2023年江苏省普通高中学业水平选择性考试物理模拟试题（含解析）

2023年江苏省普通高中学业水平选择性考试物理模拟试题

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

一、单选题

1．掷标枪竞赛是奥运会田径竞赛项目，某运动员在助跑后将标枪从掷出。投掷过程中，运动员对标枪的力属于（    ）

A．引力相互作用 B．电磁相互作用 C．强相互作用 D．弱相互作用

2．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱长度可以忽略，如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。当温度由变为时，油柱从离接口处缓慢移到离接口的位置。下列说法正确的是（    ）

A．单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加

B．饮料罐内气体的压强变小

C．罐内气体对外做的功大于气体从外界吸收的热量

D．若给吸管标上温度刻度值，刻度是均匀的

3．如图所示，将悬挂在O点的铜球从方形匀强磁场区域左侧一定高度处由静止释放，磁场区域的左右边界处于竖直方向，不考虑空气阻力，则（　　）

A．铜球在左右两侧摆起的最大高度相同

B．铜球最终将静止在O点正下方

C．铜球运动到最低点时受到的安培力最大

D．铜球向右进入磁场的过程中，受到的安培力方向水平向左

4．氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（　　）

A． B．

C． D．

5．如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（　　）

A． B．

C． D．

6．劲度系数相同的两根弹簧分别与甲、乙两个小钢球组成弹簧振子，让两弹簧振子各自在水平面内做简谐运动，某时刻开始计时，两者的振动图像如图所示。已知弹簧振子的振动周期，其中m为振子质量、k为弹簧劲度系数，下列说法正确的是（    ）

A．甲球质量小于乙球质量

B．甲球的加速度始终大于乙球的加速度

C．时，甲弹簧对小球的作用力大于乙弹簧对小球的作用力

D．若用两根相同的无弹性细长绳分别系住两个小球制成单摆，甲球做成的单摆周期大于乙球做成的单摆

7．为了测量储液罐中液体的液面高度，有人设计了如图所示装置。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波，再使用调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波，这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率，进而再获知电容C的值（L值已知），从而测量油罐内的液面高度。下列分析判断正确的是（    ）

A．该装置适用于测量任意种类液体的液面高度

B．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关

C．当装置使用过久电源电动势减小时，测量的液面高度比真实值偏小

D．当储物罐内的液面高度降低时，所测到的LC回路中电流的振荡频率变小

8．已知均匀带电薄壳外部空间电场与其上电荷全部集中在球心时产生的电场一样，内部空间的电场处处为0．如图所示为一带电量为，半径为r的均匀带电球壳，以球心为坐标原点，建立轴，其中A点为壳内一点，B点坐标为，静电力常量为k，下列说法正确的是（    ）

A．将的试探电荷由壳内A点移到O点，试探电荷的电势能减小

B．在圆心O处放一个电量为的点电荷，球壳外表面带电量仍为

C．在处取走极小的一块面积，O点场强大小为

D．在圆心O正上方处取走极小一块面积，B点场强大小为

9．如图所示，有一半径为R、圆心角为60°的光滑圆弧轨道置于光滑水平面上。一小球以初速度滑上圆弧轨道。已知圆弧轨道质量，小球质量，重力加速度为g，若小球从圆弧轨道飞出时速度方向恰好跟水平方向成30°角，则（　　）

A．圆弧半径

B．小球飞出时速度为

C．小球飞出时圆弧轨道的速度为

D．小球从滑上圆弧到飞离圆弧过程中速度变化量的大小为

10．如图，空间等距分布无数个垂直纸面向里的匀强磁场，竖直方向磁场区域足够长，磁感应强度大小，每一条形磁场区域宽度及相邻条形磁场区域间距均为。现有一个边长、质量，电阻的单匝正方形线框，以的初速度从左侧磁场边缘水平进入磁场，下列说法正确的是（    ）

A．线框刚进入第一个磁场区域时，加速度大小为

B．线框穿过第一个磁场区域过程中，通过线框的电荷量为

C．线框从开始进入磁场到竖直下落的过程中产生的焦耳热为

D．线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过5个完整磁场区域

二、实验题

11．稳压二极管可以使电路输出稳定的电压，如题图1所示电路，当ab两端输入电压高于二极管的稳压值时，通过二极管上的电流骤增使电阻R上分得电压增加，使得cd端仍保持电压输出。 现用题2图所示电路描绘稳压二极管的反向伏安特性曲线，测量其稳压值。 其中电压表的内阻很大，滑动变阻器有：A（阻值0—20Ω，2A），B（阻值0—5Ω，3A）。

（1）请根据题图2实物电路，将题图3中电路画完整______________；

（2）闭合开关前，题3图中滑动变阻器的滑片应移至_________，滑动变阻器的滑片应移至_________（选填“左端”、“右端”或“中间”）；

（3）实验中移动的滑片时，电压表、微安表的示数变化范围较大，而移动的滑片时，电表示数变化范围较小，则选择的是_________（选填“A”或“B”）；

（4）请根据下列测量的数据，在题图4中描点作图_____________；图像求出稳压二极管的稳压值为_________V；

（5）题图1中，ab端输入电压V，，请根据实验中测得稳压二极管的稳压值计算出电阻R消耗的功率为_________W。

三、解答题

12．如图所示，电荷量分别为4q和的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d。若杆上套一带电小环C，带电体A、B和C均可视为点电荷。

（1）求小环C的平衡位置；

（2）若小环C所带电荷量为，将小环C拉离平衡位置一段小位移x后静止释放，试证明小环C将做简谐运动。[提示：当时，]

13．激光器发光功率为P，所发射的一束水平平行光束在空气中的波长为入光束的横截面积为S，垂直射到放在光滑水平面上的理想黑色物体的竖直表面上，光被完全吸收。光束的照射时间为t，物体的质量为m，光子的动量，空气中光速为c，求

（1）物体在光照射时产生的光压（光子作用力产生的压强）；

（2）物体获得的速率和增加的内能。

14．电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生电动势和感生电动势两种。

（1）如1图所示，一根长为L的导体棒在磁感应强度B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω垂直于磁场的平面内匀速转动，求ab两端产生的感应电动势E；

（2）如2图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的磁场，该区域的平均磁感应强度．依据麦克斯韦电磁场理论，在与磁场区同心的圆周上产生大小不变的感生电场。

（I）请推导半径r（r＞R）对应圆周所在处的感生电场强度E的大小；

（II）电子感应加速器是感生电场存在的直接证据。它主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如3图所示。随着电磁铁线圈中电流大小、方向的变化，穿过电子轨道的磁通量随之发生改变，从而产生使电子加速的感生电场．设被加速的电子被“约束”在半径为r的圆周上运动，圆周区域内的平均磁感应强度为，电子轨道处的磁感应强度为。求：为维持电子在恒定轨道上加速，电子轨道处的磁感应强度与轨道内平均磁感应强度的比值。

15．我国航天技术水平在世界处于领先地位，对于人造卫星的发射，有人提出了利用“地球隧道”发射人造卫星的构想：沿地球的一条弦挖一通道，在通道的两个出口处分别将等质量的待发射卫星部件同时释放，部件将在通道中间位置“碰撞组装”成卫星并静止下来；另在通道的出口处由静止释放一个大质量物体，大质量物体会在通道与待发射的卫星碰撞，只要物体质量相比卫星质量足够大，卫星获得足够速度就会从对向通道口射出。（以下计算中，已知地球的质量为，地球半径为，引力常量为G，可忽略通道AB的内径大小和地球自转影响。）

（1）如图甲所示，将一个质量为的质点置于质量分布均匀的球形天体内，质点离球心O的距离为r。已知天体内部半径在之间的“球壳”部分（如甲示阴影部分）对质点的万有引力为零，求质点所受万有引力的大小。

（2）如图乙所示，设想在地球上距地心h处沿弦长方向挖了一条光滑通道AB，一个质量为m。的质点在离通道中心的距离为x处，求质点所受万有引力沿弦AB方向的分力；将该质点从A点静止释放，求质点到达通道中心处时的速度大小。

（3）如图丙所示，如果质量为m的待发射卫星已静止在通道中心处，由A处静止释放另一质量为M的物体，物体到达处与卫星发生弹性正碰，设M远大于m，计算时可取。卫星从图丙示通道右侧B处飞出，为使飞出速度达到地球第一宇宙速度，h应为多大？

参考答案：

1．B

【详解】投掷过程中，运动员对标枪的力是弹力，本质上是由电场力引起的，属于电磁相互作用，故选B。

2．D

【详解】B．油柱总是处于平衡状态，即饮料罐内气体的压强总是等于外界大气压强，故B错误；

A．温度升高，压强不变，气体体积膨胀，单位体积内的分子数减少了，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数也减少了，故A错误；

C．罐内气体膨胀对外做功，即；罐内气体吸收热量内能增大，即；由热力学第一定律

可知，即罐内气体对外做的功小于气体从外界吸收的热量，故C错误；

D．设吸管横截面积为，饮料罐体积为，油柱离接口距离为，由理想气体状态方程可得

整理可得

即与是一次函数关系，所以给吸管标上温度刻度值时，刻度是均匀的，故D正确。

故选D。

3．D

【详解】A．铜球每次在进出磁场过程，因产生电磁感应，一部分机械能转化为焦耳热，左右两侧摆起的最大高度不相同，故A错误；

B．铜球每次只在进出磁场过程损失机械能，当全部进入匀强磁场，因磁通量不变，故不产生电磁感应，最终将在磁场区域内左右摆动，故B错误；

C．铜球运动到最低点时不产生电磁感应，故受到的安培力为0，故C错误；

D．铜球向右进入磁场的过程中，由楞次定律知铜球受到的安培力方向水平向左，故D正确。

故选D。

4．A

【详解】光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，光子波长减小，在标尺上Hα、Hβ、Hγ和Hδ谱线应从右向左排列。由于氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左4条谱线排列越来越紧密，故A正确。

故选A。

5．B

【详解】导体杆切割磁感线时，回路中产生感应电流，由楞次定律可得，导体杆受到的安培力总是阻碍导体棒的运动。当从变为时，回路中的电阻增大，则电流减小，导体杆所受安培力减小，即导体杆在摆动时所受的阻力减弱，所杆从开始摆动到停止，运动的路程和经历的时间变长。

故选B。

6．C

【详解】A．由图知，甲、乙周期相同，均为0.4s，由知，两个小球质量相同，A错误；

B．甲、乙都做简谐振动，由图像可知，甲、乙的振动不是同步的，因此甲球的加速度不可能始终大于乙球的加速度，B错误；

C．对甲有

对乙有

时，则有

弹簧劲度系数相同，由可知，甲弹簧对小球的作用力大于乙弹簧对小球的作用力，C正确；

D．单摆周期公式

与小球质量无关，甲球做成的单摆周期等于乙球做成的单摆周期，D错误。

故选C。

7．B

【详解】A．该装置适用于测量不导电液体的液面高度，A错误；

B C．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关，则当装置使用过久电源电动势减小时，振荡电路的周期和频率不变，则测量的液面高度比真实值不变，B正确，C错误；

D．当储物罐内的液面高度降低时，根据

正对面积减小，则C减小，根据

所测到的LC回路中电流的振荡频率变大， D错误。

故选B。

8．C

【详解】A．壳内场强处处为0，故移动试探电荷不做功，A错误；

B．在圆心O处放一个电量为的点电荷，由于静电感应，球壳内表面感应出的电荷，则球壳外表面的电荷量为，B错误；

C．在处取走极小一块面积，根据对称性，在处极小一块面积的电荷产生的电场

C正确；

D．整个球壳在B点的电场

水平向右，在圆心O正上方处取走极小一块面积在B点的场强为

方向斜向右下，与矢量作差即为B点电场强度，D错误。

故选C。

9．C

【详解】ABC．小球以初速度滑上圆弧轨道，小球与圆弧轨道产生相互作用，因此小球从滑上圆弧到飞离圆弧的运动中，小球与圆弧轨道组成的系统在水平方向动量守恒，机械能守恒，因此小球有两个分速度，其中v1是相对轨道的速度，与圆弧相切，v2是随轨道运动的速度，方向水平，如图所示，由几何关系，可知v1与v2成60°角，v与v2成30°角，则v1与v成30°角，所以四边形是菱形，v1= v2，则有 ，由动量守恒定律可得

系统的机械能守恒

联立解得

解得小球飞出时圆弧轨道的速度为

解得小球飞出时速度为

AB错误，C正确；     

D．由题意可得矢量三角形，如图所示，由几何关系可得

其中

解得

D错误。

故选C。

10．C

【详解】A．根据题意可得

联立解得线框刚进入第一个磁场区域时受到的安培力为

则线框的加速度大小为

故A错误；

B．由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电荷量计算公式可知

解得通过线框的电荷量为

穿过磁场区域过程中线框磁通量变化量为零，所以通过线框的电荷量为零，故B错误；

C．当线框水平速度减为零时竖直下落，线框受到安培力的合力水平向左，安培力对线框做的负功等于电路中产生的焦耳热，由功能关系可得

故C正确；

D．水平方向安培力大小为

设水平向右为正，由水平方向动量定理可得

解得

线框穿过1个完整磁场区域，有安培力作用的水平距离为2l，则有

则线框从开始进入磁场到竖直下落过程中能穿过6个完整磁场区域，故D错误。

故选C。

11．          右端     左端     B          5.1（4.8~5.2均正确）     （均正确）

【详解】（1）[1]根据实物图，电路图补充如下

（2）[2][3]闭合开关前，为保证测量路段电压（电流）为零，保证微安表的安全，题图3中滑动变阻器的滑片应移至右端，滑动变阻器的滑片应移至左端；

（3）[4] 实验中移动的滑片时，电压表、微安表的示数变化范围较大，而移动的滑片时，电表示数变化范围较小，说明阻值大，起着电压粗调作用，则阻值小，起着微调作用，故选择B；

（4）[5]根据表格中数据，在题图4中描点作图如下

[6]由图像可以看出，当通过二极管的电流增大到3.0mA后，二极管两端电压基本不变，由图像可以读出稳压二极管的稳压值为5.1V（4.8V~5.2V均正确）；

（5）[7]题图1中，ab端输入电压V，，稳压二极管的稳压值U0=5.1V，则电阻R两端电压为

消耗的功率为

结果在之间均正确。

12．（1）在B的右侧距离B为d处；（2）见解析

【详解】（1）设C在A、B的连线的延长线上距离B为l处达到平衡，所带电荷量为Q，根据库仑定律及平衡条件有

解得

（不合题意，舍）

（2）小环C所带电荷量为时，将其拉离平衡位置一段小位移x后，以水平向右为正方向，则C所受合力为

整理后有

利用近似关系

化简得

满足

的形式，故小环C做简谐运动。

13．（1）；（2），

【详解】（1）每个光子的动量为

取较短时间，时间内物体吸收的光子数为

由动量定理得

物体受到的光子作用力为，由牛顿第三定律有

该力产生的压强为

可得

（2）光子与物体系统动量守恒有

得

系统能量守恒有

得

14．（1）；（2）（I）；（II）

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律

其中

 可得

（2）（I）根据法拉第电磁感应定律

感应电场强度

（II）维持电子在恒定的轨道上加速必须满足：

切线方向列牛顿第二定律方程

解得

半径方向列牛顿第二定律方程

解得

上式对时间求变化率，可得

联立可得

即

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）当质点处于离球心O的距离为r时，内含球体质量

质点所受引力

整理有

（2）引力沿AB方向的分力为

由上述分析可知，该力与x成正比，由动能定理有

而

解得

（3）上式可知，质量为M的物体到达处时，速度大小为，刚碰撞后，质量为M的物体速度为V，质量为m的物体速度为v，若规定速度由A向B为正，则

解得

返回过程中由动能定理

得

要使卫星飞出通道达到第一宇宙速度，须有

解得