2022-2023学年江苏省无锡市高三第二学期学习能力诊断物理试题

这是一份2022-2023学年江苏省无锡市高三第二学期学习能力诊断物理试题，共17页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年江苏省无锡市第一中学高三第二学期学习能力诊断物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示为氢原子的能级图，一个处于基态的氢原子，吸收一个光子受到发后最多可以辐射三种不同率的光子，则被吸收光子的能量为

A．10.2eV B．12.09ev C．12.75eV D．13.06eV
2、如下图所示，ab间接入u=200sin100πtV的交流电源，理想变压器的原副线圈匝数比为2︰1，Rt为热敏电阻，且在此时的环境温度下Rt=2Ω(温度升高时其电阻减小)，忽略保险丝L的电阻，电路中电表均为理想电表，电路正常工作，则

A．电压表的示数为100V
B．保险丝的熔断电流不小于25A
C．原副线圈交流电压的频率之比为2︰1
D．若环境温度升高，电压表示数减小，电流表示数减小，输入功率不变
3、 “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是

A．A球面电势比B球面电势高
B．电子在AB间偏转电场中做匀变速运动
C．等势面C所在处电场强度的大小为E=
D．等势面C所在处电势大小为
4、如图，物体C放在水平面上，物体B放在C上，小球A和B之间通过跨过定滑轮的细线相连，若与物体B连接的悬线竖直、两滑轮间的线水平，且不计滑轮与细线的质量、滑轮轴上的摩擦、滑轮与线间的摩擦，把A拉到某位置（低于滑轮）由静止释放使A在竖直平面内摆动，在A摆动的过程中B、C始终不动，下列说法中正确的是（ ）

A．物体C对B的摩擦力方向有时有可能沿斜面向下
B．物体C对B的摩擦力有时可能为零
C．地面对C的摩擦力有时不为零
D．物体C对地面的压力有时可以等于B、C重力之和
5、如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是（　　）

A．两小球落地时的速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
6、如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（　　）

A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外 B．金属细杆受到的安培力增大了
C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BIL D．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，小车质量为，小车顶端为半径为的四分之一光滑圆弧，质量为的小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程的分析，下列说法中正确的是（g为当地重力加速度）（ ）

A．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为
B．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为
C．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
D．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为
8、如图所示，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（轴）上必定有两个场强最强的点、，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（　　）

A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
C．如图(2)，若在平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点。直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
D．如图(3)，若在平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点，直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置
9、在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图所示，倾斜的传送带以恒定速率逆时针运行，皮带始终是绷紧的。质量的货物从传送带上端点由静止释放，沿传送带运动到底端点，两点的距离。已知传送带倾角，货物与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，。则（　　）

A．货物从点运动到点所用时间为1.2s
B．货物从运动到的过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为0.8J
C．货物从运动到的过程中，传送带对货物做功大小为11.2J
D．货物从运动到与传送带速度相等的过程中，货物减少的重力势能小于货物增加的动能与摩擦产生的热量之和
10、2019年11月我国首颗亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星高分七号成功发射，七号在距地约600km的圆轨道运行，先期发射的高分四号在距地约36000km的地球同步轨道运行，关于两颗卫星下列说法正确的是（　　）
A．高分七号比高分四号运行速率大
B．高分七号比高分四号运行周期大
C．高分七号比高分四号向心加速度小
D．相同时间内高分七号与地心连线扫过的面积比高分四号小
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某小组利用打点计时器测量橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数。给橡胶滑块一初速度，使其拖动纸带滑行，打出纸带的一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，经测量AB、BC、CD、DE间的距离分别为。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是_______点，在打出D点时物块的速度大小为____m/s（保留3位有效数字）；橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数为________（保留1位有效数字，g取9.8 m/s2）。

12．（12分）在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验 ，其操作如下：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝_____mm； 用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=____mm；

(2)此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材：
A．电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）；
B．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）：
C．电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；
D．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）；
E.定值电阻R0＝80Ω
F.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）；
G.开关一只，导线若干。
为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号________；

(3)此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量 电阻率ρ＝________（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2、电压表V，其读数可分别用字母I1、I2、U来表示）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图甲所示，倾斜放置的平行光滑导轨间距为L。导轨与水平面的夹角为，导轨上端连有阻值为的定值电阻，在导轨平面上的abdc、cdfe区域内分别有垂直导轨平面向上和向下的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小分别为和，两磁场的宽度均为L。一长为L，阻值为的导体棒从导轨某位置由静止释放，导体棒在滑动过程中始终垂直于导轨且与导轨接触良好，导体棒在磁场中运动的速度一时间图像如图乙所示。不计导轨的电阻，取，求：
(1)导体棒的质量；
(2)导体棒穿过整个磁场过程中电阻R上产生的焦耳热；
(3)导体棒穿过磁场Ⅱ的时间。

14．（16分）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“、”的灯泡恰能正常发光，电流表为理想电流表，求：
(1)电流表的示数是多少安培；
(2)电阻等于多少欧姆；
(3)电源的输出功率等于多少瓦特。

15．（12分）如图所示，光滑斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，斜面顶点有一光滑定滑轮，物块A和B通过不可伸长的轻绳连接并跨过定滑轮，轻绳与斜面平行，A的质量为m，开始时两物块均静止于距地面高度为H处，B与定滑轮之间的距离足够大，现将A、B位置互换并静止释放，重力加速度为g,求：

（1）B物块的质量；
（2）交换位置释放后，B着地的速度大小．



参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、C
【解析】
一个氢原子处于激发态最多可以辐射三种不同频率的光子，则该氢原子处于n=4激发态，该氢原子处于基态时吸收的光子能量为：
hv =（-0.85eV）-（-13.6 eV）=12.75eV．
ABD.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV ，ABD错误；
C.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV ，C正确．
2、B
【解析】
根据变压器初次级的匝数比求解次级电压有效值即为电压表读数；熔断电流是指有效值；变压器不改变交流电的频率；环境温度升高，则热敏电阻阻值减小，根据次级电压不变进行动态分析.
【详解】
ab端输入电压的有效值为200V，由于理想变压器的原副线圈匝数比为2︰1，可知次级电压有效值为100V，即电压表的示数为100V，选项A错误；次级电流有效值为 ，则初级电流有效值，则保险丝的熔断电流不小于25A， 选项B正确；变压器不改变交流电压的频率，原副线圈的交流电压的频率之比为1︰1，选项C错误；若环境温度升高，Rt电阻减小，但是由于次级电压不变，则电压表示数不变，电流表示数变大，次级功率变大，则变压器的输入功率变大，选项D错误；故选B.
【点睛】
要知道有效值的物理意义，知道电表的读数都是有效值；要知道变压器的原副线圈的电压比等于匝数比，并会计算；要会分析电路的动态变化，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况．
3、C
【解析】
A．电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以板的电势较高；故A错误；
B．电子做匀速圆周运动，受到的电场力始终始终圆心，是变力，所以电子在电场中的运动不是匀变速运动．故B错误；
C．电子在等势面所在处做匀速圆周运动，电场力提供向心力：

又：
，
联立以上三式，解得：

故C正确；
D．该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以有：

即有：

所以可得：

故D错误；
故选C。
4、B
【解析】
AB．小球A在最低点时,绳子的拉力和重力提供向心力,当绳子的拉力正好等于B的重力时,BC之间没有弹力,此时BC间摩擦力等于零,如果绳子拉力小于B的重力,则摩擦力方向沿斜面向上,不可能沿斜面向下,故A错误,B正确; 
C．以B和C为研究对象分析可以知道,绳子拉力竖直向上,水平方向没有分力,所以C受到的地面摩擦力始终为零,故C错误; 
D．A在竖直平面内摆动,做圆周运动,重力和绳子的拉力的合力提供向心力,所以绳子的拉力不可能等于零,所以C对地面的压力不可能等于B、C重力之和,故D错误. 
故选B.
点睛：A在竖直平面内摆动,做圆周运动,重力和绳子的拉力的合力提供向心力,而BC处于静止状态,受力平衡,选择适当的物体或系统进行受力分析即可求解.
5、C
【解析】
A．两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒可知两物体落地时速度大小相等，方向不同，所以速度不同，故A错误。
B．落地时两物体的速率相同，重力也相同，但A物体重力与速度的夹角为锐角，B物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率，故B错误。
C．根据重力做功的表达式得两个小球在运动的过程重力对两小球做功都为mgh，故C正确。
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同，但过程A所需时间小于B所需时间，根据知重力对两小球做功的平均功率不相同，故D错误。
6、D
【解析】
A．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；
B．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为，后来的安培力为

则金属细杆受到的安培力增大了

故B错误；
C．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C错误；
D．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL，则金属细杆对挡板的压力减小BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL，D正确。
故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BC
【解析】
AB．若地面粗糙且小车能够静止不动，设圆弧半径为R，当小球运动到半径与竖直方向的夹角为θ时，速度为v．

根据机械能守恒定律有：
mv2=mgRcosθ
由牛顿第二定律有：
N-mgcosθ=m
解得小球对小车的压力为：
N=3mgcosθ
其水平分量为
Nx=3mgcosθsinθ=mgsin2θ
根据平衡条件知，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为：
f=Nx=mgsin2θ
可以看出：当sin2θ=1，即θ=45°时，地面对车的静摩擦力最大，其值为fmax=mg．
故A错误，B正确．
CD．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车的速度设为v′，小球的速度设为v．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
mv-Mv′=0；
系统的机械能守恒，则得：
mgR=mv2+Mv′2，
解得：
v′=．
故C正确，D错误．
故选BC．
【点睛】
本题中地面光滑时，小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统的总动量并不守恒．
8、ABC
【解析】
A．可以将每个点电荷（2q）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，选项A正确；
B．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置，选项B正确；
C．由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确；
D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。
故选ABC。
9、AC
【解析】
A．物块在传送带上先做a1匀加速直线运动，对物体受力分析受摩擦力，方向向下，重力和支持力，得：
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
解得
a1=10m/s2
加速到与传送带共速时的时间

物块运动的距离

因为mgsinθ>μmgcosθ，可知共速后物块将继续加速下滑，加速度：
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得
a2=2m/s2
根据

即

解得
t2=1s，
则货物从A点运动到B点所用时间为
t=t1+t2=1.2s
选项A正确；
B．货物在前半段加速阶段相对传送带的位移

货物在后半段加速阶段相对传送带的位移

则从A到B的过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为

选项B错误；
C．货物从运动到的过程中，传送带对货物做功大小为

选项C正确；
D．货物从运动到与传送带速度相等的过程中，对货物由动能定理：

即货物减少的重力势能与摩擦力做功之和等于货物增加的动能；
选项D错误；
故选AC.
10、AD
【解析】
A．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得

可得

运行轨道半径越大，运行的速度越小，高分七号比高分四号向心速率大，故A正确；
B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

运行轨道半径越大，运行的周期越大，所以高分七号比高分四号运行周期小，故B错误；
C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

运行轨道半径越大，运行的加速度越小，所以高分七号比高分四号向心加速度大，故C错误；
D．卫星与地心连线扫过的面积为

相同时间内，运行轨道半径越大，与地心连线扫过的面积越大，相同时间内高分七号与地心连线扫过的面积比高分四号小，故D正确；
故选AD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、E 1.37 0.5
【解析】
[1]橡胶滑块在沥青路面上做匀减速直线运动，速度越来越小，在相等的时间内，两计数点间的距离越来越小，所以打点计时器最先打出的是E点；
[2]由题知，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，所以两个相邻计数点的时间为：T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则打出D点时物块的速度大小为

代入数据解得：vD=1.37m/s；
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
△x=aT2
可以求出加速度的大小，得：

代入数据解得：a=-5m/s2
对橡胶滑块，根据牛顿第二定律有：

解得：
12、50.15 5.695(5.693~5.697)
【解析】
(1)[1] 20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，圆柱体的长度为

[2]螺旋测微器的转动刻度为50格，共0.5mm，一小格的长度为0.01mm，转动刻度估读到零点几格，则圆柱体的直径为
(5.693~5.697)
(2)[3]直流电源E的电动势为4V，实验提供的电压表为15V，量程太大不合适，而电流表A1的内阻已知，还有一个定值电阻R0＝80Ω，可考虑改装出电压表，量程为

量程较合适，改装后待测电阻的最大电流为

电流表A2的量程100mA，直接接在待测电阻上指针的偏转幅度小，而改装后的电压表和待测电阻并联后的总电流约为80mA，则电流表A2(100mA)接在干路上指针偏转比较合适；滑动变阻器R1(10Ω)远小于待测电阻阻值100Ω，为了调节方便和更多的获得测量数据，则采用滑动变阻器的分压式接法，电路图如图所示

(3)[4]根据所设计的电路原理可知，待测电阻的电压为

待测电阻的电流为

由欧姆定律和电阻定律可得待测电阻的阻值为


联立解得电阻率为


四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)0.2kg；(2)1.0375J；(3)1.9s
【解析】
(1)由图乙可知，导体棒在磁场Ⅰ中做匀速直线运动，速度，运动时间，则
①
②
③
④
联立①②③④解得

(2)导体棒穿过整个磁场区域，由能量守恒定律得
⑤（其中）
⑥
联立⑤⑥解得

(3)设导体棒穿过磁场Ⅱ的时间为，选取沿导轨向下为正方向，由动量定理得
⑦
又
⑧
⑨
⑩
⑪
联立以上各式，解得

14、 (1)2A；(2)；(3)
【解析】
(1)由题意知，并联部分电压为，内电压应为

总电流即电流表的示数为

(2)流过灯泡的电流

则流过电阻的电流

则电阻

(3)电源的输出功率

15、 (1)mB=2m；(2)
【解析】
以AB组成的整体为研究对象，根据动能定理求出绳断瞬间两物块的速率；绳断瞬间物块B与物块A的速度相同，此后B做竖直上抛运动，根据机械能求出B上升的最大高度．
【详解】
(1)初始时，A、B平衡，对系统有：

解得：；
(2)交换后，对系统由动能定理：

解得：．
【点睛】
本题是连接体问题，运用动能定理和机械能守恒定律结合处理，也可以根据牛顿定律和运动学公式结合研究．