B,由静止突然向前加速时，电容器的电容增大

C.由静止突然向前加速时，流过电流表的电流由b向。

D.保持向前匀减速运动时，电流表示数变小

10.如图所示，阳光垂直照射到斜面上，在斜面顶端把一小球水平抛出，小球刚好落在木板底端.8点是运

动过程中距离斜面的最远处，A点是小球在阳光照射下小球经过B点的投影点.不计空气阻力，贝式）

A.小球在斜面上的投影做匀速运动

B.OA与AC长度之比为1:3

C.若。点在2点的正下方，则。。与。C长度相等

D.减小小球平抛的速度，小球可能垂直落到斜面上

11.如图所示，水平面段粗糙，回段光滑，OA=AB^^一原长为|八劲度系数为的＞丑詈）的轻

弹簧右端固定，左端连接一质量为根的物块。物块从。点由静止释放。已知物块与。4段间的动摩擦因数

为4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则物块在向右运动过程中，其加速度大小“、动能以、弹簧的弹性

势能与、系统的机械能E随位移x变化的图像可能正确的是（）

12.小明同学准备自制一个简易欧姆表。

（1）他选用的电路应为图中，红表笔应为（选填"a”或"b”）。

（2）小明同学成功制成欧姆表，并进行欧姆调零后，打算测量此欧姆表的内阻和电池的电动势，他找到5个

规格相同、阻值为R的标准电阻，先后将〃个5=1、2、3、4、5）电阻串联后，接在该欧姆表的红黑表笔

之间，记下串联电阻的个数〃和对应电流表的读数G。根据所得数据作出如图所示的3-n图像，若已知该

图线的斜率为匕纵截距为6,则欧姆表的内阻为，电池的电动势为»(用字母鼠b、R表

示)

(3)用该欧姆表测某一未知电阻后，小明同学更换了另一电动势相同但内阻不同的电池，重新进行欧姆调

零后按正确使用方法再次测量该未知电阻，其测量结果(选填“变大”“变小”或“不变”)，请简

要说明理由_______=

三、计算题：本大题共4小题，共44分。

13.如图所示，一边长为L、电阻为R的正方形金属线框abed可绕其水平边ad转动.线框处在竖直向上的

磁感应强度为8的匀强磁场中.已知6c边质量为机，其余质量不计.现给6c边一个瞬时冲量，使be边获

得水平速度v,线框恰能摆至水平位置.求：

(1)线框刚开始运动瞬间be边所受安培力大小F；

(2)线框开始运动到水平位置过程中产生的焦耳热Q.

14.光纤在现代通信中有着巨大作用，如图所示，由透明材料制成的光纤纤芯折射率大于包层折射率，若

纤芯的折射率为内，包层材料的折射率为电，则当光由纤芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足

sinC=—.

光纤

(1)光在纤芯与包层中的速率比4;

v2

(2)若光纤纤芯的半径为a,并设光垂直于端面沿轴入射，为保证光信号一定能发生全反射，则在铺设光纤

时光纤轴线的弯曲半径尺不能超过多大？

15.如图所示，一半径r=的四分之一光滑圆弧轨道与一水平固定平台相连，现用一轻绳将质量加=

的小球(视为质点)跨过光滑轻质定滑轮与平台上木板MN相连，木板与滑轮间轻绳处于水平，木板有

三分之一长度伸出平台，其与平台的动摩擦因数〃=0.2。小球位于圆弧轨道上的A点，AC长也为r,CM

足够长。g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力(结果可保留根号)。

(1)若小球、木板恰能在图示位置保持静止，求木板质量M；

(2)若木板质量M'=从图示位置由静止释放时，木板的加速度大小为的=lzn/s2,求此时绳中的张力

厂和小球的加速度a2的大小；

(3)接第(2)问，求小球从A点运动到2点过程中绳子拉力对小球所做的功卬。

16.高能微粒实验装置，是用以发现高能微粒并研究和了解其特性的主要实验工具.为了简化计算，一个

复杂的高能微粒实验装置可以被最简化为空间中的复合场模型.如图甲所示，三维坐标系中，yOz平面的

右侧存在平行z轴方向周期性变化的磁场B(图中未画出)和沿y轴正方向竖直向上的匀强电场E,有一个质量

为根、电荷量为q的带正电的高能微粒从xOy平面内的P点沿x轴正方向水平射出，微粒第一次经过x轴

时恰好经过。点，此时速度大小为几，方向与x轴正方向的夹角为45。.已知电场强度大小E=詈，从微粒

通过。点开始计时，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，己知殳=翳，琳=等，规定当磁感应强

度沿Z轴正方向时为正，重力加速度大小为0

Z

甲乙

(1)求抛出点尸到无轴的距离y；

(2)求微粒从通过O点开始做周期性运动的周期T；

(3)若t=与时撤去yOz右侧的原电场和磁场，同时在整个空间加上沿y轴正方向B'=亨Bo的匀强磁场,

求微粒向上运动到离尤Oz平面最远时的坐标.

答案和解析

1.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查了原子核的衰变，理解衰变过程中的特点即可完成分析，难度不大。

根据衰变的特点得出Y的电荷数和质量数，从而判断对应的粒子类型。

【解答】

衰变前后电荷数守恒，质量数守恒，则丫的质量数为26-26=0,电荷数为13-12=1,所以丫是正电

子，故A正确，BCD错误。

故选A。

2.【答案】C

【解析】【分析】单晶体具有规则外形、各向异性，在熔化过程中温度不变（有固定的熔点）。

本题考查了晶体和非晶体的特点性质。

【解答】由图可知合成云母具有规则外形，有固定的熔点，属于单晶体，单晶体具有各向异性的特点，故

C正确，A3。错误。

故选C。

3.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查万有引力定律的应用和卫星的发射知识，基础题目。

结合题设和卫星的发射知识直接可判断；根据同步卫星的轨道平面特点，结合题设分析该卫星的轨道情况

即可判断；根据万有引力提供向心力得出运行周期、速度的表达式，结合该卫星和同步卫星轨道半径的大

小关系即可。

【解答】

4卫星绕地球做匀速圆周运动，未脱离地球的束缚，其发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，

故A错误；

B、物体在两极地面时，万有引力产生重力，即：F=*=mg,而当卫星运行在两极上空一定高度时，

万有引力提供向心力，即尸=工吗=小。，故B错误；

（R+hy

得,运行速度U=J罕。由于该卫星的轨道

CD、由G等=TH仔)27=7n三知，卫星运行的周期T=2(

半径比同步卫星的轨道半径小，则该卫星运行周期小于同步卫星的周期，运行速度大于同步卫星的运行速

度,故C错误，。正确。

故选Do

4.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查了验证动量守恒定律的注意事项，知道实验原理与实验注意事项即可正确解题。

【解答】

A.实验中只要小球到达斜槽底端时的速度相等即可，则斜槽有摩擦对实验结果无影响，选项A错误；

A实验中为保证一维碰撞，入射球和被碰小球的半径应相等，为防止入射小球反弹，入射小球的质量应大

于被碰小球的质量，选项B错误；

C.实验中入射球和被碰球做平抛运动的高度相等即可，不需要测量斜槽末端到水面地面的高度，选项C错

误；

D入射小球释放点越高，两球相碰时相互作用的力越大，实验误差越小，选项£＞正确。

故选

5.【答案】A

【解析】【分析】

本题考查了波的图象；本题解题的技巧是画出波形，再分析质点的位移变化情况，判断质点加速度的变化

情况。

质点1的起振方向向上，介质中各质点起振方向均向上，画出1-13个质点间的波形，分析此时质点9的

运动情况，确定加速度和速度的变化情况。

【解答】

由题，质点1的起振方向向上，介质中各质点起振方向均向上，波向右传播，画出1-13个质点间的波形

如图所示，

23456/7891011121314

由图可以看出，质点9正在向下运动，速度方向向下增大，位移减小，加速度也正在减小,

故A正确，BCD错误。

故选A。

6.【答案】D

【解析】【分析】根据理想气体状态方程分析温度关系，根据p-U图像的变化过程结合热力学第一定律

分析面积关系。

解题时要知道p-，图象与横坐标轴围成图形的面积等于气体做的功；根据图示图象分析清楚气体状态变

化过程、应用理想气体状态方程、热力学第一定律即可解题。

【解答】

AB.由理想气体状态方程华=C可知，pV越大，气体的温度T越高，由图示图像可知7；>七，故A3错

误；

CD.d-a过程与b-c过程气体温度的变化量相等，两个过程气体内能的变化量|4U|相等，d-a过程与

b-c过程都是绝热过程，贝依=0

由热力学第一定律：［/=勿+。可知/。=加

由于两过程气体内能的变化量|/U|相等，则=\W\

即d-a过程外界对气体做的功等于b-c过程气体对外界做的功相等，则£=52,故C错误，。正确。

故选。。

7.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了原子能级跃迁与光电效应的综合问题，属于基础题目。需要掌握玻尔理论的原子结构模型及能

级跃迁条件，光电效应的发生条件和爱因斯坦光电效应方程。

原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，根据题图判断出光子①②③④对应的能量大小关系；

根据光子能量E=比较频率的大小；发生光电效应的条件是光子的能量大于金属的逸出功；根据爱因

斯坦光电效应方程分析判断。

【解答】

因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、②、③、④对应的能量关系

为：E②<石①=5③<%)

A②的能量小于④的能量，根据E=hv可知②的频率小于④的频率，故A错误；

A图中能级劈裂后可认为变成三个新的能级，根据能级跃迁释放的光子能量等于能级差可知①和③的能量

相等，故B正确；

C.用①照射某金属表面时能发生光电效应，②的能量小于①的能量，用②照射该金属不一定能发生光电效

应，故C错误；

。④的能量大于①的能量，根据爱因斯坦光电效应方程=hv-%可知用④照射该金属逸出光电子的

最大初动能大于劣,故。错误。

故选瓦

8.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了滑动摩擦力大小与方向的应用、动量、冲量；掌握静摩擦力与滑动摩擦力的区别与联系。

依据滑动摩擦力与相对运动方向相反；根据滑动摩擦力公式牛=〃尸心结合受力分析、冲量、动量定律即

可确定求解。

【解答】

A根据题意可知，白纸相对课本向右运动，则课本对白纸的摩擦力方向向左，故A错误；

民抽动瞬间，白纸受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式牛=〃风，且白纸受到课本与桌面的两个滑

动摩擦力，因此其大小为2〃G,故8正确；

。白纸被抽出越快，课本受到摩擦力的时间越小，由/="可知课本所受滑动摩擦力的冲量越小，故。错

误；

C.根据动量定理：课本动量的变化量4P="="，可知：白纸被抽出越快，课本的动量变化越小，故C

错误。

故选Bo

9.【答案】C

【解析】【分析】

匀速运动时，电容器连在电源两端，电容器带电，但电路中无电流；由静止突然向前加速时，用决定式

总分析平行板电容器电容的变化，用定义式。=与分析电容器所带电荷量的变化；保持向前匀减速运

动时，N板静止不动，电容器电量不变，无电流通过电阻R。

本题主要考查电容器的动态分析问题，关键是可以根据题设条件结合决定式C=在分析出平行板电容器

471kd

电容的变化情况。

【解答】

A匀速运动时，N板处于平衡状态，两弹簧的弹力之和等于N板的重力，两极板之间的距离d不变，根据

。=用，则电容器的C不变，电压不变，根据Q=CU,知电容器的电荷不会发生变化，故电流表示数为

零，M板与电源正极相连，故”板带正电，故A错误；

BC.由静止向前加速，加速度向前，两弹簧的弹力之和要大于N板的重力，弹簧的弹力增大，M.N之间的

距离d增大，根据C=用，故电容器电容C减小，根据Q=CU,知电容器的电荷量减小，下极板与电源

负极相连，故其带负电，电荷量减小时，负电荷由N极板流向电源负极，故电流由b到。流过电流表，则

B错误，C正确；

。保持向前匀减速运动时，加速度不变，则N板在某位置静止不动，电容器电量不变，电路中无电流，故

D错误。

故选C。

10.【答案】C

【解析】【分析】本题考查了平抛运动与斜面相结合的问题；此题平抛运动与斜面结合的分解方法打破常

规（分解到水平方向和竖直方向），分解到沿斜面向下和垂直斜面向上两个方向上，开拓视野和思路。

两次平抛按常规处理方法：分解到水平和竖直方向，按运动学求解；斜面上的斜上抛运动分解到沿斜面向

下和垂直斜面向上两个方向，垂直斜面向上分运动是：类竖直上抛运动，垂直斜面向上速度等于零时，小

球在空中离斜面最远。

【解答】

A.建立沿斜面向下和垂直于斜面向上的平面直角坐标系,

v

将初速度"o进行分解：x-v0cos9,vy-vosin0,

将重力加速度g进行分解：gx=gsmB,gy=gcosd,

所以小球在斜面上的投影做初速度为为cose,加速度为gsinJ的匀变速直线运动，故A错误；

2.当小球的速度方向与斜面平行时，小球到斜面的距离最大，即在小球距离斜面最远B时，垂直于斜面方

向的速度等于。，垂直于斜面向上为：类竖直上抛运动，小球距离斜面的最远时间为："蜷=

喏,小球距离斜面的最远距离为H=是=镖第

.、11

222

沿斜面方向：04=vxt+-gxt,OC=vx-2t+-gx(2t)=-2t+2gxt；

咻+切/2

则如0A中全故8错误;

0C-0Ag2t+2g/2)-(%t+8/2)

C.当小球运动到8,水平方向位移：%=%[=逛的，则。。=三=唆萼；

"gcosygcosO

落在斜面上时所用时间为to=2t=更3,小球落在斜面上时，落点距斜面顶端距离。C=口=般=

°gcosOcosy

2Vgtan0

gcosd'

则。C=2。。，所以DC=OC-。。=。。，即。。与。C长度相等，故C正确；

D改变初速度的大小，小球位移偏向角不变，则速度偏向角也不变，即小球的速度方向和斜面的夹角不

变，不可能垂直撞在斜面上，故D错误。

故选Co

11.【答案】B

【解析】A.由题意可知，A点处，物块受到的弹力大小为n=k(^-^=^kl>iimg

可知物块从。到A过程，一直做加速运动，动能一直增加，根据牛顿第二定律可得a=生侬=把-

mm

4g(0<%<0,5Z)

可知物块从。到A过程，a-尤图像应为一条斜率为负的倾斜直线，故A错误；

A物块从。到A过程(0<xW0.52),由于弹簧弹力一直大于滑动摩擦力，物块一直做加速运动，动能一

直增加，但随着弹力的减小，物块受到的合力逐渐减小，根据动能定理可知，外-x图像的切线斜率逐渐

减小；物块到A点瞬间，合力突变等于弹簧弹力，则外-x图像的切线斜率突变变大，接着物块从A到

弹簧恢复原长过程(0.5Z<xW0.6Z),物块继续做加速运动，物块的动能继续增大，随着弹力的减

小，图像的切线斜率逐渐减小；当弹簧恢复原长时，物块的动能达到最大，接着弹簧处于压缩状

态，物块开始做减速运动，物块的动能逐渐减小到0,该过程，随着弹力的增大，久图像的切线斜率

逐渐增大，故8正确；

C.根据弹性势能表达式可得埒=^似/久)2=3k(°&-乃2,可知与-式图像为开口向上的抛物线，顶点

在久=0.6/处，故C错误；

D物块从。到A过程(。WxWO.51),摩擦力对系统做负功，系统的机械能逐渐减少，根据4£=

-limgx,可知从。到A过程，E-比图像为一条斜率为负的斜率直线；物块到达A点后，由于A点右侧

光滑，则物块继续向右运动过程，系统机械能守恒，即E保持不变，故。错误。

故选瓦

12.【答案】(1)C；a

(2)世.«

(3)不变；因电动势相同，通过欧姆调零后，欧姆表内阻不变，根据闭合电路欧姆定律可知，未知电阻的

测量结果不变

【解析】(1)4欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律/=/左，所以欧姆表内部要有电源，A错误；

R内—

A灵敏电流计中电流应从正接线柱流入，8错误；

C.欧姆表内部要接滑动变阻器，进行欧姆调零，C正确，。错误。

故选Co

电流要从红表笔流入，黑表笔流出，所以红表笔应为心

(2)根据闭合电路欧姆定律，有/“=—

R内+演

可得户初+等

所以有忆=：,b=T

EE

解得E=$R内聋

(3)根据/?为=，可知，电动势相同，通过欧姆调零后，欧姆表内阻不变，根据闭合电路欧姆定律可知/=

"lg

E

R内巴

所以未知电阻的测量结果不变。

13.【答案】(1)线框刚开始摆动时，安培力F=ILB,

甘rEBLv

其中1/=-=——

1RR

联立解得F=华

K

1mV2m9

(2)线框开始运动到水平位置过程中，由能量守恒定律可得Q2-

【解析】(1)根据E=BW,F=ILB,结合闭合电路欧姆定律得出6c边所受安培力大小尸；

(2)根据能量守恒定律得出焦耳热。

本题主要考查了电磁感应的相关应用，掌握动生电动势和安培力的计算公式，掌握过程中的能量转化关

系，即可完成分析。

14.【答案】（1）由u=£,得」=丝;

（2）根据折射定律，有蒜=n12=言①

由几何关系，有sinC=/②

H+a

联立式①②，解得R=/Z匕。

叫一712

【解析】本题结合光纤考查光的折射和全反射。解决问题的关键是利用光的折射定律、题给临界角表达式

及几何关系分析计算。

15.【答案】（1）根据题意，小球、木板在图示位置时，设此时绳子的弹力为T,由于小球、木板恰好静

止，则有T=