2022届山东省枣庄高三二模物理试卷及答案

2022届山东省枣庄市高三（下）二模物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．氢原子的能级图如图所示。现有一群处于能级的氢原子，则这群氢原子（　　）

A．只可能辐射2种频率的光子

B．辐射光子的最大能量为

C．辐射光子的最大能量为

D．若被光照射后，发生了电离，则电离氢原子的光子能量至少为

2．喷洒酒精消毒是抗击新冠肺炎疫情的重要手段。某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下按压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后，按下按柄B打开阀门K，消毒液会经导管自动从喷嘴处喷出。设喷液过程中，储气室内气体温度保持不变，若储气室内气体可视为理想气体，则下列说法正确的是（　　）

A．喷液过程中，储气室内气体内能减小

B．喷液过程中，储气室内气体放出热量

C．喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力逐渐减小

D．只要储气室内气体压强大于外界大气压强，消毒液就能从喷嘴喷出

3．是“电子不停车收费系统”的简称，常用于高速公路出入口的通道。装有打卡装置的汽车，从通道驶入、驶出高速公路时，系统能在汽车行驶中实现自动快速计、缴费。如图所示是一辆汽车通过直线通道运动过程的位移一时间（）图像．其中和时间段内的图像是直线段，下列说法正确的是（　　）

A．在时间段内，汽车做匀加速直线运动

B．在时刻，汽车的速度最大

C．在时间段内，汽车做加速直线运动

D．在和两时间段内，汽车的加速度方向相同

4．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

5．如图所示，、、、是真空中正四面体的四个顶点，E点为的中点。现在、两点分别固定电荷量为、的两个点电荷。下列说法正确的是（　　）

A．点的场强比点的大

B．点的电势比点的高

C．、两点的场强不相同

D．将另一带负电的检验电荷从点沿直线移动到点，电场力对它不做功

6．如图所示，蜘蛛在竖直墙壁与地面之间结网时，为拉出的第一根直线蛛丝，与水平地面之间的夹角为．A点到地面的距离为。取重力加速度，空气阻力不计，。若蜘蛛从竖直墙壁上距地面的C点以水平速度跳出，要落到蛛丝上，则水平速度至少为（　　）

A． B．

C． D．

7．如图（a）所示，倾角为的传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带的长度。一个可视为质点的质量的物块，自A点无初速度的放在传送带底端，其被传送至B端的过程中，动能与位移x的关系（）图像如图（b）所示。取重力加速度。下列说法正确的是（　　）

A．物块与传送带之间的动摩擦因数为0.25

B．整个过程中合外力对物块做的功为

C．整个过程中摩擦力对物块做的功为

D．整个过程中摩擦力对物块做的功等于物块机械能的增加量

8．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻和的阻值分别为和，A为理想交流电流表，u为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当开关S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（　　）

A．7 B．6 C．5 D．4

二、多选题

9．我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成，如图所示。设三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径关系为。下列说法正确的是（　　）

A．的线速度比的小

B．的角速度比的小

C．和的周期之比为

D．和的线速度之比为

10．一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（　　）

A． B． C． D．

11．足够大的光滑水平面上，一根不可伸长的细绳一端连接着质量为的物块，另一端连接质量为的木板，绳子开始是松弛的。质量为的物块放在长木板的右端，与木板间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力大小。现在给物块水平向左的瞬时初速度，物块立即在长木板上运动。已知绳子绷紧前，、已经达到共同速度；绳子绷紧后，、总是具有相同的速度；物块始终未从长木板上滑落．下列说法正确的是（　　）

A．绳子绷紧前，、达到的共同速度大小为

B．绳子刚绷紧后的瞬间，、的速度大小均为

C．绳子刚绷紧后的瞬间，、的速度大小均为

D．最终、、三者将以大小为的共同速度一直运动下去

12．如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨足够长，底部Q、N之间连接阻值为的电阻，磁感应强度为、足够大的匀强磁场与导轨平面垂直。质量为、电阻值为的金属棒放在导轨上，且始终与导轨接触良好。导轨的上端点P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行。开关闭合后，金属棒恰能保持静止。取重力加速度，其余部分的电阻不计。则（　　）

A．匀强磁场的磁感应强度均匀减小

B．金属棒中的电流为

C．匀强磁场的磁感应强度的变化率为

D．断开之后，金属棒下滑的最大速度为

三、实验题

13．某学习小组的同学用图甲所示装置做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验，测量弹簧原长时，为了方便测量，他们把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，弹簧顶端与刻度尺零刻线对齐，用刻度尺测出弹簧的原长如图乙所示。然后把弹簧悬挂在铁架台上，仍使顶端的同一位置对齐刻度尺的零刻线，将6个完全相同的钩码逐个加挂在弹簧的下端，测出每次弹簧的长度，结合图乙测得的原长，得出对应的伸长量x，测量数据见下表。

（1）由图乙可知，弹簧的原长为________。

（2）在答题卡给出的坐标纸上作出弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像_______。

（3）由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重，使得到的图像不过坐标原点0。那么，由于弹簧自重而引起的弹簧的伸长量为___________。

14．随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。纯净水的电导率（电阻率的倒数）是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某探究实验小组查阅国家2020版药典标准得知：合格纯净水的电导率，为方便检测，实验小组把电导率换算为电阻率，得知合格标准为电阻率。为测量某纯净水的电阻率，他们将水样装入一个绝缘性能良好的圆柱形塑料容器内，容器两端用圆片状金属电极密封。测得该容器两电极间长度为，圆柱内径圆面积为。除待测水样外，实验室还提供如下器材：

A．电流表：量程

B．电压表V：量程

C．滑动变阻器R：阻值范围，允许的最大电流

D．电源E：电动势为，内阻不计

E．开关和导线若干

（1）实验电路原理图如图甲所示。该小组正确连接实验电路后，将电压表的不固定接头分别与b、c接触，观察电压表和电流表指针偏转情况，发现电流表的指针偏转变化明显，电压表指针偏转几乎不变，则应将电压表接头接在_________（选填“b”或“c”）点。

（2）请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图乙连接成实验电路，其中电压表的接头要跟（1）中的选择一致_______。

（3）根据实验中测得的多组电压表和电流表的示数，在坐标系中描点连线，得到图像如图丙所示。根据图像可得，水样的电阻值__________。

（4）结合题目给出的数据可知，该水样的电导率__________（填“合格”或“不合格”）。

四、解答题

15．为防止文物展出时因氧化而受损，需抽出存放文物的展柜中的空气，充入惰性气体，形成低氧环境。如图所示，为用活塞式抽气筒从存放青铜鼎的展柜内抽出空气的示意图。已知展柜容积为，开始时展柜内空气压强为，抽气筒每次抽出空气的体积为；抽气一次后，展柜内压强传感器显示内部压强为需；不考虑抽气引起的温度变化。求：

（1）青铜鼎材料的总体积；

（2）抽气两次后，展柜内剩余空气与开始时空气的质量之比。

16．如图所示，水池的底面与水平面所成夹角为，一尺寸很小的遥控船模某时刻从A点沿以的速度匀速向岸边O点行驶，此时太阳位于船模的正后上方，太阳光线方向与水平面的夹角。已知水的折射率，。

（1）求该时刻太阳光线在水中的折射角；

（2）如图所示，B点为连线上的一点，在遥控船模从A点驶向B点的过程中，其在水池底面的影子从C点移向D点。请在答题纸图中作图确定并标出C点和D点；

（3）求遥控船模在水池底面的影子沿水池底面向O点运动速度的大小；

（4）若图中太阳光线方向与水平面的夹角变大（），则遥控船模在水池底面的影子沿水池底面向O点运动的速度将如何变化（不要求推导过程，仅回答“增大”“减小”或“不变”）？

17．某离子发动机简化结构如图甲所示，其横截面半径为R的圆柱腔分为I、Ⅱ两个工作区：I区为电离区，其内有沿轴向分布的匀强磁场，磁感应强度的大小，其中，m为电子质量，e为电子电荷量。Ⅱ区为加速区，其内电极P、Q间加有恒定电压U，形成沿轴向分布的匀强电场。在Ⅰ区内离轴线处的C点垂直于轴线持续射出一定速率范围的电子，过C点的圆柱腔横截面如图乙所示（从左向右看），电子的初速度方向与的连线成角。

（1）向Ⅰ区注入某种稀薄气体，电子要电离该气体，电子的速率至少应为。电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，其电离气体的效果越好。为取得好的电离效果，请判断Ⅰ区中的磁场方向（按图乙说明是“垂直于纸面向外”或“垂直于纸面向里”）；

（2）不考虑电子间的碰撞及相互作用，电子碰到器壁即被吸收。在取得好的电离效果下，当时，求从C点射出的电子速率v的最大值；

（3）Ⅰ区产生的离子以接近0的初速飘入Ⅱ区，被速后形成离子束，从右侧喷出。已知气体被电离成质量为M的1价正离子，且单位时间内飘入Ⅱ区的离子数目为定值n；求推进器获得的推力。

18．如图所示，质量的长直木杆竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合；另一质量、可视为质点的小橡胶环套在长直木杆上。现让小橡胶环以的初速度从长直木杆顶端沿长木杆滑下，小橡胶环每次跟水平面的碰撞都是瞬间弹性碰撞；而长直木杆每次跟水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。最终小橡胶环未从长直木杆上端滑出。已知小橡胶环与长直木杆之间的滑动摩擦力大小，认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，取重力加速度。求：

(1)长直木杆的最小长度；

(2)长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能；

(3)长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式；

(4)小橡胶环在长直木杆上运动的总路程。

参考答案：

1．D

【解析】

【详解】

A．一群处于能级的氢原子，最多可辐射的光子种数为

故A错误；

BC．辐射光子的最大能量为

故BC错误；

D．若被光照射后，发生了电离，则电离氢原子的光子能量至少为

故D正确。

故选D。

2．C

【解析】

【详解】

A．喷液过程中，温度不变，储气室内气体内能不变，A错误；

B．喷液过程中，气体膨胀对外做功，但内能不变，由热力学第一定律可知，储气室内气体吸收热量，B错误；

C．由于喷液过程中温度保持不变，气体分子的平均动能不变，故分子热运动剧烈程度不变，但是气体压强增小，所以储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力逐渐减小，故C正确；

D．只有当储气室内气体压强大于外界大气压强与导管内液体压强之和，消毒液才能从喷嘴喷出，故D错误。

故选C。

3．C

【解析】

【详解】

A．由“位移-时间”图像切线的斜率表示瞬时速度，0～t1图像的斜率不变，则汽车做匀速直线运动，A错误；

B．t1～t2图像切线的斜率（表示瞬时速度）越来越小，在时刻，汽车的速度最小，B错误；

C．t2～t3图像切线的斜率越来越大，则汽车做加速直线运动，C正确；

D．t1～t2和t2～t3汽车先做减速后做加速，所以加速度方向相反，D错误。

故选C。

4．C

【解析】

【详解】

从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为

△x=2d

即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在图中相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，则薄膜层的厚度之间变小，因条纹宽度先是保持不变，然后突变变宽，再保持不变，则厚度先不变再突然变小再保持不变。

故选C。

5．D

【解析】

【详解】

BC．在、两点分别固定电荷量为、的两个点电荷，则通过的中垂面是一等势面，、、处在同一等势面上，、、三点的电势相等，、两点的场强方向都与平行，方向指向的一侧，即方向相同，根据对称性可知场强的大小相等，故、两点的场强相同，选项BC错误；

D．由于、、处在同一等势面上，故将另一带负电的检验电荷从点沿直线移动到点，电场力对它不做功，选项D正确；

A．假设连线的中点为，由等量异种电荷电场分布特点可知，在通过的中垂面上，离连线的中点越近，场强越大，离越远，场强越小，根据图中几何关系可知垂直于，故的距离大于的距离，点的场强比点的小，选项A错误。

故选D。

6．C

【解析】

【详解】

平抛的运动轨迹如下所示：

AC之间的距离为

1.2m-1m=0.2m

由图可知

x=（y+0.2）tan37°

根据平抛运动规律有：

x=v0t

y=gt2

联立解得

v0=1.5m/s

C正确，ABD错误。

故选C。

7．D

【解析】

【详解】

A．开始时物块在传送带的作用下动能不断增大，根据动能定理有

在5m后动能不变，可知物块与传送带相对静止，即，带入动能表达式可得

A错误；

B．由动能定理可知，整个过程中合外力对物块做的功等于动能的变化量，则有

B错误；

CD．由功能关系可知，整个过程中摩擦力对物块做的功等于物块机械能的增加量，即

C错误，D正确。

故选D。

8．B

【解析】

【详解】

设变压器原、副线圈匝数之比为k，则可知，开关断开时，副线圈电流为；则根据理想变压器原理可知

同理可知

代入解得

故B正确，ACD错误。

故选B。

9．BD

【解析】

【详解】

AD．根据万有引力提供向心力可得

解得

可得和的线速度之比为

由于与的轨道半径相等，所以与的线速度大小相等，A错误，D正确；

B．根据万有引力提供向心力可得

解得

由于的轨道半径大于的轨道半径，所以的角速度比的小，B正确；

C．根据万有引力提供向心力可得

解得

可得和的周期之比为

C错误。

故选BD。

10．CD

【解析】

【详解】

由图甲可知波长

振幅

图乙所示质点在时在正向最大位移处，图丙所示质点在时，，运动方向沿y轴正方向，结合波形图找到对应的点，如图所示

四分之一波长为，若在左边，两平衡位置的距离为

若在右边，两平衡位置的距离为

考虑周期性得

或

可得CD正确，AB错误。

故选CD。

11．ACD

【解析】

【详解】

A．绳子绷紧前，、已经达到共同速度，设、达到的共同速度大小为，根据动量守恒定律可得

解得

A正确；

BC．绳子刚绷紧后的瞬间，、具有相同的速度，、组成的系统满足动量守恒，则有

解得

B错误，C正确；

D．、、三者最终有共同的速度，、、组成的系统满足动量守恒，则有

解得

D正确；

故选ACD。

12．BC

【解析】

【详解】

A．金属棒处于静止状态，则金属棒受到的安培力竖直向上，根据左手定则可知通过金属棒的电流方向由到，根据楞次定律可知匀强磁场的磁感应强度均匀增加，A错误；

B．设金属棒中的电流为，根据受力平衡可得

解得

B正确；

C．设匀强磁场的磁感应强度的变化率为，则线圈产生的感应电动势为

金属棒中的电流为

联立解得

C正确；

D．断开之后，当金属棒受力再次到达平衡时下滑速度最大，设最大速度为，则有

联立解得

D错误。

故选BC。

13．     20.00          1.00

【解析】

【详解】

（1）[1]刻度尺的分度值为1mm，所以其读数为20.00cm；

（2）[2]根据描点法得出弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像如图

（3）[3]由图可知，当没有挂钩码时，弹簧的伸长量为1.00cm，可得由于弹簧自重而引起的弹簧的伸长量为1.00cm。

14．     c     见解析     60000Ω     不合格

【解析】

【详解】

（1）[1]实验过程利用试触法发现电流表的指针偏转变化明显，电压表指针偏转几乎不变，说明电流表分压不明显，电压表分流现象明显，为提高实验的准确性，减小实验误差，电流表应该内接，故电压表接头接在c点；

（2）[2]滑动变阻器分压式连接，电流表内接，电源电动势12V，电压表选择大量程接入，故实物图连接如下图所示：

（3）[3]根据部分电路的欧姆定律可知

（4）[4]根据电阻的决定式可得

小于合格标准的电阻率，故不合格。

15．（1）；（2）

【解析】

【详解】

（1）由玻意耳定律得

解得

（2）设第二次抽气后气体压强为p2

设剩余气体压强为p0时体积为V，则

剩余气体与原气体的质量比

解得

16．（1）；（2）；（3）；（4）减小

【解析】

【详解】

（1）由折射定律得

解得

（2）由（1）求出的折射角结合几何关系可得下图

（3）光路图如图所示

由几何关系可得

解得

（4）由光路图可知，遥控船模在水池底部的影子沿水池底面向O点运动的速度将减小。

17．（1）垂直纸面向里；（2）；（3）

【解析】

【详解】

（1）根据左手定则，为取得好的电离效果，磁场方向是垂直纸面向里；

（2）

如图所示，当电子轨迹与横截面圆内切时，电子能到达的区域最大，电离效果最好。

根据几何关系

根据余弦定理

若为时，解得

根据洛伦兹力提供向心力

解得

（3）动量定理

离子动能定理

牛顿第三定律

联立得

18．(1)3.75m；(2)；(3)；(4)大于或等于（或13.4m）

【解析】

【详解】

(1)设长直木杆的最小长度为，小橡胶环沿长直木杆下滑时，长直木杆静止不动，根据受力分析和运动分析可得小橡胶环做匀速直线运动；小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，对小橡胶环有

对长直木杆有

根据题意则有

代入数据，联立解得

即长直木杆的最小长度3.75m

(2)小橡胶环与长直木杆共速后一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第一次碰撞前，则有

解得长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间前的速度大小为

长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能为

(3)长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆做匀速下滑，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，第二次共速后又一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第二次碰撞，则有

联立可得长直木杆跟水平面第二次将要碰撞时的速度大小为

所以可得长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式为

(4)小橡胶环沿长直木杆第一次下滑的最小路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆，在长直木杆上第一次上滑的路程为

长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，在长直木杆上第二次上滑的路程为

长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，以此类推小橡胶环在长直木杆上运动的总路程

即小橡胶环在长直木杆上运动的总路程大于或等于（或13.4m）