2022届江西省九江一中（九江市）高三下学期第二次模拟统一考试理综物理试卷含解析

2022届江西省九江一中（九江市）高三下学期第二次模拟统一考试

理综物理试卷

一、单选题

1．如图所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，下列说法正确的是（　　）

A．原子核A比原子核B的比结合能大

B．原子核B比原子核C更稳定

C．由原子核A分裂出原子核B、C的过程没有质量亏损

D．由原子核D、E结合成原子核F的过程一定释放能量

2．如图所示，直角三角形ABC内（包括边界）存在垂直纸面向里的匀强磁场，∠A=30°，BO⊥AC，两个带异种电荷的粒子分别沿OB方向射入磁场，偏向左边的粒子恰好没有从AB边射出磁场，偏向右边的粒子恰好垂直BC边射出磁场，忽略粒子重力和粒子间的相互作用。若正、负粒子的速度大小之比为1∶3，则正、负粒子的比荷之比为（　　）

A．1∶3 B．3∶1 C．2∶9 D．9∶2

3．如图所示，两小球P、Q从同一高度分别以和的初速度水平抛出，都落在了倾角的斜面上的A点，其中小球P垂直打到斜面上；P、Q两个小球打到斜面上时的速度大小分别为和。则（　　）

A． B． C． D．

4．科学家发现，距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统，这一发现为人类研究地外生命提供了新的思路和方向。假设构成双星系统的恒星a、b距离其他天体很远，其中恒星a由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，恒星b的质量、二星之间的距离均保持不变。则（　　）

A．恒星a的周期缓慢增大 B．恒星a的轨道半径缓慢增大

C．恒星a的动量缓慢增大 D．恒星a的向心加速度缓慢增大

5．如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器的A、B两极板间有一点电荷，在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间的电压，φ表示P点的电势。若保持极板B不动，第一次将极板A稍向上平移，第二次将极板A稍向下平移（移动后极板A的位置还在P点上方），则（　　）

A．两次移动后U相同

B．两次移动后点电荷都保持静止

C．第一次移动后φ减小，第二次移动后φ增大

D．第一次移动后Q不变，第二次移动后Q增大

6．如图所示，一足够长的竖直放置的圆柱形磁铁，产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），一个与磁铁同轴的圆形金属环，环的质量m=0.2kg，环单位长度的电阻为，半径r=0.1m（大于圆柱形磁铁的半径）。金属环由静止开始下落，环面始终水平，金属环切割处的磁感应强度大小均为B=0.5T，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则（　　）

A．环下落过程的最大速度为4m/s

B．环下落过程中，先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动

C．若下落时间为2s时环已经达到最大速度，则这个过程通过环截面的电荷量是

D．若下落高度为3m时环已经达到最大速度，则这个过程环产生的热量为6J

二、多选题

7．如图所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中以角速度绕垂直磁场的轴匀速转动，与理想变压器原线圈相连，则（　　）

A．在图示位置时，矩形线圈中磁通量变化率最小

B．若仅增加副线圈的匝数，则原线圈中的电流增大

C．若仅将变为原来的2倍，则电路的总功率变为原来的2倍

D．若仅将滑动变阻器滑片向下滑动，可使L1变亮，L2变暗

8．如图所示，在光滑的水平面上放着两块长度相等、质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端分别放有完全相同的物块，开始都处于静止状态。现分别对两物块施加水平恒力F1、F2，经过时间物块与木板分离后，两木板的速度大小分别为，已知物块与木板之间的动摩擦因数相同，则（　　）

A．若，且，则 B．若，且，则

C．若，且，则 D．若，且，则

9．以下说法正确的是（　　）

A．一定质量的气体，在吸收热量的同时体积增大，内能有可能不变

B．内能相等的两个物体相互接触，也可能发生热传递

C．仅知道阿伏加德罗常数和氮气的摩尔体积，能算出氮气分子的体积

D．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子势能越大

E．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零

10．下列说法中正确的是（　　）

A．机械波的频率等于波源的振动频率，与介质无关

B．在双缝干涉实验中，仅把紫光换成红光后，条纹间距会增大

C．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的

D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波

E．多普勒红移现象表示宇宙正在膨胀，是因为我们接收到的遥远恒星发出的光比恒星实际发光频率偏大

三、实验题

11．某探究性学习小组利用图1中的实验器材测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻，电阻，为了方便读数和作图，给电池串联一个的定值电阻。

（1）请在图1中完成电路连线；

（2）通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表和的多组、数据，作出图像如图2，由—图像得到电池的电动势E=　     　V，内阻r=　     　。（结果保留2位有效数字）

12．如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。

（1）用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=　     　mm。

（2）实验过程中　     　（填“需要”或“不需要”）满足M远大于m。

（3）实验主要步骤如下：

①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两光电门间的距离L。

②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间、及遮光条从A到B的时间t。

利用该装置验证动能定理的表达式为FL=　                   　；

（4）利用该装置验证动量定理的表达式为Ft=　               　。（以上两空均用字母M、d、、表示）

四、解答题

13．如图所示，空间存在竖直平面内的匀强电场，某时刻将二质量为m、电量为q，带负电、可视为质点的小球，从P点以大小为的速度水平向右抛出。经过一段时间后，小球经过P点正下方的Q点，P、Q距离为h，且经过Q点的速度大小为，已知重力加速度为g。求：

（1）P、Q两点的电势差；

（2）该匀强电场的场强大小及方向；

（3）小球抛出后速度大小再次为时，小球离P点的距离L。

14．如图所示，半径为R=5m的光滑圆弧AB固定在光滑的水平面上，在C点静止着一个滑块P，载人小车M静止在水平面上的D点。滑块Q从A点正上方距A点高H=2.2m处由静止释放，从A点进入圆弧并沿圆弧运动，Q运动到C点与P发生碰撞，碰后P、Q粘合为一个结合体E。已知Q、P和M的质量分别为=1kg、=5kg、=60kg，重力加速度g取10m/s2。

（1）求P、Q碰撞后的速度大小；

（2）如果结合体E与小车M发生弹性碰撞，求碰后小车的速度大小；

（3）如果人每次以v=10m/s的速度（相对地面）将E反向推出，求人最多能推E多少次。

15．如图所示，有一根粗细均匀、两边等长的U形细玻璃管，左端开口、右端封闭且导热良好。U形管竖直放置，管内有一段水银柱，右边封闭了一段空气柱。环境温度为240K时，左、右两边空气柱的长度分别为l1=20cm和l2=15cm，大气压强为75cmHg。（计算结果保留3位有效数字）

（1）若改变环境温度，使左右两边管内水银液面相平，求此时的环境温度；

（2）若不改变环境温度，而将左边管口也封闭，让U形管两端竖直朝上自由下落（下落时忽略空气阻力）；下落时间足够长且下落时U形管保持竖直。求气体状态稳定后，左右两边水银柱的高度差是多少？

16．如图所示，一个半圆形玻璃砖的截面图，AB与OC垂直，半圆的半径为R。一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖，其中距O点距离为的一条光线自玻璃砖右侧折射出来，与OC所在直线交于D点，，已知，，求：

（1）此玻璃砖的折射率是多少？

（2）若在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸，平行光照射玻璃砖后，右侧没有折射光射出，黑纸在AB方向的宽度至少是多少？

答案解析部分

1．【答案】D

【解析】【解答】AB．平均质量越小，比结合能越大，原子核越稳定，则原子核A比原子核B的比结合能小，原子核C比原子核B更稳定，AB不符合题意；

C．原子核A分裂成B、C属于重核的裂变，有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，有质量亏损，C不符合题意；

D．原子核D、E结合成原子核F属于轻核的聚变，有能量释放，有质量亏损，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】平均质量越小，比结合能越大，原子核越稳定核反应方程中根据爱因斯坦质能方程得出质量的亏损，

2．【答案】A

【解析】【解答】依题意，画出粒子运动轨迹图

几何关系可知

由

可得

正、负粒子的速度大小之比为1∶3，则正、负粒子的比荷之比为1∶3。

故答案为：A

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系得出轨道半径，利用洛伦兹力提供向心力得出 正、负粒子的比荷 。

3．【答案】B

【解析】【解答】AB．两球抛出后在竖直方向都做自由落体运动，在竖直方向的位移相等，运动时间均为

球P垂直打在斜面上，结合速度偏角公式可得

球Q落在斜面上，据位移偏角公式可得

解得

则

A不符合题意，B符合题意；

CD．球P落到斜面时满足

球Q落到斜面时满足

故

CD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】两球抛出后做平抛运动，根据平抛运动的规律得出两小球的初速度之比。

4．【答案】C

【解析】【解答】设恒星a的质量为m1，恒星b的质量为m2，两恒星之间的距离为L，构成双星的轨道半径为r1、r2，由万有引力提供匀速圆周运动的向心力，有

联立解得

A．恒星a由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢的均匀增大，恒星b的质量和二者之间的距离均保持不变，即m1增大，m2不变，L不变，则由

可得双星系统的角速度缓慢增大，A不符合题意；

B．由双星的运动规律有

可得

m1增大，m2不变，L不变，则恒星a的轨道半径缓慢减小，B不符合题意；

C．恒星a的动量大小为

故随着m1增大，m2不变，L不变，恒星a的动量大小缓慢增大，C符合题意；

D．恒星b的线速度大小为

故随着m1增大，m2不变，L不变，恒星b的线速度大小缓慢增大，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据双星系的万有引力等于向心力，从而得出角速度的表达式，并判断角速度的变化情况，利用动量表达式判断恒星的动量的变化情况。

5．【答案】D

【解析】【解答】将极板A稍向上平移，极板间距d增大，由电容器决定式

可知，电容C减小，若电容器两端电压U不变，电容器所带电量Q将减小，由于二极管具有单向导电性，电容器的电荷不能回到电源，所以电容器的电量Q不变。由于电容C减小，由电容的定义式

可知，U变大。

又

得

可知板间场强不变，电荷保持静止。

因为极板B接地，电势为零，P点到极板B的距离不变，场强不变，则P点到极板B的电势差不变，故P点电势不变。

若极板A稍向下平移，可知电容C增大，电荷可通过二极管对电容器充电，Q增大，电压U不变，故两次移动后U不同。

因为两极板间距d减小，故场强减小，电荷向下移动。同样，P点到极板B的电势差减小，P点电势降低，D符合题意，ABC不符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据电容器的定义式和决定式分析判断两次移动后的电势差大小，结合匀强电场电场强度的表达式判断点电荷的运动情况。

6．【答案】A

【解析】【解答】A．金属环达到最大速度时，加速度为0，受力平衡

设金属环的最大速度为vm，则

解得

A符合题意；

B．环下落过程中

得

加速度不是恒定的，所以先做变加速直线运动，然后匀速直线运动，B不符合题意；

C．若下落时间为2s时环已经达到最大速度，则

C不符合题意；

D．若下落高度为3m时环已经达到最大速度，则

得

D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】金属环达到最大速度时加速度为零，利用共点力平衡以及法拉第电磁感应定律和欧姆定律得出环下滑的速度 ，利用牛顿第二定律得出加速度的变化情况，并判断环的运动情况，利用能量守恒得出该过程中产生的热量。

7．【答案】A,B

【解析】【解答】A．在图示位置时，矩形线圈中磁通量最大，磁通量变化率最小，为零，A符合题意；

B．若仅增加副线圈的匝数，由

则原线圈中的电流增大，B符合题意；

C．若仅将变为原来的2倍，由

则最大电动势变为原来的2倍，根据

电动势的有效值也为原来的2倍，再由功率公式

R不变，则电路的总功率变为原来的4倍，C不符合题意；

D．若仅将滑动变阻器滑片向下滑动，R0减小，R0与R2串联和R1并联的总电阻减小，副电压不变，L2变亮，L1不变，D不符合题意。

故答案为：AB。

【分析】利用磁通量的表达式得出磁通量的变化率，利用原副线圈的匝数比和电流比的关系得出原线圈中的电流变化情况，结合功率的表达式得出电路的总功率变化情况。

8．【答案】A,D

【解析】【解答】AB．两滑块在木板上做匀减速直线运动，加速度

而木板做匀加速直线运动，加速度

滑块滑离木板满足相对位移

物块与M1的相对位移

物块与M2的相对位移

若

且

则

M1的速度为

M2的速度为

则

A符合题意，B不符合题意；

CD．若

且

则

故

C不符合题意，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】两滑块在木板上做匀减速直线运动时，利用牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律得出物块的速度大小关系和时间长短。

9．【答案】A,B,D

【解析】【解答】A．一定质量的气体，在吸收热量的同时体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知内能有可能不变，A符合题意；

B．内能相等的两个物体相互接触，温度不一定相同，温度不同就会发生热传递，因此可能发生热传递，B符合题意；

C．仅知道阿伏加德罗常数和氮气的摩尔体积，则可以算出氦气分子所占空间体积的大小，但气体分子之间的距离远大于气体分子的大小，所以氦气分子所占空间体积的大小远大于氦气分子体积的大小，不能算出氦气分子的体积，C不符合题意；

D．当分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子力做负功，分子势能增大，所以分子间的距离越小，分子势能越大，D符合题意；

E．气体压强的本质为分子对气壁的撞击，在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强不为零，E不符合题意。

故答案为：ABD。

【分析】根据热力学第一定律判断判断内能的变化情况，内能相等的两个物体温度不一定相同，子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离越小，分子力做负功。

10．【答案】A,B,D

【解析】【解答】A．机械波的频率等于波源的振动频率，与介质无关，A符合题意；

B．在双缝干涉实验中，仅把紫光换成红光后，条纹间距会增大，B符合题意；

C．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，C不符合题意；

D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波，D符合题意；

E．多普勒红移现象表示宇宙正在膨胀，说明我们接受到的遥远恒星发出的光比恒星实际发光频率偏小，E不符合题意。

故答案为：ABD。

【分析】机械波的频率等于波源的振动频率；根据双缝干涉的相邻条纹间距表达式判断条纹间距的变化情况，根据麦克斯韦电磁理论得出电磁波为横波。

11．【答案】（1）

（2）1.4；1.5

【解析】【解答】（1）图1中完成电路连线如图

（2）根据闭合电路欧姆定律

因为

化简可得

读出两坐标（，）和（，）代入方程可得

【分析】（1）根据测量电池的电动势和内阻的实验原理连接电路图；
（2）根据闭合电路欧姆定律列出方程，将数据带入方程得出电源的电动势和内阻。

12．【答案】（1）0.50

（2）不需要

（3）

（4）

【解析】【解答】（1）游标卡尺读数为

（2）实验中可通过力传感器来直接测量细线的拉力，不需要近似的将重物的重力约等于细线的拉力，故实验中不需要满足M远大于m。

（3）小车通过光电门A、B时的速度分别为，

以小车为研究对象，小车通过光电门A、B时，合力做功为

小车通过光电门A、B时动能的变化量为

则验证动能定理的表达式为

（4）以小车为研究对象，小车通过光电门A、B过程中，合力的冲量为

小车通过光电门A、B时动量的变化量为

则验证动量定理的表达式为

【分析】（1）利用游标卡尺的读数原理得出遮光条的宽度；
（2）该实验中小车所受的合力由力传感器测出，因此无需满足M远大于m；
（3）根据短时间内的平均速度等于瞬时速度得出通过光电门的速度，利用动能定理得出需要验证的表达式；
（4）根据冲量的表达式以及动量变化量的表达式得出验证动量定理的表达式。

13．【答案】（1）解：从P点到Q点，由动能定理得

解得

（2）解：由（1）可知，场强方向水平向右，从P点到Q点，竖直方向由运动学公式

水平方向由牛顿第二定律得

水平方向由运动学公式得

解得

（3）解：小球抛出后速度大小再次为时，则水平方向

竖直方向

合速度

小球离P点的距离L为

【解析】【分析】（1）小球从P到Q的过程根据动能定理得出PQ的电势差；
（2）小球在偏转磁场根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律得出电场强度的表达式；
（3）利用匀变速直线运动的规律以及位移的合成得出 小球离P点的距离 。

14．【答案】（1）解：滑块Q自由下落到与P发生碰撞前瞬间，据动能定理可得

Q与P碰撞过程，据动量守恒定律可得

联立解得P、Q碰撞后的速度大小为

（2）解：结合体E与小车M发生弹性碰撞，据动量守恒及机械能守恒分别可得

联立解得碰后组合体和小车的速度分别为，

（3）解：结合体E以向右运动的过程，人第一次推的过程，以向右为正方向，据动量守恒定律可得

以后每次推出过程，小车的动量变化量为

推出n次后，小车的动量为

当人推组合体n次后，小车的速度大于等于v，人就无法再推E，即

联立解得

即人最多能推组合体6次

【解析】【分析】（1） 滑块Q自由下落到与P发生碰撞前瞬间根据动能定理和动量守恒定律得出碰撞后PQ的速度；
（2） 结合体E与小车M发生弹性碰撞，据动量守恒及机械能守恒 得出组合体和小车的速度；
（3） 结合体E以向右运动的过程 ，利用动量守恒和动量的表达式判断人最多能推E 的次数。

15．【答案】（1）解：设玻璃管的横截面积为S，对于右侧管内的气体有，初状态，，

末状态，

设此时的环境温度为，根据理想气体状态方程有

解得

（2）解：当玻璃管自由下落足够长时间气体状态稳定时，设封闭气体的压强为p，左侧被封气体长度为l1’，右侧被封气体长度为l2’，则对左右侧气体，根据等温变化规律有

又

可解得l1’=20.59cm，l2’=14.41cm

则两边水银液面的高度差

【解析】【分析】（1） 对于右侧管内的气体 ，根据理想气体状态方程得出环境温度；
（2） 对左右侧气体，利用玻意耳定律得出左右两边水银柱的高度差。

16．【答案】（1）解：如图所知，连接OE即为法线所在直线，由几何关系得

则由几何关系得

设ED为x，则由余弦定理得

解得

又由余弦定理得

所以

所以由几何关系知

所以由折射定律得，折射率为

（2）解：如上图所示，设从N点入射时恰好能发生全反射，则可知

即临界角为由几何关系知

所以平行光照射玻璃砖后，要使右侧没有折射光射出，黑纸在AB方向的宽度至少为

【解析】【分析】（1）根据光在玻璃砖中的光路图以及几何关系得出入射角的大小，利用折射定律得出折射率的大小
（2）根据全反射临界角和折射率的关系以及几何关系得出黑纸在AB方向的宽度 的最小值。