2022年吉林省白山市高考物理一模试卷

2022年吉林省白山市高考物理一模试卷

1. 下列说法正确的是

A. 放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态和外部条件无关
B. 黑体辐射时，随着温度的升高，辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
C. 同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
D. 氢原子核外电子从低能级向高能级跃迁时，电子的动能减小，原子的能量减小

2. 春节鸣放烟花爆竹，寓意对新的一年的美好向往。一烟花被点燃后，先竖直向上做加速度随时间均匀减小的变加速直线运动，经时间后做匀速直线运动，再经时间后爆炸。以竖直向上为正方向，下列关于烟花爆炸前运动的速度-时间图像图像和加速度-时间图像图像的描述，可能正确的是

A.  B.
C.  D.

3. 红旗渠是二十世纪六十年代的伟大工程，被誉为“人工天河”，红旗渠居高临下，果线长，落差大，沿渠建电站，发电、灌溉两受益。红旗果灌区某小型水电站远距离输电的简化电路如图所示，若发电机输出的电压随时间变化的函数关系式为，则下列说法正确的是

A. 用户用电器上交流电的频率为
B. 发电机输出交流电的电压有效值为
C. 输电线上的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
D. 当只有用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

4. 如图所示，倾角为的斜面靠在竖直墙壁上，现用水平向右的力F使一重为G的匀质球静止在如图所示的位置，力F的作用线通过球心，球的右侧与竖直墙面接触。取，，不计一切摩擦。力F的最小值为

A.  B.  C.  D.

5. 2021年10月16日，我国“神舟十三号”载人飞船成功发射，顺利与空间站实施对接。对接后，“神舟十三号”与空间站在距离地面高度为h的轨道上一起绕地球做匀速圆周运动。地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球的自转。对接后，“神舟十三号”绕地球运行的周期为

A.  B.  C.  D.

6. 如图所示，在绝缘光滑水平面图中未画出上有P、Q两个轻质线圈，两线圈均固定。现将开关S闭合，待电路稳定后.撤去对线圈Q的固定使线圈Q可自由滑动，向左移动滑动变阻器R的滑片，该过程中
    

A. 线圈Q向左滑动 B. 线圈Q向右滑动
C. 灵敏电流表G中有从a到b的电流 D. 灵敏电流表G中有从b到a的电流

7. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电小球以大小为的初速度从足够长的固定斜面上的A点水平抛出，经时间落在斜面上，落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为；第二次加一电场强度大小为重力加速度大小、方向竖直向下的电场，其他条件不变，结果小球经时间落在斜面上，落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为。不计空气阻力。下列说法正确的是

A.  B.  C.  D.

8. 如图所示，内壁光滑的圆轨道竖直固定，小球视为质点静止在轨道的最低点A。现用小锤沿水平方向击打击打后迅速移开小锤小球，第一次击打小球后，小球未能到达圆轨道的最高点，当小球回到A点时，再次用小锤沿水平方向击打小球，第二次击打后，小球才通过圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，第一次击打过程中小锤对小球做的功为W，两次击打过程中小锤对小球做的功全部用来增加小球的动能，则第二次击打过程中小锤对小球做的功可能为

A. W B. 2W C. 3W D. 4W

9. 学校物理兴趣小组利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验前，调节定滑轮的高度使细线与木板平行，并平衡摩擦力。
   
   小车的质量______选填“必须“或“不必”比所挂钩码的质量大得多。
   在探究加速度与质量的关系时，控制力的大小不变，多次在小车中增加或减少砝码数以改变小车的质量得到小车对应的加速度，为了更直观地得出加速度与质量的关系，应作加速度a与______选填“质量m”或“质量的倒数”的关系图像。
   在探究加速度与力的关系时，在正确操作的情况下得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为______。结果保留两位有效数字
10. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的电路测定一粗细均匀的铅笔芯图甲中的的电阻率，保护电阻及电源电动势E均已知，电流表的内阻很小，滑片P与铅笔芯始终接触良好。
    
    若用螺旋测微器测得铅笔芯的直径如图乙所示，则铅笔芯的直径______mm。
    闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量每次实验中aP的长度x及对应的电流I，画出图像如图丙所示。若该图像的斜率为k在纵轴上的截距为b，则铅笔芯的电阻率______用相关物理量的符号表示。
    由可知，本实验还可以测定电源的内阻，该内阻______用相关物理量的符号表示。
    若不考虑偶然误差，从实验原理上看，测得的电源内阻______选填“大于”、“等于”或“小于”真实值，其原因是______。
11. 如图所示，水平轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与质量为m的滑块B相连，B静止在水平导轨上，弹簧处于原长状态，B最初静止位置的左侧导轨光滑、右侧导轨粗糙，另一质量为2m的滑块A静止在导轨上B的右侧到B距离为x的位置，A与导轨粗糙部分间的动摩擦因数为。现给A一瞬时冲量，使A以某一初速度向B滑行，A与B碰撞碰撞时间极短后粘在一起并压缩弹簧，弹簧的最大弹性势能为重力加速度大小为g，A、B均视为质点。求：
    、B碰撞后瞬间的速度大小；
    该瞬时冲量的大小I。

12. 如图所示，在xOy坐标系的第二象限内存在半径为、方向垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域Ⅰ，区域Ⅰ与x轴相切于坐标为的B点，在第四象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场区域Ⅱ，在第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场区域Ⅲ，区域Ⅱ、Ⅲ的范围均足够大。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点沿半径平行于y轴负方向以大小为的初速度射入区域Ⅰ，并恰好从坐标原点O进入区域Ⅱ，粒子进入区域Ⅲ后，当粒子的速度第一次沿x轴正方向时，粒子经过坐标为的C点。不计粒子受到的重力。求：
    区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小；
    区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小以及区域Ⅲ内电场的电场强度大小E；
    从粒子经过原点O至粒子第粒子经过原点O那次计为第0次，，2，3，…次经过x轴的时间。

13. 热学是研究物质处于热状态时的有关性质和规律的物理学分支，它起源于人类对冷热现象的探索。下列说法正确的是

A. 温度高的物体，其内能一定大
B. 气体对外界做功，其内能可能增加
C. 做功和热传递对改变物体的内能是等效的
D. 第一类永动机无法制成，这是因为它违背了热力学第二定律
E. 在完全失重状态，水滴呈现球状，这是液体表面张力作用的结果

14. 如图所示，汽缸开口竖直向上，缸内壁有固定卡环，卡环下方紧贴卡环有一质量为m的光滑薄活塞，活塞封闭一段气体，活塞的横截面积为S，大气压强为，环境热力学温度恒为，重力加速度大小为g，初始时封闭气体的压强为，活塞不漏气，汽缸与活塞的导热性能良好。
    若缓慢降低环境温度，求活塞与卡环间恰好无弹力时封闭气体的热力学温度T；
    若在活塞上缓慢添加砂子，求活塞距缸底的高度变为原来的一半时活塞上砂子的质量。
    
    
    
    
    
    
     
15. 如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，实线为时刻的波形，虚线为经过后的波形，已知为该波的周期。该波的传播速度大小______；这列波的频率______Hz。

16. 一透明体的横截面如图所示，O点为圆弧AC的圆心，，，Q为圆弧AC上的点且，现有一沿AB方向的光线从Q点射入透明体后，从O点垂直AB第一次射出透明体。已知光在真空中的传播速度为c。求：
    透明体的折射率n；
    光线从Q点传播到O点的时间t。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】解：A、放射性元素的半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关，故 A正确；
B、黑体辐射时，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，故B错误；
C、根据光电效应方程：，可知同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系，而不是成正比，故C错误；
D、氢原子核外电子从低能级向高能级跃迁时吸收能量，原子的能量增大，但电子的动能减小，故D错误。
故选：A。
半衰期跟原子所处的化学状态和外部条件无关；根据黑体辐射的实验规律图分析辐射强度与温度的关系，以及辐射确定的极大值随着温度变化的关系判断；根据光电效应方程判断；根据玻尔理论判断。
该题考查半衰期、玻尔理论、光电效应方程以及黑体辐射等理论，属于对基础知识的的考查，牢记有关的理论即可。
 

2.【答案】B
 

【解析】解：在时间内，烟花竖直向上做加速度随时间均匀减小的变加速直线运动，其图像是斜率不断减小的曲线，而图像是向下倾斜的直线；在时间内，烟花竖直向上做匀速直线运动，其图像是与时间轴平均的直线，图像是与时间轴重合的直线，故ACD错误，B正确。
故选：B。
烟花先向上做加速度减小的加速直线运动，然后做匀速直线运动，结合图像的斜率表示加速度，分析即可。
解决本题的关键要明确烟花的运动情况，抓住图像的斜率表示加速度，来分析图像的形状。
 

3.【答案】D
 

【解析】解：A、根据公式可知，输入频率与输出频率相等，故用户用电器上交流电的频率为，故A错误；
B、根据题意，发电机输出的电压随时间变化的函数关系式为，可知发电机输出交流电的电压最大值为，有效值为，故B错误；
C、输电线上的电流由原线圈输送的功率和电压决定，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，故C错误；
D、当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入功率变小，输入的电流变小，输电线上损失的功率变小，故D正确；
故选：D。
输入频率与输出频率相等，根据公式可求用户用电器上交流电的频率；
根据题意可知发电机输出电压的最大值为，故可求发电机电压的有效值是；
输电线上的电流由原线圈输送的功率和电压决定；
当用户用电器的总电阻增大时，电路中的电流减小，根据可知损失的功率减小。
明确损失的功率与输电线电阻和电流的关系，知道输入频率和输出频率相等。
 

4.【答案】A
 

【解析】解：对球受力分析，如图

根据共点力平衡条件，水平方向：
竖直方向：
解得：
可知当竖直墙壁对小球的作用力为零时，水平力F最小，为：
故A正确，BCD错误
故选：A。
由题意可知，小球处于平衡状态；则可知小球所受各力的合力为零；对小球进行受力分析，小球受重力、推力、竖直墙的支持力及斜面对小球的支持力；可采用分解法将斜面支持力向水平方向和竖直方向分解，分别列出水平和竖直方向上的平衡方程，即可得出结论．
由题意可知，小球处于平衡状态；则可知小球所受各力的合力为零；对小球进行受力分析，小球受重力、推力、竖直墙的支持力及斜面对小球的支持力；可采用分解法将斜面支持力向水平方向和竖直方向分解，分别列出水平和竖直方向上的平衡方程，即可得出各力的大小关系．
 

5.【答案】C
 

【解析】解：忽略地球自转，设地球表面有一质量为m的物体，由重力等于万有引力得
“神州十三号”在距地面高度为h的轨道做匀速圆周运动，设其质量为
由万有引力提供向心力得
联立解得：，故C正确，ABD错误。
故选：C。
地球表面重力与万有引力相等，组合体绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，从而即可求解。
解决本题的关键是掌握处理卫星问题的两条思路：1、万有引力等于向心力。2、万有引力等于重力。要灵活选择向心力公式的形式。
 

6.【答案】BC
 

【解析】解：AB、当滑片向左滑动时，导致接入电路中的电阻减小，则流过线圈P的电流增大，线圈P产生的磁场增大，所以穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律的推广可知，为阻碍磁通量增大，线圈Q将向右运动，故A错误，B正确；
CD、根据安培定则，线圈P产生的磁场的方向向右，滑片向左滑动时，则向右穿过线圈Q的磁通量增大，根据楞次定律可得灵敏电流表G中有从a到b的电流，故C正确，D错误。
故选：BC。
根据电路中电流的变化，判断电流表指针偏转方向．根据楞次定律判断感应电流的方向，及右手螺旋定则，并结合题中条件，判断电流表指针偏转方向．
本题关键是先根据安培定则判断出内线圈中磁场方向，然后根据楞次定律判断外线圈中感应电流的方向．
 

7.【答案】AC
 

【解析】解：设斜面的倾角为，小球第一次做平抛运动时，有，解得：，小球落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角的正切值；
加速电场后，小球在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，加速度大小，有，解得，小球落在斜面上时的速度方向与水平方向的夹角的正切值，解得，，故选项AC正确，BD错误。
故选：AC。
小球只在重力场中运动时落在斜面上；当放到竖直电场时，物体竖直方向受向下的合力增大，加速度增大，则可知，相同时间内竖直方向位移增大，则可知，打在斜面上时间变短，但只要打在斜面上，则位移夹角相同，根据速度夹角和位移夹角关系可知，速度夹角一定相同；而在水平电场中运动时，合力沿斜面方向，根据运动的合成和分解规律进行分析即可明确小球一定会落到水平面上，从而比较运动时间和夹角关系。
本题考查带电粒子在电场和重力场中的运动，要注意准确分析带电体的受力和速度关系，明确运动的合成和分解规律的准确应用，同时注意正确利用类平抛运动的结论进行分析求解。
 

8.【答案】BCD
 

【解析】解：设第二次击打过程中小锤对小球做的功为。
第一次击打后小球最高到达与球心O等高位置，根据动能定理有：，即
第二次击打后小球可以到轨道最高点，根据动能定理有：
在最高点，由牛顿第二定律有：
联立解得：，则第二次击打过程中小锤对小球做的功可能为2W、3W、4W，故A错误，BCD正确。
故选：BCD。
第一次击打后小球最多到达与球心O等高位置，根据动能定理求出W的最大值表达式；两次击打后可以到轨道最高点，再次根据动能定理列式，第二次击打过程中小锤对小球做的功最小值，从而确定第二次击打过程中小锤对小球做的功可能值。
本题关键是抓住临界状态，然后结合动能定理和牛顿第二定律列式分析。要知道小球刚好到达圆轨道最高点时，由重力提供向心力。
 

9.【答案】不必  质量的倒数 
 

【解析】解：由图甲可看出细线的拉力即小车所受合力可由力传感器直接测量得到，而不用近似认为细线的拉力等于所挂钩码总重力，故不需要小车的质量比所挂钩码的质量大得多这一条件。
故选填：不必。
因加速度与质量成反比关系，而与质量的倒数成正比关系，所以如果a与的关系图像为倾斜的直线，就可以得知加速度与质量成反比关系，所以a与质量的倒数的关系图像可直观地得出加速度与质量的关系。
故选填：质量的倒数。
打点计时器的打点频率，则打点周期
由纸带的数据可得各段位移大小为：，，，
各段位移对应的时间间隔为：
由逐差法计算加速度得：

故答案为：不必；质量的倒数；
细线的拉力即小车所受合力可由力传感器直接测量得到，故不需要小车的质量比所挂钩码的质量大得多这一条件；
因加速度与质量的倒数成正比关系，a与的关系图像为倾斜的直线，可直观地得出加速度与质量的关系；
先确定打点周期，进而确定相邻计数点的时间间隔，由逐差法计算加速度。
本实验是验证牛顿第二定律的基础实验题，考察实验原理，数据处理基本内容。实验数据处理是基本技能，答题时需要细心，注意确定相邻计数点的时间间隔，单位的统一、结果保留位数，纸带测加速度值一般都很小。
 

10.【答案】    大于  实验存在系统误差，即电流表存在内阻
 

【解析】解：螺旋测微器不动刻度为0，可动刻度的最小分度为，铅笔芯的直径为
段接入电路的电阻为
根据闭合电路欧姆定律有
整理得
由题意可知
解得
根据可知
解得
实验存在系统误差，即电流表存在内阻，此时
解得电源内阻的真实值为
所以测得的电源内阻大于真实值。
故答案为：；；；大于，实验存在系统误差，即电流表存在内阻。
螺旋测微器不动刻度为0，可动刻度的最小分度为，两个数值相加即为读数；
由闭合电路欧姆定律和电阻公式求解即可；
实验存在系统误差，即电流表存在内阻，测得的电源内阻大于真实值。
本题考查了实验注意事项、实验数据处理，要掌握描点法作图的方法；应用欧姆定律与电阻定律求出图象的函数表达式是正确解题的关键．
 

11.【答案】解：对滑块A、B碰撞后压缩弹簧的过程中，根据机械能守恒定律有

解得：
选水平向左的方向为正方向
设A、B碰撞前瞬间，A的速度为，根据动量守恒定律有

设A开始向左滑动的初速度大小为，根据动能定理有

根据动量定理有
解得：
答：、B碰撞后瞬间的速度大小为；
该瞬时冲量的大小为。
 

【解析】根据机械能守恒列式计算出物块碰撞后的瞬时速度；
根据动量守恒定律和动能定理，同时结合动量定理计算出力的瞬时冲量。
本题主要考查了动量守恒定律的相关应用，选择合适的研究对象，确定正确的研究方法列式分析即可。
 

12.【答案】解：粒子的运动轨迹如图所示：
由几何关系可知，粒子在区域Ⅰ内做圆周运动的半径为：
根据可得：
设圆形区域的Ⅰ的圆心和原点O的连线与x轴负方向的夹角为，由几何关系可得：，解得：
根据对称性，粒子经过D点时的速度方向与x轴正方向的夹角也为，粒子在区域Ⅲ内的运动可视为类平抛运动的逆运动，设粒子从D点运动到C点的时间为，粒子从D点运动到C点的过程中沿x轴方向的位移大小为s，则：


联立解得：，
设粒子在区域Ⅱ的圆周半径为R2，根据几何关系可知：
联立解得：
又，解得：
设粒子在区域Ⅲ内运动的加速度大小为a，有：
又
联立解得：
粒子在区域Ⅱ内做圆周运动的周期为：
粒子从原点O运动到D点的时间为：
联立解得：
当n为大于零的偶数时，有：，，4，6，
解得：
当n为大于零的奇数时，有：，，3，5，
解得：，，3，5，
答：区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小为；
区域Ⅱ内磁场的磁感应强度大小为，区域Ⅲ内电场的电场强度大小E为；
从粒子经过原点O至粒子第n次经过x轴的时间为当n为大于零的偶数时为，当n为大于零的奇数时为。
 

【解析】根据题意画出粒子的运动轨迹，结合几何关系得出粒子在区域Ⅰ圆周运动的半径等于OB长度，最后根据得到区域Ⅰ内的磁感应强度大小；
根据运动轨迹可知，粒子在区域Ⅲ做抛体运动，可以看成是类平抛运动的逆过程，根据类平抛运动的规律列式；再结合粒子在区域Ⅱ做圆周运动及入射角角度可以列出OD间的距离与半径关系；最后结合牛顿第二定律及半径公式计算出磁感应强度和电场强度E；
根据时间关系得出在区域Ⅱ运动的时间，分类讨论当n为偶数或奇数时经过x轴的时间通式。
本题主要考查带电粒子在复合场中的运动，解此类题型的关键在于画图，根据已知条件找正确的几何关系，难度较大，平时需要多训练。
 

13.【答案】BCE
 

【解析】解：A、物体的内能与温度、体积、物质的量等多种因素有关，所以温度高的物体，其内能不一定大，故A错误；
B、气体对外界做功，同时从外界吸收热量，由热力学第一定律可知，其内能可能增加、可能减小、也可能不变，故B正确；
C、改变物体内能的方式有做功和热传递，热力学第一定律表明做功和热传递对改变物体内能是等效的，故C正确；
D、第一类永动机无法制成，这是因为它违背了能量守恒定律，故D错误；
E、处于完全失重状态的水滴呈球形，这是表面张力有使液体收缩的趋势，使得水滴呈现为球形，故E正确。
故选：BCE。
物体的内能与温度、体积、物质的量等多种因素有关；由热力学第一定律判断；做功和热传递对改变物体内能是等效的；根据第一类永动机无法制成的原因判断；根据液体表面张力判断。
本题考查了内能、热力学第一定律、第一类永动机、液体表面张力等热学基础知识，要求学生对相应物理概念的准确理解。
 

14.【答案】解：设活塞恰好卡环无压力时，环境温度为，对活塞受力分析，根据平衡条件得封闭气体的压强为：，
而初始温度为，压强
若环境缓慢降温时，封闭气体发生等容变化，根据查理定律得：
解得：
设活塞上所放砂子的质量为，
当活塞下降时，对活塞受力分析，根据平衡条件得封闭气体的压强为：
，
封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得：
解得：
答：活塞刚好与卡球无压力时，环境温度为；
当活塞下降时，活塞上所放砂子的质量是。
 

【解析】封闭气体发生等容变化，根据查理定律列式求解；
封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式求解。
本题主要考查了气体实验定律的应用，涉及封闭气体发生等温变化和等压变化，关键是根据题目给出的条件求出气体状态参量，判断出气体做何种变化，选择合适的气体实验定律列式求解即可。
 

15.【答案】20 5
 

【解析】解：由图可知该波的波长：；
简谐波沿方向传播，因，则知波在时间内传播的距离为：；
则波速为：
由得：
故答案为：20，
已知两个时刻的波形，波的传播方向向右，传播的距离是，根据时间与周期的关系，求出波传播的距离，再求频率和波速．
根据波的空间的周期性，求出波传播距离的通项，再求解波速，注意这个条件的应用．也可以利用波的时间周期性，求出周期，再求解波速．
 

16.【答案】解：根据题意作出光的折射图像，

由题意可知光线在BC界面发生全反射，根据几何关系可解得：；
根据全反射公式有：
解得：
根据几何关系可解得：
光在介质中传播的速度
则
联立解得：
答：透明体的折射率为；
光线从Q点传播到O点的时间为。
 

【解析】做出光路图，结合几何关系根据全反射公式可求得折射率；
由可求得在介质中的传播速度，再由几何关系可求得传播的路程，则传播时间可求解。
本题考查几何光学，掌握光的折射定律，正确画出光路图，运用几何知识求解相关角度和距离是关键。