2022届高考物理模拟金标卷 浙江专版（三）

2022届高考物理模拟金标卷 浙江专版（三）

一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分，每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1.在柴油机、汽轮机的铭牌上常标有“马力”二字，马力是工程技术上一种计量功率的常用单位，则1马力的表示正确的是(   )

A. B. C. D.

2.如图所示，空调外机用三角形支架固定在外墙上，其重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的正上方。若把斜梁加长些，仍保持O点的位置不变和横梁水平。所给选项中实线为加长前O点的受力，虚线为加长后O点的受力，则下列图象正确的是(   )
 

A. B.

C. D.

3.1 000年前，宋代诗人陈与义乘着小船出游时写下一首诗：飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。有关这首诗中的运动，下列说法正确的是(   )

A.“飞花”中的“花”之所以能飞，是选船作为参考系

B.“卧看满天云不动”中云不动是因为当天没有风

C.“不知云与我俱东”说明船在向西行驶

D.诗人相对船在向东运动

4.如图甲所示为某热气球示意图，图乙是它某次升空过程中的图像（取竖直向上为正方向），则以下说法正确的是(   )

A.0~10 s内，热气球的平均速度为5 m/s B.30~40 s内，热气球竖直向下运动

C.30~40 s内，吊篮中的人处于失重状态 D.0~40 s内，热气球的总位移为125 m

5.2021年10月14日18时51分，我国在太原卫星发射中心采用长征二号丁运载火箭成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”，实现我国太阳探测零的突破。这标志着我国正式步入“探日”时代。“羲和号”在距地球表面517公里的轨道上运行，已知地球质量为，半径为6371 km，引力常量为，则“羲和号”的运行周期约为(   )

A.87 min B.95 min C.120 min D.1440 min

6.某电风扇挡位变换器的电路如图所示，它可视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2 000匝的线圈两端接交变电源，输入电压为，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为200匝、600匝、1 000匝、2 000匝。电动机M的内阻、额定电压、额定功率，则下列说法正确的是(   )

A.交变电流的频率为100 Hz

B.当选择挡位3后，电动机两端的电压为

C.当由挡位3变为挡位2后，电风扇转速变快 

D.当选择挡位4后，电动机的输出功率为108 W

7.物理学科的发展和相关原理的应用，极大改变了人类的生产和生活方式，推动了人类文明的发展与进步。下列说法正确的是(   )

A.玻尔理论可以解释所有原子的光谱 B.查德威克通过实验发现了中子

C.强相互作用一定有轻子和强子参与 D.存在特征光谱是连续谱的原子

8.如图所示，一半径为R的光滑绝缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条光滑水平轨道相连。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球，已知小球受到的电场力大小等于小球重力的。为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，则释放点A距圆轨道最低点B的距离s为(   )

A. B. C. D.

9.在振荡电路中，时刻和时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则下列说法中正确的是(   )

A.时刻电容器正在充电 B.时刻电容器正在充电

C.时刻电路中的电流处在减小状态 D.时刻电路中的电流处在增大状态

10.如图所示，小球甲在竖直面内摆动的周期为，悬线长为L；小球乙在水平面内做匀速圆周运动，悬点为、轨迹圆圆心为，甲、乙两小球都能视为质点。下列说法正确的是(   )
 

A.小球甲的向心力由合力来充当

B.小球乙的向心力由拉力来充当

C.若小球乙运动的周期为，则与小球乙连接的悬线长度为L

D.若两点间的距离为L，则小球乙运动的周期为

11.如图所示，为半径为R的匀质玻璃球过球心O的横截面，入射光线1从A点射入玻璃球，折射光线2经过B点，出射光线3相对入射光线1方向改变了30°，是入射光线1的延长线，已知。则该玻璃球的折射率为(   )
 

A. B. C. D.1.2

12.如图所示，垂直平面向里的匀强磁场右边界为直线，左边界为折线，折线与水平线的夹角均为45°，一个正方形导线框的边长与磁场最小宽度均为l，线框从图示位置沿水平线向右匀速穿过磁场过程中，规定线框中逆时针方向为感应电流的正方向，则感应电流随运动距离的变化图像为(   )

A. B. C. D.

13.如图甲所示，物块（均可看成质点）静止放置在水平面上，边界左侧水平面光滑、右侧粗糙。从时刻起，在物块a上施加一水平向右的作用力随时间的变化规律如图乙所示，已知段和段关于C点中心对称。在到达边界前作用力F已经消失，已知物块a的质量为，物块之间的碰撞为弹性碰撞且最终都能静止，且静止时二者之间的距离为96 m，物块与粗糙平面间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。则物块b的质量为(   )
 

A.0.4 kg B.0.5 kg C.0.6 kg D.1.2 kg

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14.氘和氦3进行的核反应可作为核电站的能源，核反应的产物之一是。则下列说法正确的是(   )

A.核反应方程为

B.该核反应的产物具有很强的放射性

C.该核反应和是同一类核反应

D.该核反应和核反应都需要高温高压

15.如图所示，某均匀介质中有两列简谐横波A和B同时沿x轴正方向传播，在时刻两列波的波谷正好在处重合，则下列说法正确的是(   )

A.两列波的周期之比为5:3 B.两列波的传播速度相同

C.处质点的振动始终加强 D.时刻处质点的振动位移为

16.“世纪工程”——港珠澳大桥已于2018年10月24日9时正式通车，大桥主桥部分由约为6.7 km的海底隧道和22.9 km的桥梁构成，海底隧道需要每天24小时照明，而桥梁只需晚上照明。假设该大桥的照明电路可简化为如图所示电路，其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源，电阻分别视为隧道灯和桥梁路灯，则下列说法正确的是(   )

A.夜间，电流表示数为

B.夜间，开关S闭合，电路中电流表示数增大，电压表示数减小

C.当电流表示数为I时，太阳能电池供电系统的输出功率为

D.夜间，由于用电器的增多，太阳能电池供电系统损失的功率增大

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

17.（7分）某同学用图示实验装置验证机械能守恒定律。步骤如下：
A.轻质细线跨过定滑轮，两端分别连接物块，固定在竖直杆上的光电门（两光电门高度相同）可以测量物块上的挡光片通过光电门时的遮光时间；
B.在物块的中间位置安装挡光片，用游标卡尺测得挡光片的宽度均为，物块的质量（含挡光片）分别为0.5 kg、0.8 kg；
C.让物块A从光电门下方、物块B从光电门上方，距离光电门一定高度处静止释放，测得两挡光片经过光电门时的遮光时间，已知当地重力加速度为。

回答下列问题：

（1）某次实验过程中，释放两物块时，物块A上的挡光片与光电门的高度差为，物块B上的挡光片与光电门的高度差为。
①从与光电门相连的显示屏上得到的遮光时间分别为和，则物块A经过光电门时的速度大小为____________m/s（保留三位小数）。
②当物块B上的挡光片经过光电门时，两物块组成的系统重力势能的减少量为________J，动能的增加量为_________J；（保留三位小数）
③若系统机械能的损失量少于3%时，可验证系统机械能守恒，则本次实验________（填“能”或“不能”）验证该定律成立。

（2）下列操作能减小实验误差的有________。

A.选用较光滑的定滑轮

B.在真空中进行实验

C.质量不变，选用较大体积的物块

18.（7分）温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下：

A.直流电源，电动势，内阻不计；

B.电流表，量程为0~600 mA，内阻约为；

C.电流表，量程为0~10 mA，内阻；

D.定值电阻，阻值；

E.滑动变阻器，最大阻值；

F.被测热敏电阻；

G.开关、导线若干。

（1）实验要求能够在0~5 V范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值进行测量，请在图甲的方框中设计出实验电路。

（2）某次测量中，闭合开关S，记下电流表的示数和电流表的示数，则计算热敏电阻阻值的表达式为___________（用题给的物理量符号表示）。

（3）该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出图像如图乙所示，由图乙可知，该热敏电阻的阻值随电流表的示数的增大而_______（填“增大”“减小”或“不变”）。

（4）该小组同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示的电路，电路中电源电压恒为9 V，内阻不计，理想电流表示数为0.7 A，定值电阻，则由以上信息可求出定值电阻的阻值为_________，此时该金属热敏电阻的温度为________℃。

19.（9分）小明同学将“打夯”的情境简化成如图所示的过程，放置于水平地面上的平底重物，两人同时通过绳子对重物各施加一个拉力，拉力大小均为，方向均与竖直方向成，两人同时作用后停止施力。一段时间后重物落下，重物砸入地面，地面下降的高度。已知重物的质量为，所受空气阻力忽略不计，重力加速度g取，。求：

（1）重物上升的时间；

（2）重物砸入地面的过程中，重物对地面的平均冲击力大小。

20.（12分）如图所示，在水平轨道右侧安放一半径为的竖直圆形光滑轨道，水平轨道的段铺设特殊材料，调节其初始长度为，水平轨道左侧有一轻质理想弹簧，左端固定，弹簧处于自然状态。质量的小物块A（可视为质点）从轨道右侧以初速度冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道。物块A与PQ段间的动摩擦因数，轨道其他部分光滑，重力加速度取。求：

（1）物块A第一次到达圆形轨道最高点时对圆形轨道的压力；

（2）物块A压缩弹簧过程中弹簧获得的最大弹性势能；

（3）调节段的长度L，使A仍以初速度从轨道右侧冲上轨道，当L满足什么条件时，物块A能3次通过Q点且不脱离轨道。

21.（10分）如图所示，光滑金属直导轨水平放置（电阻不计），右端接有阻值为R的定值电阻，左端接有光滑金属导轨和，二者总阻值为，三角形是边长为d的等边三角形，其余导轨电阻不计。区域内分布着竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场（未画出），区域内也存在一竖直向下的匀强磁场，两磁场边界之间的距离。质量为m、长度为d的导体棒放置在金属导轨最左端A点且与垂直，给导体棒一向右的初速度v，同时施加一水平向右的外力F，使其沿导轨方向匀速运动，导体棒进入无磁场区域后撤去外力，导体棒电阻不计。
 

（1）求导体棒运动到时所受安培力大小；

（2）若导体棒进入右侧磁场后停在距边界x处，求区域中磁场的磁感应强度大小；

（3）若导体棒进入右侧磁场后在导体棒上施加一外力使其以该磁场边界为平衡位置做个周期的简谐运动直至其离开磁场，所用时间为，已知在处时外力大小为，当导体棒第一次速度为时外力大小也为，求导体棒速度第一次减到零过程中外力与时间的关系式。

22.（10分）在如图所示的平面直角坐标系内，在虚线（）下方存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，在虚线（）上方有一关于y轴对称的长方形，虚线上方的长方形外存在垂直坐标平面的匀强磁场（未画出）。一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从y轴负半轴上一点由静止释放，进入磁场后做匀速圆周运动，再进入电场后恰沿x轴负方向经过O点，已知粒子从磁场进入电场时的位置坐标为，取。
 

（1）求粒子释放位置的纵坐标的值；

（2）求磁场的磁感应强度大小和长方形面积的最大值；

（3）在（2）情形下，求粒子从释放到第五次经过O点所需的时间。

答案以及解析

1.答案：D

解析：功率的单位是W，对选项中的单位分析可知D正确。

2.答案：C

解析：根据受力分析知识可知，斜梁下端与外墙的接触点下移，斜梁对O点的作用力与竖直方向的夹角减小，又变化前后O点始终受力平衡，可知C正确。

3.答案：A

解析：本题考查参考系的选取。“飞花”中的“花”之所以能飞，是选船作为参考系，选项A正确；“卧看满天云不动”中云不动是诗人选择了随船运动的自己为参考系，并不是因为当天没有风，选项B错误；从“不知云与我俱东”可知，相对于地面来说，诗人与云都是向东运动的，而诗人相对船是静上的，选项C、D错误。

4.答案：C

解析：本题考查通过图像判断物体的运动。0~10 s内，热气球向上做匀加速直线运动，所以热气球的平均速度为，故A错误；由题图可知30~40 s内，热气球速度方向为正方向，则热气球向上运动，故B错误；30~40 s内，热气球向上做减速运动，加速度方向向下，则吊篮中的人处于失重状态，故C正确；由图线与时间轴围成的面积表示位移，可得热气球的总位移为，故D错误。

5.答案：B

解析：“羲和号”绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力有，代入数据得，B正确。

6.答案：D

解析：本题考查变压器的规律。交变电流的频率，A错误；原线圈两端电压的有效值，当选择挡位3后，根据理想变压器的变压规律可得，解得电动机两端的电压，B错误；当由挡位3变为挡位2后，电动机两端电压减小，电风扇转速变慢，C错误；当选择挡位4后，电动机两端的电压为220 V，通过电动机的电流，电动机的输出功率，D正确。

7.答案：B

解析：玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律，但对于稍微复杂一点的原子如氦原子，玻尔理论就无法解释它的光谱现象，A错误；卢瑟福预测了中子的存在，查德威克通过实验证明了中子的存在，B正确；轻子不参与强相互作用，C错误；任何原子的特征光谱都是线状谱，D错误。

8.答案：D

解析：本题考查等效场与圆周运动的结合。已知，则重力与电场力的合力，小球在圆轨道中的等效最高点如图所示，且，得，小球刚好在圆轨道内做圆周运动，在等效最高点，小球所受弹力为零，重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，小球从水平轨道至等效最高点的过程中，由动能定理得，解得，故A、B、C错误，D正确。

9.答案：B

解析：本题考查振荡电路的变化规律。根据安培定则可知，时刻电流从左端流入线圈，从右端流出线圈，则此时电容器正在放电，放电电流逐渐增大，A、C错误；时刻电路中的电流方向和时刻相同，则此时电容器正在充电，充电电流逐渐减小，B正确，D错误。

10.答案：D

解析：甲的向心力由拉力和重力沿悬线方向的分力的合力来充当，A错误；乙的向心力由拉力沿水平方向的分力（即合力）来充当，B错误；对乙受力分析，设悬线与竖直方向的夹角为两点间的距离为h，轨迹圆半径为r，由力的合成和牛顿第二定律可得，由几何关系可得，可得，对比甲的摆动周期，知当时，，C错误，D正确。

11.答案：C

解析：如图所示，反向延长出射光线3与交于D点，根据几何关系和折射定律可知，，又出射光线3相对入射光线1方向改变了30°，可得，又，可得，则该玻璃的折射率为，C正确。
 

12.答案：B

解析：本题考查电磁感应图像问题。线框穿过磁场的过程如图所示，

线框运动距离满足时，线框右边切割磁感线的有效长度增大，一直到l，感应电流增大，沿逆时针方向；线框运动距离满足时，线框右边切割磁感线的有效长度不变，感应电流大小恒定，沿逆时针方向；线框运动距离满足时，线框右边全部和左边部分切割磁感线，总的有效切割长度变小，感应电流变小，沿逆时针方向，当时感应电流为零；线框运动距离满足时，线框左边切割磁感线的有效长度不变，感应电流大小恒定，沿顺时针方向，故B正确。

13.答案：C

解析：由对称性可知，图线与横轴围成的面积等于线段与横轴围成的面积，在力F作用过程中，力F的冲量为，设物块a到达边界时的速度为，由动量定理有，解得，物块之间的碰撞为弹性碰撞，取水平向右为正方向，设物块b的质量为，碰后瞬间物块的速度分别为，碰撞过程由动量守恒定律和机械能守恒定律有，解得，又碰撞后最终物块都能静止，则碰撞后物块都向右运动，则应满足。碰后对物块a由动能定理有，解得，同理，二者停止时的距离为，得，C正确。

14.答案：AD

解析：根据题述产物可知，该核反应方程为，A正确；和是稳定的元素，二者都不具有放射性，B错误；属于核聚变反应，属于人工核转变，C错误；属于核聚变，和题干中的核反应类型相同，都需要高温高压，D正确。

15.答案：BD

解析：本题考查机械振动与机械波。在同一均匀介质中传播时两列波的波速相等，两列波的波长分别为3 m和5 m，由波速公式得两列波的周期之比为，故A错误，B正确；由于两列波的周期不相等，所以两列波相遇时不能形成稳定的干涉，则处质点的振动不会始终加强，故C错误；时刻处质点的振动位移为，故D正确。

16.答案：BD

解析：本题考查电路分析与电路中的能量关系。夜间，桥梁需要照明，开关S闭合，电阻并联，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数，故A错误；夜间，开关S闭合，电路中总电阻减小，干路电流增大，电路中电流表示数增大，电源内电压增大，路端电压减小，电压表示数减小，故B正确；当电流表示数为I时，太阳能电池供电系统的总功率为，输出功率为，故C错误；夜间，用电器增多，相当于 开关S闭合，电路中总电阻减小，干路电流增大，根据可知，太阳能电池供电系统损失的功率增大，故D正确。

17.答案：（1）①1.165
②0.294；0.294
③能

（2）AB

解析：（1）①物块B到光电门的距离较近，且，故物块B经过光电门时速度较小，遮光时间较长，故物块A经过光电门时，遮光时间为，则物块A经过光电门时的速度大小为；
②从释放到物块B下降到光电门处的过程中，系统重力势能的变化量为，物块B经过光电门时的速度大小为，系统动能的变化量为，③从释放到物块A上升到光电门的过程中，系统重力势能的变化量为，系统动能的变化量为，以上数据均满足要求，故可验证系统机械能守恒。

（2）选择光滑定滑轮可减小线与滑轮间因摩擦损失的能量，减小机械能的损失，A正确；真空中可避免空气阻力的影响，减小实验误差，B正确；物块体积增大，速度相同时，受到的空气阻力更大，不利于实验，C错误。

18.答案：（1）见解析（2）（3）增大（4）17.5;55

解析：本题考查测量热敏电阻阻值的实验。

（1）所给实验器材中没有电压表，可用内阻已知的电流表与定值电阻串联构成最大测量值为的电压表；实验要求能够在0~5 V范围内进行测量，则滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示。

（2）由欧姆定律可得。

（3）根据，可得，则电流表的示数增大，斜率增大，可知增大。

（4）由题图丁可知，通过的电流，则通过和的电流为0.4 A；由图像可知，，此时两端的电压为，则两端的电压为7 V，则，，根据图像可知，解得。

19.答案：（1）0.6 s（2）7 680 N

解析：本题通过“打夯”的情境考查动量定理与动能定理的结合。

（1）设重物上升的时间为，对重物上升过程，选取竖直向上为正方向，由动量定理得

解得重物上升的时间

（2）设从重物上升到刚撤去拉力，重物上升的高度为h，由动量定理得

根据运动学公式有

从重物上升到砸入地面，由动能定理得

解得

根据牛顿第三定律，重物对地面的平均冲击力大小

20.答案：（1）20 N，方向竖直向上（2）8 J（3）

解析：本题考查单物体的多过程问题。

（1）设物块A在圆形轨道最高点的速度大小为，物块A从开始运动到第一次到达圆形轨道最高点的过程中，根据动能定理得

在圆形轨道最高点，对物块A，根据牛顿第二定律得

联立解得

由牛顿第三定律得，物块A对轨道的压力大小为20 N，方向竖直向上

（2）设弹簧获得的最大弹性势能为，从物块A开始运动到弹簧压缩到最短的过程，根据能量守恒定律得

解得

（3）若A向左滑上轨道后，能原路向右滑回且到达圆形轨道上某点处又能返回到水平轨道时，则一定可以3次过Q点且不脱离轨道，因此临界条件为A能沿圆形轨道上滑且最高滑至高度R，若物块A刚好滑至最大高度R处，由动能定理得

解得，

故段的长度满足

若物块A刚好滑至圆形轨道最底端，由动能定理得

解得，

故段的长度满足

综上可得段的长度满足的条件为

21.答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）设导体棒在上运动的时间为，可得导体棒此时切割磁感线的长度为
由法拉第电磁感应定律可得此时产生的感应电动势为
左侧回路中导轨接入的长度为
该部分导轨的阻值为
则导体棒右侧回路的总阻值为
则回路的总电阻为
可得通过导体棒的电流为
导体棒受到的安培力为
综上可得
可知当导体棒运动到时，则导体棒受到的安培力为
（2）导体棒在右侧磁场中速度为时，产生的感应电动势为
导体棒中通过的电流大小为

此时导体棒受到的安培力为
综上所述有
解得
（3）结合上述分析，有
导体棒速度与时间的关系式为
可得位移与时间的关系式为
由数学知识可知导体棒速度大小为时，导体棒的位移与最大位移之比为，导体棒受到的安培力大小为
则导体棒静止时到边界的距离为
对于简谐运动有
分折可知
可得外力与时间的关系式为

22.答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）粒子从进入电场且能沿x轴负方向经过O点
沿电场方向的运动，反向能看成初速度为零的匀加速运动，加速度
由匀变速运动规律有
沿电场方向的初速度为
在垂直电场方向上，做匀速直线运动，有
解得粒子从磁场进入电场时的速度大小为

洛伦兹力对粒子不做功，则粒子第一次离开电场时的速度大小也为
对粒子由静止释放到离开电场的过程，由动能定理有
解得
可得粒子释放位置的纵坐标为
（2）画出粒子在电、磁场中的运动轨迹，如图所示，结合（1）中分析可知，

对于粒子在磁场中的运动，设粒子的轨迹半径为r，由几何关系有
粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，有

故磁场的磁感应强度大小为

粒子离开长方形区域时速度沿y轴正方向，结合粒子回到电场时的位置和速度方向可以判断出，长方形区域的宽度一定，为
故长方形区域的长度越长，长方形面积越大，即c点与点重合时，长方形的面积最大
长方形面积的最大值为
（3）设粒子从出发到第一次经过长方形下边界所需的时间为，由牛顿第二定律有
粒子到达长方形下边界时的速度为
粒子在无磁场区域运动的时间为，有

粒子从进入磁场到离开磁场所用的时间为，有

且
粒子进入电场做类平抛运动回到O点所需的时间为
结合运动的对称性和粒子运动规律可知，
粒子从开始运动到第五次经过O点所需的时间为