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2022-2023 学年 江苏常州高级中学
高三年级 1 月月考 物理试卷
总分100分 考试时间100分钟
一、单项选择题(12题每题3分共36分)
1．有四个核反应方程如下，下列说法正确的是（ ）
① ②
③ ④
A．①是核聚变，X 是 B．②是核裂变，X 是
1 2
C．③是原子核的人工转变，X 是 D．④是核裂变，X 是 He
3 4
请阅读下述文字，完成下题。
如图所示，平行板电容器的上极板带正电、下极板带负电，两板之间的距离为 ，电
容为 。质量为 、电荷量大小为 的带电液滴恰能在电场中的 点处于静止状态，
设电场内 、 两点的场强大小分别为 、 ，电势大小分别为 、 。
2．下列关于 、 和 、 大小关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
3． 点处的电场强度大小为（ ）A． B． C． D．
4．电容器所带的电荷量大小为（ ）
A． B． C． D．
5．位于赤道上随地球自转的物体P和地球的同步通信卫星Q均在赤道平面上绕地心做
匀速圆周运动。已知地球同步通信卫星的轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重
力加速度为g。仅利用以上已知条件不能求出（）
A．地球同步通信卫星的运行速率
B．第一宇宙速度
C．赤道上随地球自转的物体的向心加速度
D．万有引力常量
6．两个简谐运动的表达式分别为： ， ，下
列说法正确的是（ ）
A．振动A的相位超前振动B的相位
B．振动A的相位滞后振动B的相位
C．振动A的相位滞后振动B的相位
D．两个振动没有位移相等的时刻
7．小陈同学用食指和中指夹住笔，此时，笔以倾斜状态平衡。如图为剖面图。则下列
说法正确的是（ ）A．中指对笔的作用力方向垂直于笔，斜向左上方
B．食指对笔的压力等于中指对笔的支持力
C．手对笔的作用力方向竖直向上
D．中指对笔的作用力可能为0
8．下列说法中正确的是（ ）
A．扩散运动就是布朗运动
B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力
C．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故
9．下列说法正确的是（ ）
A．光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射
B．地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在远离地球
C．拍摄玻璃橱窗内的物体时，在镜头前可以加装一个偏振片以加强反射光的强度
D．牛顿环实验说明了光具有波动性，且照射光波长越长，观察到的条纹间隔越小
10．实验得到金属钙的光电子的最大初动能E 与入射光频率 的关系如图所示。 下
km
表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是
金属 钨 钙 钠截止频率
10. 95 7. 73 5. 53
/Hz
逸出功W/
0 4. 54 3. 20 2. 29
eV
A．如用金属钨做实验得到的 图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
B．如用金属钠做实验得到的 图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
C．如用金属钨做实验，当入射光的频率 时，可能会有光电子逸出
D．如用金属钠做实验得到的 图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐
标为（0， ），则
11．将一只苹果（可看成质点）斜向上抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗
户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法
中正确的是( )
A．苹果通过第1个窗户所用的时间最长
B．苹果通过第3个窗户的平均速度最大C．苹果通过第1个窗户重力所做的功最多
D．苹果通过第3个窗户克服重力做功的平均功率最小
12．如图所示，正方形的四个顶点分别放置有电性不同、电量相等的四个点电荷。a、
b、c、d四个点为正方形四个边的中点，下列说法正确的是（ ）
A．a点与c点的场强不同
B．b点与d点的场强相同
C．a点电势大于b点电势
D．b点电势等于d点电势
二、实验题（共12分）
13．如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定
遮光条，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线
将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、
摩擦不计。
（1）用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=________mm。
（2）实验过程中________（填“需要”或“不需要”）满足M远大于m。（3）实验主要步骤如下：
①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两光电门间的距离L。
②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F，记录遮光条通过
光电门A、B时的挡光时间 、 及遮光条从A到B的时间t。
（4）利用该装置验证动能定理的表达式为FL=________；
（5）利用该装置验证动量定理的表达式为Ft=________。（以上两空均用字母M、d、
、 表示）
三、解答题（共52分）
14．如图所示的电路中，电源内阻r=2Ω，电动机的线圈电阻R=1Ω，电动机正常工作，
1
理想电压表的示数U=6V，电动机消耗的功率为20W，电源输出功率为26W，求：
0
（1）定值电阻的阻值R；（4分）
0
（2）电源的电动势及电动机对外输出的机械功率。（5分）
15．如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，活塞的面积为S，与气缸底
部相距L，气缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为
和 。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，
活塞与气缸间的滑动摩擦为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的
热量为Q，求该过程中（1）内能的增加量 ；（4分）
（2）最终温度T。（5分）
16．对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化
为如下模型：A、B两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动，当它们之间的
距离大于等于某一定值d时，相互作用力为零，当它们之间的距离小于d时，存在大
小恒为F的斥力。现设A物体质量m=1kg，开始时静止在直线上某点，B物体质量
1
m=3kg，以速度v=0.20m/s从远处沿直线向A运动，如图，若d=0.10m，F=0.60N，
2 0
求：
(1)相互作用过程中A、B加速度大小；（5分）
(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时，系统动能的减小量。（6分）
17．1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器。加速器在核物理和粒子物理研
究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意
图，D 和D 是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它
1 2
们之间有一定的电势差U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大
小为B，D 盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次
1
经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子
从金属盒D 边缘离开，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论
1
效应。
（1）求粒子离开加速器时获得的最大动能E ；（5分）
km
（2）在分析带电粒子的运动轨迹时，用 表示任意两条相邻轨迹间距，甲同学认为
不变，乙同学认为 逐渐变大，丙同学认为 逐渐减小，请通过计算分析哪位同学的判断是合理的；（5分）
（3）若该回旋加速器金属盒的半径R=1m，窄缝的宽度d=0.1cm，求粒子从A点开始
运动到离开加速器的过程中，其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。（结果
保留两位有效数字）（6分）
（4）若图示的回旋加速器用来加速质子，不改变交流电的频率和磁感应强度B，该回
旋加速器能否用来加速 粒子（ 粒子由两个中子和两个质子构成（氦-4），质量为
氢原子的4倍）？请说明你的结论和判断依据。（7分）答案及解析：
1．C
【解析】A．根据质量数与电荷数守恒，X 的质量数与电荷数分别为
1
则X 是 ，该反应是核裂变，A错误；
1
B．根据质量数与电荷数守恒，X 的质量数与电荷数分别为
2
3+1-2=2
2-1=1
则X 是 ，该反应是核聚变，B错误；
2
C．根据质量数与电荷数守恒，X 的质量数与电荷数分别为
3
24+4-27=1
12+2-13=1
则X 是 ，该反应是人工核转变，C正确；
3
D．根据质量数与电荷数守恒，X 的质量数与电荷数分别为
4
238-234=4
92-90=2
则X 是 ，该反应是α衰变，D错误。
4
故选C。
2．C 3．C 4．A
【解析】2．AB．电容器中是匀强电场，所以电场强度处处相等，故AB错误；
CD．因为上极板带正电，下极板带负电，所以电场线从上极板指向下极板，又因为沿电场线电势降低，所以 ，C正确，D错误；
故选C。
3．质量为 、电荷量大小为 的带电液滴恰能在电场中的 点处于静止状态，根据二力平
衡，可知
所以电场强度为
故选C。
4．根据
联立得
故选A。
5．D
【解析】A．地球同步卫星做圆周运动的周期等于地球自转周期T=24h，地球同步卫星的速
率
A正确，不符合题意；
B．根据第一宇宙速度且
可得
可求解第一宇宙速度，B正确，不符合题意；
C．根据
可求解赤道上随地球自转的物体的向心加速度，C正确，不符合题意；
D．根据现有条件无法求出万有引力常量，D错误，符合题意。
故选D。
6．B
【解析】ABC．A的相位是 ，B的相位是 ，相位差
所以B的相位始终比A的相位超前 ，或者A的相位比B的相位滞后 ，故AC错误B
正确；
D．做出这两个振动图象，两个振动图象的交点即是位移相等的时刻，D错误。
故选B。
7．C
【解析】A．笔必受重力G，食指、中指所给的垂直于笔的支持力N ，N ，摩擦力为f，
1 2 1
f。若笔仅受 G、N 、N ，因N 、N 共线，笔无法平衡。笔平衡必受摩擦力。中指对笔可
2 1 2 1 2
能有摩擦力，所以A错误；B．在垂直于笔方向上，食指对笔的压力、中指对笔的支持力与重力分量三力平衡，所以B
错误；
C．笔只受重力和手对其作用力，所以手对笔的作用力方向竖直向上，C正确；
D．若中指对笔的作用力为0，G、N 、f 三力无法平衡，D错误。
1 1
故选C。
8．B
【解析】A．扩散运动是分子永不停息的做无规则运动，而布朗运动是固体颗粒在液体分
子的撞击下做无规则的运动，A错误；
B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力作用，这就是液
体的表面张力，B正确；
C．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，但结晶后仍有规则的几何形状，因此
蔗糖是晶体，C错误；
D．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间不存在相互作用力，可以
充满整个空间的缘故，D错误。
故选B。
9．B
【解析】A．发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质，当光从光疏介质射入
光密介质时，一定不发生全反射，A错误；
B．地球上接受到离地球远去的遥远星球发出的光波，考虑多普勒效应会出现红移现象，
即波长变大， B正确；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减小反射光的强度，使照
片清晰，C错误；
D．牛顿环实验说明了光具有波动性，且照射光波长越长，观察到的条纹间隔越大，D错
误。
故选B。
10．D
【解析】A. 由光电效应方程：。
可知， 图线的斜率表示普朗克常量，横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，
此时的频率等于金属的极限频率，也可能知道极限波长，根据 可求出逸出功. 普朗
克常量与金属的性质、与光子的最大初动能、入射光的频率无关，如用金属钨做实验得到
的 图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，故A错误；
B．如用金属钠做实验得到的 图线也是一条直线，其斜率与图中直线的斜率相等，
故B错误；
C．如用金属钨做实验，当入射光的频率 时，不可能会有光电子逸出，故C错误；
D．如用金属钠做实验得到的 图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为
（0， ），由于钠的逸出功小于钙的逸出功，则 ，故D正确。
故选D。
11．D
【解析】A．由于斜上抛运动上升段在竖直方向的逆过程是自由落体运动，由公式v=gt知，
上抛时速度越来越小，由平均速度公式
知，通过第1个窗户过程的平均速度最大，因而通过第一个窗户所用时间最短，故A错误；
B．由A选项的分析可以知道，通过第3个窗户过程的平均速度最小，故B错误；
C．由功的定义式
W=Flcosα=-mgh
可知，通过三个窗户过程重力做的功相等，故C错误；
D．由以上的分析可以知道，通过三个窗户的重力功相同，通过第3个窗户过程的时间最
长，由平均功率公式 可知，通过第3个窗户过程重力的平均功率最小，故D正确．
故选D。
12．B【解析】A．两对等量异种电荷在a点的场强合成为竖直向下，由对称性可知两对等量异
种电荷在c点的场强合成为竖直向下，故a点与c点的场强相同，故A错误；
B．两正电荷在b点场强等大反向抵消，而两负电荷在b点的场强合成为竖直向下，同理d
点的场强竖直向下，故b点与d点的场强等大同向，故B正确；
CD．ac两点在两对等量异种电荷的中垂线上，且电势相等为零，根据沿着场强方向电势逐
渐降低，有
故CD错误；
故选B。
13． 0.50 不需要
【解析】（1）[1]游标卡尺读数为
（2）[2]实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要近似的将重物的重力约等
于细线的拉力，故实验中不需要满足M远大于m。
（4）[3]小车通过光电门A、B时的速度分别为
，
以小车为研究对象，小车通过光电门A、B时，合力做功为
小车通过光电门A、B时动能的变化量为
则验证动能定理的表达式为
（5）[4]以小车为研究对象，小车通过光电门A、B过程中，合力的冲量为小车通过光电门A、B时动量的变化量为
则验证动量定理的表达式为
14．（1） ；（2）28V，
【解析】（1）根据题意可知，电阻R 消耗的功率
0
又因
解得
（2）电路中的电流
根据能量守恒有
解得
E=28V
对电动机，根据能量守恒，有
解得15．（1） ；（2）
【解析】（1）活塞移动时受力平衡
气体对外界做功
根据热力学第一定律
解得
（2）活塞发生移动前，等容过程
活塞向右移动了L，等压过程
且
解得
16．（1）A的加速度为a=0.6m/s2，B的加速度为a=0.2m/s2；（2）0.015J
1 2
【解析】（1）根据牛顿第二定律有
F=ma得A的加速度为a=0.6m/s2，B的加速度为a=0.2m/s2
1 2
（2）两者速度相同时，距离最近，A、B组成的系统动量守恒，以B的初速度方向为正方
向，由动量守恒定律得
mv=（m+m）v
2 0 1 2
代入数据解得
v=0.15m/s
系统动能的变化量
代入数据解得
△E=0.015J
k
即动能的变化量为0.015J
【注意】本题属弹簧连接体模型的变型题，这种模型两物体之间有相互作用，但不受其它
外力，满足动量守恒，从能量的观点看，系统的动能与势能相互转化，并且当两物体速度
相等时，势能达到最大，动能损耗最多。
17．（1） ；（2）见解析；（3） ；（4）不能，理由见解析
【解析】（1）当带电粒子运动半径为半圆金属盒的半径R时，粒子的速度达到最大值
v ，
m
由牛顿第二定律得
粒子离开加速器时获得的最大动能
解得（2）第N次加速后，由动能定理得
根据牛顿第二定律得
可解得第N次加速后
可推得第（N-1）次加速后
相邻轨迹间距
由此可知相邻轨迹间距逐渐减小，丙同学的判断是合理的；
（3）粒子在电场中被加速n次，由动能定理得
解得
粒子在加速器中运动的时间可以看成两部分时间之和，即在金属盒内旋转 圈的时间t 和
1
通过金属盒间隙n次所需的时间t 之和，粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当
2
向心力。由牛顿第二定律得
运动周期粒子在磁场中运动时间
粒子在电场中运动时，由匀变速直线运动规律得
解得
粒子在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比
（4）粒子每个运动周期内被加速两次，交流电每个周期方向改变两次，所以交流电的周期
等于粒子的运动周期T，根据牛顿第二定律有
解得
交流电的频率与磁感应强度B以及粒子的比荷有关，由于质子和α粒子的比荷不同，所以
在不改变交流电的频率和磁感应强度B的情况下，无法同时满足加速上述两种粒子。
