2022-2023学年江苏省高三下学期第二次模拟考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省高三下学期第二次模拟考试物理试卷

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一、单选题

1．2017年11月15日，我国第二代极轨气象卫星“风云三号D”成功发射，顺利进入预定轨道。极轨气象卫星围绕地球南北两极运行，其轨道在地球上空650～1500km之间，低于地球静止轨道卫星（高度约为36000km），可以实现全球观测。有关“风云三号D”，下列说法中正确的是（　　）

A．“风云三号D”轨道平面为赤道平面

B．“风云三号D”的发射速度可能小于7.9km/s

C．“风云三号D”的周期小于地球静止轨道卫星的周期

D．“风云三号D”的加速度小于地球静止轨道卫星的加速度

2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）

A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba>Bb

B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba<Bb

C．同一通电导线放在a处受到的安培力一定比放在b处受到的安培力大

D．同一通电导线放在a处受到的安培力一定比放在b处受到的安培力小

3．为了研究自感现象，设计了如图实验电路。灯泡、的规格相同，线圈L的直流电阻不计，滑动变阻器的滑动触头在中点位置。开关断开前后，灯泡中的电流随时间的变化图像是（　　）

A． B．

C． D．

4．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中O～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法不正确的是（　　）

A．x1处电场强度最小，但不为零

B．粒子在O～x2段做变速运动，x2～x3段做匀变速运动

C．x2～x3段的电场强度大小方向均不变，为一定值

D．在O、x1、x2、x3处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为φ1>φ2=φ0>φ3

5．细绳拴着一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示，已知重力加速度为g，弹簧劲度系数为k，cos53°=0.6，sin53°=0.8，下列说法正确的是（　　）

A．弹簧的形变量大小为

B．小球静止时细绳的拉力大小为

C．剪断细绳瞬间小球的加速度大小为

D．剪断弹簧瞬间小球的加速度大小为

6．以下说法不正确的是（　　）

A．当氢原子从n＝4的状态跃迁到n＝2的状态时，辐射出光子

B．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性

C．每个核子只能跟相邻的核子发生核力作用

D．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

7．如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，电阻为R，它通过两个小金属环与电阻不计的长直金属杆导通，图中a、b间距离为L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d，已知该金属导线与ab段金属杆围成的面积为，右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于弯曲导线所在平面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为L，现在外力作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，时刻a环刚从O点进入磁场区域，则下列说法错误的是（　　）

A．时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向

B．从到时间内，流过导线横截面的电荷量为

C．时刻，回路中的感应电动势的大小为Bdv

D．从到时间内，回路产生的电热为

8．如图所示，在竖直放置的平行金属板A、B之间加有恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，足够大的感光板MN垂直于电场方向固定放置。第一次从小孔O1处由静止释放一个质子（），第二次从小孔O1处由静止释放一个α粒子（），关于这两个粒子的运动，下列判断正确的是（　　）

A．一价氢离子和二价氦离子在O2处的速度大小之比为1∶2

B．一价氢离子和二价氦离子打到感光板上时的动能之比为1∶2

C．一价氢离子和二价氦离子在整个过程中运动的时间相等

D．一价氢离子和二价氦离子打到感光板上的位置不相同

9．水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）

A．水流在空中运动时间为 B．水流在空中运动时间为

C．水车最大角速度接近 D．水车最大角速度接近

10．关于物质的波粒二象性，下列说法错误的是（　　）

A．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显

B．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

C．光电效应现象揭示了光的粒子性

D．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

二、实验题

11．有一个额定电压为,额定功率约为1W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的I一U图线,有下列器材可供选用：

A．电压表,内阻约为

B．电压表,内阻约为

C．电流表,内阻约为

D．电流表,内阻约为

E.滑动变阻器

F.滑动变阻器

G.蓄电池电动势6V,内阻不计

H.开关、导线

（1）请在对应方框内画出该实验的原理电路图；

(       )

（2）实验中,电压表选______,电流表选_____,滑动变阻器选______用序号字母表示；

（3）测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示,由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为______,若将此灯泡与电动势12V、内阻为的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为______的电阻结果保留两位有效数字

三、解答题

12．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，定值电阻R1、R2均为。在原线圈接电压随时间变化规律为的交流电源，开关S保持闭合。试求：

（1）原线圈两端交流电压的最大值和频率f；

（2）理想电压表的示数U和变压器的输入功率P入；

（3）当S由闭合变为断开后，电流表的示数变为原来的几倍。

13．一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚传到P点，已知该波沿x轴负方向传播，在时，质点P刚好第二次出现波峰，求：

（1）此波的周期T及波速v；

（2）前8s内，质点Q的路程；

（3）Q质点第二次出现波谷的时刻。

14．如图所示，光滑斜坡上有质量为m的小物块P（视为质点）被轻绳拴住悬挂在O点，P距斜坡底端的高度为h，绳子与水平方向的夹角为，斜坡的倾角为。斜坡下端有质量为2m的长木板静止于光滑水平面上，木板右端有挡板，水平轻弹簧固定于挡板上，弹簧左端与木板左端相距为L。现烧断拴接P处的轻绳，P由静止沿斜坡下滑，滑上Q左端时竖直分速度全部损失，水平分速度不变，P、Q向右运动，P与弹簧发生作用分离后，在离弹簧左端距离为d处相对Q静止。已知P、Q间的动摩擦因数为μ，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。求：

（1）烧断轻绳前绳中的张力F；

（2）P最终的速度大小v；

（3）弹簧具有的弹性势能最大值。

15．如图所示，虚线是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为，匀强电场的场强为E，一足够大、中间有小孔的照相底片与虚线垂直，且小孔和在同一直线上，底片右侧偏转磁场的磁感应强度为。现有一个离子沿着虚线向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动，最后垂直打在底片上（不计离子重力）。

（1）求该离子沿虚线运动的速度大小v；

（2）求该离子的比荷；

（3）如果带电量都为q的两种同位素离子，先后都沿着虚线向右做匀速直线运动，穿过小孔后，再次落在底片上的间距为d，求这两种同位素离子的质量差。

16．自2020年1月1日起，我国出厂小汽车强制安装TPMS（胎压监测系统）。汽车的胎压常用巴（）作为单位，1巴。某小汽车静止时，TPMS显示某一轮胎内的气体温度为，压强为，行驶过程中TPMS显示该轮胎内的气体温度为，假定该轮胎的容积为，且保持不变。阿伏加德罗常数为，标准状态下任何气体的体积为，。求：

（1）该轮胎内气体的分子数；（结果保留两位有效数字）

（2）若轮胎气压超过时，则TPMS报警，通过计算说明小汽车行驶过程中TPMS是否报警；

（3）若报警，为了消除警报，需要放出部分气体，则放出气体的质量与原轮胎内气体质量之比至少为多少；若不报警，则再充入气体的质量与原轮胎气体质量之比为多少时，TPMS就会报警。（忽略充气、放气过程中的气体温度的变化）

参考答案

1．C

【详解】A．极轨气象卫星围绕地球南北两极运行，轨道平面与赤道平面垂直，A错误；

B．7.9km/s为地球第一宇宙速度，即卫星的最小发射速度，故“风云三号D”的发射速度大于7.9km/s，B错误；

CD．由引力作为向心力可得

整理得

，

由题意可知，“风云三号D”的轨道半径较小，故运行周期较小，向心加速度较大，C正确，D错误。

故选C。

2．A

【详解】AB．在磁场中，磁感线疏密程度表示磁场的强弱，故

Ba>Bb

故A正确，B错误；

CD．同一通电导线如果都垂直放入磁场中，则在a处受力一定比b处受力小，但如果导线与磁场平行放置，受力均为零，所以同一通电导线放在a处受到的安培力与放在b处受到的安培力大小关系无法确定，故CD错误。

故选A。

3．D

【详解】电路稳定时，含灯泡的两支路电压相同，由于L1所在支路总电阻较小，电流较大，电流方向均向右，当开关S断开时，线圈L产生自感电动势，电流方向与原来相同，故流过L2的电流方向向左，与原来电流方向相反，且该电流大于原来流过L2的电流，对比可知，D选项电流随时间的变化图像符合题意。

故选D。

4．A

【详解】A．根据

得场强与电势的关系

电势能

Ep=qφ

联立可得

可知Ep-x图像切线的斜率

x1处切线斜率为零，所以x1处电场强度为零，故A错误；

BC．由题图可知，O～x1，x1～x2，x2～x3三段图线斜率大小变化情况为变小，变大，不变，则可知三段图线反映的粒子所受电场力变小，变大，不变，故BC正确；

D．根据电势能与电势的关系Ep=qφ，粒子带负电，q<0，可知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以，故D正确。

本题选错误的，故选A。

5．C

【详解】AB．以小球为对象，根据受力平衡可得

，

解得

，

根据胡克定律可得弹簧的形变量大小为

故AB错误；

C．剪断细绳瞬间，弹簧弹力保持不变，弹簧弹力和重力的合力大小等于剪断细绳前的绳子拉力，则有

故C正确；

D．剪断弹簧瞬间，小球的加速度方向垂直于绳子向下，则有

故D错误。

故选C。

6．B

【详解】A. 当氢原子从n＝4的状态跃迁到n＝2的状态时，氢原子能量减小，对外辐射出光子，A说法正确，不符合题意要求；

B. 光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，B说法错误，符合题意要求；

C. 每个核子只能跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性，C说法正确，不符合题意要求；

D. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，D说法正确，不符合题意要求；

故选B。

7．A

【详解】A．由右手定则判断可知时刻前，ab中感应电流方向由a到b；时刻后，ab中感应电流方向由b到a，则知时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向，故A错误，符合题意；

B．从到时间内，流过导线横截面的电荷量为

故B正确，不符合题意；

C．时刻，有效切割长度为d，回路中的感应电动势为Bdv，故C正确，不符合题意；

D．从到时间内，电动势的最大值为

有效值为

回路产生的电热为

故D正确，不符合题意。

故选A。

8．B

【详解】A．设粒子在O2处的速度大小为v，对粒子在A、B之间的运动，根据动能定理有

解得

所以一价氢离子和二价氦离子在O2处的速度大小之比为

故A错误；

B．根据动能定理可知，粒子打到感光板上的动能为

一价氢离子和二价氦离子在偏转电场中的竖直位移y相同，所以二者打到感光板上时的动能之比为

故B正确；

C．粒子在加速电场中的加速度大小为

设A、B间距为d，则运动时间为

粒子在偏转电场中的加速度大小为

运动时间为

所以粒子在整个过程中运动的时间为

一价氢离子和二价氦离子在整个过程中运动的时间之比为

即运动时间不等，故C错误；

D．粒子在偏转电场中的水平位移大小为

由上式可知x与粒子比荷无关，所以一价氢离子和二价氦离子打到感光板上的位置相同，故D错误。

故选B。

9．C

【详解】AB．水流垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上水平方向速度和竖直方向速度满足

解得

AB错误；

CD．水流到水轮叶面上时的速度大小为

根据

解得

C正确，D错误。

故选C。

10．B

【详解】A．根据

可得光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显，故A正确；

B．“物质波”假说，认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性，故B错误；

C．光电效应现象揭示了光具有粒子性，故C正确；

D．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性，故D正确。

本题选错误项，故选B。

11．               D     E          33

【详解】[1]描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,灯泡正常发光时的电阻

电压表内阻为,电流表内阻为,电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,电路图如图所示．

[2][3][4]灯泡额定电压是,则电压表应选A；灯泡正常发光时的电流

电流表应选D；为方便实验操作滑动变阻器应选小电阻E．

[5][6]由图可知,当电压达到时,电流大小为；则灯泡的电阻

灯泡正常发光时

串联电阻阻值

12．（1），50Hz；（2）5V，5W；（3）

【详解】（1）由于原线圈接交流电源，其电压随时间变化规律为

可知电源为正弦交流电，所以原线圈两端交流电压的最大值为

根据

得到频率为

（2）根据题意可知，电源为正弦交流电，因此原线圈两端电压有效值为

理想电压表的示数为副线圈两端电压，根据原副线圈匝数比等于电压比，可知其电压为

变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率等于2个电阻的功率之和，为

（3）电流表测量的是原线圈的电流，S闭合时，根据

可得

S断开后，电阻R2断开，而变压器的输入功率仍然等于输出功率，可得

根据

可得

所以可得

电流表示数变为原来的。

13．（1），；（2）72cm；（3）

【详解】（1）该波沿x轴负方向传播，根据波形图可知质点P在0时刻向下振动，由题意得

解得

由波形图可知该波的波长为4m，所以波速为

解得

（2）波传播到Q点的时间为

质点Q振动的时间为

质点Q共振动n个周期，有

由图知振幅为6cm，路程为

（3）由波形图与传播方向可知，质点的起振方向为向下，所以质点Q第二次出现波谷时，是其开始振动后的时，所以有

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设斜坡对P的支持力为，对P受力分析，水平方向

竖直方向

解得

（2）设P到达斜坡底端的速度为，对P下滑过程，由动能定理可得

滑到长木板后只保留水平分速度，对P、Q相对滑动过程动量守恒

解得

（3）设弹簧的最大压缩量为x，从P滑上木板到P、Q第一次共速前，由动能定理可得

P、Q先后两次共速间，由动能定理可得

解得

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）离子沿虚线做匀速直线运动，合力为0，则电场力等于洛伦兹力，即

解得，该离子沿虚线运动的速度为

（2）在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动，则有洛伦兹力提供向心力，即

解得，该离子的比荷为

（3）设质量较小的离子质量为，半径为，质量较大的离子质量为，半径为，依题意可得

它们带电量相同，进入底片时的速度都为v，由向心力公式可得

联立可解得

化简可得

16．（1）；（2）报警，计算过程见解析；（3）

【详解】（1）设轮胎内气体在标准状态的体积为，根据理想气体状态方程有

代入数据得到

则轮胎内气体的分子数

（2）汽车行驶过程中，轮胎内气体等容变化，根据查理定律有

代入数据得到

所以报警。

（3）由（2）分析可知，行驶过程中报警，则需放气，设放出气体体积为，根据玻意耳定律由

解得

则