2022届陕西省榆林市第十中学高三（下）第五次模拟考试理综物理试题含解析

2022届陕西省榆林市第十中学高三第五次模拟考试

理综物理试题

第一部分（选择题共126分）

二、选择题（本大题共8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求；第5~8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）

1. 如图所示，车载玩具——弹簧人公仔固定在车的水平台面上，公仔头部的质量为m，静止在图示位置。现用手竖直向下压公仔的头部，使之缓慢下降至某一位置，之后迅速放手。公仔的头部经过时间t，沿竖直方向上升到另一位置时速度为零。此过程弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力及弹簧质量。在公仔头部上升的过程中（　　）

A. 公仔头部的机械能守恒 B. 公仔头部的加速度先增大后减小

C. 弹簧弹力冲量的大小为mgt D. 弹簧弹力对头部所做的功为零

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．弹簧弹力对公仔头部做功，故公仔头部的机械能不守恒，故A错误；

B．公仔头部上升的过程中，开始时弹簧向上的弹力大于重力，合力方向向上，加速度向上，加速度减小，当弹力等于重力时加速度减为零，速度最大，之后重力大于弹力，合力向下，且弹力继续减小，合力增大，加速度增大，弹簧恢复原长时，加速度为g，公仔头部继续上升，弹簧拉长，弹力向下，合力向下，且弹力增大，合力增大，则加速度增大，故公仔头部上升过程中，加速度先减小后反向增大，故B错误；

C．公仔头部上升过程中，取向上为正方向，根据动量定理有

则弹簧弹力冲量的大小为

故C正确；

D．公仔头部上升过程中，根据动能定理有

则弹簧弹力对头部所做的功为

故D错误。

故选C。

2. 一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为→＋。下列说法正确的是（　　）

A. 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能

B. 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小

C. 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间

D. 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】B．衰变过程中满足动量守恒定律，所以衰变后钍核的动量与α粒子的动量等大反向，故B正确；

A．由动能和动量的关系式

Ek＝mv2＝

可知，由于钍核的质量大于α粒子的质量，所以钍核的动能小于α粒子的动能，故A错误；

C．半衰期的定义是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，并不是其放出一个α粒子所经历的时间，故C错误；

D．由于该反应放出能量，所以一定会发生质量亏损，衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误。

故选B。

3. 某空间区域的竖直平面内存在电场，其中一条竖直的电场线如图甲中虚线所示。一带正电小球，在电场中从 O 点由静止开始沿电场线向下运动。以 O 为坐标原点，取竖直向下为 x 轴的正方向，小球的机械能 E 与位移 x的关系如图乙所示，不计空气阻力。从 O 到 x1 的过程中（　　）

A. 电势能变小 B. 电场强度方向向下

C. 电势降低 D. 电场力变小

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．小球受到电场力与重力作用，小球的机械能不断减小，说明电场力做负功，电势能不断增加，由小球带正电，可知电场线方向沿竖直方向向上，则电势不断升高，故ABC错误；
D．因，则图象斜率反映电场力的大小，因图象的斜率不断减小，电场力不断减小，故D正确。
故选D。

4. 在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和2v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时与乙球落至斜面时相比较（　　）

A. 速度方向不同

B. 下落高度为

C. 速率之比为

D. 水平距离之比为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AC．设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示

根据平抛运动的推论

可知甲、乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等，对甲有

对乙有

可得

故A错误，C正确；

B．小球落到斜面时有

故下落高度

可得甲、乙两个小球下落高度之比为

故B错误；

D．小球落到斜面时有

故甲、乙两个小球下落至斜面时，水平距离之比为

故D错误。

故选C

5. 如图所示，在直线MN上方空间有垂直于线框平面的匀强磁场，磁感应强度为B。顶角为60°、电阻为R、半径为L的扇形线框绕O点以角速度ω逆时针匀速转动，在连续转动过程中，线框中感应电流的有效值为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】线圈进入磁场或出离磁场时都会产生感应电流，大小为

线圈转动一周有感应电流的时间占，则由有效值的概念可知

解得

故选D。

6. 在万有引力定律建立的过程中，“月一地检验”证明了维持月球绕地球运动的力与地球对苹果的力是同一种力。完成“月-地检验”需要知道的物理量有（　　）

A. 月球和地球的质量

B. 引力常量G和月球公转周期

C. 地球半径和“月一地”中心距离

D. 月球公转周期和地球表面重力加速度g

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】地球表面物体的重力等于万有引力

即

根据万有引力定律和牛顿运动第二定律

可算出月球在轨道处的引力加速度为

根据月球绕地球公转的半径、月球的公转周期，由月球做匀速圆周运动可得

带入数值可求得两加速度吻合，故AB错误，CD正确。

故选CD。

7. 如图所示，理想自耦变压器是在铁芯上只绕一个线圈，移动开关S，可以改变原线圈的匝数。a和b两个接线柱将线圈三等分，开关接a时，电压表的读数为Ua，电流表的读数为Ia，电阻R消耗的电功率为Pa，开关接b时，电压表的读数为Ub，电流表的读数为Ib，电阻R消耗的电功率为Pb，则（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】设输入电压为U，由于a和b两个接线柱将线圈等分为三份，所以开关接a时

开关接b时

所以

故选AC。

8. 如图甲所示，倾角为45°的斜面置于粗糙的水平地面上，有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球相连（绳与斜面平行），滑块质量为2m，滑块能恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中，换成让小球在水平面上做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为θ，且θ≤45°，两幅图中，滑块、斜面都静止，则以下说法中正确的是（　　）

A. 甲图滑块受到斜面的摩擦力大小为

B. 甲图斜面受到地面的摩擦力为mg

C. 乙图中θ=45°时，滑块恰好不受摩擦力

D. 小球转动角速度越小，滑块受到的摩擦力越大

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．甲图中滑块所受的摩擦力为

故选项A正确；

B．以滑块与斜面体组成的整体为研究对象，根据平衡条件可知水平方向有，斜面受到地面的摩擦力

方向水平向左，故B错误；

CD．乙图中小球做圆锥摆运动，小球竖直方向没有加速度，则有

T′cosθ=mg

可得绳子拉力

对滑块，根据平衡条件得：滑块受到的摩擦力

f乙=

显然，则，若θ<45°，小球转动角速度逐渐减小，就越小，则将沿斜面向下且逐渐增大，故选项CD正确；

故选ACD。

第二部分（非选择题：共174分）

二、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第9题~第12题为必考题，每道试题考生都必须作答。第13题~第16题为选考题，考生根据要求作答）

（一）必考题

9. 某同学利用图甲所示装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数。

（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则d=________cm；

（2）将物块从A点由静止释放，用数字毫秒计测得遮光条通过B点光电门的时间△t=6.25ms，A、B两点间的距离s=90.00cm，则物块运动的加速度大小a=________m/s2；（结果保留两位有效数字）

（3）若物块和遮光条的总质量为M，重物的质量为m，物块的加速度大小为a，重力加速度大小为g，则物块与水平桌面间的动摩擦因数=________。

【答案】    ①. 0.375    ②. 0.20    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]20分度的游标卡尺精度为0.05mm，测量遮光条的宽度为

（2）[2] 遮光条挡住光的时间较短，其平均速度近似为物块通过B点的瞬时速度，有

由匀变速直线运动的位移—速度关系，有

解得物块运动的加速度大小为

（3）[3]对重物和物体的系统，由牛顿第二定律有

可得物块与水平桌面间的动摩擦因数为

10. 为探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，某同学设计了如图甲所示的实验电路.实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们看作一个新电源（图中虚线框内部分）。实验中，多次调节外电阻R，读出电压表和电流表的示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的U﹣I图像。

（1）根据题述及图上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为 _____W，对应的外电阻的阻值为 _____Ω；

（2）若与电源串联的定值电阻的阻值R0＝7Ω，则可以求得蓄电池的电动势E0＝_____V，内电阻r0＝_____Ω；

（3）该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图丙中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U﹣I图像；虚线是该电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U﹣I图像，则可能正确的是 _____。

【答案】    ①. 1.125    ②. 8    ③. 6    ④. 1    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1][2]由图乙U﹣I图像得新电源的路端电压与电流的数值关系为

U＝6﹣8I

输出功率为

P＝UI＝6I﹣8I2

当I时，输出功率有最大值为

Pmax1.125W

此时的外电阻为

R8Ω

（2）[3][4]新电源输出功率最大时，外电阻与内电阻相等，即

R＝R0+r0

代入数据，解得

r0＝1Ω

所以电动势为

E＝I（R+R0+r0）6V

（3）[5]新电源的路端电压测量准确，但干路电流测量小了，少测的部分即为电压表上的电流，且路端电压越大差距越大，电压为0时没有差距，ABC错误，C正确.

故选C

11. 如图所示，为某小组设计的节能运输的实验装置。小车携带货物从斜面顶端无初速度滑下。小车压缩轻弹簧，速度减为零时货物被卸下，空车恰好可以回到斜面顶端。已知斜面顶端到弹簧的距离l=1m，倾角θ=30°，空车质量m=1kg，小车在斜面上运动时，受到的阻力等于重力的0.1倍。因弹簧的劲度系数较大，小车与弹簧的接触过程极短，g取10m/s2

（1）求小车沿斜面下滑的时间t。

（2）求弹簧的最大弹性势能Ep。

（3）若运送货物的质量M较大，小车返回到斜面顶端时会腾空。为保证安全，小车腾空的高度不超过0.1m，求M的最大值。

【答案】（1）；（2）Ep=6J；（3）M=1.5kg

【解析】

【分析】

【详解】（1） 对小车和货物整体受力分析，根据牛顿第二定律

由运动学公式

解得

（2）根据空车恰好可以反弹到轨道顶端，由能量守恒可得

解得

Ep=6J                               

（3）设木箱允许离开轨道的最大速度为v，则有

根据能量守恒有

解得

M=1.5kg

12. 如图所示，在xOy坐标系第二象限内有一圆形匀强磁场区域，半径为L0，圆心O′坐标为（-L0，L0），磁场方向垂直xOy平面。在x轴上有坐标（-L0，0）的P点，两个电子a、b以相同的速率v沿不同方向同时射入磁场，电子a的入射方向为y轴正方向，b的入射方向与y轴正方向夹角为。电子a经过磁场偏转后从y轴上的Q（0，L0）点进入第一象限，在第一象限内紧邻y轴有沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为，匀强电场宽度为。已知电子质量为m，电荷量为e，不计重力及电子间的相互作用。求：

(1)磁场的磁感应强度B的大小；

(2)a、b电子在磁场中运动的时间t；

(3)a、b两个电子经过电场后到达x轴的坐标差△x。

【答案】(1)；(2)，；(3)

【解析】

【分析】

【详解】
 

(1)由图可知，a电子做圆周运动的半径为

解得磁场的磁感应强度B的大小为

(2)如图所示，由几何关系可知a、b电子在磁场中运动转过的圆心角分别为

，

a、b电子在磁场中的运动周期为

a、b电子在磁场中运动的时间分别为

，

(3)a在电场中的做类平抛运动，则有

，

联立解得

即a电子恰好击中x轴上坐标为的位置

b电子在磁场中做圆周运动，由几何关系可知其进入电场时恰好沿x轴正方向进入电场，并且有

b在电场中的做类平抛运动与a的运动情况相同，则b沿y轴向下运动后离开电场，离开电场后继续做匀速直线运动，离开电场时速度与x轴方向夹角为，则有

，

解得

由几何关系可得a、b两个电子经过电场后到达x轴的坐标差x为

解得

（二）选考题（共45分．请考生从给出的2道物理题中每科任选一题做答，在答题卡选答区域指定位置答题．如果多做，则每学科按所做的第一题计分）

[物理一选修3--3]

13. 下列说法中正确的是（　　）

A. 气体放出热量，其分子的平均动能可能增大

B. 布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动

C. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

D. 第二类永动机和第一类永动机都不能制成，原因也是相同的

E. 某气体摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．根据热力学第一定律，气体放出热量，若外界对气体做功，使气体温度升高，其分子平均动能增大，A正确；

B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，颗粒的无规则运动的原因是液体分子无规则运动撞击固体颗粒不平衡产生的，因此虽然布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动，B正确；

C．当分子力表现为斥力时，分子力总是随分子间距离的减小而增大，随分子间距离的减小，分子力做负功，所以分子势能也增大，C正确；

D．第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机违背了热力学第二定律，D错误；

E．某固体或液体摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为

NA＝

但对气体分子，分子间距离远大于分子直径，因此对于气体此式不成立，E错误。

故选ABC。

14. 如图（a）所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球，作为一种长期留空平台，具有广泛用途。图（b）为某一“系留气球”的简化模型图；主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气（可视为理想气体），副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞与右挡板刚好接触，氦气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0=1.0×105Pa、温度T0=300K，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。

（1）设气球升空过程中氦气温度不变，求目标高度处的大气压强p；

（2）气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。

【答案】(1) 5.0×104Pa；(2) 266K

【解析】

【详解】（1）汽缸中的温度不变，则发生的是等温变化，设气缸内的气体在目标位置的压强为，由玻意耳定律

解得

由目标处的内外压强差可得

解得

（2）有胡克定律可知弹簧的压缩量变为原来的，则活塞受到弹簧的压力也变为原来的，即

设此时气缸内气体的压强为，对活塞压强平衡可得

由理想气体状态方程可得

其中

解得

[物理一选修3-4]

15. 下列说法正确的是（　　）

A. 若宇航员把摆钟由地球搬到月球表面，摆钟会变慢

B. 做简谐运动的弹簧振子，当它每次经过同一位置时，加速度与速度一定相同

C. 机械波在介质中的传播速度仅由介质本身的性质决定，而与机械波的频率无关

D. 卫星遥感技术是利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征的

E. 交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率将大于

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】A．根据单摆周期公式

由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故把同一个摆钟由地球搬到月球，摆钟摆动周期会变长，A正确；

B．做简谐运动的物体。当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，速度有来回两个不同方向，故速度不一定相同，B错误；

C．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，与波的频率无关，C正确；

D．卫星遥感技术是利用红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征的，D正确；

E．根据多普勒效应，交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率将小于，E错误。

故选ACD。

16. 如图所示，水平地面上放有一长方形玻璃砖，光源S1发出与水平方向夹角为θ的一细束光，光线进入玻璃砖后经过一次反射从右侧面折射而出，恰好照到玻璃砖右侧地面上与S1关于玻璃砖对称的点S2．已知光线射入玻璃砖的位置到玻璃砖上表面的距离为a、玻璃砖左右两表面间的距离为b，真空中光速为c．求：

①玻璃砖的折射率n

②该束光在玻璃砖中传播的时间t．

【答案】（1）（2）

【解析】

【详解】（1）光线从空气中以入射角射入玻璃时，设折射角为，由折射定律有，光线经过玻璃砖反射后，射到玻璃砖右侧面时得入射角等于，折射角为，和到玻璃砖的距离相等，有对称性可知光线进入与射出玻璃砖得位置等高，则，解得

（2）该光在玻璃砖中传播的距离为，传播得速度为，则有