2022届黑龙江省佳木斯市汤原县高级中学高三押题卷物理试题

2022年汤原县高级中学押题卷

物理试题

一、单选题

14.如图甲所示，人字折叠梯是工人师傅施工常用的工具，是由两个相同梯子在顶端用光滑转轴连接而成，为防止意外发生，两侧梯子用不可伸长的细绳连接。把人字折叠梯置于水平地面上，当上端正中间放置质量为m的物体时，细绳松弛并且系统保持静止，两侧梯子间的夹角为α，简化示意图如图乙所示，人字折叠梯自身的重力不计，重力加速度为g，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力为，则(       )

A.，水平向右 

B.，水平向左

C.，水平向右 

D.，水平向左

15.如图所示，一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)左端固定在A点，弹性绳自然长度等于，跨过由轻杆固定的定滑轮连接一个质量为m的小球，小球穿过竖直固定的杆、初始时在同一条水平线上，小球从C点由静止释放，滑到E点时速度恰好为零。已知两点间距离为h，D为的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是(       )

A.对于弹性绳和小球组成的系统，从C点到E点的过程中机械能守恒

B.小球从C点到E点的过程中摩擦力大小不变

C.小球在阶段损失的机械能大于小球在阶段损失的机械能

D.若在E点给小球一个向上的速度，则小球恰好能回到C点

16.真空中有一半径为的带电金属球，以球心O为坐标原点、以某一半径向外为正方向建立x轴，x轴上各点的电势φ随x的分布如图所示，其中分别是x轴上三点的位置坐标。根据图象，下列说法正确的是(        )

A.该金属球带负电

B.A点的电场强度大于C点的电场强度

C.B点的电场强度大小为

D.电荷量大小为q的负电荷在B点的电势能比在C点的电势能低

17.小阳同学将一变压器的原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压随时间变化的关系式（V），副线圈接小灯泡，小灯泡的额定电压为10V，如图所示。变压器视为理想变压器，小灯泡正常发光，则该变压器原、副线圈匝数比为（取）(         )

1. 141：10 
2. B. 10：1 
3. C. 1000：141 
4. D. 条件不足，无法判断

18.α粒子在很多物理实验中扮演着重要的角色，下列说法正确的是(         )
 

A.图甲表示的是α粒子散射实验，该实验揭示了原子核是可再分的

B.图乙表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中③是α射线

C.图丙表示的是查德威克用α粒子轰击氮核发现了质子

D.图丁表示的是铀238放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2，成为新核

二、多选题

19.如图甲所示，劲度系数为K的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与物块B相连并处于静止状态。一物块A在外力作用下静止在弹簧正上方某高度处，取物块A静止时的位置为原点O、竖直向下为正方向建立x轴。某时刻撤去外力，物块A自由下落，与物块B碰撞后以相同的速度向下运动，碰撞过程时间极短。测得物块A的动能Ek与其位置坐标x的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图中除0～x1之间的图线为直线外，其余部分均为曲线。已知物块A、B均可视为质点，则(        )

A．物块A与B碰撞前后速度大小之比为3:1

B．物块A与B从x1到x3的过程中，重力的瞬时功率先减小后增大

C．物块A与B整体运动至加速度为零时弹簧压缩量大于（x2-x1）

D．弹簧的劲度系数

20.某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈的边长。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，边和边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。则(    )
 

A.线圈切割磁感线时，感应电动势的大小

B.线圈切割磁感线时，边所受安培力的大小

C.线圈连续转动，流过电阻R的电流是正弦式交变电流

D.线圈上电流的有效值

21.如图所示，、为水平面上足够长的金属导轨，左端连接定值电阻，其间有足够多等间隔反向分布的磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感应强度大小均为，方向垂直于导轨所在平面，每个磁场Ⅰ或Ⅱ的两个直边界的间距都为，长直边界在上，左、右曲边界恰好可以组合成相同的周期的正弦曲线，其他边界均为直线段。导体棒与两导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导体棒及导轨的电阻。当导体棒从处沿导轨以速度匀速向右滑动时，下列说法正确的是(   )

A.通过电阻R的是交变电流

B.电阻R两端电压的最大值为4 V

C.通过电阻R的电流有效值为

D.导体棒从处运动到处的过程中电阻R上产生的热量为7.2 J

三、实验题

22.某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所示，继电器与热敏电阻、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控.继电器的电阻约为20 Ω，热敏电阻的阻值与温度t的关系如下表所示.

（1）提供的实验器材有：电源（3 V，内阻不计）、电源（6 V，内阻不计）、滑动变阻器（0~200 Ω）、滑动变阻器（0~500 Ω）、热敏电阻、继电器、电阻箱（0~999.9 Ω）、开关S、导线若干.为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制，电源E应选用______（填“”或“”），滑动变阻器R应选用_________（填“”或“”）.

（2）实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所示的选择开关旋至_______（填“A”“B”“C”或“D”）.

（3）合上开关S，用调节好的多用电表进行排查，在图甲中，若只有间断路，则应发现表笔接入时指针________（填“偏转”或“不偏转”），接入时指针________（填“偏转”或“不偏转”）.

（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是________（填写各步骤前的序号）.

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关，将电阻箱从电路中移除

④合上开关，调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1 Ω

23.某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及测定平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数的实验.在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，A点右侧为光滑水平面，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下：

A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；

B.用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量；

C.在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上；

D.烧断细线后，瞬间被弹开，向相反方向运动；

E.记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间；

F.滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出之间的距离；

G.小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘垂线与B点之间的水平距离；

H.改变弹簧压缩量，进行多次测量.

（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为_____mm；

（2）该实验要验证动量守恒定律，则只需验证弹开后的动量大小相等，即a的动量大小_________等于b的动量大小__________；（用上述实验所涉及物理量的字母表示）

（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该兴趣小组得到的距离与，的关系图象如图丙所示，图象的斜率为k，则平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数大小为________.（用上述实验数据字母表示）

四、计算题

24.如图甲所示，光滑的水平绝缘轨道上搁放着质量、电阻的“[”形金属框，轨道间有一有界磁场，变化关系如图乙所示，一根长度等于，质量、的金属棒搁在轨道上并静止在磁场的左边界上。已知轨道间距与长度相等，均为、，其余电阻不计。0时刻，给“[”形金属框一初速度，与金属棒碰撞后合在一起成为闭合导电金属框（碰撞时间极短）。时刻整个框刚好全部进入磁场，时刻，框右边刚要出磁场。求：

（1）碰撞结束时金属框的速度大小；

（2）时间内整个框产生的焦耳热；

（3）时间内，安培力对边的冲量的大小。

25.如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，以为圆心，R为半径的圆形区域内有垂直于平面向里的匀强磁场（用表示，大小未知）；x轴下方有一直线，与x轴相距为轴与直线间有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E；在的下方有矩形区域的匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场方向垂直于平面向外。电子以平行于x轴的速度分别正对点、点射入圆形磁场，偏转后都经过原点O进入x轴下方的电场。已知电子质量为m，电荷量为，不计电子重力。
 

（1）求磁感应强度的大小；

（2）若电场沿y轴负方向，欲使电子a不能到达，求的最小值；

（3）若电场沿y轴正方向，，调整矩形磁场面积到最小，使电子b能到达x轴上P点（图中未标出）且距离原点O最远，求电子b从O点到P点运动的总时间。

五、选做题

33..[物理—选修3-3]

（1）如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历过程①、②、③、④到达状态e,对此气体,下列说法正确的是(   )

A.过程①中气体的压强逐渐减小
B.过程②中气体对外界做正功
C.过程④中气体从外界吸收了热量
D.状态c、d的内能相等
E.状态d的压强比状态b的压强小

（2）如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连,细管上有一阀门K。开始时,K关闭,汽缸内上下两部分气体的压强均为, 现将K打开,容器内的液体缓慢地流入汽缸,当流入的液体体积为 时,将K关闭,活塞平衡时其下方气体的体积减小了,不计活塞的质量和体积,外界温度保持不变,重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。

34.【选修3-4】

（1）图甲、乙所示分别为一直线上两质点的振动图象，时刻两质点振动形成的机械波分别同时从图丙中的两点开始相向传播，并在时在C点相遇，已知相距1.6 m，C为连线的中点，D点距A点0.2 m，则下列说法正确的是_______。
 

A.两波的传播速度均为0.4 m/s B.0~3 s内D点通过的路程为40 cm

C.时D点经平衡位置向下振动 D.直线上间共有4个振动加强点

（2）夏日雨过天晴之后，空气中会有大量可视为球形的小水滴，太阳光会在水滴表面和内部发生折射和反射，从而形成彩虹。如图所示，当某单色光从A点以入射角入射时，从B点射出的出射光线与入射光线对应的夹角θ称为该单色光的彩虹角。若球形水滴的半径为R，对该单色光的折射率为，真空中的光速为，求：
（i）彩虹角θ的值；
（ii）光线从A点传播到B点所用的时间。
 

参考答案

14.答案：C

解析：本题以人字折叠梯为实际情境考查受力分析、物体平衡条件及平行四边形定则。以物体和梯子整体为研究对象，在竖直方向有,可得，以左侧梯子底端为研究对象，受力分析如图所示，则有，解得，系统静止时地面对左侧梯子的摩擦力的方向水平向右，故C正确，A、B、D错误。
 

15.答案：B

解析：本题考查功能关系、动能定理。由于杆对小球的滑动摩擦力做负功，对于弹性绳和小球组成的系统，从C点到E点的过程中机械能减少，A错误；设间距为x，在C点时，绳上的拉力为，从C点向下运动过程，设B点右侧绳长为，与竖直方向夹角为θ，由平衡条件得，小球受到的滑动摩擦力大小为，故小球从C点到E点的过程中摩擦力大小不变，B正确；结合B选项解析知，小球在阶段和在阶段克服摩擦力所做的功相同，而弹性轻绳沿竖直方向的分力与小球下滑的距离成正比，所以小球在阶段克服弹力做的功小于在阶段克服弹力做的功，综合可知，小球在阶段损失的机械能小于在阶段损失的机械能，C错误；从C到E过程，根据动能定理得，若在E点给小球一个向上的速度，从E到C过程，根据动能定理得，，联立解得，到达C点的动能，D错误。

16.答案：D

解析：由题图可知在0到范围内电势不变，后电势变小，又带电金属球为一等势体，沿着电场线方向电势降低，可知金属球带正电，A错误；图线的斜率表示场强，A点的电场强度为零，C点的电场强度不为零，故B错误；从B到C若为匀强电场，电场强度图线的斜率表示场强，易知B点的电场强度大于该值，C错误；负电荷沿直线从B移到C的过程中，电场力做负功，电势能增加，增加的电势能为，故D正确。

17.答案：B

解析：原线圈电压有效值为，小灯泡正常发光，则该变压器原、副线圈匝数比为，故ACD错误，B正确。故选：B。

18.答案：D

解析：A、图甲表示的是α粒子的散射实验，该实验揭示了原子的核式结构模型，故A错误；
B、图乙表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，由于α射线是高速的氨原子核，带正电，由左手定则知，α射线受到的洛伦兹力向左，则①是α射线，故B错误；
C、图丙表示的是卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，故C错误；
D、图丁表示的是轴238的α衰变，放出一个α粒子，原子核的质量数减少4，电荷数减少2，得到新核钍234，故D正确。

19.答案：ACD

解析：A.根据图像可知碰撞后A的动能变为原来的，根据
则物块A与B碰撞前后速度大小之比为3:1，A正确；
B.物块A与B从到的过程中，动能先增大后减小，则速度先增大后减小，根据
则重力的瞬时功率先增大后减小，B错误；
C.设弹簧的原长为，当物块A与B整体运动至加速度为零时，弹簧的压缩量为，而处是上端与物块B相连并处于静止状态时弹簧的长度，小于弹簧的原长，所以弹簧的压缩量大于，C正确；
D.设碰撞前一刻速度为v，取初速度方向为正方向，由动量守恒定律有

解得
设A质量为m，则B的质量为，由图乙可知，处动能达到最大，根据平衡条件可得此时弹簧弹力为，从到过程中，弹簧弹力增加，由胡克定律知

故
从O到，由动能定理有

联立解得

20.答案：BD

解析：线圈切割磁感线时，边的运动速度，感应电动势，解得，故A错误；电流边所受安培力的大小，故B正确；线圈连续转动，流过电阻R的电流是方波式交流电，故C错误；一个周期内，通电时间上消耗的电能且，解得线圈上电流的有效值，故D正确。

21.答案：AC

解析：当导体棒运动时，根据可知随有效长度l及磁场方向的变化会产生交变电流，选项A正确；感应电动势的最大值，故电阻R两端电压的最大值为2 V，选项B错误；根据有效值的定义可知，解得，通过电阻R的电流有效值为，选项C正确；导体棒从处运动到处的过程中电阻R上产生的热量，选项D错误。

22.答案：（1）;（2）C（3）不偏转;偏转（4）⑤④②③①

解析：（1）根据，若，取最大值，则E约为3.3 V，大于3 V，所以电源E应选用，若取最小值，约为331 Ω，所以滑动变阻器R应选用.

（2）应选用略大于6 V的直流电压10 V挡.

（3）若只有间断路，则应发现表笔接入时，电表不与电源连接，因此指针不偏转，而接入时，电表与电源相连，因此指针偏转.

（4）先用电阻箱调试，后换上热敏电阻.

23.答案：（1）2.550

（2）；

（3）

解析：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为2.5 mm，可动刻度读数为，所以最终读数为.

（2）烧断细线后，a向左运动，经过光电门.根据速度公式可知，a经过光电门的速度大小为，故a的动量大小为离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得，解得，故b的动量大小为.

（3）对滑块a由光电门向左运动过程分析，则有，经过光电门的速度大小，由牛顿第二定律可得，联立可得，则由图象可知.

24.答案：（1）2m/s（2）0.45J（3）

解析：（1）碰撞过程中，动量守恒，得到

得

（2）对闭合金属框，时间内由动量定理得
 

等号两边求和，得

又因为
得到
所以

（3）时间内，整个框在磁场中运动

又因为
所以
 

25.答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）电子射入圆形区域后做圆周运动，轨迹半径大小相等，设为r。当电子a射入，经过O点进入x轴下方，则①
②
解得③
（2）匀强电场沿y轴负方向，电子a从O点沿y轴负方向进入电场做减速运动，由动能定理有④
解得⑤
（3）匀强电场沿y轴正方向，电子b从O点进入电场做类平抛运动，设电子b经电场加速后到达时速度大小为v，电子b在下方磁场做匀速圆周运动的轨迹半径为，电子b离开电场进入磁场时速度方向与x轴负方向成θ角，如图甲所示

由动能定理有⑥
⑦
在磁场中⑧
解得⑨
由几何关系可知，电子b在下方磁场中运动的圆心在y轴上，当粒子从矩形磁场右边界射出，且射出方向与x轴正方向夹角为，粒子能够到达x轴，距离原点O最远

电子b在电场中从O运动到C，有⑩
⑪
在面积最小的矩形磁场中⑫
离开磁场后从D运动到，有⑬
返回电场中从运动到P，有⑭
则总时间⑮

33.答案：（1）BDE

（2）

解析：（1）A. 过程①中气体作等容变化,温度升高,根据查理定律知气体的压强逐渐增大，故A错误。B.过程②中气体的体积增大，气体对外界做正功，故B正确。C.过程④中气体作等容变化，气体不做功，温度降低，气体的内能减少，根据热力学第一定律知气体向外界放出了热量，故C错误。D. 状态的温度相等，根据一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，可知，状态的内能相等。故D正确。E. 连接和,根据数学知识可知,状态d的值大于状态b的值,根据气态方程知状态d的压强比状态b的压强小，故E正确。故选：BDE。

（2）设活塞再次平衡后,活塞上方气体的体积为,压强为;下方气体的体积为,压强为,在活塞下移的过程中,活塞上,下方气体的温度均保持不变,由玻意尔定律得  ①
  ②
由已知条件得③
  ④
设活塞上方液体的质量为m,由力的平衡条件得
联立以上各式得。

34.答案：（1）D

（2）（i）

（ii）

解析：（1）两列波在时在连线中点相遇，在1 s时间内传播的距离均为0.8 m，则两波的传播速度均为，A选项错误；结合波速和题图可知，两波的波长均为0.8 m，D点到两波源的波程差为，又两振源的起振方向相反，则D点为振动加强点，在内，振动没有传播到D点，D点通过的路程为零，在内，只有A质点产生的振动传播到了D点，这段时间内D点通过的路程为0.3 m，且时，D点经过平衡位置向上运动，内两振源产生的振动均传到了D点，D点通过的路程为0.5 m，则0~3 s内D点通过的路程为80 cm，B选项错误；时，D点位于正向最大位移处，C选项错误；振动加强点到两波源的距离满足，则直线上间共有4个振动加强点，D选项正确。

（2）（i）设该单色光射入小水滴时的折射角为α，由折射定律可得
解得
由几何关系可知
解得
（ii）由几何关系可知，该单色光在球形水滴内传播的路程为
该单色光在水滴内的传播速度为
故其传播时间为
联立并代入数据求解可得