2022年内蒙古包头市高考物理二模试卷

2022年内蒙古包头市高考物理二模试卷

1. 在太空空间站中，将水油混合，如图。将小瓶瓶口朝下竖直放置，一分钟后水和油的位置关系为
    

A. 水油仍混合在一起
B. 水油分离，水在瓶口处
C. 水油分离，水在瓶底处
D. 水油分离，但无法确定哪种液体在瓶口处

2. 某汽车以恒定功率匀速行驶，看到前方红灯，司机将汽车功率减半，并保持该功率行驶，看到红灯转为绿灯，逐渐增加功率，使汽车做匀加速运动直到恢复原来功率，以后保持该功率行驶。设汽车所受阻力大小不变，则在该过程中，汽车的速度随时间变化图象可能是

A.  B.
C.  D.

3. 如图，在匀强电场中，有边长为2cm的正六边形ABCDEF，其六个顶点均位于同一个圆上，正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该正六边形的中心，B、D、F三点电势分别为2V、6V、4V，下列说法不正确的是

A. A点电势为2V
B. 等于
C. 匀强电场的电场强度大小为
D. 将电子由A点移到C点，电场力做功为

4. 一质量为的滑块从一斜面倾角为的固定斜面顶端，在恒定外力作用下由静止沿斜面滑下，滑块与斜面间的动摩擦因数。滑块滑至底端的过程中，其机械能随下滑距离s变化的图象如图所示取。则滑块从顶端滑到底端的过程中，下列说法正确的是

A. 重力势能一定减少了20J
B. 外力的大小一定是8N
C. 摩擦力做的功一定是
D. 滑块滑到斜面底端时的速度大小一定是

5. 如图，固定点A、B系着一根不可伸长的柔软轻绳，绳上套有一质量为的光滑小铁环可视为质点，静止时。现用水平外力向纸外拉动小铁环，再次静止时，与竖直平面的夹角为取，则此时

A. 绳上的拉力为 B. 绳上的拉力为
C. 外力的大小为16N D. 外力的大小为

6. 镭疗是一种利用放射性元素镭放出的具有强大穿透力的、、射线进入身体，治疗宫颈癌等恶性肿瘤的方法。下列说法正确的是

A. 将、、射线垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来
B. 发生衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
C. 射线是原子核内中子转变形成的
D. 在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强

7. 如图甲，交流发电机与一理想变压器连接，给“220V880W”的电饭煲和“220V220W”的抽油烟机正常供电。交流发电机的两磁极间视为匀强磁场，内阻不计的线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，产生的电动势如图乙所示。所有导线的电阻均不计，交流电流表是理想电表，电饭煲和抽油烟机同时正常工作，则下列说法正确的是
    

A. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B. 原副线圈匝数比：：1
C. 电饭煲的电阻为，抽油烟机的电阻为
D. 理想电流表示数是

8. 如图，竖直平面内存在一个具有理想边界，大小为2T方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场区域。一个质量、边长、电阻的匀质正方形刚性导线框，从距磁场区域高度h处以速度水平向右抛出，线框在进入磁场过程中速度保持不变线框运动过程中不翻转，不考虑空气阻力。下列说法正确的是

A. 抛出时ab边距磁场上边界的距离为
B. 线框刚进入磁场时，cd边的电压为
C. 线框抛出位置不变，水平抛出速度时，线框进入磁场过程中一定做匀速运动
D. 线框抛出位置不变，水平抛出速度时，线框进入磁场过程中一定做匀速运动

9. 某实验小组用气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，实验装置如图甲所示。
   
   用天平测得滑块A、均包括挡光片的质量分别为，；用游标卡尺测得挡光处的宽度均为若某次用游标卡尺测量挡光片的宽度时的示数如图乙所示。则其读数为______ cm。
   将滑块A向右弹出，与静止的B滑块发生碰撞，碰撞后两滑块粘在一起。与光电门1、2相连的计时器测得的挡光时间分别为和则碰撞后系统动量为______。
   如果气垫导轨没有放平，左侧高于右侧，则碰撞前的系统动量______填“大于”“小于”或“等于”碰撞后的系统动量。
10. 某物理小组测量一阻值约为定值电阻的阻值，实验器材如下：
    电压表量程，内阻；电压表量程，内阻约为；滑动变阻器R；待测定值电阻；电源电动势，内阻不计；开关和导线若干。
    回答下列问题：
    
    测量中要求闭合开关后，两只电表的读数均从0开始变化，并能测量多组数据，电压表示数大于示数。请在虚线框中画出测量电阻的实验电路图。
    调节滑动变阻器，两电压表、读数分别、，并读取多组数据，在坐标纸上描点、连线如图所示。当电压表示数为时，通过电阻电流大小为______ A；依据图象数据可以得出的阻值为______。保留三位有效数字
    若电压表实际电阻大于，则电阻的测量值______真实值选填“大于”“小于”或“等于”。
11. 如图，空间坐标系xOy中存在着理想边界的长方形匀强磁场ABCO，磁场方向垂直纸面平面向里。AO长为L，AB长为2L，D、E为AB及CD的中点。甲、乙两带正电粒子都从O点沿x轴正方向以相同的速度射入磁场，甲粒子恰好从D点射出，乙粒子恰好从B点射出。不计粒子间的相互作用力及粒子重力求：
    甲、乙两粒子的比荷之比；
    乙粒子运动轨迹与DE连线交点的坐标。
    
    
    
    
    
    
     
12. 风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，在距地面高度上方设置一足够大的风洞，可以使实验中所用小球受到水平向右等大恒定风力作用。一质量为的小球甲从距地面高处以一定初速度水平抛出。在距抛出点同一竖直平面内水平距离处地面上，同时竖直向上抛出另一质量为的小球乙甲、乙可视为质点，除风洞产生的风力外不考虑其他空气阻力，重力加速度g取。
    关闭风洞，两小球恰好在空中相遇，求小球乙抛出时的初速度；
    打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为，两小球恰好在空中相遇，求相遇点距地面的高度；
    打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为，两小球恰好在空中相遇，求该次风力的大小。
    
    
    
    
    
    
     
13. 如图是玩具饮水鸟。饮水鸟头和躯体以一根玻璃管连通，内装易挥发乙醚液体，构成一个密闭容器。在鸟的面前放上一杯水，用手把鸟嘴浸到水里，鸟“喝”了一口水后，又直立起来。之后，无需人的干预，小鸟直立一会儿就会自己俯下身去使鸟嘴浸入水中“喝”水，然后又会直立起来。就这样周而复始，小鸟不停地点头喝水，成为一台神奇的“永动机”。当水杯中的水干了之后，小鸟______填“能”或“不能”继续上下运动。根据所学物理知识，试分析饮水鸟上下运动的能量来源：______。
14. 趣味运动“充气碰碰球”如图。用PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为，压强为。碰撞时气体最大压缩量是，不考虑压缩时气体的温度变化。
    求压缩量最大时，球内气体的压强；
    为保障游戏安全，球内气体压强不能超过，那么，在早晨环境下充完气的碰碰球，球内气体压强为，若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在下午的环境下进行碰撞游戏？结果均保留3位有效数字

冬奥会雪上项目的运动员都配戴有护目镜，护目镜上附有一层“增反膜”，以减小紫外线对眼睛的伤害。制作护目镜时需要测量紫外线的波长。假设利用双缝干涉进行波长的测量，实验中使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中亮条纹间距。求：
被测紫外线的频率f；
若选用薄膜材料的折射率为，则制作“增反膜”眼镜时，“增反膜”的最小厚度是多少？







答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】解：在太空空间站中，任何物体都处于完全失重状态，则在这种状态下，水和油能混合在一起，不会分离，故A正确，BCD错误；
故选：A。
在太空空间站中，水和油都处于完全失重状态，则在这种状态下，水和油不会分离。
明确物体处于完全失重状态下时的运动情况和状态。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：阶段，设汽车以速度做匀速运动，牵引力与阻力f平衡，此时功率恒为，则有，阶段，时刻使汽车功率减半瞬间，汽车的速度不变，根据可知牵引力突然减小为原来的一半，则汽车开始做减速运动，功率保持为不变，根据可知随着速度的减小，牵引力又逐渐增大，可知汽车做加速度减小的减速运动，阶段，当时刻牵引力又增大到等于阻力，汽车开始做匀速运动，此时汽车的速度为，阶段，看到红灯转为绿灯，逐渐增加功率，使汽车做匀加速运动直到恢复原来功率，这段时间内汽车先做匀加速直线运动，当牵引力功率刚恢复原来功率瞬间，牵引力仍大于阻力，汽车继续加速，但以后保持功率行驶，根据可知随着速度的增加，牵引力减小，汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力减小到与阻力平衡时，汽车开始匀速运动，速度大小为，故C正确，ABD错误；
故选：C。
分阶段由分析汽车牵引力变化，再分析合力变化，进而分析汽车的速度及加速度的变化。
本题考查了汽车的启动问题，解决此类问题的关键是抓住汽车启动过程中的不变量，然后由来分析汽车的运动过程。
 

3.【答案】D
 

【解析】解：A、如图所示，连接BD和CF交于G点


由于G为BD的中点，则G的电势为
可知F、G电势相等，故CF为等势线，电场方向垂直于CF向上，可知AB也为等势线，则有
故A正确；
B、A、F两点的电势差为两点的电势差为
故有
故B正确；
C、匀强电场的电场强度大小为
故C正确；
D、将电子由A点移到C点，电场力做功为
故D错误；
本题下选择错误选项；
故选：D。
求出电子由B点移到A点电场力做的功，由此分析电势能的变化；根据电势能的计算公式分析电势能的大小；由电场强度与电势差间的关系求解电场强度。
本题的关键找等势点，作出电场线，这是解决这类问题常用方法。同时还要充分利用正六边形的对称性分析匀强电场中各点电势的关系。
 

4.【答案】D
 

【解析】解：A、物体沿斜面下滑5m，则重力势能减小量：，故A错误；
BC、从顶端到底端时机械能增加20J，则除重力以外的其他力做功为20J，设力F与斜面的夹角为，则：
，其中，
代入数据可知：
只有当时；
摩擦力做功，解得：，只有当时摩擦力功才等于，故BC错误；
D、因物体沿斜面下滑5m，重力势能减小30J，而初态机械能为30J，可知斜面的底端为零重力势能点，到达底端时机械能为50J，则动能为50J，根据可得，故D正确。
故选：D。
重力做的功等于重力势能减小量；由于外力方向不确定，则外力大小、摩擦力做功情况不确定；根据机械能的变化求解滑块在底端的动能大小，再根据动能的计算公式求解速度大小。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力或弹力以外的力做功有关。
 

5.【答案】B
 

【解析】解：AB、设OA和OB绳拉力的合力为，小铁环受力右视图如图所示：

根据几何关系可得：
根据平行四边形法则可知，绳上的拉力为，故A错误、B正确；
CD、根据平衡条件可得外力，故CD错误。
故选：B。
根据平衡条件求解OA和OB绳拉力的合力，再根据平行四边形法则求解绳上的拉力；根据平衡条件可得外力大小。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
 

6.【答案】AC
 

【解析】解：A、、、三种射线分别带正电，带负电，不带电，、射线在电场中受力方向不同，射线不受力，它们垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来，故A正确；
B、发生衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，质量数减少4，电荷数减少2，故质子数减少了2，中子数减少了2，故B错误；
C、射线是原子核内中子转化为质子和电子，电子释放出来形成的电子流，故C正确；
D、在这三种射线中，射线的穿透能力最强，但电离能力最弱，故D错误；
故选：AC。
根据三种射线的特点判断；衰变所释放的电子是原子核中的中子转变为质子和电子所产生的，其速度接近光速；三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，射线的穿透能力最弱，电离能力最强．发生衰变时电荷数少2，质量数少4，根据该规律判断中子数的变化．
本题考查了衰变、衰变的实质，以及各种射线的性质，比较简单，关键熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点．
 

7.【答案】AB
 

【解析】解：A、因为
则变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为，故A正确；
B、原线圈电压有效值
则原副线圈匝数比，故B正确；
C、电饭煲的电阻为
抽油烟机内有电动机，不是纯电阻电路，则电阻，故C错误；
D、由功率关系可知
解得，即理想电流表示数是1A，故D错误。
故选：AB。
根据图乙所示图象求出电压的最大值，求出交变电流的周期，然后求出电压的瞬时值表达式；根据变压器的变压比求出原副线圈的匝数比；根据求电饭煲的电阻，抽油烟机内有电动机，不是纯电阻，不能用求抽油烟机的电阻；根据能量守恒求解理想电流表的示数。
本题考查了正弦式交变电流与变压器问题，分析清楚图示图象、应用电功率公式、变压器规律即可解题。
 

8.【答案】BC
 

【解析】解：A、线框进入磁场的过程中速度不变，线框受力平衡

而

联立解得
，
故A错误；
B、线框刚进入磁场时，cd边的电压为

代入数据可得
故B正确；
CD、线框从抛出到进入磁场时用时间

若，则进入磁场时的水平位移
若线框抛出位置不变，水平抛出速度时，进入磁场时水平位移小于，因进入磁场时的竖直速度不变，则受到的向上的安培力不变，则线框进入磁场过程中一定都做匀速运动；
若线框抛出位置不变，水平抛出速度时，进入磁场时水平位移大于，则线框可能飞过磁场或者部分进入磁场，此时线框受的安培力小于重力，则线框不能匀速进入磁场，故C正确，D错误。
故选：BC。
A、根据线框受力平衡，结合运动学公式求出抛出时ab边距磁场上边界的距离；
B、根据回路中的电流，求出线框刚进入磁场时，cd边的电压；
CD、结合已知量，分析线框进入磁场可能的运动情况。
本题考查了电磁感应和力学问题，要注意法拉第电磁感应定律与运动学公式的应用，要注意结合题意和闭合电路的欧姆定律。
 

9.【答案】小于
 

【解析】解：游标卡尺的精度为，其读数为主尺的示数与游标尺示数之和，故用游标卡尺测得挡光处的宽度；
碰后滑块AB的共同速度，则碰撞后系统动量为
如果气垫导轨没有放平，左侧高于右侧，则物块向右将加速运动，则碰前A通过光电门的速度小于碰前瞬时A的速度；碰后通过光电门的速度大于碰后瞬时的速度，则碰撞前的系统动量小于碰撞后的系统动量。
故答案为：；；小于。
明确游标卡尺精度，根据游标卡尺原理和读数方法，读出示数；
通过光电门计算碰撞后AB的速度，进而求出其碰后系统的动量；
根据实验误差分析可知，系统碰撞前的总动量小于碰撞后的总动量。
此题综合考查了游标卡尺的读数方法和系统动量守恒定律的应用，掌握运动过程某一点速度近似等于这段过程平均速度，要注意定律成立需要满足的条件，即系统不受外力或所受外力可以忽略不计。
 

10.【答案】    小于
 

【解析】解：电路如图

当电压表示数为时，通过电阻的电流大小为
据实验电路图，则有
变形得
根据图像可得斜率
则有
代入
解得：
若电压表实际电阻大于，根据
计算时带入的数值为，可知电阻的测量值与真实值相比偏小。
故答案为：见解析图；，；小于
由于本实验需测定的电阻的阻值，接近电压表的内阻，电阻值较大，属于大电阻，根据内接法设计电路图；
根据闭合电路欧姆定律结合图像斜率分析解答。
本题关键在于判断电流表的内接和外接的方法，本题的难点是设计实验电路图，知道实验目的、根据实验器材、按实验要求进行实验设计．
 

11.【答案】解：两粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹如图所示，由几何关系可知：
甲粒子运动的半径为：
乙粒子运动半径满足关系：
解得：
由洛伦兹力提供向心力得：
对甲粒子有：
对乙粒子有：
解得两粒子的比荷之比为：；
粒子乙运动的轨迹为圆心坐标为半径为的圆周，则其轨迹方程为：

当时可得：另一值舍掉
则乙粒子运动轨迹与DE连线交点的坐标为
答：甲、乙两粒子的比荷之比为5：2；
乙粒子运动轨迹与DE连线交点的坐标为。
 

【解析】两粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出其轨迹图，由几何关系求得各自的运动半径，由洛伦兹力提供向心力解得比荷之比；
由数学知识求解粒子乙运动的轨迹方程，再求解其与直线的交点。
本题考查了带电粒子在磁场中运动问题。对于带电粒子在匀强磁场只受了洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提，根据几何关系求得运动半径和轨迹圆心角是解题关键。
 

12.【答案】解：关闭风洞，球甲做平抛运动，设从抛出经过时间t两小球在空中相遇，球甲在水平方向做匀速直线匀速，则有：
球甲在竖直方向做自由落体运动，则有：
球乙竖直向上做加速度为g的匀减速直线运动，则有：
两球的竖直位移关系为：
联立代入数据解得：；
由于风力水平向右，不影响两小球在竖直方向的运动，小球乙抛出时的初速度为，设从抛出经过时间两球在空中相遇，则在竖直方向上有：



联立代入数据解得：，
则相遇时的高度为；
调节乙小球抛出时的初速度为，设从抛出经过时间两球在空中相遇，与同理有：；；
联立代入数据解得：，
因相遇时离地面的高度为：，
故相遇位置位于风洞区域内，设球乙刚进入风洞区域的速度为，则有：

代入数据解得：
球乙从抛出到刚进入风洞区域所用时间为：
代入数据解得：
设风力大小为F，则两球在水平方向的加速度分别为：
；
从抛出到两球相遇，两球在水平方向的位移分别为：


两球的水平位移关系为：
联立代入数据解得：。
答：小球乙抛出时的初速度为；
相遇点距地面的高度为；
该次风力的大小为。
 

【解析】关闭风洞，球甲做平抛运动，球乙做竖直上抛运动，由运动学公式求解；
由于风力水平向右，不影响两小球在竖直方向的运动，由两球在竖直方向上的运动关系求解；
与同理由两球在竖直方向上的运动关系求解出相遇时间和高度，再由在水平方向上的运动关系求解。
本题考查了抛体运动和匀变速曲线运动的相遇问题，对于曲线运动的处理方法为运动的合成与分解，一般将曲线运动正交分解为两直线运动化曲为直，在应用直线运动规律求解。
 

13.【答案】不能  从外界吸收的热量
 

【解析】解：当水杯中的水干了之后，小鸟不能继续上下运动；
饮水鸟头和躯体分别为两个薄壁玻璃球，其间以一个玻璃管连通，内装有乙醚液体，构成一个密封容器。由于乙醚液体易挥发，因此液面上方充满乙醚的饱和汽。鸟头包有一层易吸水的布，平时，鸟身略向前倾，启动时给鸟头滴少许水，布上的水在蒸发时大量吸热，使鸟头处玻璃球乙醚饱和汽在降温放热的同时降压，又因为温度降低乙醚蒸汽变得过饱和了，有少量乙醚蒸汽凝结成液体并放热，乙醚蒸汽的量变少，气体压强进一步减小，此时躯体玻璃球中的气压大于鸟头玻璃球中的气压，躯体玻璃球中的乙醚液体沿玻璃管上升，躯体玻璃球中气压变小，里面的蒸汽变的不饱和，少量乙醚汽化并吸热，躯体玻璃球里的乙醚温度降低并从外界吸热，于是整个鸟的重心上移，从而打破了支点的平衡状态。鸟身随上升的乙醚液体逐渐前倾，当鸟嘴接触到液面时，鸟头和躯体两个玻璃球刚好通过玻璃管连通，躯体玻璃球中的部分气体进入鸟头玻璃球中，两部分气体混合，当量玻璃球的压强一致时，失去气体压力支持的液体将在自身重力的作用下倒流会躯体玻璃球中，饮水鸟的重心再次下移，于是渐渐直立起来，回到初始状态，由于喝水时，鸟嘴接触水面，沾湿了裹鸟头的布，于是它又开始喝水，饮水鸟内部变化的原理是通过乙醚的汽化液化传递热量，躯体玻璃球中因乙醚汽化温度降低，从外界吸收热量，这是饮水鸟上下运动的能量来源。
故答案为：不能；从外界吸收的热量
饮水鸟是一种遵循热力学定律典型的热机，从饮水鸟的工作原理分析解答。
饮水鸟内部变化的原理与超导体热管一样，通过液体汽化与液化传递热量，是一种遵循热力学定律典型的热机。
 

14.【答案】解：碰撞游戏中气体被压缩最大的过程中，气体做等温变化，根据玻意耳定律可得
其中，，
解得
从早晨充好气，到中午碰撞游戏前，气体做等容变化，根据查理定律可得
其中，
中午碰撞游戏中气体被压缩最大的过程中，气体做等温变化，根据玻意耳定律可得
联立解得
故可以安全地在下午的环境下进行碰撞游戏。
答：球内气体的压强约为；
可以安全地在下午的环境下进行碰撞游戏。
 

【解析】由题意知，不考虑压缩时气体的温度变化，故可以根据气体等温变化列式求解压强；
先根据碰撞前，气体发生的是等容变化列式算出温度，再根据碰撞碰撞过程中气体等温变化列式求解压强。
本题以趣味运动“充气碰碰球”为情景载体，考查了由玻意耳定律和查理定律在实际问题中的应用，解决此题的关键是要搞清楚初末状态的各物理量。
 

15.【答案】解：根据
解得被测紫外线的波长为
则被测紫外线的频率为；
当光程差等于光在薄膜中的波长的整数倍时，即……
则出现明条纹，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的一半，紫外线在膜中的波长为
故膜的最小厚度为
答：被测紫外线的频率为；
若选用薄膜材料的折射率为，则制作“增反膜”眼镜时，“增反膜”的最小厚度是
 

【解析】根据双缝干涉条纹间距公式以及进行分析并代入物理量求解。
解决本题的关键掌握波动和振动的关系，以及条纹间距公式。