2022-2023学年江苏省普通高中学业水平选择性模拟考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省普通高中学业水平选择性模拟考试物理试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

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.  北京海淀统考二模氢原子在可见光区的条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这条特征谱线记作、、和分别对应着氢原子从、、、能级向能级的跃迁，下面幅光谱图中，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.  如图所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻构成回路．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所示．若横纵坐标皆采用图标度，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，其中为振子质量、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．当开关从拨到时，由电感与电容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，进而再获知电容的值值已知，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如图所示为一带电量为，半径为的均匀带电球壳，以球心为坐标原点，建立轴，其中点为壳内一点，点坐标为，静电力常量为，下列说法正确的是
 

A. 将的试探电荷由壳内点移到点，试探电荷的电势能减小
B. 在圆心处放一个电量为的点电荷，球壳外表面带电量仍为
C. 在圆心正上方处取走极小一块面积，点场强大小为
D. 在处取走极小的一块面积，点场强大小为

9.  如图所示，有一半径为、圆心角为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，若小球从圆弧轨道飞出时速度方向恰好跟水平方向成角，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个完整磁场区域

二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）

11.  稳压二极管可以使电路输出稳定的电压，如图所示电路，当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上分得电压增加，使得端仍保持电压输出．现用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：阻值，，阻值，。

请根据图实物电路，将图中电路补充完整；

闭合开关前，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”；

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“”或“”；

请根据下列测量的数据，在图中描点作图；由图像求出稳压二极管的稳压值为________；

图中，端输入电压，，请根据实验中测得稳压二极管的稳压值计算出电阻消耗的功率为________。

三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

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

求小环的平衡位置；

若小环带电量为，将小环拉离平衡位置一小位移后静止释放，试证明小环将作简谐运动。当时，

13.  激光器发光功率为，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，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，物体的质量为，光子的动量，空气中光速为，求：

物体在光照射时产生的光压光子作用力产生的压强；

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。

如图所示，一根长为的导体棒在磁感应强度的匀强磁场中绕其一端以角速度垂直于磁场的平面内匀速转动，求两端产生的感应电动势；

如图所示，在半径为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。

请推导半径对应圆周所在处的感生电场强度的大小；

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.  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，可忽略通道的内径大小和地球自转影响。

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，质点离球心的距离为已知天体内部半径在之间的“球壳”部分如图甲所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．

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

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

答案和解析

1.【答案】 

【解析】略
 

2.【答案】 

【解析】略
 

3.【答案】 

【解析】

【分析】
当铜球进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生涡流，当整个铜球在磁场区域来回摆动时，不产生感应电流，机械能守恒。
本题主要考查楞次定律的应用和能量守恒相合，注意楞次定律判断感应电流方向的过程，先确认原磁场方向，再判断磁通量的变化，感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
【解答】
A.铜球向右进入和穿出磁场时，会产生涡流，铜球中将产生焦耳热，根据能量守恒知铜球的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度，故A错误；
B.在铜球不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化一直是最大值，所以机械能守恒，即铜球最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在点正下方；故B错误；
C.在最低点时，此时没有感应电流产生，所以不受安培力作用，故C错误；
D.根据楞次定律可知感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化，结合左手定则可知铜球向右进入磁场的过程中，受到的安培力方向水平向左，故D正确。  

4.【答案】 

【解析】光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从、、、能级分别向能级跃迁时，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、、和谱线应从右向左排列。由于氢原子从、、、能级分别向能级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左条谱线排列越来越紧密，故A正确。

故选A。

5.【答案】 

【解析】略
 

6.【答案】 

【解析】略
 

7.【答案】 

【解析】略
 

8.【答案】 

【解析】略
 

9.【答案】 

【解析】略
 

10.【答案】 

【解析】略
 

11.【答案】   ；
右端    ；左端；
；
；均可；
均可 

【解析】

【分析】
本题考查了电学实验探究；解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题。
【解答】
根据实物图，电路图补充如下
。
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。
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。
根据表格中数据，在题图中描点作图如下：
；
由图像可以看出，当通过二极管的电流增大到后，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．
题图中，端输入电压，，稳压二极管的稳压值，则电阻两端电压为

消耗的功率为。

12.【答案】解：设在的连线的延长线上距离为处达到平衡，带电量为，根据库仑定律有

根据平衡条件有

解得  舍去；  。

故在的连线的延长线上距离为处达到平衡

环带电  ，平衡位置不变，拉离平衡位置一小位移  后，受力为

利用近似关系化简得

回复力满足  形式，故小环做简谐运动。

【解析】见答案
 

13.【答案】解：每个光子动量  ，

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  ， 

该力产生的压强为  ，可得  ；

光子与物体系统动量守恒有  ，得 

系统能量守恒有  ，得 

【解析】见答案
 

14.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律  ，其中  ， 

 可得 

根据法拉第电磁感应定律 

感应电场强度 

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 

由  ，得 

半径方向列牛顿第二定律方程  ，得 

上式对时间求变化率，得 

联立可得 

即 

【解析】见答案
 

15.【答案】解：当质点处于离球心的距离为时，内含球体质量

质点所受引力

整理有

引力沿方向的分力为

由上述分析可知，该力与成正比，由动能定理有

而 

解得 

上式可知，质量为的物体到达  处时，速度大小为  ，刚碰撞后，质量为的物体速度为，质量为的物体速度为，若规定速度由向为正，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

【解析】见答案