2022届河南省洛阳高三二模物理试卷及答案

2022届河南省洛阳高三二模物理试卷及答案

一、单选题

1．下列说法正确的是（　　）

A．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出光子的波长

B．原子核的平均结合能越小表示该核中的核子结合得越牢固

C．（铀）衰变为（镤）要经过1次α衰变和2次β衰变

D．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出光电子的最大初动能也随之增大

2．2020年11月29日20时33分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道，如图所示，近圆形轨道离月球表面200km，月球质量7.3×1022kg，半径为1738km，引力常量G=6.67×10-11N·m²/kg，则（　　）

A．在两轨道上运行的周期相等

B．在近月点“刹车”瞬间前后的加速度不变

C．在近圆形轨道上的环绕速度约为4.9km/s

D．探测器在环月椭圆轨道的机械能小于在近圆形环月轨道的机械能

3．如图所示，匀强电场内有一矩形区域ABCD，电荷量为e的某带电粒子从B点沿BD方向以8eV的动能射入该区域，粒子恰好经过A点。已知矩形区域的边长AB=8cm，BC=6cm，A、B、C三点的电势分别为6V、12V、18V，不计粒子重力，下列判断正确的是（　　）

A．粒子带负电

B．电场强度的大小为100V/m

C．粒子到达A点时的动能为12eV

D．仅改变粒子在B点初速度的方向，该粒子可能经过C点

4．如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　）

A．安装时A端比B端更远离圆心

B．高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光

C．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光

D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光

5．图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速一定时，传感器显示如图乙所示，则（　　）

A．磁铁的转速为

B．线圈两端电压的有效值为

C．交变电流的电压表达式为

D．该交变电流可以直接加在击穿电压为的电容器上

二、多选题

6．如图甲，在倾角为θ=30°的斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位置在B点。小物块在A点由静止释放，从开始运动的一段时间内的v-t图像如图乙所示。小物块在0.8s时运动到B点，在1.0s时到达C点（图中未标出），在1.3s时到达D点，经过一段时间后又回到B点，且速度不为零。取g=10m/s2。由图知（　　）

A．小物块从A点运动到D点的过程中，小物块在C点时，弹簧的弹性势能最小

B．小物块从A点运动到D点的过程中，小物块机械能不断减少

C．小物块从D点运动到B点的过程中，加速度不断减小

D．小物块第一次经过B点的加速度值小于第二次经过B点的加速度值

7．如图，在水平面内固定有两根相互平行的无限长光滑金属导轨，其间距为L，电阻不计。在虚线l1的左侧存在竖直向上的匀强磁场，在虚线l2的右侧存在竖直向下的匀强磁场，两部分磁场的磁感应强度大小均为B。与导轨垂直的金属棒ad、bc的电阻均为R，质量分别为m、2m，各自静止于两磁场中。现突然给ad棒一个水平向左的初速度v0，下列说法正确的是（　　）

A．两金属棒组成的系统的动量守恒

B．两金属棒始终受到水平向右的安培力

C．两棒达到稳定时速度大小均为

D．ad棒向左运动的过程中，ad棒产生的总焦耳热为

8．《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程，如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．工人对绳的拉力一直变大

B．绳OD的拉力的一直变小

C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mg

D．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为mg

9．一定质量的理想气体，由初始状态A开始，按图中箭头所示的方向进行了一系列状态变化，最后又回到初始状态A，即A→B→C→A(其中BC与纵轴平行，CA与横轴平行)，这一过程称为一个循环．在这一循环中，对于该气体，下列说法正确的有____

A．从状态A变化到状态B，分子的平均动能增大

B．从状态B变化到状态C，气体的内能减小

C．从状态C变化到状态A，气体吸收热量

D．从状态B变化到状态C，分子的平均动能逐渐减小

E．从状态A变化到状态B，气体放出热量

10．一列简谐横波，在t =0.6s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为- 1cm，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是____

A．这列波沿x轴正方向传播

B．这列波的波速是m/s

C．从t=0.6s开始，紧接着的△t=0.6s时间内，A质点通过的路程是10m

D．从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置

E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物不能发生明显衍射现象

三、实验题

11．某学习小组用如图所示的实验装置探究“动能定理”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。

（1）下列实验要求中不必要的一项是_______（请填写选项前对应的字母）。

A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使A位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调至水平

D．应使细线与气垫导轨平行

（2）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t。则研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系的实验原理表达式为________（用F、L、M、d、t表示）。如果通过描点作出线性图象，研究滑块动能变化与合外力对它所做功的关系，处理数据时应作出的图象是_______（请填写选项前对应的字母）。

A．作出t-F图象          B．作出t2-F图象               C．作出图象        D．作出图象

12．图甲是一个多用电表，图乙是多用电表的简化电路图，电流挡的两个量程为10mA和3mA，电压挡的两个量程为10V和4V，表盘如图丙所示。

（1）在测量电阻时，要用到图甲中的选择开关K和部件S、T。请完成下列测量步骤：

①旋动部件______，使指针对准电流的“0”刻度线。

②将K旋转到电阻挡适当的倍率位置。

③将插入“+”“－”插孔的两表笔短接，旋动部件______，使指针对准电阻的______刻度线（选填“0”或“∞”）。

（2）对于图乙，下列说法正确的是______（请填写选项前面对应的字母）

A．A表笔应为黑表笔，B表笔应为红表笔

B．当选择开关K旋到“1”时，对应的是电流挡，量程为3mA

C．当选择开关K旋到位置“5”测量时，A表笔应接电势高的点

D．当选择开关K旋到位置“3”时是电阻挡。某同学测量一电阻时，由于粗心将红、黑表笔插反，这对最终的测量结果没有影响

（3）当图乙中的选择开关K旋到“3”时，内部电源电动势为4.5V.欧姆调零后，在A、B两表笔之间接入一个待测电阻，发现表头G刚好半偏，则A、B之间所接的电阻为______Ω，对应的倍率为______（选填“×1”、 “×10”、“×100”、“×1k”）。

四、解答题

13．2022年北京冬奥会的成功举办，极大地激发了广大群众的冰雪运动热情。如图甲所示为某地冰壶比赛的场地示意图，冰道水平。已知冰壶的质量为20kg，营垒区的半径为1.8m，投掷线中点与营垒区中心O的距离为30m。设冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减为μ2=0.004.在某次比赛中，若冰壶在发球区受到运动员沿中心线PO方向推力作用的时间t=10s，冰壶A在投掷线中点处以v0=2.0m/s的速度沿中心线PO滑出。不计冰壶自身的大小，g取10m/s2，求：

（1）冰壶在发球区受到运动员沿中心线方向作用力的冲量大小为多少？

（2）如果在中心线PO上已经静止着一个相同的冰壶B，冰壶B距营垒区中心O的距离为0.9m，如图乙所示。若要使冰壶A能够沿中心线PO将B撞出营垒区，则运动员用毛刷擦冰面的长度至少为多少？（设冰壶之间的碰撞时间极短，且无机械能损失）

14．在xOy坐标系内第二象限存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E；第四象限存在垂直xoy平面向内的匀强磁场，磁感应强度为B；在直线OP上的A、C之间有同种带正电粒子以不同的初速度沿x轴正方向连续射出，均能打到O点，A点和C点出发的带电粒子经匀强磁场偏转后分别在x轴上的F点、D点射出磁场，且在F点射出的粒子在O点的速度方向与y轴负方向成30°。已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，OD=L，OF=2L，不计带电粒子的重力。求：

（1）从F点射出磁场的粒子在O点时的速度v1；

（2）从C点射出的粒子到达O点的时间；

（3）在第四象限处放一与x轴平行的挡板，能挡住在A、C之间发射的上述粒子，则挡板的最小长度Δx为多少。

15．如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知篮球内部容积为7.5L，环境温度为27℃，大气压强为1.0atm，打气前球内气压等于外界大气压强，手持式打气筒每打一次气能将0.5L、1.0atm的空气打入球内，当球内气压达到1.6atm时停止打气（1atm=1.0×105Pa）。

(1)已知温度为0℃、压强为1atm标准状态下气体的摩尔体积为V0=22.4L/mol，求打气前该篮球内空气的分子数n（取阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，计算结果保留两位有效数字）；

(2)要使篮球内气压达到1.6atm，求需打气的次数N（设打气过程中气体温度不变）。

16．2022年2月4日举办的北京冬奥会开幕式令世界沸腾。在这场感觉、听觉、视觉交织融合的饕盛宴背后，最大的“功臣”非LED显示技术莫属。发光二极管（LED）可高效地将电能转化为光能，在照明、平板显示、医疗器件等领域具有广泛的用途。有一种发光二极管，它由半径为R的半球体介质ABC和发光管芯组成，管芯发光区域是半径为r的圆面PQ，其圆心与半球体的球心O重合，过球心的横截面如图所示。图中发光圆面发出的某条光线射向D点，入射角为30°，折射角为45°。

（1）求半球体介质对光的折射率及光从该介质射入空气中的临界角；

（2）为使从发光圆面PQ射向半球面上所有的光都不会发生全反射，管芯发光区域面积最大值为多少？

参考答案：

1．A

【解析】

【详解】

A．氢原子跃迁过程中释放的能量为

而根据氢原子能级图可知

所以氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出光子的波长，故A正确；

B．原子核的平均结合能越大表示该核中的核子结合得越牢固，故B错误；

C．根据质量数和电荷数守恒可知，（铀）衰变为（镤）要经过1次α衰变和1次β衰变，故C错误；

D．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，从锌板表面逸出光电子，逸出光电子的最大初动能只跟紫外线的频率有关，与紫外线的照射强度无关，故D错误。

故选A。

2．B

【解析】

【分析】

【详解】

A．由题可知，椭圆轨道的半长轴大于近圆形环月轨道的半径，由开普勒第三定律

可知椭圆轨道运行的周期大于近圆形环月轨道运行的周期，故A错误；

B．由

得

可知在近月点“刹车”瞬间前后的加速度不变，故B正确；

C．由万有引力提供向心力

代入数据解得

故C错误；

D．探测器在环月椭圆轨道需要减速进入近圆形环月轨道，除了万有引力外，其他力对其做负功，所以机械能减小，故探测器在环月椭圆轨道的机械能大于在近圆形环月轨道的机械能，故D错误。

故选B。

3．D

【解析】

【详解】

A．根据题意得

解得

B、D在同一等势面上，电场方向左下，粒子带正电荷，A错误；

B．电场强度为

B错误；

C．根据动能定理得

解得

C错误；

D．粒子的从B点到C点克服电场力的功为

仅改变粒子在B点初速度的方向，该粒子一定能经过C点，D正确。

故选D。

4．C

【解析】

【详解】

A．要使物体做离心运动，MN接触，则，应该A端靠近圆心，故A错误；

B．转速越大，所需要的向心力越大，弹簧拉伸越长，MN接触就会发光，不能说物体受到离心力，故B错误；

C．在最低点时

解得

增大质量，可以使LED灯在较低转速下也能发光，故C正确；

D．在最高点时

匀速行驶时，最低点弹簧弹力大于最高点弹簧弹力，因此最高点不一定发光，故D错误。

故选C。

5．C

【解析】

【分析】

【详解】

A．电流的周期为T=0.4s，故磁体的转速为n=2.5r/s，故A错误；

B．通过乙图可知电压的最大值为12V，故有效值

故B错误；

C．周期T=0.4s，故ω=5πrad/s，故电压的表达式为

u=12sin5πt（V）

故C正确；

D．电容器的击穿电压为交流电的最大值，而交流电的最大值大于电容器的击穿电压，故不能加在击穿电压为的电容器上，故D错误。

故选C。

6．BD

【解析】

【详解】

物块从A到B的加速度

可知物块与斜面之间有摩擦力；

A．小物块从A点运动到D点的过程中，小物块在C点时速度最大，此时弹簧的弹性势能不为零，不是最小，选项A错误；

B．小物块从A点运动到B点的过程中，因为有摩擦力做负功，则小物块机械能不断减少；从B点运动到D点的过程中，因为有摩擦力与弹簧弹力均做负功，则小物块机械能也是不断减少，选项B正确；

C．小物块从D点运动到B点的过程中

可知弹力刚开始大于重力沿斜面分力和摩擦力后小于，因此加速度先减小为零后反向增加，选项C错误；

D．小物块第一次经过B点的加速度值

第二次经过B点的加速度值

则

选项D正确。

故选BD。

7．CD

【解析】

【详解】

A．ad棒向左运动时，回路中产生顺时针方向的感应电流，ad棒受到向右的安培力，bc棒也受到向右的安培力，所以两金属棒组成的系统合外力不为零，系统的动量不守恒，故A错误。

BC．ad棒向左做减速运动，bc棒向右做加速运动，两棒速度大小相等时，回路的磁通量不变，不再产生感应电流，两棒不受安培力，均做匀速运动，设速度大小为v，根据动量定理得：

对ad棒有

-F安t=mv-m•v0

对bc棒有

F安t=2mv-0

联立解得

v=v0

即最终两金属棒的速度大小都是v0。故B错误，C正确。

D．由能量关系可知

ad棒产生的总焦耳热为

故D正确。

故选CD。

8．CD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示

绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。根据几何知识有

由正弦定理可得

解得

α增大，θ减小，则F1增大，F2减小，故AB错误；

C．两绳拉力的合力大小等于mg，故C正确；

D．当α=30°时，则θ=30°，根据平衡条件有

可得

故D正确；

故选CD。

9．ABD

【解析】

【详解】

从状态A变化到状态B，气体的温度升高，则分子的平均动能增大，选项A正确；从状态B变化到状态C，气体的温度降低，因理想气体的内能只与温度有关，则内能减小，选项B正确；从状态C变化到状态A，气体温度减低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，选项C错误；从状态B变化到状态C，气体的温度逐渐降低，则分子的平均动能逐渐减小，选项D正确；从状态A变化到状态B，气体温度升高，内能增大；气体体积变大，对外做功，则气体吸收热量，选项E错误；故选ABD.

10．ABD

【解析】

【详解】

A．由乙图读出时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由图甲判断出波的传播方向为沿x轴正方向，故A正确；

B．由图甲读出波长为，由乙图周期则波速度为，故B正确；

C．，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程为4倍振幅，则经过，A质点通过的路程是：，故C错误；

D．图示时刻质点P沿y轴负方向，质点Q沿y轴正方向，所以质点P将比质点Q晚回到平衡位置，将此图象与正弦曲线进行对比可知，P点的横坐标为，Q点的横坐标，根据波形的平移法可知质点P比质点Q晚回到平衡位置时间为：，故D正确；

E．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为，故E错误．

11．     A          C

【解析】

【详解】

（1）[1]A．滑块受到拉力可以通过传感器直接测得，故可以不用测量钩码和力传感器的总质量，A错误；

B．应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差， B正确；

CD．应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样力传感器测得的拉力才等于合力，CD正确。

故选A。

（2）[2][3] 滑块经过B的速度

解得

公式可转化为

则可得外力做功和滑块动能改变量相等，故验证滑块动能变化量和外力做功关系,应作出图象，为倾斜的直线,表达式为

故选C。

12．     S     T     0     CD     1500    

【解析】

【详解】

（1）①[1]使用多用表之前要进行调试，旋动部件S，使指针对准电流的“0”刻度线。

③[2][3]测电阻时还要欧姆调零，将插入“+”“－”插孔的两表笔短接，旋动部件T，使指针对准电阻的0刻度线。

（2）[4] A．黑表笔与欧姆挡的内接电源的正极相连，故A表笔应为红表笔，B表笔应为黑表笔，A错误；

B．当选择开关K旋到“1”时，对应的是电流挡，量程为10mA，B错误；

C．当选择开关K旋到位置“5”测量时，对应的是电压挡，电流从红表笔进，可得A表笔应接电势高的点，C正确；

D．当选择开关K旋到位置“3”时是电阻挡。某同学测量一电阻时，由于粗心将红、黑表笔插反，这对最终的测量结果没有影响，只是流过电表的电流方向发生变化，不影响测量电阻，D正确。

故选CD。

（3）[5][6]由题意知，接3时用的是欧姆挡，则中值电阻为

而表盘正中指示为15，所以此挡的倍率为。

13．（1）；（2）

【解析】

【详解】

（1）设推力对冰壶的冲量大小为I，则根据动量定理得：

代入数值解得

（2）冰壶A与冰壶B碰撞的过程中，设冰壶A与B碰撞前瞬间的速度为vA，碰撞后瞬间A的速度为，B的速度为，根据动量守恒定律和动能的关系，有

解得

若冰壶B沿OP方向恰好被撞出营垒区，则满足

其中

设冰壶A向冰壶B运动过程中，运动员用毛刷擦冰面的长度为L，则根据动能定理得

其中

代入数值解得

14．（1）；（2） ；（3）

【解析】

【详解】

（1）F点射出磁场的粒子半径为

洛伦兹力提供向心力有

则

（2）如图所示

粒子从C点射出到O点做类平抛运动，加速度

根据平抛知识可知，粒子在O点的速度方向与y轴负方向也成角，在磁场中做圆周运动转过的圆心角与A点射出的粒子也相同，由几何关系得

则

解得

则

（3）轨迹如图所示

当

处与x轴平行的挡板恰好与由O到D的圆相切，最短挡板为图中MN，根据图中数据可得

在三角形中，由勾股定理得

解得

15．(1)1.8×1023（个）；(2)9（次）

【解析】

【详解】

(1)设球内空气在标准状况下的体积为V′，由盖―吕萨克定律有

其中T1=300K，T2=273K，又

解得n=1.8×1023（个）

(2)由玻意耳定律，有

解得N=9（次）

16．（1），；（2）

【解析】

【详解】

（1）根据折射定律得

解得

根据

解得临界角

（2）如图，由正弦定理可知，从P或Q点垂直于圆面发出的光射到球面时的入射角最大，设为，由几何关系有

设光发生全反射的临界角为C，则有

为使从发光圆面PQ射向半球面上所有的光都不发生全反射，应满足

解得

管芯发光区域面积应满足

所以管芯发光区域面积最大值为。