2022年陕西省西安市阎、高、蓝、周四区县高考物理一模试卷(含答案解析)

2022年陕西省西安市阎、高、蓝、周四区县高考物理一模试卷

1. 由于放射性元素的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知经过一系列衰变和衰变后变成，下列选项中正确的是

A. 的原子核比的原子核少18个中子
B. 衰变过程中能放出粒子说明原子核内有电子
C. 衰变过程中共发生了7次衰变和3次衰变
D. 适当降低环境温度可延长的半衰期

2. 如图是甲、乙、丙、丁四个物体的物理量随时间变化关系的图像，下列说法正确的是
    

A. 甲物体的机械能一定守恒
B. 乙物体受到的合力越来越大
C. 丙物体相同时间内的速度变化量相同
D. 丁物体的速度越来越大

3. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和2m，物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速度为g，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说法正确的是

A. 物块A对B的弹力大小为0 B. 物块A对B的弹力大小为
C. 物块A的加速度为 D. 弹簧弹力大小为

4. 空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b，c、d为电场中的4个点，则

A. Q点处的电荷为正电荷 B. c点的电势低于d点的电势
C. c点的场强大于d点的场强 D. 负电荷从a到c，电势能减少

5. 如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，，g取，则
    

A. 由图乙可知，内物块受到的摩擦力大于内的摩擦力
B. 摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C. 物块与传送带间的动摩擦因数为
D. 传送带底端到顶端的距离为12m

6. 2020年7月23日，中国火星探测任务“天问一号”探测器在海南文昌航天发射场发射升空。如图所示，已知地球和火星到太阳的距离分别为R和，若某火星探测器在地球轨道上的A点被发射出去，进入预定的椭圆轨道，通过椭圆轨道到达远日点B进行变速被火星俘获。下列说法正确的是

A. 探测器在椭圆轨道A点的速度等于地球的公转速度
B. 探测器由A点大约经年才能抵达火星附近的B点
C. 地球和火星两次相距最近的时间间隔约为年
D. 探测器在椭圆轨道A点的加速度小于在B点的加速度

7. 如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，其中a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间的电压为220kV，的原、副线圈匝数比为1：100，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则

A. b是交流电压表
B. 的原、副线圈匝数比为100：1
C. 高压线路输送的电流为1A
D. 高压线路输送的电功率为

8. 如图所示，边长为l、电阻为R的正方形导线框沿x轴正方向运动。在外力F作用下以速度v匀速穿过三个宽度均为l的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，已知三个区域中磁场的磁感应强度大小均为B，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域中的磁场方向分别为垂直纸面向里、向外和向里。若以磁感线垂直纸面向里时穿过线框的磁通量为正，产生的电流沿顺时针方向的电动势E为正，外力F向右为正，从线框刚进入磁场时开始计时，则下列反映线框中的磁通量、感应电动势E、外力F和线框的电功率P随时间变化的图象正确的是
    

A.
B.
C.
D.

9. 为“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：
   A.实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为的钩码。用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；
   B.保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，连接纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。
   
   请回答下列问题：
   图乙中纸带的______端与滑块相连选填“左”或“右”。
   图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度______。
   不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量______取，结果保留3位有效数字。
10. 如图所示，某实验小组设计并组装了一个多用电表，G是量程为、内阻为的电流表，O为选择开关，A、B为两个插孔。选择开关旋转至1位置时为量程为3mA的电流表；旋转至2位置时为“”的欧姆表；旋转至3位置时为量程为3V的电压表。由上述信息试回答下列问题：
    如果用该表测量电路中未知电流不超过电流表量程，图中插孔A应该与______ 填“红”或“黑”表笔相连接；
    电路图中，两个定值电阻的阻值分别为______ ，______ ；
    选择开关旋转至2位置时，若刻度盘中央刻度为20，则该表内电池电动势为______ V；
    该表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，若欧姆调零后继续使用，将两表笔与待测电阻连接，则该电阻的测量值______ 填“大于”、“小于”或“等于”真实值。

11. 如图所示，质量的金属小球从距水平面高的光滑斜面上由静止开始释放，运动到A点时无能量损耗，水平面AB是长的粗糙平面，与半径的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，其中半圆形轨道在竖直平面内，D为轨道的最高点，小球恰能通过最高点D，取。求：
    小球与AB面间的摩擦因数；
    若改变释放点高度，要使小球从D点飞出后能落到斜面上，释放点离地高度H应为多大。
     

12. 某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示，区域内有竖直向下的匀强电场，电场场强，宽度，长度；区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，宽度，比荷的带正电的粒子以水平初速度从P点射入电场。边界不影响粒子的运动，不计粒子重力。
    若，求粒子从区域射出的位置；
    若粒子第一次进入磁场后就从间垂直边界射出，求的大小；
    若粒子从点射出求满足的条件。

13. 下列说法正确的是

A. 气体扩散现象表明气体分子间存在斥力
B. 热量不能自发的从温度低的物体传递到温度高的物体
C. 温度高的物体分子的平均动能一定大
D. 温度高的物体内能一定大
E. 晶体熔化过程分子平均动能不变但分子势能增加

14. 如图所示A为一直立圆筒型储气罐，B为一打气筒，已知打不气筒活塞M的行程为，活塞面积为S，储气罐的高度为，截面积为3S，开始罐内气体压强为，每次开始打气时打气筒活塞在最上端，内部气体压强为，打气筒通过细管和单向阀门K与储气罐相连接。当打气简内气体压强大干储气罐内压强时阀门开启。细管的容积忽略不计，储气罐与打气筒导热良好，环境温度不变，缓慢向下推动活塞。
    ①活塞向下移动多大距离时B中气体开始进入A中；
    ②要使储气罐内压强达到，打气筒应连续打气多少次。
    
    
    
    
    
    
     
15. 一简谐横波由P向Q传播，P、Q的振动图像分别如图甲、乙所示。已知波的传播速度为，则该波的波长为______ m，P、Q两点间的最短距离为______。
     

16. 如图所示，三棱柱的横截面为直角三角形，面与面的夹角为，AB长为L，当紧贴棱的单色线光源发出的光照射到面上时，面上刚好有一半面积非常明亮，而另一半面积几乎观察不到亮光，只考虑由光源直接射向面的光线，已知真空中的光速为c。求：
    棱镜对光的折射率；
    直接射向面的所有光线中、从光源到面传播用时最少的光用时为多少。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】解：A、的中子数为，的中子数为，的原子核比的原子核少18个中子，故A正确；
B、衰变过程能放出粒子，是原子核内的一个中子转化为一个质子放出电子，并不能说明原子核内有电子，故B错误；
C、衰变过程中发生衰变的次数为次，衰变的次数为次，故C错误；
D、半衰期与放射性元素本身有关，不随温度变化而变化，故D错误。
故选：A。
正确解答本题需要掌握：电荷数、质子数以及质量数之间的关系；能正确根据质量数和电荷数守恒判断发生a和衰变的次数；半衰期仅仅与放射性元素的原子本身有关。
本题考查了原子核衰变过程中质量数和电荷数守恒的应用，于这一重点知识，要注意加强练习。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：A、由图像可知，甲物体做匀速运动，则受到的合力为零，但机械能不一定守恒，例如匀速上升的物体，故A错误；
B、乙物体做匀加速运动，则加速度恒定不变，受到的合力不变，故B错误；
C、丙物体加速度恒定，根据，相同时间内相同，故C正确；
D、丁物体受合外力逐渐变大，根据可知，物体的加速度越来越大，如果速度与加速度方向相反，速度可能变小，故D错误。
故选：C。
分析清楚图示图象，根据图示图象特点判断物体的运动性质，然后分析各选项答题。
本题考查了牛顿第二定律的应用，根据题意分析清楚图象特点是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律即可解题。
 

3.【答案】B
 

【解析】解：D、剪断细线前，弹簧的弹力

细线剪断的瞬间，弹簧的弹力不变，仍为
故D错误；
C、剪断细线瞬间，对A、B系统，根据牛顿第二定律有

代入数据可得加速度大小为
即A和B的加速度均为，故C错误；
AB、取B为研究对象，由牛顿第二定律可得

联立解得
故A错误B正确。
故选：B。
D、先求出弹簧在剪断细线前的弹力，结合弹簧弹力的不可突变性，求出剪断细线瞬间弹簧的弹力大小；
C、根据牛顿第二定律，结合已知量求出物块A的加速度大小；
AB、根据牛顿第二定律，结合已知量求出物块A对B的弹力大小。
在涉及弹簧弹力问题时，要注意弹簧弹力的不可突变性，另外要注意弹簧模型和轻杆模型的区别。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：A、根据图像可知，P、Q两点处的电荷等量异种，故A错误；
B、c所在等势面比d点所在等势面电势更高点，所以c点的电势较高，高于d点的电势。故B错误；
C、根据等势面疏密分布可知c点的场强小于d点的场强，故C错误；
D、负电荷从a到c，电场力做正功，电势能减少，故D正确。
故选：D。
根据等势线判断电荷情况，沿电场线方向电势逐渐降低判断cd点的电势，根据等势线疏密判断场强大小，电场力做正功，电势能降低。
本题考查电势能，学生需熟练运用沿电场线方向电势逐渐降低等知识。
 

5.【答案】C
 

【解析】解：AB、由乙图可知在内物块的速度大于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿斜面向下，与物块运动的方向相反；
内，物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿斜面向上，与物块运动的方向相同，由于物块对传送带的压力相等，根据摩擦力公式，可知两段时间内摩擦力大小相等，故AB错误；
C、在内物块的加速度为
根据牛顿第二定律可得

代入数据解得
故C正确；
D、物块上升的位移大小等于图像所包围的面积大小，由图像可得

所以传送带底端到顶端的距离为10m，故D错误。
故选：C。
AB、根据题意分析摩擦力的方向，利用摩擦力与压力的关系判断摩擦力的大小关系；
C、先求出物块的加速度，结合牛顿第二定律求出动摩擦因数；
D、根据图像与时间轴围成图形的面积大小表示物体的位移，求出传送带底端到顶端的距离。
在涉及到图像时，要注意图像的斜率表示加速度，图像与时间轴围成的图形面积表示物体通过的位移。
 

6.【答案】BC
 

【解析】解：A、探测器在地球轨道上的A点被发射出去，探测器做离心运动，发动机做正功，速度增大，所以在椭圆轨道A点的速度大于地球的公转速度，故A错误。
B、因为地球的公转周期年，设探测器在椭圆轨道运动的周期为，根据开普勒第三定律得：

解得：年，故大约经过 年后抵达火星附近的 B 点。故B正确。
设火星公转周期为，根据开普勒第三定律得：

解得：年
设经过t时间地球和火星两次相距最近，即地球比火星多转一圈，根据得：

代入数据解得：年，故C正确。
D、根据万有引力提供向心力得：

解得：，可知探测器在椭圆轨道 A 点的加速度大于在 B 点的加速度，故D错误。
故选：BC。
探测器做离心运动，发动机做正功，可确定在椭圆轨道 A 点的速度大于地球的公转速度；根据开普勒第三定律分别对火星探测器轨道和火星轨道列方程，即可求探测器由A点大约经多长时间才能抵达火星附近的B点以及火星的公转周期；根据万有引力提供向心力，写出加速度的表达式，即可确定AB两点的加速度的大小。
本题考查了万有引力定律及开普勒第三定律，要熟记万有引力的公式和圆周运动的一些关系变换式，解题依据为万有引力提供向心力。另外从相距最近到再次相距最近时，两星球转过的角度相差。
 

7.【答案】AD
 

【解析】解：A、是电流互感器，a是交流电流表；是电压互感器，b是交流电压表，故A正确；
B、对，根据电压与匝数成正比，故B错误；
C、对，根据电流与匝数成反比
即，解得，故C错误；
D、根据，故D正确。
故选：AD。
根据电路结构分析出互感器的类型，结合匝数比得出电流和电压的比值，同时根据电功率的计算公式完成分析。
本题主要考查了变压器的构造和原理，根据电路结构分析出互感器的类型，结合原副线圈两端的匝数比得出电压和电流之比。
 

8.【答案】BC
 

【解析】解：在线框进入磁场区域Ⅰ的过程中，穿过线框的磁通量为，所以在时间内，磁通量随时间t均匀增加；
由，可知在时间内电动势为定值，电流方向为逆时针，所以电动势为负值，
因感应电流，故，在此段时间内也为定值，且方向向右，故为正，
功率，同样为定值。
在时间内，先逐渐减小到零再反向增大，电动势E、电流I为正值且均变成原来的两倍，外力F、功率P变为原来的四倍。
在时间内，从负的最大逐渐减小到零再变为正的最大，电动势E为负值且是时间内电动势的两倍，外力和功率仍与时间内大小相同。
在时间内，磁通量逐渐减小，外力F、功率P与时间内大小相同，电动势与时间内大小相同但方向相反。
故BC正确，AD错误。
故选：BC。
根据磁通量的计算公式分析磁通量的变化；根据分析感应电动势的变化，由右手定则判断感应电动势的高低；根据闭合电路的欧姆定律分析电流的变化情况，结合安培力的计算公式分析安培力的变化，由此得到外力的变化；根据电功率的计算公式分析电功率的变化情况。
对于电磁感应现象中的图象问题，经常是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间变化关系，然后推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路。
 

9.【答案】右 
 

【解析】解：滑块拖动纸带在木板上做加速运动，滑块的速度越来越大，滑块在相等时间内的位移越来越大，纸带上点迹间的距离增大，由图乙所示纸带可知，纸带的右端与滑块相连；
打点计时器接频率为50Hz的交流电源，打点计时器的打点时间间隔，
相邻两个计数点之间还有4个点未画出，两个计数点的时间间隔，
根据匀变速直线运动的推论可知，加速度：

由实验步骤A可知，滑块受到的合外力，
根据牛顿第二定律得：；
故答案为：右；；。
滑块拖动纸带下滑过程中，滑块的速度越来越快，所以相等时间内运动的位移越来越大，进而判断纸带的哪端与滑块相连．
根根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小．
根据牛顿第二定律即可求解质量．
本题考查了“验证牛顿第二定律”实验，考查了实验数据处理，理解实验原理是解题的前提，分析清楚图示纸带，应用匀变速直线运动的推论与牛顿第二定律即可解题。
 

10.【答案】黑  30 973 6 大于
 

【解析】解：因为A接内部电源的正极，多用电表要求电流“红进黑出”可知A接黑表笔；
由电表改装原理，选择开关旋转至1位置时为量程为3mA的电流表，并联小电阻即可，有串并联规律，解得，改装后的电流表内阻，旋转至3位置时为量程为3V的电压表，串联大电阻即可，由串并联规律，，解得
若刻度盘中央刻度为20，则欧姆表的内阻为R内，根据闭合电路的欧姆定律
当电池电动势变小、内阻变大时，需要重新欧姆调零，由于满偏电流不变，由公式
欧姆表内阻得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由
可知当变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了。
故答案为：黑
；973

大于
多用电表要求电流“红进黑出”；根据改装原理得出两个定值电阻的阻值以及电源电动势、电阻测量值。
本题考查多用电表原理，注意中值电阻的使用，以及串联分压、并联分流。
 

11.【答案】解：小球下滑至B点过程中，由动能定理得
由B到D过程机械能守恒
在D点由向心力公式
联立解得
要使小球从D点抛出后能落到斜面上，从D射出的最小速度为
小球从D点飞出后做平抛运动，有
水平位移为
由释放点到D的过程，由动能定理得
联立解得：
答：小球与AB面间的摩擦因数为；
若改变释放点高度，要使小球从D点飞出后能落到斜面上，释放点离地高度H应为多大。
 

【解析】小球恰好通过D点，由重力充当向心力求出D点的速度，再对BD过程由机械能守恒定律求出B点的速度，从而对小球由最高点到B点的过程由动能定理列式，联立即可求出小球小球在与AB面间的摩擦因数；
小球由D点飞出做平抛运动，根据平抛运动规律可求出小球在D点的最小速度，再对从释放点到D点过程分析，由动能定理即可求出释放点的高度。
本题考查牛顿第二定律、动能定理的综合运用，关键要把握最高点的临界条件：重力提供向心力，然后合理地选择研究的过程，运用动能定理或机械能守恒定律进行求解。
 

12.【答案】解：粒子以水平速度从P点射入电场后，在电场中做类平抛运动，假设粒子能够进入磁场，则
竖直方向：
带入数据解得：
水平位移：
解得：
因为，所以粒子不能进入磁场，而是从间射出，则运动时间
竖直位移，所以粒子从点下方处射出
由第一问可以求得粒子在电场中类平抛运动的水平位移
粒子进入磁场时，垂直边界的速度：

设粒子与磁场边界之间的夹角为，则粒子进入磁场时的速度为
在磁场中由
得：
粒子第一次进入磁场后，垂直边界射出磁场，必须满足
，，
联立解得：
由第二问解答的图可知粒子间MN的最远距离
把，、带入数据得：
，小于磁场宽带为D，所以不管粒子的水平射入是多少，粒子都不会从边界射出磁场，
若粒子速度较小，周期性运动的轨迹如图所示：
粒子要从点输出边界有两种情况：第一种：
联立解得：
其中、1、2、3…
第二种情况

带入数据得：
其中、1、2、3…
答：若，所以粒子从点下方处射出；
若粒子第一次进入磁场后就从间垂直边界射出，的大小；
若粒子从点射出求满足的条件其中、1、2、3…或者其中、1、2、3…
 

【解析】在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动规律求解；
做出粒子运动轨迹，求出粒子在磁场中运动的半径，从而求出进入磁场时的速度；粒子在电场中做类平抛运动，粒子沿电场方向做匀加速直线运动，根据速度公式求出沿电场方向的速度和时间，垂直电场做匀速直线运动，最后求出初速度；
粒子从点射出，做出粒子的运动轨迹，根据运动轨迹求解。
本题考查带电粒子在电场和磁场中运动，关键是明白粒子的运动情况，并做出粒子的运动轨迹，以及利用几何法求解半径。
 

13.【答案】BCE
 

【解析】解：A、气体扩散现象表明气体分子永不停息做无规则运动，故A错误；
B、根据热力学第二定律可知，热量不能自发的从温度低的物体传递到温度高的物体，可以自发的从温度高的物体传递到温度低的物体，故B正确；
C、温度是分子平均动能的标志，温度高，分子的平均动能大，故C正确；
D、内能与温度、体积和物质的量均有关，温度高的物体，内能不一定大，故D错误；
E、晶体熔化过程中，温度不变，则分子平均动能不变，但吸收热量，内能增加，说明分子势能增加，故E正确。
故选：BCE。
气体扩散现象说明气体分子在做无规则运动。
根据热力学第二定律分析。
温度是分子平均动能的标志。
内能与温度、体积和物质的量均有关。
晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变。
此题考查了扩散现象、热力学第二定律、平均动能、晶体熔化等相关知识，综合性较强，难度不变，解题的关键是明确教材基本概念和基本知识，并能灵活运用。
 

14.【答案】解：当B内气体压强大于3p时，开始有气体进入A，由玻意耳定律有：
活塞下移距离为：；
取最终A内总气体研究对象，这些气体初态相当于时体积为的气体，一次性被压缩为，体积为，则有：；还需要补入压强为气体体积为，；
则补入气体在为下体积为：
打入次数为：
答：活塞向下移动距离时B中气体开始进入A中；
要使储气罐内压强达到，打气筒应连续打气6次。
 

【解析】选B中的气体为研究对象，由玻意耳定律得容器B的体积，进而求出移动距离；
选A和B最终气体为研究对象，分别应用玻意耳定律，在相同的压强，求出打入气体及打气次数。
灵活选择研究对象，仔细分析气体的状态参量的变化，本题温度不变，满足玻意耳定律，本题难点是将不同状态下两部分气体转化为相同状态下总气体才能应用气体定律。
 

15.【答案】
 

【解析】解：由图知，周期，波速，则波长

P、Q两点传播的时间差最短为，两点之间的最短距离
。
故答案为：3，
根据求波长，根据P、Q两点传播的时间差求最短距离。
本题首先考查读图的能力，其次考查波的传播性质，知道波传播的周期性，根据波速和周期求出波长。
 

16.【答案】解：如图所示，直角三角形ABC为三棱柱横截面。若由B点发出的光射到AC中点D的光线恰发生全反射，则B点发出的光照射到斜面上半部分与平行的光线全部发生全反射，间观察不到亮光；其它发光点也是一样。

由几何关系得棱镜的临界角：
则
垂直于斜面入射的光在玻璃中传播路程最短，用时最小，光在透明球体内的传播速度
最短路程为：
最短传播时间：
答：棱镜对光的折射率为2；
直接射向面的所有光线中、从光源到面传播用时最少的光用时为。
 

【解析】根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”，求出折射率；
用几何关系、三角函数关系求出最短路程，然后由计算。
本题考查了光的全反射，解题关键是知道光线无法射是因为发生了全反射，依据题意画出临界光线。