陕西省咸阳市2022年高考模拟检测（二）理科综合物理试题及答案

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一、选择题（本大题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求；第19～21题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
14．中学生在雨中打伞行走，从物理学可知当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少，若雨滴在空中以2m／s的速度竖直下落，而学生打着伞以1.5m／s的速度向西走，则该学生少淋雨的打伞（伞柄指向）方式为
15．如图甲所示为电流天平，此装置可以测定螺线管中的磁感应强度。它的横臂（图乙）能绕转轴00＇自由转动，轴的两侧臂长度相等。在轴的右侧，沿着横臂的边缘固定着一条U形绝缘导线，天平最右端导线CD的长度为l。先调整天平处于平衡，把U形导线端放入待测的磁场中（如图丙所示），给U形导线和螺线管分别通以大小为1和l。的电流。CD段导线由于受到安培力作用而使天平右臂向下倾斜，在天平的另一端可以加适当的砝码，使天平恢复平衡。设当地重力加速度g＝10m／s2。则下列说法正确的是
A.在螺线管内部与螺线管轴线平行的一条通电导线所受安培力为
B.若在电流天平的左端增加的砝码质量为m，则长螺线管内部的磁感应强度B为
C．若螺线管内部的磁感应强度B＝0.05T，CD段导线的长度为3cm，U形导线通电电流I＝2.0A，为使天平保持平衡，应在左端悬挂3×10-4g的砝码
D.假如使通过CD段导线的电流反向，仍可以通过悬挂砝码的方式测量磁感应强度
16．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为va、vb两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为va、vb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是
A．处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.75eV的光子并电离
B．图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
C．图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75eV
D.用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大
17．如图1所示，一质量为m的卫星绕地球在椭圆轨道I上运转，运转周期为T。，轨道I上的近地点A到地球球心的距离为a，远地点C到地球球心的距离为b，BD为椭圆轨道的短轴，A、C两点的曲率半径均为ka（通过该点和曲线上紧邻该点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做该点的曲率圆，图2中的虚线圆，其半径ρ叫做该点的曲率半径）。若地球的质量为M，引力常量为G。则
A.卫星在轨道I上运行时的机械能等于在轨道II上运行时的机械能
B.如果卫星要从轨道II返回到轨道I，则在C位置时动力气源要向后喷气
C．卫星从C→D→A的运动过程中，万有引力对其做的功为
D．卫星从C-D→A的运动过程中，万有引力对其做的功为
18．如图所示，金属板带有等量异种电荷，板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示，已知该平面内P、0的连线为等势线，且与电场线上两点M、N的连线垂直．一带电油滴在0点处于静止状态，则
A.若将油滴置于P处，仍能静止
B.若将油滴从M处释放，将沿电场线运动至N处
C.M点的电势一定比N点的高
D.油滴在M点的电势能一定比在N点的小
19．如图所示的圆形线圈共n匝，电阻为R，过线圈中心0垂直于线圈平面的直线上有A、B两点，A、B两点的距离为L，A、B关于0点对称，一条形磁铁开始放在A点，中心与A点重合，轴线与A、B所在直线重合，此时线圈中的磁通量为Φ1，将条形磁铁以速度v匀速向右移动，轴线始终与直线重合，磁铁中心到0点时线圈中的磁通量为Φ2，下列说法正确的是
A.磁铁在A点时，通过一匝线圈的磁通量为
B．磁铁从A到0的过程中，线圈中产生的平均感应电动势为
C．磁铁从A到B的过程中，线圈中磁通量的变化量为2Φ1
D.磁铁从A到B的过程中，通过线圈某一截面的电荷量为零
20．如图所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，磁铁的N、S极间的过渡区域宽度很小，可忽略不计.线圈的匝数为N、面积为S，总电阻为r，线圈所在位置的磁感应强度大小为B.当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光，则
A.发电机输出的电流为矩形波交流电B．灯泡两端电压
C．感应电动势的有效值是 D.转动过程中线圈中的磁通量始终为零
21．如图所示，水平路面匀速行驶的卡车板面上的物体质量为m＝8000kg，它被一根水平方向上压缩了的弹簧顶住而静止在卡车上，这时弹簧的弹力为6000N。现因紧急事故对卡车施以制动力，使卡车开始减速运动，运动中加速度由零逐渐增大到1m／s2，随即以1m／s2大小的加速度做匀减速直线运动。以下说法中正确的是
A.物体与卡车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发生变化
B.物体受到的摩擦力一直减小
C．当卡车加速度大小为0.75m／s2时，物体不受摩擦力作用
D．卡车以1m／s2的加速度向右做匀减速直线运动时，物体受到的摩擦力为8000N
第二部分（非选择题 共174分）
二、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第22题～第25题为必考题，每道试题考生都必须作答。第33题～第34题为选考题，考生根据要求作答）
（一）必考题（11题，共129分）
22．（6分）某学生想知道多用表所用电池的电动势大小，他根据自己所学知识设计了如图所示的测量电路，回答下列问题：
（1）连接电路时欧姆表黑表笔应接（选填“1”或“2”）。
（2）正确连接电路后，保持欧姆表挡位不变，先后两次调节变阻器使欧姆表和毫安表获得合适的数值R1、R2和I1、I2，则多用表电池的电动势大小可表示为E=（用题中符号表示）。
（3）测量电动势大小与多用表挡位（选填“有关”或“无关”）。
23．（9分）用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。用天平测量两个小球的质量m1、m2，且m1＞m2；直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过测量相关量，来间接解决这个问题。下面是三个实验小组的实验情况：
（1）实验小组甲的实验装置如图1所示。图中0点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m，多次从斜轨上A位置静止释放；然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m，从斜轨上A位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点M1、P1、N1，并测量出平均水平位移OM1、OP1、ON1的长度x1 、x2 、x3。（用上述步骤中测量的量表示）
若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为： 。
（2）实验小组乙的实验装置如图2所示。在水平槽末端的右侧放置一个竖直屏，竖直屏的0点与小球的球心等高。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验（1）的操作，得到两球落在竖直屏上的平均落点M2 、P2、N2，量出OM2、OP2、ON2的高度h，h2、h3。（用上述步骤中测量的量表示）
则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为：。
（3）实验小组丙的实验装置如图3所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验（1）的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M3、P3、N3，用刻度尺测量斜面顶点到M3、P3、N3三点的距离分别为。（用上述步骤中测量的量表示）
则 验 证 两 球 碰 撞 过 程 中 动 量 守 恒 的 表 达 式 为 。
24．（14分）在科学研究中，可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。在如图所示的平面坐标系xOy内，以坐标原点0为圆心，半径为d的圆形区域外存在范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的粒子从P（0, d）点沿y轴正方向射入磁场，当入射速度为v。时，粒子从
a 处进入无场区射向原点O，不计粒子重力。求：
（1）磁场的磁感应强度B的大小；
（2）粒子离开P点后经多长时间第一次回到P点。
25．（18分）2021年3月，8辆编组高速动车组首次在符合实际工况的线路上进行的整列车被动安全碰撞试验，试验有效采集了列车吸能系统的变形次序等重要数据。其列车吸能系统中的多个吸能装置可以有效吸收碰撞或挂接过程中损失的动能。假设在编组站进行的某次挂接实验中，共有3节车厢，当动力车1以某速度匀速运动到距静止的编组车2距离为L时撤掉动力，动力车1与编组车2相碰，并以共同速度运动距离L后与编组车3相碰，最后三车又以共同速度运动了距离L后停止。已知每辆编组车的质量均为m，运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍，重力加速度为g，碰撞时间很短，忽略空气阻力。求：
（1）整个运动过程中摩擦阻力所做的总功；
（2）动力车1匀速运动时的速度大小；
（3）因摩擦系统损失的动能和因碰撞系统损失的动能之比。
（二）选考题
33．【物理-选修3-3】（15分）
（1）有关下列五幅图像所对应的物理规律，说法正确的是（）。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.对布朗运动，小颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的
B.单晶体在不同方向上的微粒排列是不一样的，所以单晶体在物理性质上表现为各向异性
C．当分子间作用力为0时，分子间的引力、斥力都为0，分子势能最小
D.气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律
E.绝热容器，抽走隔板，A内气体进入B的真空，对外不做功，内能不变
（2）新冠疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示。壶的容积为1.5L，内含1.0L的消毒液。闭合阀门K，缓慢向下压A每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，多次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时，按下B阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度保持不变，1.0 atm＝1.0×105Pa。
（i）求充气过程向下压A的次数和打开阀门K后最多可喷出液体的体积；
（ii）喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算全过程壶内气体从外界吸收的热量。
34．【物理-选修3-4】（15分）
（1）如图所示，一束复色光射入玻璃圆球，经折射一反射一折射后以a、b两束单色光离开玻璃球，下列说法正确的是（）。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A.a光的频率小于b光的频率
B.a光在玻璃球中传播速度小于b光在玻璃球中的传播速度
C.a、b光在玻璃球中的波长均大于在真空中的波长
D.a、b光从玻璃射向空气发生全反射时，a光的临界角小于b光的临界角
E.用同一台双缝干涉仪做双缝干涉实验，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距
（2）一列简谐横波在t＝0.4s时刻的波形图象如下图甲所示，波上质点A从t＝0时刻开始的振动图象如图乙所示，求：
（i）该列波的传播速度并判断其传播方向；
（ii）若图甲中质点P的纵坐标为-1，请写出质点P的振动方程并求出P在平衡位置的x坐标。