2022届河北省高三上学期第一次省级联测物理试卷（解析版）

这是一份2022届河北省高三上学期第一次省级联测物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
河北省2022届高三上学期第一次省级联测物理试卷一、单选题1．山东海阳核电站建成并实现并网发电，有效缓解了山东电力不足的情况，为建设生态山东做出了贡献。核电站核反应堆中，用中子轰击 原子核的核反应方程为 ， 、 、 、X的质量分别为 、 、 、 ，其中 是不稳定的，其衰变的周期为T，真空中的光速为c，以下说法正确的是（　　）  A．X原子核中含有的中子数为50B．该反应属于人工转变核反应C．该反应中释放的能量为 D．经过2T，一定质量的 原子核衰变了的质量占开始时的 2．吊车是工程上常用的一种机械，如图为一吊车吊起一批木材，吊车大臂支架顶端固定一定滑轮，一根缆绳绕过定滑轮，一端固定于吊车车身的控制器上，另一端连接一吊钩，吊钩下挂着木材，保持缆绳的长度不变，控制吊车大臂支架绕固定轴转动使木材缓慢升高，在木材缓慢升高的过程中吊钩不会碰到定滑轮，木材也不会接触到大臂。为了研究问题的方便，不计缆绳和定滑轮的质量，不计缆绳和定滑轮之间的摩擦，不计定滑轮与转轴之间的摩擦，则在此过程中下列说法正确的是（　　）  A．缆绳上的弹力一直减小B．缆绳上的弹力一直增大C．吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直减小D．吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直增大3．磁场的磁感应强度是电磁学中一个重要的物理量，其单位用国际单位制基本单位可表示为（　　）  A． B． C． D．4．2021年4月29日11时22分，中国空间站天和号核心舱发射成功，2021年5月30日5时1分，天舟二号货运飞船与天和号核心舱完成自主快速交会对接。设建成后的“中国站”和同步卫星均绕地球做圆周运动，同步卫星的轨道半径约为“中国站”轨道半径的6.6倍，则（　　）  A．“中国站”的向心加速度小于同步卫星的向心加速度B．“中国站”的周期小于同步卫星的周期C．“中国站”的线速度小于同步卫星的线速度D．“中国站”的天和号核心舱在地表的发射速度应小于第一宇宙速度5．如图甲为市面上常见的一种电动车，图乙为这种电动车的电动机的工作示意图。电动机电路两端电压为10V，额定功率为200W，A、B为线圈上的两点。下列选项中不正确的是（　　）  A．在额定功率下运行时，电动机电路中的电流大小为20AB．电刷a接入电路正极，电刷b接入电路负极C．A点与B点间电流方向在不断变化D．直流电源可以驱动该电动机正常工作6．2021年6月28日聂海胜利用太空跑台——动感单车锻炼，如图所示。假设聂海胜锻炼15分钟克服动感单车阻力而消耗的能量约为 。假设动感单车的阻力主要来源于距车轴 的阻尼装置（可视为质点），宇航员每分钟蹬车90圈，则阻尼装置对车轮的阻力约为（　　）  A．180N B．350N C．580N D．780N7．某同学设计了一种无线供电装置，原理如图甲所示，感应线圈处在垂直于感应线圈平面的磁场中，磁场的磁感应强度变化如图乙所示，规定磁场垂直感应线圈平面向上为正，下列说法正确的是（　　）  A． 时间内，感应线圈中的电流方向自b流向aB． 时间内，感应线圈中的电流方向自a流向bC．保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期减半，则 端感应电动势将加倍D．保持磁场磁感应强度最大值不变，使其周期加倍，则 端感应电动势将加倍二、多选题8．如图所示，高铁的供电流程是将高压 或 经过牵引变电所进行变压，降至 ，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得 的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是（　　）  A．若电网的电压为 ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比 B．若电网的电压为 ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比 C．如果高铁机车功率为 ，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为6.9ΩD．如果高铁机车功率为 ，则自牵引变电所至机车间的等效电阻约为7.6Ω9．如图为用于超重耐力训练的离心机。航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练。这种训练的目的是为了锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作。离心机拥有长18m的巨型旋转臂，在训练中产生8g的向心加速度，航天员的质量为70kg，可视为质点， ，则下列说法正确的是（　　）  A．离心机旋转的角速度为 B．离心机旋转的角速度为 C．座椅对航天员的作用力约为5600ND．座椅对航天员的作用力约为5644N10．如图所示，等边三角形 处于匀强电场中，电场强度为E，方向与 平行，水平向右。在B、C两点分别固定电荷量为 和 的点电荷，D点为 的中点，已知A点电场强度大小为2E。下列说法正确的是（　　）  A．D点的电场强度水平向右，大小为2EB．D点的电场强度水平向右，大小为9EC．把一正点电荷自A点沿直线移动到D点，电场力做正功D．把一正点电荷自A点沿直线移动到D点，电场力不做功三、实验题11．某同学想要精确测量如图甲所示的玩具小车上的太阳能电池的电动势和内阻。他借助测电源电动势和内阻的方法得到该电池在某一光照条件下的 图像，如图乙所示。  （1）分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势约为　                      　V，其内阻随输出电流的增大而　     　（填“增大”“不变”或“减小”）。（2）若把该电池板与阻值为1Ω的定值电阻连接构成一个闭合电路，在该光照条件下，该定值电阻的功率是　                      　W。（结果保留3位有效数字）12． 软件是一种广泛使用的视频分析软件。某学生利用 软件对一维碰撞的实验视频进行分析，视频中 的小球碰撞原来静止的 的小球，由视频分析可得它们在碰撞前、后的 图像如图所示。  （1）由图可知，入射小球碰撞前的 是　     　 ，入射小球碰撞后的 是　     　 ，被碰小球碰撞后的 是　     　 ，由此得出结论　                                                       　。  （2）碰撞的恢复系数的定义为 ，其中 和 分别是碰撞前两物体的速度， 和 分别是碰撞后两物体的速度，弹性碰撞的恢复系数 ，非弹性碰撞的恢复系数 ，该实验碰撞的恢复系数 　     　，可判断该视频中的碰撞属于　           　（填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”）。  四、解答题13．如图甲所示，质量m＝1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(vt图象)如图乙所示，g取10 m/s2，求：（1）2 s内物块的位移大小x和通过的路程L．（2）沿斜面向上运动两个阶段的加速度的大小 、 和拉力F的大小．  14．如图所示，AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．一带正电粒子自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场后，从M点飞离CD边界，再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域，并恰能返回O点．已知OP间距离为d，粒子质量为m，电荷量为q，电场强度大小 ，不计粒子重力．试求：  （1）M、N两点间的距离（2）磁感应强度的大小和圆形匀强磁场的半径（3）粒子自O点出发到回到O点所用的时间15．家用轿车轮胎气压的安全范围为 （ 是胎压单位，计算时可以近似认为 ）。已知当某汽车正常胎压为 时，此时轮胎内气体体积为 。长时间行驶后，发现左前轮胎胎压显示为 ，且轮胎内气体体积为 。现用电动气泵给左前轮胎充气，每秒钟充入压强为 ，体积为 的气体，求如果使胎压达到 ，电动气泵需要给左前轮胎充气多长时间？（充气过程中认为气体温度不变）  16．1801年，托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。（1）试用平面镜成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。（2）设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为 ，在光屏上形成干涉条纹。写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离 的表达式。  五、填空题17．2021年7月4日，中国“天和空间站”航天员刘伯明、汤洪波先后从天和核心舱节点舱出舱成功，顺利完成了舱外操作。节点舱具有气闸舱功能，即航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，其原理简化如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，舱A中充满气体，舱B内为真空，若整个系统与外界没有热交换，将此气体近似看成理想气体，则打开阀门K后，A中的气体进入B中，此时气体的内能将　     　（填“增加”“减少”或“不变”），最终达到平衡，则平衡后气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将　     　（填“增加”“减少”或“不变”）。18．甲、乙两列波均向右传播，在相遇处各自的波形图如图所示，已知两列波为同一性质的波，在同种介质中传播，则两列波的频率之比为　     　，10m处质点的速度方向　     　（填“向上”或“向下”）。
答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A．根据核反应方程中质量数、电荷数守恒可写出该核反应方程为 可知X原子核中含有的中子数为53，A不符合题意；B．该核反应为重核裂变反应，B不符合题意；C．该核反应中释放的能量为 C不符合题意；D．根据半衰期公式 可知，经过2T 所以一定质量的 原子核衰变了的质量占开始时的 ，D符合题意。故答案为：D。
【分析】（1）根据核方程，质量数和电荷数守恒，求x的中子数，判断其为裂变。
（2）根据质能方程求释放核能。
（3）根据半衰期公式，求解质量。2．【答案】D【解析】【解答】AB．以木材和吊钩整体为研究对象，设木材和吊钩的总质量为 ，根据平衡条件可得缆绳对木材和吊钩整体的弹力 在木材缓慢升高的过程中木材和吊钩整体处于平衡状态，则缆绳上的弹力大小不变，AB均错误；CD．以定滑轮为研究对象，设绕过定滑轮的缆绳的夹角为 ，根据三力平衡条件可得大臂支架对定滑轮的弹力方向在缆绳夹角 角平分线的反向延长线上，大小为 在木材缓慢升高的过程中，与吊钩连接的缆绳一直处于竖直方向，与控制器连接的缆绳与竖直方向的夹角逐渐减小，即缆绳的夹角 逐渐减小，则吊车大臂支架对定滑轮的弹力 一直增大，D符合题意，C不符合题意。故答案为：D。
【分析】利用木材和吊钩整体的平衡可以判别缆绳上的弹力保持不变；以定滑轮为对象，利用平行四边形定则结合分力的大小不变可以判别吊车支架对定滑轮的弹力大小变化。3．【答案】B【解析】【解答】根据公式 则有 故答案为：B。
【分析】根据安培力公式和牛顿第二定律公式，判断单位。4．【答案】B【解析】【解答】由题意可知“中国站”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径：A．由公式 得 可知“中国站”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，A不符合题意；B．由公式 得 可知“中国站”的周期小于同步卫星的周期，B符合题意；C．由公式 得 可知“中国站”的线速度大于同步卫星的线速度，C不符合题意；D．第一宇宙速度为人造卫星的最小发射速度，故“中国站”的天和号核心舱在地表的发射速度应大于第一宇宙速度，D不符合题意。故答案为：B。
【分析】利用引力提供向心力结合轨道半径的大小可以比较空间站和卫星的线速度、向心加速度和周期的大小；第一宇宙速度为所有卫星最小的发射速度。5．【答案】B【解析】【解答】A．电动机的电功率表达式为 ，代入题中数据可得 解得 A正确，不符合题意；B．磁场方向在磁体外部由N极指向S极，由电动机运转方向可知， 段受力方向向上，再由左手定则可知，电流方向由A指向B，B为正极，a为负极，B错误，符合题意；C．电动机转过180°后两半铜环所接电刷互换， 间电流方向改变，依次类推可知，A点与B点间电流方向不断改变，C正确，不符合题意；D．直流电源可以驱动该电动机正常工作，D正确，不符合题意。故答案为：B。
【分析】根据功率计算式计算功率。根据左手定则，通过受力方向找电流方向。电机转动形成交流电，方向不断变化。6．【答案】B【解析】【解答】设阻力为 ，则有 解得 故答案为：B。
【分析】根据阻力做功公式W=fs，s代表路程，列式，求解f。7．【答案】C【解析】【解答】AB． 时间内磁场方向向上且增强，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向向下，由右手螺旋定则可判断电流方向由a流向b； 时间内磁场方向向下且增强，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则可判断电流方向由b流向a，AB不符合题意； CD．磁场的最大值不变，周期减半，感应线圈磁通量变化率加倍，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势加倍，反之周期加倍，感应线圈磁通量变化率减半，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势减半，C符合题意，D不符合题意。故答案为：C。
【分析】根据楞次定律，“增反减同”，结合右手定则，判断线圈中电流方向。根据法拉第电磁感应定律，结合图象斜率，判断电动势变化。8．【答案】A,C【解析】【解答】AB．若电网的电压为 ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为 若电网的电压为 ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为 ，A符合题意，B不符合题意；CD．若高铁机车功率为 ，根据 则电流 ，牵引变电所至机车间的等效电阻 C符合题意，D不符合题意。故答案为：AC。
【分析】根据法拉第电磁感应定律，电压比=匝数比，通过电压计算匝数。根据功率计算式，计算电流，根据欧姆定律计算等效电阻。9．【答案】A,D【解析】【解答】AB．由向心加速度公式 ，得 A符合题意，B不符合题意；CD．由向心力公式得 座椅对航天员的作用力约为 C不符合题意，D符合题意。故答案为：AD。
【分析】根据向心加速度公式，计算角速度。根据向心力公式求向心力，再根据平行四边形定则，求座椅对航天员的作用力。10．【答案】B,D【解析】【解答】AB．由平行四边形定则可知，B、C两点的点电荷在A点产生的电场强度的大小为 B、C两点的点电荷在D点产生的电场强度的大小 合成后 A不符合题意，B符合题意；CD．在匀强电场中 为等势线，在等量异种电荷形成的电场中 也为等势线，叠加后 为等势线，因此沿 移动电荷，电场力不做功，C不符合题意，D符合题意。故答案为：BD。
【分析】根据点电荷场强公式结合平行四边形定则，计算A点场强和D点场强。AD是等电势点，根据W=Uq，做功为0.11．【答案】（1）2.80（2.79~2.81均可）；增大（2）3.24（3.20~3.28均可）【解析】【解答】（1）当电路的电流为零时，外电路电压为零，此时电压表的读数为电源电动势，由图像乙可知，电源电动势约为2.80V；光伏电池的内阻大小为 图像的切线斜率绝对值的大小，由图像可知，光伏电池的内阻随输出电流的增大而增大。   （2）若与1Ω的电阻连接构成一个闭合电路；在 图像中作出对应电阻的伏安特性曲线，如图所示；图线的交点为电源的工作点，此时流过定值电阻的电流 ，电阻两端的电压为 ，则定值电阻的功率 【分析】（1）I=0时，断路，U=E，即截距是电动势， 图像的切线斜率为内阻，读图，光伏电池的内阻随输出电流的增大而增大。
（2）读交点坐标，根据电功率P=UI计算功率。12．【答案】（1）0.015；0.0075；0.0075；两小球碰撞前、后的总动量相等或（碰撞中两小球动量守恒）（2）0.25；非弹性碰撞【解析】【解答】（1）由图像可知，碰前入射小球的速度 碰后入射小球的速度 被碰小球碰后的速度 入射小球碰撞前的动量 入射小球碰撞后的动量 被碰小球碰撞后的动量 碰后系统的总动量 通过计算发现：两小球碰撞前、后的总动量相等，即碰撞中两小球的动量守恒。（2）根据碰撞系数的定义，有 由弹性碰撞的恢复系数 ，非弹性碰撞的恢复系数 可知，该碰撞过程属于非弹性碰撞。【分析】（1）x-t图象斜率为速度，根据图象求解速度，再根据动量公式P=mv计算动量，比较碰前、碰后动量，判断动量是否守恒。（2）根据信息，碰撞系数公式代入数据，计算系数。13．【答案】（1）解：在 内，由图乙可知：  物块上升的最大距离为： 物块下滑的距离为： 所以物块的位移为： 物块的路程为： （2）解：由图乙知，所求两个阶段加速度为： 第一阶段： ，方向为平行斜面向上第二阶段： ，方向为平行斜面向下设斜面倾角为 ，斜面对物块的摩擦力为 ，根据牛顿第二定律有 内： 内： 解得： 【解析】【分析】（1）v-t图象面积代表位移，注意位移有正负，路程为面积的绝对值。
（2）v-t图象斜率为加速度，结合牛顿第二定律，列式，求解力F。14．【答案】（1）解：粒子在电场中只受竖直向上的电场力作用，加速度 ；  粒子从O到M做类平抛运动，运动时间为   ，故 ；粒子在M点的竖直分速度vy＝at1＝ v0，所以，粒子在M点的速度v′=2v0；粒子从M点到N点无外力做功，速度不变，故粒子在N点的速度为v′=2v0，所以，粒子从N到O做类平抛运动的时间 ，故由类平抛运动规律可知 ，所以，M、N两点间的距离MN＝MP+NP＝ （2）解：粒子从N点垂直于CD边界回到电场区域，故粒子进入磁场时速度方向与水平方向的夹角θ＝arctan ＝60°，离开磁场时的速度方向水平向左，故可作出带电粒子的运动轨迹，如图所示：  ；那么，由几何关系可得：粒子做圆周运动的半径R有关系式：Rcos60°+R＝MN＝ d，所以，R＝ d；那么，由粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力做向心力可得： ，所以， ；由几何关系可知：粒子在磁场中转过的中心角为240°，那么，入射点和出射点对应的磁场中心角为60°，所以，磁场半径R′＝2Rcos30°＝ d（3）解：粒子在磁场中运动的时间 ；  粒子离开磁场进入电场的过程做匀速直线运动，位移s＝R′−R′cos60°＝ d，所以，运动时间 ；所以，粒子自O点出发到回到O点所用的时间t＝t1+t2+t3+t4＝ 【解析】【分析】（1）粒子做类平抛运动，水平匀速，求时间，竖直做匀加速，列式，求MP的距离和到M点的速度。转回N，水平初速度为M点速度，继续类平抛，根据水平求时间，根据竖直加速求NP距离，最后将MP和NP相加。
（2）画图，根据M点速度方向和N点速度方向，确定磁场中运动轨迹和圆心角，根据几何关系求磁场半径，再根据洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度。
（3）根据类平抛运动水平方向匀速，求解OM和ON的时间，再根据磁场中图象转过的圆心角，结合公式  ，再求解磁场和电场中间的匀速时间，将四个时间相加即可。15．【答案】解：初态左前轮胎内气体压强 ，气体体积为 要充入的气体压强为 ，总体积为V，末状态轮胎内气体压强 ，体积为 该过程为等温变化，由玻意耳定律可得 设充气时间为t则 代入数据解得 【解析】【分析】等温过程，PV之积为常数，根据题意，找到初始压强和体积，找到末状态压强和体积，列式 求解总体积V，根据 ，求解时间。16．【答案】（1）解：根据对称性作出光源S在平面镜中所成的像 。连接平面镜的最左端和光源，即为最左端的入射光线，连接平面镜的最左端和像点 ，并延长交光屏于一点，该点即为反射光线到达光屏的最上端；同理连接平面镜的最右端和像点 ，即可找到反射光线所能到达光屏的最下端。故经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域如图所示  （2）解：从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，该干涉现象可以看做双缝干涉，所以 之间的距离为d，而光源S到光屏的距离可以看做双孔屏到像屏的距离L，根据双缝干涉的相邻条纹之间的距离公式 ，因为 ，所以相邻两条亮纹（或暗纹）间距离 【解析】【分析】根据光的反射和折射原理，做几何光路图。根据双缝干涉公式   结合几何关系d=2a，求解距离。    17．【答案】不变；减少【解析】【解答】气体自由膨胀，没有对外做功，同时没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体内能不变。根据 可知，当T不变、V增大时，p减小，故气体分子单位时间对舱壁单位面积碰撞的次数将减少。
【分析】自由膨胀，W=0,Q=0，所以T不变，内能不变，根据气态方程，，P减小，碰撞次数减小。18．【答案】2：3；向上【解析】【解答】根据波形图知两列波的波长分别为24m、16m，故两列波的波长之比为 在同种介质中，同一性质的波传播速度相等，由 可知两列波的频率之比为 根据“上坡下，下坡上”，两列波都使10m的质点向上振动，故合速度方向向上。
【分析】读图找波长关系，再根据 ，同一介质波速相等，比较频率，根据“上坡下，下坡上”规律，合速度向上。