江苏省南通市2022-2023学年高三下学期适应性考试物理试题（二）

江苏省南通市2022-2023学年高三下学期适应性考试物理试题（二）

一、单选题

1．当分子间距离为时，分子间的作用力为。当分子间的距离从增大到的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．分子间的作用力先减小后增大 B．分子间的作用力先增大后减小

C．分子势能先减小后增大 D．分子势能先增大后减小

2．铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，若在铁环中心O点处放置垂直纸面的电流元，电流方向向外，则电流元受到的安培力方向为（　　）

A．① B．② C．③ D．④

3．如图所示，从地面上同一位置同时抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，已知两球运动的最大高度相同，空气阻力不计，则上述运动过程中（　　）

A．B相对A做匀速直线运动 B．B的速度变化率逐渐增大

C．B的速率始终比A的小 D．B的初动量比A的大

4．如图所示，轻弹簧一端连接小球，另一端固定于O点，现将球拉到与O点等高处，弹簧处于自然状态，小球由静止释放，轨迹如虚线所示，上述运动过程中（　　）

A．小球的机械能守恒

B．小球的重力势能先减小后增大

C．当球到达O点的正下方时，弹簧的张力最大

D．当球到达O点的正下方时，重力的瞬时功率为0

5．双缝干涉的实验装置如图所示，激光光源在铁架台的上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器，光照信息经计算机处理后在荧光屏上显示出来，下列说法中正确的是（　　）

A．用激光替代普通光源来做本实验，最主要是利用了激光相干性高的特点

B．应在光源与双缝之间加一个单缝，实验才能成功

C．仅下移光源，干涉条纹间距减小

D．仅下移挡板，干涉条纹间距增大

6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后又回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程，这就是著名的“卡诺循环”，则该气体（　　）

A．在A→B过程中，密度不变

B．在B→C过程中，分子的速率分布曲线不发生变化

C．在B→C和D→A过程中，对外界做功的绝对值相等

D．在一次循环过程中，吸收的热量小于放出的热量

7．如图所示，图中阴影部分ABC为一折射率n=2的透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的四分之一圆弧，在圆弧面圆心D处有一点光源，ABCD构成正方形，若只考虑首次从AC直接射向AB、BC的光线，光在真空中的光速为c，则（　　）

A．从AB、BC面有光射出的区域总长度为

B．从AB、BC面有光射出的区域总长度为R

C．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

D．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

8．如图所示，电荷量为+q的点电荷固定在正方形ABCD的顶点A上，先将另一电荷量为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到O点，此过程电场力做的功为-W，再将Q1从O点移到B点并固定，最后将一带电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点，则（　　）

A．Q1移入之前，O点的电势为

B．Q1从O点移到B点的过程中，电场力做负功

C．Q2在移到C点后的电势能小于-4W

D．Q2移到C点后，D点的电势低于零

9．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，两列波在t=0时的部分波形曲线如图所示，已知甲波的波速为2.5cm/s，则（　　）

A．x轴上振动加强和减弱的质点的位置是固定的

B．t=0时，x=0处的质点向y轴正方向运动

C．t=0时，x=-25cm处的质点偏离平衡位置的位移为8cm

D．t=0.1s时，x=2.5cm处的质点的位移为-8cm

10．如图所示，竖直向下的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器，金属棒静止在导轨上，棒与导轨垂直，时，棒受到水平向右的恒力F作用，时，撤去F，则棒的速度v、电容器所带的电荷量q、棒中安培力的冲量I、棒克服安培力做的功W与时间t的关系图像正确的是（　　）

A． B．

C． D．

二、实验题

11．某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为R0）、一个电流表（内阻为RA）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度，主要实验步骤如下：

（1）将器材按如图甲连接，已接入电路的导线（不含金属夹所在的导线）有一处错误，请在该导线上画“×”，并重新画出该导线的正确连接方式______。

（2）改变金属夹夹在电阻丝上的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角θ和电流表示数I，得到多组数据，整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，则该电池电动势可表示为E=______，内阻可表示为r=______。

（3）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值r0。

①利用现有器材设计实验，在图丙方框中补全实验电路图（电阻丝用滑动变阻器符号表示）______。

②先将单刀双掷开关闭合到一端，记录电流表示数I0，再将单刀双掷开关闭合到另一端，调节接入电路的电阻丝长度，当______时，记录接入电路的电阻丝对应的圆心角θ0。

③利用测出的r0=______，可得该电池的电动势和内阻。

三、解答题

12．氢原子能级示意图如图所示。用大量处于能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光去照射某光电管阴极K，测得光电管中的遏止电压为8.6V，已知光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光。

（1）求阴极K材料的逸出功W0；

（2）要使处于基态的氢原子被激发后发射出可见光光子，求应给基态氢原子提供的最小能量E。

13．宇航员从空间站上释放了一颗质量为的探测卫星，该卫星通过一条柔软的细轻绳与空间站连接，稳定时卫星始终在空间站的正下方，到空间站的距离为，已知空间站绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，在好品质的照片上，可以看清地球表面不动物体的线度为曝光时间内空间站相对地球的位移，忽略地球的自转。

（1）忽略卫星拉力对空间站轨道的影响及卫星与空间站的引力，求卫星所受轻绳的拉力大小；

（2）拍照的曝光时间为（很短），求从空间站上拍的照片可以看清的地球表面不动物体的线度。

14．如图所示，在第二象限内有一抛物线的边界A1O，其方程为，在抛物线的上方存在一竖直向下的匀强电场。在抛物线A1O每个位置上连续发射质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子均以大小为v0的初速度水平向右射入电场，所有粒子均能到达原点O，第四象限内有一边长为l、其中两条边分别与x轴、y轴重合的正方形边界，边界内存在垂直于纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，A2A3为与x轴平行的可上下移动的荧光屏，初始位置与磁场的下边界重合，不计粒子重力及粒子间的相互作用力，粒子打到荧光屏上即被吸收。

（1）求电场强度的大小E；

（2）求粒子在磁场中运动的最短时间tmin；

（3）若将荧光屏缓慢向上移动，求在向上移动的过程中屏上的最大发光长度lm。

15．质量为m、直径为D的篮球摆放在宽度为d（D>d）的水平球架上，侧视图如图甲所示，该篮球从离地高度为H处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地高度为h（h<H）的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的λ倍（λ为常数，且）且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率的比值相同，重力加速度为g。

（1）求球架一侧的横杆对篮球的弹力大小F1；

（2）求篮球下降H和上升h所用时间的比值k；

（3）若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h的高度处，力F随高度y的变化如图乙所示，其中h0已知，求F2的大小。

参考答案：

1．C

【详解】分子间的距离从增大到过程，分子力体现为斥力，分子力大小逐渐减小，分子斥力做正功，分子势能逐渐减小；分子间的距离从增大到过程，分子力体现为引力，分子力大小先增大后减小，分子引力做负功，分子势能增大，故分子间的距离从增大到的过程中，分子间的作用力先减小后增大再减小，分子势能先减小后增大，C正确，ABD错误。

故选C。

2．B

【详解】根据右手螺旋法则可知，铁环内的磁场方向由上到下，根据左手定则可知，电流元受到的安培力方向为水平向右。

故选B。

3．A

【详解】A．依题意，两小球均做斜抛运动，二者具有相同的加速度，所以B相对A做匀速直线运动。故A正确；

B．根据

可知，B的速度变化率不变。故B错误；

CD．根据

可知，两球抛出时初速度的竖直分速度相同。又

即两球在空中运动的时间也相同，根据

可知，小球A抛出时初速度的水平分速度较小。根据

易知球B的初速度比球A的大。根据

可知两球质量关系未知，无法判断初动量大小。同理可得出两小球在运动过程中，竖直方向的分速度始终相同，水平方向的分速度A球的小于B球的，所以B的速率始终比A的大。故CD错误。

故选A。

4．B

【详解】A．以小球、弹簧和地球组成的系统为研究对象，由于只有重力和弹力做功，故系统的机械能守恒；小球运动过程中受到弹簧弹力做功，则小球的机械能不守恒，故A错误；

B．下摆过程中小球的重力做正功，重力势能减小；通过最低点后小球上升时重力做负功，重力势能增大，故B正确；

C．下摆过程中，弹簧的伸长量逐渐增大，小球运动的最低点在O点正下方左侧，即张力最大位置在O点正下方左侧，故C错误；

D．当小球到达O点的正下方时，小球的速度方向为左下方，速度方向与重力方向不垂直，则重力的瞬时功率不为零，故D错误。

故选B。

5．A

【详解】A．用激光替代普通光源来做本实验，最主要是利用了激光相干性高的特点，故A正确；

B．激光的相干性高，无须在光源与双缝之间加一个单缝，故B错误；

CD．根据相邻条纹间距公式

可知光源和双缝间距离不影响干涉条纹间距，仅下移挡板，双缝到光传感器的距离减小，干涉条纹间距减小，故CD错误。

故选A。

6．C

【详解】A．在A→B过程中，体积变大，则密度减小，选项A错误；

B．在B→C过程中，绝热，体积增加，对外做功，则内能减小，温度降低，分子的速率分布曲线发生变化，选项B错误；

C．在B→C和D→A过程中，温度的变化绝对值相等，内能变化的绝对值相等，且两个过程都是绝热，根据热力学第一定律可知，两过程中对外界做功的绝对值相等，选项C正确；

D．在一次循环过程中，气体内能不变，因p-V图像的面积等于气体做功，可知对外做功大于外界对气体做功，即整个过程气体对外做功（大小等于ABCD图像包含的面积），吸收热量，即整个过程吸收的热量大于放出的热量，选项D错误。

故选C。

7．A

【详解】AB．如图所示

若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，因为临界角满足

即

C=30°

则∠ADF=30°，同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则∠CDH=30°根据几何关系可得

从AB、BC面有光射出的区域总长度为

故A正确；B错误；

CD．由题意可知，沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，由几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R，材料中的传播距离为

在材料中的传播时间为

又

解得

光在空气中传播的时间为

所以点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

故CD错误。

故选A。

8．D

【详解】A．将另一电荷量为+q的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到O点，此过程电场力做的功为-W，则

可得

即Q1移入之前，O点的电势为，选项A错误；    

B．从O点到B点电势降低，可知Q1从O点移到B点的过程中，电势能减小，电场力做正功，选项B错误；

C．若将带-2q的电荷Q2从无穷远处移到O点，则电场力做功为4W，则在O点的电势能为-4W，则若将带-2q的电荷Q2从无穷远处移到C点，则电场力做功小于4W，则在O点的电势能大于-4W，选项C错误；    

D．若设电量为+q的电荷在距离a（正方形的边长）处产生的电势为+φ，则可知在B处的+q在D点的电势小于+φ，在C点的-2q在D点的电势为-2φ，即Q2移到C点后，D点的电势低于零，选项D正确。

故选D。

9．C

【详解】A．由图可知，甲波的波长为5cm，乙波的波长为6cm，由于波速相同，所以两列波的频率不同，即两列波是非相干波，不会产生稳定的干涉图样。故A错误；

B．由图可知，t=0时，甲波使x=0处的质点到达正向最大位移处，乙波使该质点正向平衡位置处振动，根据波的叠加原理可知，此质点向y轴负方向运动。故B错误；

C．根据空间周期性可知，t=0时，甲波在x=-25cm处波形与x=0处的波形相同，乙波在x=-25cm处波形与x=-1cm处的波形相同，即两列波在x=-25cm处均为峰值，所以x=-25cm处的质点偏离平衡位置的位移为8cm。故C正确；

D．由波的叠加原理可知，当两列波的波谷同时到达x=2.5cm处，该质点的位移才能为-8cm。根据平移法可知t=0.1s时，甲波在x=2.5cm处不是波谷，故该质点的位移不能是-8cm。故D错误。

故选C。

10．D

【详解】A．设某一时刻t，根据牛顿第二定律有

设该时刻电流大小为i，则

在很短时间间隔内

，，

联立可得

结合前式可得

可得

可知之前金属棒做匀加速运动，即图像为一倾斜直线。撤去力后感应电动势等于电容器两端电压，电容器不再充电，电流为零，开始做匀速运动，A错误；

B．由上分析可知

之前图像为倾斜直线，之后电容器不充放电，电荷量不变，B错误；

C．安培力的冲量

加速度定值，可知为一倾斜直线，C错误；

D．棒克服安培力做的功

D正确。

故选D。

11．                         电流表示数为    

【详解】（1）[1]开关要能够控制电路的断开合闭合，因此开关接线柱接错，应该为

（2）[2][3]设圆心角为时，电阻丝接入电路中的电阻为，根据闭合电路欧姆定律可知

整理得

结合图像的斜率和截距满足

，

解得电源电动势和内阻为

，

（3）[4]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图

[5] [6]电路用等效替代法，因此将单刀双掷开关闭合到另一端，调节接入电路的电阻丝长度，直到电流表示数为，此时连入电路电阻和相同；此时，即得

12．（1）；（2）

【详解】（1）电子从阴极K表面逸出的最大初动能为

从能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光子能量为

根据光电效应方程可得

解得阴极K材料的逸出功为

（2）从能级的氢原子跃迁到能级放出的光子能量为

处于可见光的范围内，所以给基态氢原子提供的最小能量

13．（1）；（2）

【详解】（1）探测卫星随空间站绕地球做匀速圆周运动，具有相同的周期，则有

设空间站的质量为，有

又

联立，解得

（2）根据

依题意，有

联立可得

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）在电场中根据牛顿第二定律得

解得

粒子在电场中做类平抛运动，则在水平方向

在竖直方向

其中

解得

（2）设粒子进入磁场的速度大小为，与y轴的夹角为，则

所以

粒子从y轴离开磁场时与O点的距离为

又

解得

即到达O点的粒子经过磁场偏转后都从点离开磁场。经过分析可知从A1点水平发射进入磁场的粒子在磁场中运动的时间最短，此时

即

粒子在磁场中运动的最短时间

（3）因为从O点发射进入磁场的粒子速度最小，大小为v0，运动半径为

因为从A1发射的粒子进入磁场时粒子速度最大，其在沿y轴方向的速度大小为

根据牛顿第二定律得

解得

将荧光屏缓慢向上移动的过程中，荧光屏发光的最大长度如图中粗实线所示

由几何知识知发光的最大长度为

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）

由平衡条件可知

由几何关系得

解得

（2）篮球下降过程中有

篮球上升过程中有

解得

（3）由

可知篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率的比值为

篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，则篮球下落过程中由动能定理得

篮球反弹后上升过程中由动能定理得

解得