2022届高考物理三模试卷及答案 (7)

这是一份2022届高考物理三模试卷及答案 (7)，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理三模试卷 一、选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。1.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。点燃酒精灯并在灯芯上洒些盐，金属丝圈竖立放置并附有一层肥皂薄膜，酒精灯位于金属丝圈的左侧。下列说法正确的是(   )
 A.若要观察到肥皂薄膜上的条纹，人应该位于金属丝圈的右侧B.由于重力作用，使肥皂膜上薄下厚，相当于三棱镜，所以这一现象实际上是光的折射引起的色散C.摄像机镜头前加装增透膜，其原理与该实验原理相同D.将金属丝圈的把柄向上转动90°，条纹也会跟着旋转90°2.关于天然放射性，下列说法正确的是(   )A.β射线是由原子核外电子电离产生的B.提高温度，同时加大压强可以改变放射性元素的半衰期C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.一个原子核在一次衰变中可同时放出和γ三种射线3.吉林一号高分02F卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，且。下列说法正确的是(   )A.吉林一号高分02F卫星的运行速度大于7.9km/sB.吉林一号高分02F卫星运行周期等于24hC.吉林一号高分02F卫星的加速度小于D.吉林一号高分02F卫星运行的角速度小于同步卫星的角速度4.如图所示，倾角为α的斜面固定在水平面上，在斜面和固定的竖直挡板之间有两个匀质球球的质量是Q球质量的三倍，各接触面均光滑，系统处于静止状态，若两球的球心连线与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是(   )
 A. B. C. D.5.如图所示，“风车”分选谷种时，在大小相同的风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，这样它们就会自然分开。不考虑空气阻力且谷种和瘪谷只在洞中受到风力，对这一物理过程，下列分析正确的是(   )
 A.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些B.N处是瘪谷，M处为谷种C.谷种和瘪谷在竖直方向都匀速下落D.谷种质量大，惯性大，飞得远些6.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时处的Q质点刚好开始振动。在时刻，处的P质点首次到达波峰位置。则时，处质点的位移为(   )
 A. B. C. D.7.一含有理想降压变压器的电路如图所示，其中两定值电阻的阻值之比为，在处接入正弦交流电，测得两理想交流电压表的示数之比为，则该降压变压器原、副线圈的匝数比为(   )
 A.3:1 B.4:1 C.3:2 D.1:28.如图所示，纸面内有两根平行放置的通有同向、等大电流的长直细导线，是关于导线N对称的两点，且a点到导线M的距离大于其到导线N的距离。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小与该点到长直导线的距离成反比。若空间中同时存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，且c点的磁感应强度为零，则关于a点的磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是(   )
 A.大于B，方向垂直纸面向外 B.小于B，方向垂直纸面向外C.大于B，方向垂直纸面向里 D.小于B，方向垂直纸面向里9.如图所示，真空中x轴上关于原点O对称的两点处分别固定有电荷量为和的两个点电荷，O点也为正方体的中心，x轴垂直于面。已知该正方体的棱长为两点间的距离为。设无穷远处电势为零。则下列说法正确的是(   )
 A.x轴上场强大小为零的点的位置坐标为B.O点的电势小于零C.间的电势差大于间的电势差D.将正试探电荷沿直线从A点移动到B点，电势能先减小后增大10.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨处于垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度，导轨平面与水平面的夹角，导轨间距，导轨的电阻不计。导轨上端与匝数、横截面积的线圈相连，范围足够大、平行于线圈轴线且穿过线圈的磁场均匀减小，线圈的阻值。将质量、长度、阻值的金属棒垂直于导轨放置且恰好静止，已知重力加速度，则下列说法正确的是(   )
 A.通过金属棒的感应电流的方向为B.通过金属棒的感应电流的大小为2AC.穿过线圈的磁场的变化率D.若穿过线圈的磁场减小为零后不再变化，则金属棒下滑的最大速度为6m/s二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11.（15分）用如图甲所示的实验装置验证动量定理。质量为的物块B从高处由静止开始下落，打点计时器在质量为的物块A拖动的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，得到相关数据即可验证动量定理。图乙是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，打点计时器电源的频率为50 Hz。已知，取竖直向下为正方向，则
 （1）在纸带上打下计数点5时的速度_________m/s。（2）在打下第0个计数点到打下第5个计数点的过程中，系统动量的增量_____。（3）若某同学计算出该纸带上打下某点的速度v，对应测出该点到第0个计数点的距离h，多测几组数据，作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度__________。
 （4）在打下第0个计数点到打下第5个计数点的过程中系统所受合力的冲量__________N·s。（结果保留三位有效数字）（5）由该实验得出的结论是___________。12.（8分）如图所示，一个半径为的半圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速，的左侧有垂直于纸面向里（与垂直）的匀强磁场，磁感应强度大小为。M和N是两个集流环，负载电阻为，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：
 （1）半圆形线圈从图示位置转过180°的过程中通过电阻R的电荷量；（2）电流表A的示数。           13.（8分）如图所示，光滑斜面倾角，平行于斜面的轻质弹簧下端与斜面底端的固定挡板相连，上端与静止在斜面上的汽缸底部拴接，缸内封存着一定质量的理想气体（气体质量可忽略不计），沿斜面向上的外力F作用在活塞上，已知缸体质量，活塞质量，活塞横截面积，弹簧的劲度系数，整个装置处于静止状态时弹簧压缩了0.02 m，封闭在汽缸内的气柱长，若外界大气压取，弹簧始终在其弹性限度内，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦。求：
 （1）此时汽缸内气体的压强；（2）若撤去外力F，待汽缸和活塞重新平衡后缸内气体温度保持不变，汽缸内的气柱长的改变量。          14.（13分）2022年北京冬季奥运会，滑雪运动员谷爱凌在自由滑雪项目中，上演了超级大逆转，奇迹般夺冠。其中有个滑雪过程可以看作如图所示的模型。滑雪轨道由两个半径（）相等的圆弧和一个宽度的平台对称拼接而成，运动员从左边圆弧轨道的A点沿切线方向离开轨道后可以认为只受重力作用。已知A点与左边圆弧轨道圆心的连线与竖直方向的夹角，g取。已知，求：
 （1）运动员离开左边圆弧轨道的速度至少为多大时，才能滑入右边圆弧轨道。（2）若运动员（）恰好落在右边轨道的最低点，则落在点的动能为多少。                15.如图所示，直角三角形边长为，在直角三角形区域内，有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在O处有一粒子加速器，某一时刻，向纸面内和之间均匀地发射大量带负电的粒子。已知粒子的比荷为，粒子的重力和粒子间的相互作用力不计，边上正好有一半的区域有带电粒子打上，求：
 （1）粒子加速器的加速电压。（2）打到边和边的粒子个数的比值。（3）适当调节加速电压的大小，再次同时向纸面内和之间均匀地发射粒子，使打在边和边的带电粒子的个数比为1:2，则调节后加速器的电压和原来电压的比值是多少。

               
答案以及解析1.答案：C解析：本题考查薄膜干涉现象。这一现象是一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象，故观察薄膜干涉图样时，人应该位于金属丝圈的左侧，A、B错误；增透膜的原理是光的薄膜干涉，C正确；条纹的分布方向与肥皂薄膜的厚薄分布有关，与把柄的转动方向无关，D错误。2.答案：C解析：本题考查天然放射性。β衰变的实质是原子核内部的中子转化为质子，同时放出一个电子，A错误；放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度、压强都无关，B错误；放射性元素的放射性来自于原子核内部，与其他元素形成化合物并没有改变其原子核内部结构，所以仍具有放射性，C正确；一个原子核在一次衰变中，要么是α衰变要么是β衰变，同时伴随着能量的释放，即γ射线，D错误。3.答案：C解析：本题考查万有引力与航天。吉林一号高分02F卫星的运行速度小于第一宇宙速度7.9km/s，A错误；由解得，因为，所以吉林一号高分02F卫星运行周期小于地球同步卫星的运行周期24h，又有角速度，所以吉林一号高分02F卫星运行的角速度大于地球同步卫星运行的角速度，B、D错误；设地球半径为R，有，由和可知，，C正确。4.答案：A解析：以两球整体为研究对象，受力如图甲所示，由平衡条件可得，隔离Q球，受力如图乙所示，由平衡条件可得，解得，A项正确。
 5.答案：B解析：本题考查平抛运动、做功。在大小相同的风力作用下，风力做的功相同，根据动能定理可知，由于谷种的质量大，所以其飞出洞口时的速度小，A错误；谷种和瘪谷离开风车后做平抛运动，则两者在竖直方向均做自由落体运动，运动的时间相同，又由于谷种飞出时的速度较小，所以谷种的水平位移较小，故N处是瘪谷，M处是谷种，B正确，C、D错误。6.答案：B解析：本题考查波动形成过程以及波动规律。由题图可知，这列波的波长，波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知时刻P点向上振动，首次到达波峰位置，由此可知，则可得，所以波速为，波传播到处的时间为时，处质点振动了个周期，由于波的起振方向向下，故此时处的质点位于波峰位置，该质点的位移为，B正确。7.答案：B解析：设该降压变压器原、副线圈的匝数分别为，原、副线图中的电流分别为，则电流比，变压器原线圈输入电压，副线圈输出电压，根据变压器原、副线圈的电压比，由可得，解得或，因变压器是降压变压器，故变压器原、副线圈的匝数比，B项正确。8.答案：A解析：设导线M在c点产生的磁场的磁感应强度大小为，导线N在c点产生的磁场的磁感应强度大小为，由安培定则可知，两导线独立在c点产生的磁场的方向均垂直纸面向里，又因为c点的磁感应强度为零，故匀强磁场的方向为垂直纸面向外，大小为。设导线M在a点产生的磁场的磁感应强度大小为，导线N在a点产生的磁场的磁感应强度大小为，由题给条件知，由安培定则可知，导线M在a点产生的磁场的方向垂直纸面向里，导线N在a点产生的磁场的方向垂直纸面向外，故两导线在a点产生的合磁场方向垂直纸面向外，大小为，故a点的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，故A正确，B、C、D错误。9.答案：C解析：A.在x轴上，正点电荷激发的电场的场强方向由正点电荷指向两侧，负点电荷激发的电场的场强方向由两侧指向负点电荷，由于正点电荷的电荷量大于负点电荷的电荷量，由场强的叠加原理知，场强大小为零的点只可能在N点右侧，设该点的位置坐标为x，根据场强叠加原理有，解得，错误。
B.当两点分别放置电荷量为和的两个点电荷时，由等量异种点电荷的电场的电势分布特点知，O点电势为零。若仅将放置在M点的点电荷的电荷量由增加为，则O点的电势应大于零，错误。
C.根据等量异种点电荷的电场的电场线分布情况可定性画出题设两异种点电荷附近过平面的电场线分布图如图所示，O点左侧的电场线比右侧的电场线密，由，定性分析可知，正确。
D.对正试探电荷在线段上任意一点的受力情况进行分析，可得其在线段中点上半部分受到和的电场力的合力有沿向上的分量，在线段中点下半部分受到和的电场力的合力有沿向下的分量，故在将正试探电荷沿直线从A点移动到B点的过程中，电场力对其先做负功后做正功，则该试探电荷的电势能先增大后减小，错误。
 10.答案：C解析：根据左手定则可知，通过金属棒的感应电流的方向为，A项错误；金属棒在导轨上恰好能静止，则，解得，B项错误；根据法拉第电磁感应定律有，解得，C项正确；若穿过线圈的磁场减小为零后不再变化时，线圈中不再产生感应电动势，金属棒沿导轨下滑，同时产生感应电动势与感应电流，当金属棒所受合力为零时速度最大，设最大速度大小为，则，可得，D项错误。11.答案：（1）2.4（2）0.24（3）9.7（4）0.243（5）见解析解析：本题考查验证动量定理实验。
（1）。
（2）。
（3）由可得，即图线的斜率，解得。
（4）由可得，，
，
。
（5）由以上计算可知，系统动量的增量等于系统所受合力的冲量。12.答案：（1）（2）解析：本题考查电磁感应。
（1）在线圈由图示位置转过180°的过程中，由法拉第电磁感应定律可得，线圈中的平均感应电动势

平均感应电流
故通过电阻R的电荷量

（2）线圈以直径为轴匀速转动时，在电路中产生如答图所示的交变电流，感应电动势的最大值

设此感应电动势在一个周期内的有效值为，由有效值的定义得

解得
故电流表的示数为有效值
 13.答案：（1）（2）0.1m解析：本题考查气体实验定律与力学规律的综合。
（1）对汽缸进行受力分析，重力，大气压力为，缸内气体的压力为，弹簧的弹力，斜面的支持力，在沿斜面方向列平衡方程有
解得，代入数据得（2）撤去外力后，对活塞受力分析，在沿斜面方向列平衡方程有
所以，代入数据解得
缸内气体原状态的压强为，体积；后来气体的压强为，体积，气体温度保持不变，
根据玻意耳定律有，所以
气柱长度的改变量
代入数据解得14.答案：（1）（2）2250J解析：（1）设运动员从A点离开时的速度为，将沿水平方向和竖直方向进行分解，由运动学规律，得水平方向，有，竖直方向，有。
可得，代入数据，解得。（2）由运动学规律，可知水平方向上，有，竖直方向上，有）。
联立并代入数据，解得。
运动员从A点运动到点的过程中，由动能定理，可得，代入数据，解得运动员落到点的动能。15.答案：（1）1250V（2）2（3）解析：（1）如图甲所示，由题意可知，沿方向的粒子打在的中点上，所以，
由洛伦兹力提供向心力，得，
由功能关系，得，
联立以上三式并代入数据，解得。
 （2）设沿方向的粒子打在A点，如图甲所示，其圆心在点，三角形为等边三角形，则与间的夹角为30°。
打在上的粒子是介于和方向之间的粒子，其余粒子都打在上，所以打在边和边的粒子个数的比为。（3）设调整后加速器的电压为，如图乙所示，设沿方向发射的粒子的运动轨迹刚好与边相切，切点为D，圆心为交于E，依据题意，与间的夹角应为30°。

那么，又，即，知，而，所以，即D点与三角形顶点A重合。可知，即。又。联立以上多式，并代入数据，解得，则