2025年江苏省南通市学科基地高考物理二模试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1.我国人工培育钻石技术领先全球，培育钻石与天然钻石都由碳原子组成，其微观结构与天然钻石相同，示意图如图所示，则( )
A. 培育钻石被敲碎后变成非晶体
B. 培育钻石的物理性质与天然钻石相同
C. 培育钻石中的碳原子是静止不动的
D. 同质量的培育钻石与天然钻石中碳原子数目不同
2.年月日，我国使用长征八号甲运载火箭，以一箭星方式，成功将卫星互联网低轨组卫星送入预定圆周轨道，这些卫星轨道位于地面上方公里，则组卫星( )
A. 发射速度比第一宇宙速度大 B. 运行周期比同步卫星的大
C. 向心加速度比同步卫星的小 D. 角速度比地球自转角速度小
3.某同学利用如图所示的双线摆来测量当地的重力加速度，两根细线长度相同，摆球垂直纸面来回摆动，实验时( )
A. 可将双线上端绕在水平杆上
B. 从摆角较大的位置释放摆球
C. 摆长为球心到横杆的垂直距离
D. 测量周期时从摆球到达最高点开始计时
4.地面上的肥皂泡看起来五彩缤纷，显现出彩色条纹。若把肥皂泡置于绕地球做匀速圆周运动的空间站内，则( )
A. 彩色条纹变密 B. 彩色条纹变疏
C. 彩色条纹等间距分布 D. 彩色条纹消失
5.如图所示，在水平面内的、两点分别固定一个带电量为、的点电荷，光滑绝缘细杆沿的水平中垂线固定，杆上套一带电小球，开始时小球位于点，不计重力及摩擦力，现给小球一向右的初速度，则小球向右运动过程中( )
A. 速度先增大后减小 B. 弹力先增大后减小
C. 加速度先增大后减小 D. 电势能先增大后减小
6.甲、乙两图是某同学用表头改装而成的电表，每只电表均可使用、或、两个端点进行相关测量，下列说法正确的是( )
A. 甲图为电流表，、间量程小于、间量程
B. 甲图为电压表，、间量程小于、间量程
C. 乙图为电流表，、间量程小于、间量程
D. 乙图为电压表，、间量程小于、间量程
7.一定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，其中是等压过程，是绝热过程，是等温过程，下列说法正确的是( )
A. 过程，气体分子平均速率变小
B. 过程，气体的内能保持不变
C. 过程，气体向外界放出热量
D. 过程，气体从外界吸收的热量大于对外界做的功
8.回旋加速器中的磁感应强度为，被加速的粒子的电荷量为，质量为，用电容为的振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源，则电感的数值应该等于( )
A. B. C. D.
9.如图所示，为一直角三棱镜，其中，、、是三条边上的中点，紧贴点放置一单色点光源，三棱镜对该单色光的折射率为，则( )
A. 区域都有光直接射出 B. 区域都有光直接射出
C. 区域都有光直接射出 D. 区域都有光直接射出
10.如图所示，、为两根水平放置的光滑平行轨道，其上分别套有甲、乙小球，小球之间连有一根轻弹簧，初始两球均静止，弹簧处于原长，现给甲球一个瞬间冲量，使其获得向右的初速度，则从开始运动到再次相距最近的过程中，两球的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
11.某同学利用图甲所示装置测量当地重力加速度，在斜槽轨道的末端处安装一个光电门，调节激光束与球心等高，实验中，让小球从斜槽上某位置处无初速度释放，用手机拍摄小球做平抛运动的视频，得到分帧照片如图乙所示相邻两帧之间的时间间隔相等。
关于本实验，下列说法正确的是______。
A.斜槽轨道应尽量光滑
B.斜槽轨道末段需调校水平
C.实验时应先让小球抛出，再打开手机摄像功能
该同学用游标卡尺测得小球的直径如图丙所示，则小球的直径 ______。
在图乙中选取三个连续的小球位置、、，测得、间实际水平距离均为，、间实际高度差分别为、，另测得小球通过光电门的遮光时间为，则小球从轨道末端抛出的速度 ______，当地重力加速度 ______用所给物理量符号表示。
该同学在分帧照片中，以某位置为坐标原点，沿两个相互垂直的方向建立直角坐标系，并测量出两个位置的坐标值，如图丁所示，若轴与竖直方向存在一偏角，则该同学______选填：“能”或“不能”正确求出重力加速度，理由是______。
三、计算题：本大题共4小题，共45分。
12.如图所示，一激光器发出频率为的光照射在光电管阴极上，微安表指针发生偏转。已知阴极材料的逸出功为，普朗克常量为，电子电量为。
微安表示数为，求每秒到达阳极的光电子数；
电压表示数为，求光电子到达阳极时的最大动能。
13.如图所示，半径为的四分之一光滑金属圆弧轨道与水平金属轨道平滑连接，置于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中，轨道间距均为，水平轨道左端接有阻值为的电阻。现有一质量为、长度为的导体棒从圆弧轨道顶端处静止释放，经时间到达底端时速度为，已知重力加速度为，不计导轨和导体棒的电阻，求导体棒从下滑到过程中：
通过电阻的电荷量；
通过电阻电流的有效值。
14.近年来我国在智能机器人领域取得了重大成就，如图为某研究所测试“机器狗逃生”。质量的硬杆用悬绳竖直吊在天花板上，其长度，一质量可视为质点的机器狗抱住硬杆的底端，某时刻硬杆和悬绳在点断开连接开始自由下落，机器狗经后感知危险，随后以对地的加速度向上爬，爬到硬杆顶端后蹬杆竖直上窜，并恰在点抓住悬绳，此时速度为零，假设蹬杆时间极短，整个过程不计空气阻力，取。求：
机器狗沿杆上爬时杆的加速度大小；
机器狗蹬杆前对地速度大小；
蹬杆过程机器狗对自己做的功。
15.如图所示，某空间内左侧存在水平向右的匀强电场，右侧存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为、带电量为的小球由点静止释放后，沿直线运动到点，进入右侧场区时速度与成，之后运动轨迹的最高点与点等高。已知点到的距离为，左、右两侧的电场强度大小相等。小球可视为质点，其带电量不会改变空间电场的分布，重力加速度为，不计空气阻力。求：
电场强度大小及小球经过点时的速度大小；
右侧磁感应强度的大小；
小球第次进入右侧场区的动能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、培育钻石是晶体，其被敲碎后仍是晶体，故A错误；
B、培育钻石与天然钻石都由碳原子组成，其微观结构与天然钻石相同，故培育钻石的物理性质与天然钻石相同，故B正确；
C、培育钻石中的碳原子在永不停息地做无规则运动，故C错误；
D、培育钻石与天然钻石都由碳原子组成，同质量的培育钻石与天然钻石中碳原子数目是相同的，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，则组卫星发射速度比第一宇宙速度小，故A错误；
根据万有引力提供向心力有：，解得：，则轨道半径越大，周期越大，向心加速度越小，角速度越小，则组卫星运行周期比同步卫星的小，向心加速度比同步卫星的大，角速度比地球自转角速度大，故BCD错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】、如果摆线上端直接绕在水平杆上，这样摆球在摆动时，摆线的长度会产生变化，实验误差会增大，因此摆线的上端应固定在悬点上，故A错误；
B、单摆在小摆角，即摆角小于的情况下做简谐运动，单摆摆角不能过大，故B错误；
C、双线摆的摆长为球心到横杆的垂直距离，故C正确；
D、为减小实验误差，测量周期时应从摆球通过最低点开始计时，并记录多次全振动所用的总时间，故D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】地面上的肥皂泡看起来五彩缤纷，显现出彩色条纹，是因为肥皂泡由于重力，上薄下厚，薄膜的前后表面两列反射光发生干涉，形成干涉条纹。若把肥皂泡置于绕地球做匀速圆周运动的空间站内，则肥皂泡处于完全失重状态下，肥皂泡的厚度均匀，所以不会产生干涉条纹，故D正确，ABC错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】、根据等量异种电荷连线的中垂线电场及电势分布特点可知，小球向右运动过程中，电势不变，则电场力不做功，电势能、动能不变，则小球速度不变，故AD错误；
、小球受电场力和弹力平衡，电场力先增大后减小，则弹力先增大后减小，加速度为，故B正确，C错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】甲图是表头和电阻串联，乙图是表头和电阻并联，根据串联分压和并联分流的原理，甲图是电压表，乙图是电流表，甲图中接、比接、总电阻小，故接、量程小于接、量程，乙图中接表头支路最大电流为表头的满偏电流，但接、时间最大电压大于接、时间的最大电压，则接、时流过的电流更大，所以、间的量程大于、间的量程，故B正确，ACD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】、由题图可知，在过程，气体的压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功，则，由盖吕萨克定律，可知，则气体分子平均速率变大，故A错误；
B、气体在过程中气体与外界无热量交换，即，又由气体体积增大可知，由热力学第一定律可知气体内能减少，故B错误；
C、由题意可知，过程为等温过程，，减小，则外界对气体做功，根据可知气体向外界放出热量，故C正确；
D、过程为等温过程，可知：，则，根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】要使得回旋加速器正常工作，则粒子做圆周运动的周期等于振荡电路的周期，即
则
故ABC错误，D正确；
故选：。
9.【答案】
【解析】根据全反射临界角公式
解得
根据几何关系可知光从到点射出的入射角为，则区域没有光射出，区域有光射出；
同样在区域没有光射出，在区域，当入射角达到时也没有光射出；
故A正确，BCD错误；
故选：。
10.【答案】
【解析】初始时，弹簧处于原长状态，甲球获得速度后，甲、乙球间的距离将增大，弹簧将处于拉长状态，但甲、乙球整体水平方向不受力，而由于轨道的限制，甲、乙球只能沿轨道运动，则甲、乙球整体所受的合外力为，甲、乙球运动中系统动量守恒，且甲、乙球同一时刻所受的合外力大小相等，方向相反，由牛顿第二定律结合知，甲、乙球运动的加速度方向始终相反，
大小满足
即乙球速度变化更快。
开始阶段，甲球将做减速运动，乙球将做加速运动，当甲、乙球速度相同时，取水平向右为正方向，规定向右为正方向，由动量守恒定律
解得甲、乙球相同的速度为
此时甲、乙球均向右运动，由于弹簧此时处于拉长状态，则甲球将继续做减速运动，乙球将继续做加速运动，当弹簧处于原长时，取水平向右为正方向，由动量守恒定律
由机械能守恒定律有
联立知，此时甲球的速度，乙球的速度
即此时甲、乙球均向右运动；
两球第一次相距最近。可见从开始运动到再次相距最近的过程中，甲球一直做减速运动，乙球一直做加速运动，两球最近时甲、乙球的速度方向均向右，大小分别为，
故C正确，ABD错误。
故选：。
11.【答案】； ； ；； 能；理由见解答
【解析】本实验要保证小球在空中做平抛运动，故斜槽轨道末段需调校水平，斜槽轨道是否光滑对实验无影响。实验时应先打开手机摄像功能，后让小球抛出，故B正确，AC错误。
故选：。
游标卡尺的精度值为，主尺读数为，游标尺读数为，则小球的直径。
根据光电门测速原理可得小球从轨道末端抛出的速度
小球在水平方向做匀速运动，由测得、间实际水平距离均为，可知相邻两帧之间的时间间隔
小球在竖直方向做自由落体运动，由、间实际高度差分别为、，可得：
联立解得当地重力加速度
若轴与竖直方向存在一偏角，则小球沿轴与轴均做匀变速直线运动，可沿轴与轴，分别根据，，计算出重力加速度的沿轴与轴分量、，设轴与竖直方向的偏角为，则、均可用与表示，联立可求出，则该同学能正确求出重力加速度，理由见前述分析。
故答案为：；；；；能；理由见解答。
12.【解析】由电流的定义得
单位时间内产生的光电子数目为
根据光电效应方程可得逸出的光电子的最大初动能：
从到电场力做正功，可得到达阳极时的最大动能为
答：微安表示数为，每秒到达阳极的光电子数为；
电压表示数为，光电子到达阳极时的最大动能为。
13.【解析】金属棒下滑的过程中通过的电荷量为，则
其中
根据法拉第电磁感应定律有
解得
根据能量守恒定律有
其中
解得
14.【解析】机器狗受到重力和摩擦力，摩擦力提供向上的加速度。硬杆受到重力和机器狗施加的反作用力，反作用力提供向下的加速度。根据牛顿第二定律：
对于机狗人：
对于硬杆：
由于机器人和硬杆之间的摩擦力和反作用力相等，则有：
将代入硬杆的方程中：
解得：
代入数据解得：
因此，机器狗沿杆上爬时杆的加速度大小。
时刻机器狗和杆的速度大小为：
设机器狗相对杆上爬到顶端的时间为，以竖直向下为正方向，则有：
解得：
蹬杆前对地速度大小为：
解得：
因此，机器狗蹬杆前对地速度大小 。
时刻机器狗和杆自由下落的高度为：，解得：
机器狗沿杆上爬过程的位移大小为：，解得：
设机器狗蹬杆后瞬间的速度大小为，则有：
蹬杆过程机器狗对自己做的功为：
解得：。
15.【答案】电场强度大小为，小球经过点时的速度大小为；
右侧磁感应强度的大小为；
小球第次进入右侧场区的动能为
【解析】带电小球由到做匀加速直线运动，受力情况如下图。
可知
故
易知到过程小球竖直位移和水平位移相等，有
解得
带电小球在右侧场区做匀速圆周运动，有
且
可解得
带电小球返回左侧后，水平方向先向左匀减速到零，再向右匀加速，竖直方向一直向下做匀加速运动。由
得
第次进入右侧场区时
又
所以
答：电场强度大小为，小球经过点时的速度大小为；
右侧磁感应强度的大小为；
小球第次进入右侧场区的动能为。
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