2022届江苏省南通泰州市高三下学期第二次调研测试物理试卷（解析版）

江苏省南通泰州市2022届高三下学期物理第二次调研测试试卷

一、单选题

1．石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则（　　）

A．石墨是非晶体

B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯

C．单层石墨烯的厚度约3μm

D．碳原子在六边形顶点附近不停地振动

2．一定质量理想气体某温度下的等温线如图中虚线所示，该气体在此温度下的状态a开始绝热膨胀，图中实线能反应此变化过程的是（　　）

A． B．

C． D．

3．一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖，出射光线与入射光线的位置关系可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

4．如图所示，电阻为r的金属直角线框abcd放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长均为l，bc长为2l，定值电阻阻值为R。线框绕ad连线以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，则（　　）

A．线框每转一圈，回路电流方向改变一次

B．a、d两点间的电压为

C．电流瞬时值的表达式为

D．半个周期内通过R的电荷量为

5．劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图所示，将一块平板玻璃a放置在另一平板玻璃b上，在一端夹入两张纸片，当单色光从上方入射后，从上往下可以看到干涉条纹。则（　　）

A．干涉条纹是由a、b上表面反射的光叠加产生的

B．相邻的暗条纹对应位置下方的空气膜厚度差不同

C．若抽去一张纸片，条纹变密

D．若某亮条纹发生弯曲，该亮条纹对应位置的空气膜厚度仍相等

6．当空气中的电场强度超过E0时，空气会被击穿。给半径为R的孤立导体球壳充电，球壳所带电荷量的最大值为Q，已知静电力常量为k，则Q为（　　）

A． B． C． D．

7．北京冬奥会上，某跳台滑雪运动员每次起跳时速度大小相等、方向水平，起跳后身体与滑板平行，最终落在斜坡上，如图所示。风对人和滑板的作用力F垂直于滑板，逆风时F较大，无风时F较小，可以认为运动过程中滑板保持水平。则（　　）

A．逆风时运动员落点比无风时近

B．逆风时运动员飞行时间比无风时短

C．逆风和无风时，运动员到达落点的速度大小相同

D．逆风和无风时，运动员到达落点的速度方向不同

8．如图所示，甲、乙、丙为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧壁分别开有横槽和竖槽，丙管未开槽，现将三个铝管分别套在竖直圆柱形强磁铁上，由上端口静止释放，忽略管与磁铁间的摩擦以及开槽后管的质量变化。关于铝管穿过强磁铁的时间，下列判断正确的是（　　）

A．甲最短 B．乙最短 C．丙最短 D．甲、乙相同

9．如图所示，相同细线1、2与钢球连接，细线1的上端固定，用力向下拉线2，则（　　）

A．缓慢增加拉力时，线2会被拉断

B．缓慢增加拉力时，线1中张力的增量比线2的大

C．猛拉时线2断，线断前瞬间球的加速度大于重力加速度

D．猛拉时线2断，线断前瞬间球的加速度小于重力加速度

10．如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度v、加速度a随时间t，滑块的动能Ek、滑块与弹簧的机械能E随位移x变化的关系图像中，一定错误的是（　　）

A． B．

C． D．

二、实验题

11．某小组测量阻值约3kΩ的电阻R，实验室提供了下列器材：

A．电压表V（量程3V，内阻约5kΩ）

B．电流表A（量程1mA，内阻约60Ω）

C．灵敏电流计G（量程0.3mA，内阻约100Ω）

D．滑动变阻器R1（阻值0~100Ω，额定电流1A）

E．电阻箱R2（阻值0~9999Ω）

F．电阻箱R3（阻值0~999.9Ω）

G．电源（E=3V，内阻很小）若干

H．开关、导线若干

（1）采用图甲电路进行测量，电阻箱应选用　     　（选填“R2”或“R3”）；

（2）请用笔画线代替导线将图甲的实物图连接完整；

（3）测量数据如下表所示，请在图乙中作出U-I图像　     　。根据图像求出电阻Rx=　     　kΩ（结果保留两位有效数字）。

（4）另一小组利用上述器材设计了如图丙所示的电路测量R，下列实验操作步骤，正确顺序是　           　；

①读出电流表A和电压表V的读数

②减小R3，移动R1滑片，使电流计G示数为0

③闭合S1、S2、S3，移动R1滑片，使电流计G示数逐渐减小到0

④将R3的阻值调至最大，R2调至某一值，R1滑片调至合适的位置

⑤将R3的阻值调为0，移动R1滑片，使电流计G示数为0

（5）根据（4）求出阻值R'，则R'和Rx更接近理论值的是　     　，理由是　                               　。

三、解答题

12．硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子，转变成锂核和α粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为Δm，光子的能量为Eo，硼核的比结合能为E1，锂核的比结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c。

（1）写出核反应方程并求出γ光子的波长λ；

（2）求核反应放出的能量E及氦核的比结合能E3。

13．某卫星A在赤道平面内绕地球做圆周运动，运行方向与地球自转方向相同，赤道上有一卫星测控站B，已知卫星距地面的高度为R，地球的半径为R，自转周期为To，地球表面的重力加速度为g。求：

（1）卫星A做圆周运动的周期T；

（2）卫星A和测控站B能连续直接通讯的最长时间t。（卫星信号传输时间可忽略）

14．如图甲所示，在光滑水平面上有A、B、C三个小球，A、B两球分别用水平轻杆通过光滑铰链与C球连接，两球间夹有劲度系数足够大、长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不相连。固定住C球，释放弹簧，球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小。已知A、B两球的质量均为，C球的质量，杆长，弹簧在弹性限度内。

（1）求弹簧释放的弹性势能Ep；

（2）若C球不固定，求释放弹簧后C球的最大速度v；

（3）若C球不固定，求释放弹簧后两杆间夹角第一次为时（如图乙），A球绕C球转动的角速度ω。

15．如图所示，在xOy竖直平面坐标系中x轴上方有竖直向下的匀强电场，下方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子源从S（-d，0）处在坐标平面内先后向磁场中与＋x方向夹角为范围内发射粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后同时从O点进入电场，此后粒子到达x轴时的位置均分布在S点的右侧（包含S点）。已知粒子的质量为m、电荷量为＋q，不计粒子重力及粒子间相互作用。

（1）求从S发出的粒子的最小速度v；

（2）求电场强度的大小E0；

（3）若电场强度E为（2）中E的4倍，最迟射出的粒子和速度最小的粒子经过x轴上同一点，求该点的坐标。

答案解析部分

1．【答案】D

【解析】【解答】A．石墨是晶体，A不符合题意；

B．石墨烯是石墨中提取出来的新材料，B不符合题意；

C．单层石墨烯厚度约为原子尺寸，C不符合题意；

D．根据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停的振动，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】石墨属于晶体；石墨烯是石墨中提取的新材料；单层石墨烯厚度约为原子尺寸。

2．【答案】A

【解析】【解答】气体绝热膨胀，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低，因此乘积减小，故等温线靠近坐标轴，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】由于气体绝热膨胀其内能减小，导致温度降低，所以其PV乘积减小，则等温线靠近坐标轴V。

3．【答案】A

【解析】【解答】BC．一束单色光穿过两块玻璃砖，分别经过两次从空气中射入到玻璃，和两次从玻璃射入空气的折射，且两块玻璃砖的两面都是平行的，根据折射定律可知，最后的出射光线与最初的入射光线平行，BC不符合题意。

AD．光由空气斜射进入玻璃砖，折射光线、入射光线在空气和玻璃砖两种介质中，折射角小于入射角；当光再由玻璃砖斜射进入空气时，折射角大于入射角，故最后的出射光线应该位于最初的入射光线延长线的左侧，A符合题意D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】单束光穿透两块玻璃砖，其最后入射关系与最初的入射光线平行，结合折射定律可以判别其出射光线的位置。

4．【答案】D

【解析】【解答】A．线圈产生的是正弦交流电，正弦交流电在一个周期内方向改变2次，A不符合题意；

B．回路中产生的感应电动势有效值为

a、d两点间的电压为路端电压

B不符合题意；

C．从中性面开始转动，是正弦交流电，电流瞬时值表达式

C不符合题意；

D．半个周期通过的电荷量

D符合题意。

故答案为：D。

【分析】其线圈产生正弦式交流电，一个周期内其电流方向改变2次；利用其电动势峰值结合欧姆定律可以求出路端电压的大小；利用其欧姆定律可以求出电流的峰值，结合角速度的大小可以求出电流的瞬时值；利用磁通量变化量结合欧姆定律可以求出电荷量的大小。

5．【答案】D

【解析】【解答】A．干涉条纹是由于a下表面和b上表面反射光叠加产生的，A不符合题意；

BD．劈尖干涉条纹特点，任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，任意相邻的明条纹或者暗条纹对应的薄膜厚度差恒定，B不符合题意，D符合题意；

C．干涉条纹光程差

即光程差为空气层厚度的2倍，当满足

时，表现为亮条纹，故相邻亮条纹间的空气厚度为，若抽去一张纸倾角减小，故亮条纹之间距离增大，因此干涉条纹变疏，C不符合题意。

故答案为：D。

【分析】干涉条纹是由于上下表面反射光叠加产生的；由于其相邻条纹所在的厚度相等则其明暗条纹对应的厚度差相等；利用其光程差大小结合其条纹间距与光程差的关系可以判别条纹间距变大。

6．【答案】B

【解析】【解答】均匀带电球壳对壳外某点的场强，可以看做集中在球壳中心的点电荷对求外某点的场强，由

可得。

故答案为：B。

【分析】利用点电荷的场强公式可以求出其电荷量的大小。

7．【答案】C

【解析】【解答】AB．运动过程中滑板保持水平，风对人和滑板的作用力F垂直于滑板，所以运动员水平方向做匀速运动，逆风和无风时，竖直方向的合力不同，所以竖直方向以不同的加速度做初速度为零的匀加速运动，可知逆风时加速度较小，因为运动员最终落在斜坡上，可以看出时类平抛运动，由

可得

可知，逆风时运动员飞行时间比无风时长，由

可得

可知，逆风时运动员落点比无风时远，AB不符合题意；

CD．运动员到达落点的速度大小为

速度方向与水平方向夹角的正切为

所以逆风和无风时，运动员到达落点的速度大小相同，方向相同，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】逆风运动和无风运动时，利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小，结合其位移公式可以比较运动的时间，再利用位移的合成可以比较合位移的大小；利用其速度的合成可以判别其速度的大小，利用位移的方向可以比较速度的方向。

8．【答案】B

【解析】【解答】下落过程中，铝管中磁通量变化会产生感应电流，根据楞次定律“阻碍”含义可知，受到向上的安培力阻碍其运动，乙管开有竖槽，电阻最大，产生的感应电流最小，因此安培力最小，运动最快，因此乙向下运动的时间最短，ACD不符合题意，B符合题意。

故答案为：B。

【分析】利用楞次定律可以判别其下落的铝管受到安培力的作用，利用其产生感应电流的大小可以判别安培力的大小，利用安培力的大小可以比较运动的时间。

9．【答案】C

【解析】【解答】A．缓慢增加拉力，小球受力平衡

所以细线1先被拉断，A不符合题意；

B．要使等式成立，细线1和2的拉力变化量是相同的，B不符合题意；

CD．猛拉时，细线2上拉力突然变大，作用时间极短，由于惯性，小球位置几乎不变，细线1的拉力增加几乎为零，故细线2断裂，因此断裂前细线2的拉力大于细线1，因此合力

故加速度大于重力加速度，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】利用小球的平衡方程可以判别其细线1先被拉断；利用平衡方程可以判别拉力变化量相等；利用其牛顿第二定律可以判别小球加速度的大小。

10．【答案】D

【解析】【解答】物块滑上传送带，受到向右的滑动摩撩力，开始摩擦力大于弹簧的弹力，向右做加速运动，在此过程中，弹簧的弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律，加速度逐渐减小。

AB．当弹簧的弹力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大，然后弹力等于摩擦力，加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，弹簧弹力继续增大，根据牛顿第二定律得，加速度逐渐增大且方向向左，速度逐渐减小到0，AB正确，不符合题意；

C．在加速过程中，若弹簧弹力还未等于滑动摩擦力时，物块的速度就已经等于传送带的速度时，物块与传送带相对静止且弹簧弹力小于最大静摩擦力，故物块维持一段时间匀速运动，当弹簧伸长的拉力大于最大静摩擦力时滑块做减速运动，动能减小，在这种情况下滑块的动能Ek随位移x变化图像正确，C正确，不符合题意；

D．滑块与弹簧的机械能E随位移x变化图像的斜率为摩擦力的大小，根据题意分析可知，在AB选项中的情境下，滑动摩擦力保持不变故图像为一条直线；在C选项的情境下，物块先受到滑动摩擦力作用，后受到静摩擦力作用，且静摩擦力等于变化的弹簧弹力，最后当做减速运动时又受到滑动摩擦力作用，故E-x图像先是直线再为曲线，最后又变为直线且两端直线图像斜率相同，D图像不符合题意，D错误，符合题意。

故答案为：D。

【分析】利用其摩擦力的方向结合牛顿第二定律可以判别其物块加速度的大小及方向变化；利用其物块加速度的方向及大小可以判别其滑块速度的；若其滑块弹力还没等于滑动摩擦力时其滑块已经与传送带共速时其滑块会保持一段时间内做匀速直线运动；利用其摩擦力的变化可以判别机械能图像斜率的大小变化。

11．【答案】（1）

（2）

（3）；2.8

（4）④③②⑤①

（5）R'；电压表不分流、消除了系统误差等

【解析】【解答】(1)被测电阻阻值约3kΩ，所以调节电阻箱使电流表示数有明显变化，电阻箱需要选择R2；

(2) 由大内小外可知，被测电阻阻值约3kΩ，为大阻值电阻，所以电流表内接，则实物图如下

(3)根据数据描点连线，作出U-I图像如下

图线时过原点的倾斜直线，所以图线的斜率为被测电阻的阻值，则有

(4)将R3的阻值调至最大，R2调至某一值，R1滑片调至合适的位置；闭合S1、S2、S3，移动R1滑片，使电流计G示数逐渐减小到0；减小R3，移动R1滑片，使电流计G示数为0；将R3的阻值调为0，移动R1滑片，使电流计G示数为0；读出电流表A和电压表V的读数，故正确的顺序为④③②⑤①；

(5)两次测量方法中根据（4）求出的R'更接近理论值；

（4）中的测量方法，在测量中，电压表不分流、消除了系统误差。

【分析】（1）利用待测电阻的阻值可以判别其电阻箱的阻值大小；
（2）由于待测电阻为大电阻所以其电流表使用外接法；
（3）利用表格数据进行描点连线，利用其图像斜率可以求出待测电阻的大小；
（4）其正确的实验步骤为④③②⑤①；
（5）利用（4）测出的电阻更接近其真实电阻，由于其电压表不分流。

12．【答案】（1）解：核反应方程为

根据

可求得光子的波长

（2）解：由质能方程可知，核反应中放出的能量

由能量关系可得

解得

【解析】【分析】（1）由于核反应过程其质量数和电荷数守恒，利用核反应规律可以写出核反应方程；利用光子能量子方程可以求出光子波长的大小；
（2）核反应过程中释放能量，利用质能方程结合能量守恒定律可以求出比结合能的大小。

13．【答案】（1）解：设地球质量为，卫星的质量为，根据万有引力提供向心力，有

解得

（2）解：如图所示，卫星的通讯信号视为沿直线传播，由于地球遮挡，使卫星和地面测控站不能一直保持直接通讯．设无遮挡时间为，则它们转过的角度之差最多为时就不能通讯．

解得

【解析】【分析】（1）地球对卫星A的引力做匀速圆周运动，利用牛顿第二定律可以求出周期的大小；
（2）画出其卫星不能通讯的图示，利用其角速度的大小及转过的角度可以求出能够直接通讯的最长时间。

14．【答案】（1）解：由对称性可知球与弹簧分离时球的速度相等，设为，对球，由牛顿第二定律有

由系统机械能守恒定律得

解得

（2）解：三个球在一条直线上时，C球速度与杆垂直，加速度等于0，速度最大，、B球速度分别为、，由对称性可知

由系统动量守恒定律可知

由系统机械能守恒定律得

解得

（3）解：设此时C球的速度为，、B球速度分别为、，、B球垂直C球速度方向的分速度分别为、，、B球沿C球速度方向的分速度分别为、，则

又

系统垂直C球速度方向动量守恒有

系统沿C球速度方向动量守恒有

由系统机械能守恒定律得

联立解得

【解析】【分析】（1）已知杆对小球的弹力，利用牛顿第二定律可以求出小球速度的大小，结合能量守恒定律可以求出弹性势能的大小；
（2）当其C球不固定时，利用系统动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出球C的最大速度；
（3）对AB小球的速度进行分解；利用水平方向和竖直方向的动量守恒定律及机械能守恒定律可以求出角速度的大小。

15．【答案】（1）解：为轨迹的直径时，粒子速度最小，设该粒子在磁场中运动的半径为，如图1

则有

由洛伦兹力提供向心力，有

解得

（2）解：由题意可知出射速度与方向夹角为的粒子刚好能够到达点，如答图2

设该粒子在磁场中运动的半径为，速度为，由几何关系得

由洛伦兹力提供向心力，有

粒子在电场中运动的加速度

沿方向做匀减速运动，设减速时间为，根据匀变速运动的规律有

粒子在方向做匀速运动，有

联立解得

（3）解：由题意可知，最迟射出的粒子出射速度与方向夹角为，设最迟射出的粒子速度为，运动半径为，则与（2）中同理可得

由洛伦兹力提供向心力，有

粒子在电场中运动的加速度

沿方向做匀减速运动，设减速时间为，根据匀变速运动的规律有

粒子在负方向做匀速运动，有

联立解得

则最迟射出的粒子在复合场中运动一个周期沿方向运动的距离为

①若最迟射入的粒子从轴下方到达同一位置，如图

由几何关系有

其中，

则该点的坐标为

②若最迟射入的粒子从轴上方到达同一位置

由几何关系有

其中，

则该点的坐标为

【解析】【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出粒子最小的速度；
（2）粒子在磁场中运动，利用牛顿第二定律可以求出粒子速度的大小，结合粒子在电场中做类平抛运动，利用位移公式可以求出电场强度的大小；
（3）最迟射出的粒子与x轴成1500角，利用几何关系可以求出轨道半径的大小，结合其牛顿第二定律可以求出粒子在磁场中运动的速度，粒子在电场中做斜抛运动，利用其位移公式可以求出沿x轴方向运动的位移，结合其最迟射入粒子从x轴到达的位置可以求出该点的坐标。