2023年江苏省淮安市高考物理三统模拟试卷（含答案解析）

2023年江苏省淮安市高考物理三统模拟试卷

1.  法是一种重要的同位素测年方法，铀的两种放射性核素和，经过一系列的衰变和衰变能分别生成和两种铅同位素，通过测定物体中两种铅同位素的原子数目之比，可得到物体的形成年代。下列说法正确的是(    )

A. 衰变生成的过程经历了8次衰变
B. 衰变生成的过程经历了6次衰变
C. 物体中两种铅同位素原子数目的比值与时间成正比
D. 和衰变为铅的过程形成的质量数较大的原子核可能相同

2.  光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后(    )
 

A. 紫外线进入液体后波长变短，光子能量增加
B. 传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的
C. 紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率
D. 在液体中的曝光波长约为117nm

3.  如图所示，在水平转台上放置一圆锥形物体，物块在平行于锥面的细绳作用下静止在圆锥体表面，在圆锥体随平台逐渐加速转动的过程中，物块始终与锥面保持相对静止。关于此过程下列判断正确的是(    )

A. 物块受到的合力为0
B. 绳上的拉力逐渐增大
C. 锥面对物块的支持力保持不变
D. 没有任何力对物块做功

4.  某物理兴趣小组设计了一个如图所示的发电装置，永磁铁在螺线管中做简谐振动时能产生周期为的正弦式交流电，电压最大值为。理想变压器原、副线圈匝数之比为1：10，灯泡L的电阻恒为，额定电压为，定值电阻、，滑动变阻器R的最大阻值为，下列说法正确的是(    )
 

A. 灯泡上交流电的频率为500Hz
B. 滑动变阻器滑键向下移动，灯泡变亮
C. 为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为
D. 灯泡正常工作时，原线圈输入功率为

5.  如图所示，甲图为波源的振动图像，乙图为该波源在某介质中产生的横波时刻的波形图像，O点是波源，则下列说法正确的是(    )
 

A. 该波的传播速度为
B. 再经过，乙图中质点Q刚好开始振动，Q的起振方向沿y轴正方向
C. 当乙图中质点Q第一次到达波峰时，质点P正处于平衡位置向下振动
D. 从该时刻到质点Q开始振动，质点P运动的路程为

6.  轻质细线绕过两个等高、光滑定滑轮P、Q，两端分别连接着质量均为m的小球A、B，已知P、Q间细线水平，间距为l，A、B小球处于静止状态。现将一质量也为m的物体C，通过光滑的轻挂钩挂在细线上与两定滑轮等间距的位置O，静止释放后向下运动。若A、B始终没有与P、Q相碰，重力加速度为g，则C物体在下降过程中(    )

A. 下降的最大高度为 B. 加速度先增大后减小
C. 最大动能时细线夹角恰好为 D. 小球C的动量变化率一直在增大

7.  某实验小组计划用一个实验方案完成对一个电流表内阻的测量和电源电动势及内阻的测量。实验器材有：待测电源E，待测内阻的电流表A，电压表量程为，内阻很大，电阻箱，单刀开关，单刀双掷开关，导线若干。
设计的电路图如图1所示，进行了如下操作：

将接到a，闭合，拨动电阻箱旋钮，使各旋钮盘的刻度处于如图2所示的位置，记录下此时的电压表示数为，然后断开；
保持电阻箱示数不变，将切换到b，闭合，记录此时电压表的读数如图乙所示，然后断开。
请你解答下列问题：
图2所示电阻箱的读数甲丙为______ ，图3所示的电压表读数为______ V。由此可算出电流表内阻的阻值为______ 。
在完成上述操作后，继续以下操作：将切换到a，闭合，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图4所示的图线。根据实验原理得到和的函数关系式为______ ；由函数关系式和图像可求得电源电动势E和电源内阻r，其中______ V，______ 计算结果保留三位有效数字。

8.  如图所示为一放在水平桌面上的玻璃砖的扇形横截面，该扇形所对圆心角为、半径为R，AC上涂有吸光材料。一细光束始终平行于桌面从AB上射入玻璃砖，光束在AB上的入射点以非常小的速度匀速由A移向B的过程中，光恰好不射出时入射点的位置到圆心的距离为。光在真空中的速度为c。求：
玻璃砖对光的折射率；
光恰好在圆弧面发生全反射时，光线在玻璃砖内传播的时间可用含正、余弦值的式子表示。

9.  如图所示，左管口封闭、粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，管内A、B两段水银柱封闭有长度均为10cm的a、b两段气柱，水银柱A的长度为5cm，水银柱B在左管中的液面比在右管中的液面高5cm，已知大气压强为75cmHg，环境温度为320K。现将环境温度降低，使气柱b长度稳定时变为9cm，求：
降低后的环境温度；
水银柱A下降的高度。

10.  如图，光滑水平面上有一质量为的滑块A静止在P点，在O点有一质量为、长度为的长木板B，其两侧有固定挡板，在长木板B上最右侧放置一质量也为小物块C，滑块A在外力作用下，经过时间到达O点时，在O点立即撤去外力同时与B发生碰撞。已知小物块C与长木板B间的动摩擦因数为，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，求：
滑块A刚到达O点时的速度；
滑块A与长木板B碰后瞬间，长木板的速度；
物块C最终与长木板B右侧挡板的距离；
长木板B与物块C刚达到相对静止时，长木板B距O点的距离。

11.  高能粒子实验装置，是用以发现高能粒子并研究其特性的主要实验工具，下图给出了一种该装置的简化模型。在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量大小为q带负电的粒子1从点S以一定速度释放，沿直线从坐标原点O进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性粒子2发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子2。不计碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应
求电场强度的大小E；
若两粒子碰撞后，立即撤去电场，求两粒子在磁场中运动的半径和从两粒子碰撞到下次再相遇的时间间隔；
若两粒子碰撞后，粒子2首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间后，再在全部区域内加上与原来相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交，求这段时间。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：衰变过程中满足质量数和电荷数守恒，设衰变生成过程经历了x次衰变和y次衰变，有

解得，
同理，衰变生成过程经历8次衰变和6次衰变，故A错误，B正确；
C.由半衰期知识，、的原子数目均与时间成指数函数关系，故两种铅同位素原子数目的比值不与时间成正比，故C错误；
D.衰变过程中满足质量数和电荷数守恒，衰变过程生成质量数较大新核的质量数与发生衰变次数的关系为
衰变过程生成的质量数较大的新核质量数与发生衰变次数的关系为
可知和衰变为铅的过程中形成的质量数较大的原子核不可能相同，故D错误。
故选：B。
衰变过程中满足质量数和电荷数守恒，列式，求衰变次数；
由半衰期知识，原子数目均与时间成指数函数关系；
衰变过程中满足质量数和电荷数守恒，比较衰变过程生成物。
本题考查学生对半衰期和衰变的掌握，解题关键是知道衰变过程中满足质量数和电荷数守恒。
 

2.【答案】D 

【解析】解：紫外线在液体中的波长，紫外线进入液体频率不变，可知光子能量不变，故A错误，D正确；
B.设传播L距离，在真空中的时间
在液体中所需的时间
故B错误；
C.由A选项分析可知紫外线在液体中波长变短，根据衍射的条件可知更不容易发生衍射，故C错误。
故选：D。
根据液体中和真空中，结合折射率公式求解光在液体中的波长；光的能量与频率有关，根据求解光在液体中的传播速度，从而计算时间；根据衍射的条件分析C项。
本题考查波长、频率和波速的关系问题，考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。
 

3.【答案】B 

【解析】解：物块随锥体做变速圆周运动，合力充当向心力，则受到的合力不为0，故A错误；
B.对物块受力分析，如下图所示设细绳与竖直方向夹角为，则对物块，沿斜面方向，则随角速度逐渐增加，绳上的拉力逐渐增大，故B正确；

C.由上图可知，沿垂直斜面方向，则随角速度增大，锥面对物块的支持力逐渐减小，故C错误；
D.转动过程中，因为物块的动能增加，则一定有力对物块做功，故D错误。
故选：B。
分析物块的受力，物体受到的合力充当向心力，根据向心力公式确定拉力和支持力的变化，根据动能定理分析做功情况。
本题考查向心力公式以及动能定理，要注意明确在平台加速转动时，物体的速度变大，动能变大，则说明一定有力对物块做了功。
 

4.【答案】C 

【解析】解：A、变压器不改变交流电的频率，则灯泡上交流电的频率为
故A错误；
B、滑动变阻器滑键向下移动，电阻R接入电路的阻值变大，变压器副线圈回路总电阻变大，电压不变，电流减小，则灯泡变暗，故B错误；
C、变压器原线圈电压的有效值为
变压器原副线圈电压比等于匝数比，：：
代入数据解得：
灯泡正常工作，则通过的电流
通过滑动变阻器的电流
滑动变阻器接入电路的电阻为
故C正确；
D、灯泡正常工作时，副线圈回路总电阻
总功率为
变压器原副线圈功率相同，则原线圈输入功率为5W，故D错误。
故选：C。
变压器不改变交流电的频率，根据频率与周期的关系求解频率；滑动变阻器滑键向下移动，电阻R接入电路的阻值变大，根据欧姆定律判断电流的变化，进而判断灯泡的亮暗程度；根据变压器原副线圈电压比等于匝数比求解副线圈的电压，根据串并联规律求解滑动变阻器接入电路的电阻；灯泡正常工作时，根据串并联规律求解副线圈回路总电流，根据功率公式求解总功率，变压器原副线圈功率相同。
本题考查变压器的动态分析，解题关键是知道变压器的输入功率等于输出功率，原副线圈电压比等于匝数比。
 

5.【答案】A 

【解析】解：由图像甲可知周期为，由图像乙可知波长为，则该波的波速
故A正确；
B.由图像乙可知时刻波刚好传播到处，经过，波传播的距离为
可知波传播到处的质点Q，结合图甲可知Q的起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C.波传播质点Q后，第一次到达波峰还需要的时间为

即从时刻起，经过的时间为，即，由同侧法可知，时刻质点P向y轴正方向振动，经过后，质点P正处于波峰位置，故C错误；
D.从该时刻到质点Q开始振动，经过的时间为，即，质点P运动的路程为
故D错误。
故选：A。
根据振动图像与波动图像的物理意义、从图像获取相关物理量，计算波速、判断质点振动方向、传播距离和振动时间。
本题考查振动图像与波动图像，要求掌握振动图像与波动图像的物理意义、判断质点振动方向、传播距离和振动时间。
 

6.【答案】A 

【解析】解：下降到最低点时三个物体的速度均为零，设此时C左右细线与竖直方向此时的夹角为，对ABC构成的系统，由机械能守恒定律有
整理解得
则C物体下降最大高度为
故A正确；
B.C物体刚刚释放时，仅受重力作用，加速度为重力加速度g，随后向下受到重力与细线的作用力，加速度方向向下，大小变小，根据上述可知，C物体向下运动时，存在最大速度，此时加速度为零，之后向下运动过程，速度减小，加速度方向向上，大小变大，所以C物体在下降过程中，加速度先减小后增大，故B错误；
C.C物体的加速度为零时，速度达到最大，此时，对A分析，由平衡条件有
令C左右细线与竖直方向此时的夹角为，对C分析，由平衡条件有

整理解得
故细线间夹角为，故C错误；
D.根据动量定理可知C物体动量变化率指的是C受到的合外力，由B选项分析可知，合外力先减小后增大，故D错误。
故选：A。
根据C物体的初速度为零、末速度为零，分析其运动情况，判断加速度的变化情况。当C物体的加速度为零时速度最大，由平衡条件和系统机械能守恒相结合求解C的最大速度。由系统机械能守恒求解C下降的最大高度。
解答本题的关键要明确C物体的运动情况，采用特殊位置法判断速度变化情况，知道其加速度为零时速度最大。
 

7.【答案】   

【解析】解：电阻箱读数为：。
电压表每小格是，要求估读，电压表的读数为：。
当打到a端时，电压表测量电阻箱两端电压，电路电流为：。
打到b端时，电压表测电阻箱和两端电压，则有：，所以：。
根据闭合电路欧姆定律，当打到a端时有，
可变形为：，
由图象可得：
解得：，
由，解得：。
故答案为：，，；，，
根据电阻箱、电压表的读数方法进行读数，根据欧姆定律计算的阻值；
根据闭合电路欧姆定律写出电压表读数与电阻箱电阻间的表达式，然后整理出的函数关系，再根据图象的斜率和截距即可求解电动势和内电阻。
本题中遇到图象问题时，首先根据物理规律写出相应表达式，再整理出关于图象纵轴与横轴间的函数，然后根据图象斜率和截距的含义即可求解。
 

8.【答案】解：对于在圆弧面上发生全反射的光束，结合几何知识可知，反射光最终一定会照射到AC上，作出光恰在圆弧面上发生全反射的情况，如图所示

根据临界角与折射率的关系
光在玻璃砖上的入射角为，由折射定律有
光恰好不射出时入射点的位置到圆心的距离为，由几何关系有
解得
结合上述分析和几何知识可知，光从射入玻璃砖到第一次打到圆弧面上经过的距离为
光从第一次打到圆弧面上到打到底面经过的距离为
光在玻璃砖中的传播速度为
则光恰好在圆弧面发生全反射时，光线在玻璃砖内传播的时间为
答：玻璃砖对光的折射率；
光线在玻璃砖内传播的时间。 

【解析】作出光恰在圆弧面上发生全反射的情况，根据全反射条件和折射定律，求折射率；
根据几何知识和光的传播规律，求传播时间。
本题解题关键是正确画光恰在圆弧面上发生全反射的情况图，分析出折射率。
 

9.【答案】解：初始时，右管中气柱a的压强为
左管中气柱b的压强为
温度降低后，气柱a的压强不变，气柱b的压强为
对气柱b，根据理想气体状态方程有
解得
气柱a发生等压变化，有
解得
则水银柱A下降的高度为
答：降低后的环境温度；
水银柱A下降的高度。 

【解析】根据液柱液面，分析压强，再根据理想气体状态方程，求温度；
气柱a发生等压变化，根据理想气体状态方程，求液柱下降高度。
本题考查学生对理想气体状态方程的掌握，解题关键是根据题意，分析出气体压强。
 

10.【答案】解：选水平向右为正方向，滑块A从P到O的过程根据动量定理得，得滑块A刚到达O点时的速度为；
设滑块A与长木板B碰后瞬间，滑块的速度为，长木板的速度为，碰撞过程滑块A和长木板B的系统满足动量守恒定律，则①
已知为弹性碰撞，满足机械能量守恒定律，则②
联立①②两式，代入数据解得，，即长木板的速度为，方向水平向右；
获得速度后与C构成的系统动量守恒，最后达到共同速度，设共同速度为，有，解得，设此过程C相对B的路程为，根据功能关系得，代入数据解得，即C相对B向左运动到左端点又返回向右运动，距离右侧挡板的距离是；
如图1所示：

A、B碰后，B、C发生相对运动，对C运动到B的左侧挡板过程，对B、C组成的系统根据动量守恒定律得
③
根据功能关系有
④
联立③④代入数据解得，，还有一组解，不合实际已舍去。
对B根据动能定理得，代入数据解得，
接下来，如图2所示，B、C发生碰撞，因为B、C质量相等且是弹性碰撞，故二者交换速度，B做加速运动，最终与C达到共同速度，对B由动能定理得
，代入数据解得，
从A、B相碰，到B和C达到共同速度的过程，长木板B距O点的距离为
。
答：滑块A刚到达O点时的速度为；
滑块A与长木板B碰后瞬间，长木板的速度为，方向水平向右；
物块C最终与长木板B右侧挡板的距离为；
长木板B与物块C刚达到相对静止时，长木板B距O点的距离为。 

【解析】滑块从静止到O的过程运用动量定理求解末速度；和B组成的系统动量守恒、机械能守恒，列方程求解碰撞后瞬间的速度；与B相互作用的过程最终达到共同速度，且满足动量守恒定律，根据功能关系求出C相对B的路程，经分析可求最终与长木板右侧挡板的距离；经分析可知，C相对木板由右侧到左侧并碰撞，根据动量守恒定律，功能关系可得碰前各自速度，对B运用动能定理求位移；碰撞前后满足动量守恒和机械能守恒，因质量相等速度交换，之后C减速，B加速最后达到共同速度，对B运用动能定理求位移，两次位移之和即为长木板距O点的距离。
本题考查滑块和木板碰撞和追及问题，过程较复杂，要求同学们能够正确选择合适的研究对象并进行准确的受力分析和运动分析，选择合适的公式代入求解。
 

11.【答案】解：粒子1经过O点后在磁场中匀速圆周运动过点，由O到P的轨迹恰好为圆周，可得其在磁场中运动轨迹半径，由洛伦兹力提供向心力得：

解得：
粒子从S到O的过程做直线运动，必受力平衡做匀速直线运动，可得：

联立解得：；
、2两粒子在P点发生弹性碰撞，设碰后速度分别为、，取向上为正方向，由动量守恒与机械能守恒分别得：


解得：
，
两粒子碰后电荷量均为，均在磁场中做逆时针的匀速圆周运动，设运动半径分别为、，则有：
，
解得：
可知两粒子在磁场中一直做轨迹相同的匀速圆周运动，运动周期分别为：


可得：
两粒子碰后再次相遇需满足：
解得再次相遇时间：；
碰撞后粒子2经过时间到达y轴，此时粒子1在第一象限中偏转角度为：
撤去电场磁场后，两粒子做匀速直线运动，2粒子运动一段时间后，再整个区域加上与原来相同的磁场，两粒子在磁场中仍做半径为a的逆时针匀速圆周运动，要求轨迹恰好不相交，临界为恰好相切，两粒子的运动轨迹如下图所示，

撤去电磁场到再次加上原来大小的磁场粒子2运动了时间，在中有：

AO的长等于粒子2在时间内运动的距离，
BO的长等于粒子1在时间内运动的距离，
应用余弦定理可得：
又有：
解得：。
答：电场强度的大小E为；
两粒子在磁场中运动的半径均为a，从两粒子碰撞到下次再相遇的时间间隔为；
这段时间为。 

【解析】利用粒子1经过O点后在磁场中匀速圆周运动过P的过程，由几何关系求得运动半径，根据洛伦兹力提供向心力求得速度；粒子1从S到O的过程做直线运动，根据受力平衡条件求解电场强度的大小；
、2两粒子在P点发生弹性碰撞，由动量守恒与机械能守恒分别求得碰撞后的速度。根据洛伦兹力提供向心力求得运动半径，根据运动的相对关系，利用周期求解再次相遇需要的时间；
根据两粒子的运动时间与空间的关系，画出运动的轨迹图，根据临界轨迹相外切的条件，由几何关系求解。
本题考查了带电粒子在电磁场中的运动问题，两个粒子运动关系的分析，难度大。关键是明确两粒子的受力情况和运动情况，利用圆心角求解时间问题，结合几何关系确定圆心和半径，然后根据洛伦兹力提供向心力求解其它物理量。