2022届江苏省连云港市高三下学期二模考试（4月） 物理练习题

这是一份2022届江苏省连云港市高三下学期二模考试（4月） 物理练习题，共10页。
物 理
(满分：100分 考试时间：75分钟)
2022．4
一、 单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题只有一个选项最符合题意．
1. 中国的火星探测车用放射性材料PuO2作为燃料．PuO2中的Pu元素是 eq \\al(238, 94) Pu.已知 eq \\al(238, 94) Pu发生衰变的核反应方程为 eq \\al(238, 94) Pu―→ eq \\al(234, 92) U＋mX， eq \\al(238, 94) Pu的半衰期为87.7年．下列说法正确的是( )
A. 衰变过程一定释放能量
B. 方程中m＝2，X是eq \\al(1,1)H
C. 10 000个 eq \\al(238, 94) Pu原子核经过87.7年后还有5 000个未衰变
D. 放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强
2. 一列简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻波的图像如图所示，质点P的平衡位置在x＝4 m处．该波的周期T＝4 s．下列说法正确的是( )
A. t＝13 s时质点P位于波峰
B. 在0～3 s内波传播的距离为12 m
C. 在0～3 s内质点P通过的路程为30 cm
D. 质点P的振动方程是y＝10sin 0.5πt(cm)
3. 2022年2月27日11时06分，我国在文昌发射场使用“长征八号”运载火箭，以“1箭22星”方式，成功将22颗卫星发射升空．若其中一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星的质量为m，距地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G，测得其飞行n圈所用时间为t.下列说法正确的是( )

A. 地球的质量为 eq \f(4π2,Gt2)(R＋h)3
B. 地球对卫星的万有引力大小为m eq \f(4π2n2,t2)R
C. 地球表面的重力加速度为 eq \f(4π2n2,t2R2)(R＋h)3
D. 卫星做匀速圆周运动的线速度大小为 eq \f(2πn,t)R
4. 如图所示，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为圆的两条直径，∠aOc＝60°.将一电荷量为q的正点电荷从a点移到b点，电场力做功为W(W>0)；若将该电荷从d点移到c点，电场力做功也为W.下列说法正确的是( )
A. a、c两点的电势相等
B. 电场强度方向由a指向d
C. a、O两点间的电势差大于 eq \f(W,2q)
D. 将该电荷从d点移到圆周上不同点时，电场力做功最大值为 eq \f(3,2)W
5. 如图所示，某同学观察肥皂膜干涉现象．将有肥皂膜的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色．下列说法正确的是( )
A. 条纹形状是相互平行的竖直线
B. 从上向下，条纹的间距越来越小
C. 紫光的条纹数比黄光要少一些
D. 干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的
6. 第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，如图甲所示为运动员跳台滑雪的场景，运动轨迹如图乙所示．运动员从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力．下列说法正确的是( )
A. 从C到E的时间比从E到D的时间短
B. 轨迹CE和ED长度相等
C. 轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1∶3
D. 轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等
7. 如图所示，矩形abcd为一玻璃砖的横截面，玻璃砖ab面镀银且足够长．由单色光1、2组成的一细光束，在abcd平面内从cd面上的O点以入射角i射入玻璃砖，该玻璃砖对单色光1、2的折射率分别为n1和n2，已知n1>n2.下列说法正确的是( )
A. 单色光1、2从cd面射出玻璃砖后平行
B. 增大入射角i，单色光1在cd面先发生全反射
C. 单色光1在玻璃砖内的路程大于单色光2
D. 当入射角i趋近于90°时，单色光1、2在cd面出射点的距离趋向于无穷大
8. 利用霍尔元件可以制作位移传感器．如图甲所示，将霍尔元件置于两块磁性强弱相同、同名磁极相对放置的磁体间隙中，以中间位置为坐标原点建立如图乙所示空间坐标系．当物体沿x轴方向移动时，霍尔元件将产生不同的霍尔电压U.已知在小范围内，磁感应强度B的大小与x成正比．电流I沿＋z方向且保持不变．下列说法正确的是( )
A. 电流I越小，霍尔电压U越大
B. 位移传感器无法确定位移的方向
C. 位移传感器的刻度线是均匀的
D. 当霍尔元件处于x>0的位置时，上表面电势高
9. 如图所示，光滑水平面上有一足够长的轻质绸布C，C上静止地放有质量分别为2m、m的物块A和B，A、B与绸布间的动摩擦因数均为μ.已知A、B与C间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现对A施一水平拉力F，F从0开始逐渐增大，下列说法正确的是( )
A. 当F＝0.5μmg时，A、B、C均保持静止不动
B. 当F＝2.5μmg时，A、C不会发生相对滑动
C. 当F＝3.5μmg时，B、C以相同加速度运动
D. 只要力F足够大，A、C一定会发生相对滑动
10. 如图所示，车静止在粗糙的水平地面上，一人站在车上抡起重锤从P处由静止砸向车的左端Q，锤下落的同时小车向左运动，锤瞬间砸在Q处后与小车保持相对
静止，最终小车停止运动．取水平向右为正方向，不考虑空气阻力，此过程人、锤及小车组成的系统水平方向的动量px随时间t变化的图像可能正确的是( )
二、 非选择题：本题共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)用图甲所示的装置进行“探究动能定理”实验．
(1) 用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0；用游标卡尺测量遮光片的宽度d，游标卡尺的示数如图乙所示，其读数为________cm；按图甲所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离L.
(2) 在砝码盘中放入适量砝码；适当调节长木板的倾角，直到轻推小车，遮光片先后经过光电门1和光电门2的时间相等．
(3) 取下细线和砝码盘，记下砝码的质量m.
(4) 让小车从靠近滑轮处由静止释放，用数字毫秒计时器分别测出遮光片经过光电门1和光电门2所用的时间Δt1、Δt2.小车从光电门1运动至光电门2的过程中，小车动能的变化量ΔEk＝__________________(用上述步骤中的物理量表示).小车下滑过程中，________(选填“必须”或“不需要”)测量长木板与水平桌面的夹角，可求出合外力做的功W合＝__________________(用上述步骤中的物理量表示，重力加速度为g)，比较W合和ΔEk的值，找出两者之间的关系．
(5) 重新挂上细线和砝码盘，重复(2)～(5)步骤．
(6) 不考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为ΔEk1；考虑遮光条宽度的影响，滑块动能的增量为ΔEk2，则ΔEk1________(选填“＞”“＝”或“＜”)ΔEk2.
12. (8分)汽车胎压常用巴(bar)作为单位，1巴(bar)＝1×105Pa.某重型卡车在－23℃时胎压为8 bar，运动过程中轮胎内最高温度可达127℃.为了安全胎压不能超过10 bar，轮胎体积保持不变．
(1) 通过计算说明卡车胎压是否安全；
(2) 若不安全，需要放出一定量的气体，求至少放出的气体质量与原胎内气体质量的比(忽略放气过程中的温度变化).
13.(8分)如图所示为交流发电机的发电供电原理图．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线圈共220匝，线圈面积为0.051 m2，转动频率为50 Hz，磁场的磁感应强度为 eq \f(\r(2),π) T．发电机的输出端a、b与理想变压器的原线圈相连，变压器副线圈接有两个标有“220 V 11 kW”的电动机．已知变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，电动机正常工作．求：
(1) 电流表的示数；
(2) 线圈的内阻．
14. (13分)如图所示，光滑水平杆固定在竖直转轴上，小圆环A和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直转轴和环A上，用长L＝0.7 m的细线穿过小孔O，两端分别与环A和小球B连接，线与水平杆平行，环A的质量mA＝1 kg，小球B的质量mB＝2 kg.当整个装置绕竖直轴以角速度ω1＝5 rad/s匀速转动时，细线OB与竖直方向的夹角为37°.缓慢加速后使整个装置以角速度ω2匀速转动时，细线OB与竖直方向的夹角变为53°，且此时弹簧弹力与角速度为ω1时大小相等，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6.求：
(1) ω1＝5 rad/s时，OB间的距离；
(2) ω2的大小；
(3) 由ω1增至ω2过程中，细线对小球B做的功．(计算结果保留两位有效数字)
15. (16分)如图所示，在第二象限内，0≤y≤d区域有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度E＝ eq \f(9mv eq \\al(2,0) ,32qd)；d≤y≤3d区域有垂直于xOy平面向里、大小可调的匀强磁场Ⅰ.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，自点P(0，6d)处以大小为v0、方向与y轴正方向成30°的速度进入匀强磁场Ⅱ(图中未画出)，匀强磁场Ⅱ的边界为矩形，方向垂直于xOy平面．粒子从磁场Ⅱ飞出后恰好能沿x轴负方向经过坐标原点O.不计粒子的重力．求：
(1) 磁场Ⅱ的磁感应强度大小；
(2) 磁场Ⅱ的最小面积；
(3) 当磁场Ⅰ的磁感应强度大小为B1时，粒子恰好不能从磁场Ⅰ的上边界穿出，粒子第一次返回后与x轴的交点记为Q；当磁场Ⅰ的磁感应强度大小为B2时，粒子经过多次偏转后仍能经过Q点．求B2与B1所有可能的比值．
2022届高三年级模拟试卷(连云港)
物理参考答案及评分标准
1. A 2. C 3. C 4. D 5. B 6. D 7. A 8. C 9. B 10. B
11. (15分，每空3分)(1) 0.530 (4) eq \f(1,2)M( eq \f(d,Δt2))2－ eq \f(1,2)M( eq \f(d,Δt1))2 不需要 (m＋m0)gL (6) ＞
12. (8分)解：(1) 由题可知p1＝8 bar，V1，T1＝250 K
p2，V2＝V1，T2＝400 K
由气体实验定律 eq \f(p1,T1)＝ eq \f(P2,T2)(1分)
解得p2＝12.8 bar(1分)
所以此卡车胎压不安全(1分)
求10 bar气压下的体积进行判断，同样得分
(2) 由题可知p3＝10 bar，V3，T3＝400 K
由气体状态方程 eq \f(p1V1,T1)＝ eq \f(p3V3,T3)(1分)
得V3＝ eq \f(32V1,25)(2分)
需要放出的气体体积ΔV＝ eq \f(32V1,25)－V1＝ eq \f(7V1,25)(1分)
与原胎内气体质量比等于体积比 eq \f(ΔV,V3)＝ eq \f(7,32)(1分)
13. (8分)解：(1) 副线圈电流I2＝2IM(1分)
IM＝ eq \f(PM,U2)(1分)
变流比 eq \f(I1,I2)＝ eq \f(n2,n1) 解得I1＝20 A(1分)
(2) 最大值Em＝nBSω，有效值E有＝ eq \f(Em,\r(2))(2分)
而E有＝U1＋I1r(1分)
又由变压比 eq \f(U1,U2)＝ eq \f(n1,n2)
解得线圈内阻r＝1.1 Ω(2分)
14. (13分)解：(1) 角速度为ω1时，对小球B：
mBgtan 37°＝mBω eq \\al(2,1) LOBsin 37°(2分)
解得LOB＝0.5 m(1分)
(2) 角速度ω1时：对小球B，细线拉力FT＝ eq \f(mBg,cs 37°)(1分)
对圆环A，Fk为弹簧的弹力FT－Fk＝mAω eq \\al(2,1) LOA(1分)
L＝LOA＋LOB
角程度ω2时：
对小球B，细线拉力F′T＝ eq \f(mBg,cs 53°)，mBgtan 53°＝mBω eq \\al(2,2) L′OBsin 53°(1分)
对圆环A，F′T＋Fk＝mAω eq \\al(2,2) L′OA(1分)
L＝L′OA＋L′OB
解得ω2＝10 rad/s(1分)
(3) 对小球B：W＝ΔEpB＋ΔEkB(1分)
ΔEpB＝mBg(LOBcs 37°－L′OBcs 53°)(1分)
ΔEkB＝ eq \f(1,2)mBv′ eq \\al(2,B) － eq \f(1,2)mBveq \\al(2,B)(1分)
其中v′B＝ω2L′OBsin 53°，vB＝ωLOBsin 37°
解得W＝5.5 J(2分)
15. (16分)解：(1) 如图所示，6d＝R＋Rcs 60°，解得R＝4d(2分)
由qvB＝m eq \f(v eq \\al(2,0) ,R) 解得B＝ eq \f(mv0,4qd)(2分)
(2) 如图所示时，面积最小
面积S＝ab，a＝2R，b＝R＋Rcs 60°＝ eq \f(3R,2)(2分)
解得S＝48d2(2分)
(3) 类平抛a＝ eq \f(qE,m) d＝ eq \f(1,2)at2 得vy＝at＝ eq \f(3,4)v0
v＝ eq \r(v eq \\al(2,0) ＋v eq \\al(2,y) )＝ eq \f(5,4)v0(1分)
θ＝37°(1分)
x＝v0t＝ eq \f(8,3)d
磁场为B1时：R1－R1cs 37°＝2d，R1＝10d
由qvB＝m eq \f(v2,R) 得B1＝ eq \f(mv0,8qd)(2分)
且得OQ＝2× eq \f(8d,3)＋2R1sin 37°＝ eq \f(52d,3)
磁场为B2时：OQ＝n×2× eq \f(8d,3)＋n×2R2sin 37°
联立解得B2＝ eq \f(45nmv0,4（130－40n）qd)(2分)
所以 eq \f(B2,B1)＝ eq \f(90n,130－40n)，而130－40n＞0，所以取n＝2，3
当n＝2时， eq \f(B2,B1)＝ eq \f(18,5)(1分)
当n＝3时， eq \f(B2,B1)＝ eq \f(27,1)(1分)