2022届河南省新乡高三一模物理试卷及答案

2022届河南省新乡高三一模物理试卷及答案

一、单选题

1．在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，发生衰变的核反应方程为，其中X原子核的中子数为（　　）。

A．139 B．140 C．141 D．142

2．如图所示，水平放置的铝制圆盘与蹄形磁铁的转轴在同一竖直线上，圆盘位于磁铁上方，磁铁以角速度匀速旋转。下列说法正确的是（　　）

A．圆盘与磁铁同方向旋转，且角速度大于

B．圆盘与磁铁反方向旋转，且角速度大于

C．圆盘与磁铁同方向旋转，且角速度小于

D．圆盘与磁铁反方向旋转，且角速度小于

3．2021年5月30日，我国“天舟二号”货运飞船B携带物资与在固定轨道上的空间站A成功交会对接，如图所示，二者对接前分别在各自的轨道上做圆周运动。若用s、θ分别表示A、B在时间t内通过的弧长和转过的角度，则在下列图像中，可能正确的是（　　）

A． B． C． D．

4．如图所示，光滑半球固定在水平面上，球心O的正上方固定小定滑轮C，细绳一端拴一小球甲，小球甲置于半球面上的A点，细绳另一端绕过定滑轮拴有另一小球乙，小球乙置于半球面上的B点，平衡时AC与BC的长度之比为k。两球均视为质点，甲、乙两球的质量之比为（　　）

A． B．k C．k2 D．

5．如图甲所示，水平地面上叠放着小物块B和木板A（足够长），其中A的质量为，整体处于静止状态。现对木板A施加方向水平向右的拉力F，木板A的加速度a与拉力F的关系图像如图乙所示。已知A、B间以及A与地面间的动摩擦因数相同，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　）

A．当拉力大小为5N时，A、B开始相对滑动

B．A与地面间的动摩擦因数为0.2

C．B的质量为

D．图乙中的

二、多选题

6．如图所示，锐角三角形PMN中，∠PMN是最大的内角，一电荷量为q的负点电荷固定在P点。现将一带正电的试探电荷从M点沿MN移动到N点，对于该过程，下列说法正确的是（　　）

A．试探电荷的电势能先减小后增大 B．试探电荷的电势能先增大后减小

C．静电力对试探电荷做的总功为负 D．静电力对试探电荷做的总功为正

7．如图所示，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：5，输入电压有效值为10V的正弦交变电流。连接两理想变压器的输电线的总电阻为10Ω，右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，输电线上损失的功率为10W。下列说法正确的是（　　）

A．负载电阻的阻值为3.75Ω B．负载电阻的阻值为7.5Ω

C．负载电阻的电功率为15W D．负载电阻的电功率为25W

8．如图所示，长度为L的竖直轻杆上端连着小球A（视为质点），轻杆的下端用铰链固接在水平地面上的O点，置于同一水平地面上的物体B恰好与A接触。在微小扰动下，轻杆向右倾倒，A、B脱离接触的瞬间，轻杆与地面的夹角为30°，且此时轻杆与A球间无弹力，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（　　）

A．脱离接触的瞬间，A、B的速率之比为1：2

B．脱离接触的瞬间，B的速率为

C．A落地前瞬间的速率为

D．A、B的质量之比为1：4

9．下列说法正确的是（　　）

A．食盐具有确定的熔点

B．分子间的引力随分子间距离的减小而增大

C．叶面上的大露珠呈椭球形，仅是液体表面张力作用的结果

D．一定质量的理想气体，当压强和体积不变时，其内能一定不变

10．下列说法正确的是（　　）

A．做简谐运动的物体，振动的周期越大，振动系统的能量越大

B．弹簧振子的振动方程为，在时刻，振子的速度为零

C．根据多普勒效应，比较接收与发射的超声波频率的变化，可测量心脏血液的流速

D．在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可利用光的干涉检查平面的平整程度

E．5G信号和4G信号的频率不同，若把通信用的5G信号和4G信号叠加，可以产生稳定的干涉现象

三、实验题

11．某同学用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动，细线平行于水平桌面，遮光片的宽度为d，用手（图中未画出）托住托盘，滑块静止，光电门竖直中线到遮光片竖直中线的距离为L。现将手拿开，测得遮光片通过光电门的时间为t。

（1）若用游标卡尺测量遮光片的宽度时，示数如图乙所示，则遮光片的宽度为______ 。

（2）遮光片的竖直中线通过光电门时的速度大小为_______。（用题中涉及的物理量表示）

（3）滑块运动的加速度大小为_______。（用题中涉及的物理量表示）

12．某同学利用如图甲所示的电路测量一电源的电动势和内阻，其中电压表V的内阻很大，电流表A的内阻为。

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中实物间的连线补充完整。(      )

（2）为保证电路安全，实验开始前，应使电阻箱的阻值_______（选填“最大”或“最小”）

（3）改变电阻箱的阻值，记录多组电压表的示数以及电流表对应的示数，作出图像，如图丙所示。则该电源的电动势为_______、内阻为_______。（结果均保留三位有效数字）

四、解答题

13．如图所示，质量M=2kg（含挡板）的长木板静止在足够大的光滑水平面上，其右端挡板固定一劲度系数k=225N/m的水平轻质弹簧，弹簧自然伸长时，其左端到木板左端的距离L=1.6m，小物块（视为质点）以大小v0=10m/s的初速度从木板的左端向右滑上长木板，已知物块的质量m=0.5kg，弹簧的弹性势能Ep=kx2（其中x为弹簧长度的形变量），弹簧始终在弹性限度内，取g=10m/s2。

(1)若木板上表面光滑，求弹簧被物块压缩后的最大弹性势能Epm；

(2)若木板上表面粗糙，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，请判断物块是否会压缩弹簧，若物块不会压缩弹簧，求最终物块到木板左端的距离s；若物块会压缩弹簧，求弹簧的最大形变量xm。

14．如图所示，在坐标系的第二象限内存在半径为、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域Ⅰ，区域Ⅰ与x轴相切于坐标为的B点，在第四象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场区域Ⅱ，在第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场区域Ⅲ，区域Ⅱ、Ⅲ的范围均足够大。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点沿半径平行于y轴负方向以大小为v0的初速度射入区域Ⅰ，并恰好从坐标原点O进入区域Ⅱ，粒子进入区域Ⅲ后，当粒子的速度第一次沿x轴正方向时，粒子经过坐标为的C点。不计粒子受到的重力。求：

（1）区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小；

（2）区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小以及区域Ⅲ内电场的电场强度大小E；

（3）从粒子经过原点O至粒子第n（粒子经过原点O那次计为第0次，，2，3，…）次经过x轴的时间。

15．如图所示，在热力学温度的室内将一空玻璃水瓶的瓶盖盖上（不漏气），现将水瓶放到室外阳光下暴晒，使水瓶内空气的温度升至。大气压强恒为，将水瓶内的空气视为理想气体。

（i）求暴晒后水瓶内空气的压强p；

（ii）若暴晒后在室外将瓶盖打开，使水瓶内、外的压强相同，水瓶内气体的温度不变，求水瓶内放出的空气质量与原来水瓶内的空气质量之比。

16．如图所示，某透明体的横截面为直角三角形，，边的长度为L。光线从边的中点P沿与面夹角的方向射入透明体，恰好垂直面射出。真空中的光速为c。求：

（i）透明体对光线的折射率n；

（ii）光线从P点射入至射到面的时间t。

参考答案：

1．D

【解析】

【详解】

根据核电荷数守恒和质量数守恒，可知核反应方程为

因此X原子核是，它的中子数为

故ABC错误，D正确。

故选D。

2．C

【解析】

【详解】

根据楞次定律的推论可知，电磁感应产生的现象总是阻碍两物体间的相对运动，但阻碍不是阻止，磁铁旋转时，磁铁相对圆盘旋转，则圆盘也跟着同向旋转，即阻碍磁铁相对圆盘的旋转运动，但不会阻止，若圆盘角速度为，则磁铁相对圆盘同方向旋转，且角速度小于，ABD错误，C正确。

故选C。

3．B

【解析】

【详解】

AB．对于弧长，有

而即为图像的斜率，根据

可得

则有

由于

则

可得B图像的斜率大于A图像的斜率，A错误，B正确。

CD．根据

故图像的斜率为，而

则有

故

可得图像为直线，CD错误。

故选B。

4．A

【解析】

【详解】

对置于A点的甲球受力分析，如图所示

可知N与T的合力F等于甲球的重力mAg，甲球处于平衡状态，由相似三角形可得

解得

由于同一条绳上拉力大小相等，对乙球同理可得

联立可得，甲、乙两球的质量之比为

故选A。

5．C

【解析】

【详解】

A．由图可知，当

时，木板A的加速度增加的更快，说明此时A和B发生相对滑动，A错误；

B．当

时，B的加速度达到最大，此时有

则

B错误；

C．对A和B整体，当

时，有

解得

C正确；

D．A开始滑动时，可得

则

D错误。

故选C。

6．AC

【解析】

【详解】

AB．由如图三角形的几何关系可知，带正电的试探电荷与在P点的负电荷距离先减小后增大，故电场力先做正功后做负功，由功能关系可知，试探电荷的电势能先减小后增大，A正确，B错误；

CD．由于N点离P点的负电荷较远，可知电场力先做的正功较少，后做的负功较多，故静电力对试探电荷做的总功为负，C正确，D错误。

故选AC。

7．AC

【解析】

【详解】

设左侧变压器线圈上的电压为，且

电流为，副线圈上的电压为，电流为，右侧变压器原线圈上的电压为，电流为，且

副线圈上的电压为，电流为，由题意可知，损耗的功率为

代入数据，解得

故

有

代入数据，解得

故负载电阻功率为

又

而

则

故

BD错误，AC正确。

故选AC。

8．BD

【解析】

【详解】

A．对A进行运动分解如图所示

设小球速度为，立方体速度为，分离时刻，小球的水平分速度与立方体速度相同，即

解得

A错误；

B．A、B分离瞬间，B的速度最大，合力为零，据此可判定此时杆对A球的作用力为零，对A球，根据牛顿第二定律有

解得

B正确；

C．A从分离到落地，小球机械能守恒，则有

解得

C错误；

D．在杆从竖直位置开始倒下到A与B恰好分离的过程中，A和B组成的系统机械能守恒，有

解得A、B的质量之比为1：4，D正确。

故选BD。

9．ABD

【解析】

【详解】

A．食盐属于晶体，故具有确定的熔点，A正确；

B．根据分子间的引力与距离的关系可知，分子间的引力随分子间距离的减小而增大，B正确；

C．叶面上的大露珠呈球形，仅是液体表面张力作用的结果，C错误；

D．一定质量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，根据理想气体的状态方程可得气体的温度也不会变化，则气体的分子动能、分子势能都不变，其内能也一定不变，D正确。

故选ABD。

10．BCD

【解析】

【详解】

A．做简谐运动的物体，振幅越大，振动系统的能量越大，A错误；

B．将代入振动方程得

此时振子处于最大正位移处，其速度为零，B正确；

C．根据多普勒效应，比较接收和发射超声波频率的变化，可用于测量心脏血液的流动速度，C正确；

D．检查平面平整度利用光的干涉原理，D正确；

E．5G信号和4G信号的频率不同，叠加不能发生稳定干涉，E错误。

故选BCD。

11．     6.4         

【解析】

【详解】

（1）[1]根据游标卡尺的读数规则可得，图乙所示的遮光片的宽度为

（2）[2]经过光电门时，位移为遮光片宽度d，时间为t，平均速度为

由于t很小，平均速度近似等于过光电门时的瞬时速度，即有

（3）[3]根据匀变速直线运动的速度位移公式可得

解得

12．          最大     5.90     7.50

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]根据原理图连接实物图如下图所示

（2）[2]为保证电路安全，实验开始前，应使电阻箱的阻值最大；

（3）[3][4]由电路图可知

则可知图像的纵截距为电源的电动势，因此

图像斜率

则

13．（1）20J；（2）压缩弹簧，最大形变量为0.4m

【解析】

【详解】

（1）经分析可知，弹簧的弹性势能最大时，物块和木板具有共同速度，设为v，有:

解得:

v=2m/s

根据能量守恒定律有:

解得:

（2）假设物块不会压缩弹簧，且物块在木板上通过的距离为s1，有:

解得:

由于s1＞L，故物块会压缩弹簧，由能量守恒定律有

解得:

14．（1）；（2）；；（3）见解析

【解析】

【详解】

（1）粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，粒子在区域I内做圆周运动的半径

又

解得

（2）设圆形区域I的圆心和原点O的连线与x轴负方向的夹角为，由几何关系有

解得

根据对称性，粒子经过D点时的速度方向与x轴正方向的夹角也为，粒子在区域Ⅲ内的运动可视为类平抛运动的逆运动，设粒子从D点运动到C点的时间为，粒子从D点运动到C点的过程中沿x轴方向的位移大小为s，有

解得

设粒子在区域Ⅱ内做圆周运动的半径为，有

解得

又

解得

设粒子在区域Ⅲ内运动的加速度大小为a，有

又

解得

（3）粒子在区域Ⅱ内做圆周运动的周期

粒子从原点O运动到D点的时间

解得

当n为大于零的偶数时，有

，，4，6，…

解得

，，4，6，…

当n为大于零的奇数时，有

，，3，5，…

解得

，，3，5，…

15．（i）；（ii）

【解析】

【详解】

（i）对水瓶中的空气，根据查理定律有

解得

（ii）设水瓶的容积为V，打开瓶盖后水瓶中及放出的空气的总体积为，根据玻意耳定律有

经分析可知

解得

16．（i）；（ii）

【解析】

【详解】

（i）光路如图所示，由几何关系可知，光线从P点射入透明体的入射角与折射角分别为

又

解得

（ii）根据几何关系可知，P、D两点间的距离为

光在透明体中传播的速度大小

又

解得