2022届安徽省宣城市高三二模物理试卷及答案

2022届安徽省宣城市高三（下）第二次调研测试理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．下列说法正确的是（　　）

A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线和射线都弱

B．在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能

C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，核外电子的动能减小

D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当改为红光照射时，也能发生光电效应，但从锌板表面逸出的光电子的最大初动能减小

2．2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空；6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接；9月17日，神州十二号载人飞船返回舱成功着陆。中国航天人在这一年九天探梦、一气呵成，成功登上2022年感动中国的舞台。已知中国空间站轨道高度约为400km，周期约90min，地球的半径约为6400km，地面的重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A．空间站运行速度大于8km/s

B．空间站必须建立在赤道正上方

C．空间站内宇航员的加速度约为

D．空间站每90min就经过地面同一位置的上空

3．如图所示，上表面光滑的楔形物块c放在粗糙水平地面上，∠ABC<∠ACB，质量相同的物块a和b分别从斜面顶端沿AB、AC由静止自由滑下，c保持静止不动。在两物块到达斜面底端的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．两物块所受重力冲量相同

B．两物块的动量改变量相同

C．两物块到达斜面底端时重力的瞬时功率相同

D．楔形物块c对地面的压力小于物块a、b、c的总重力

4．半径为R的内壁绝缘光滑的半圆筒如图所示固定，在a、b、c三点分别垂直于纸面放置三根等长的长直导线（a、b两点位于水平直径两端），导线a中通有垂直纸面向里、大小为I1的恒定电流，导线c中电流方向也垂直纸面向里，但大小未知。导线a、b固定，导线c处于静止状态，且与筒壁间无相互作用力，Oc与Oa的夹角为θ=60°。已知长直导线在距导线r处产生磁场的磁感应强度大小为B=（k为常数，I为长直导线中的电流），不考虑边缘效应，则b中通过电流的大小和方向为（　　）

A．电流大小为I1、方向垂直纸面向里

B．电流大小为I1、方向垂直纸面向里

C．电流大小为I1、方向垂直纸面向外

D．电流大小为I1、方向垂直纸面向外

5．如图甲所示，在距离地面高度为h=0.80m的平台上有一轻质弹簧，其左端固定于竖直挡板上，右端与质量m=0.50kg、可看作质点的物块相接触（不粘连），OA段粗糙且长度等于弹簧原长，物块与OA段的动摩擦因数μ=0.50，其余位置均无阻力作用。物块开始静止于A点，现对物块施加一个水平向左的外力F，其大小随位移x变化关系如图乙所示。物块向左运动x=0.40m到达B点，到达B点时速度为零，随即撤去外力F，物块在弹簧弹力作用下向右运动，从M点离开平台，落到地面上N点，取g=10m/s2，则（　　）

A．弹簧被压缩过程中外力F做的功为2.4J

B．弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为6.0J

C．整个运动过程中物块克服摩擦力做功为4.0J

D．物块从M点运动到N点的水平位移为1.6m

二、多选题

6．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（　　）

A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势最大

B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大

C．电压表V1示数等于NBωL2

D．变压器的输入与输出功率之比为1：1

7．如图甲所示，两固定平行且光滑的金属轨道MN、PQ与水平面的夹角，M、P之间接电阻箱，电阻箱的阻值范围为，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm，改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨道间距为，重力加速度，轨道足够长且电阻不计（，），则（　　）

A．金属杆的质量

B．金属杆接入电路的电阻

C．当时，杆ab匀速下滑过程中R两端的电压为4V

D．当时，若杆ab用时2.2s达到最大速度，则此过程中下滑的高度为6m

8．如图所示，固定光滑绝缘直杆上套有一个质量为m，带电量为的小球和两根原长均为L的轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球绝缘相连，另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点，空间存在方向竖直向下的匀强电场。已知直杆与水平面的夹角为，两弹簧的劲度系数均为，小球在距B点L的P点处于静止状态，Q点距A点L，重力加速度为g。下列选项正确的是（　　）

A．匀强电场的电场强度大小为

B．若小球从P点以初速度沿杆向上运动，恰能到达Q点，则初速度

C．若小球从Q点由静止下滑，动能最大为

D．若小球从Q点由静止下滑，则小球在Q点的加速度大小为

9．下列说法中正确的是（   ）

A．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力

B．在温度不变的情况下，饱和汽的压强不随体积变化而变化

C．用显微镜观察到的布朗运动就是液体分子的无规则运动

D．已知阿伏伽德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，可估算该种气体分子体积的大小

E．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

10．一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m 处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是(          )

A．该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s

B．A质点比B质点晚振动0.1 s

C．B质点此时的位移为1 cm

D．由图示时刻经0.2 s，B质点的运动路程为2 cm

E．该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时不会发生明显的衍射现象

三、实验题

11．某同学研究自由落体运动的规律时，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息，实验装置如图1所示。

如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片I、II、III，相邻两帧之间的时间间隔为0.02s，刻度尺为毫米刻度尺。

(1)图片II中小球下落速度约为________m/s。（计算结果保留两位小数）

(2)关于实验装置和操作，以下说法正确的是________。

A．刻度尺应固定在竖直平面内

B．铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落

C．手机应正对刻度尺固定

D．手机距离刻度尺越近越好

(3)为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像，由图像可知____。

A．图像的斜率表示小球下落的加速度

B．小球P的质量大于小球Q的质量

C．小球P的质量小于小球Q的质量

D．小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度

12．某实验小组用如图甲所示的电路来测量定值电阻R。的阻值及电源的电动势和内阻。

（1）根据图甲电路，将图乙所示的实物图连线补充完整_______；

（2）实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，定值电阻的计算表达式是：_______（用测得的物理量表示），若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0的值_______（填“大于”、“等于”“小于”）实际值；

（3）将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。实验小组在同一坐标上分别作出、图线，则所作的图线斜率绝对值较小的是_______图线（填“”或“”）。若用该图线来求电源电动势E和内阻r，且电表V2的内阻极大，则引起系统误差的主要原因是_______。

四、解答题

13．如图所示，在区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场；在区域内存在沿x轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为的粒子甲从点由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点、质量为的中性粒子乙发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子乙。（不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应）

（1）求电场强度的大小E；

（2）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在区域内加上与区域内相同的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间。

14．如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角=37°的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG组成，B、D和F为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在G点（与B点等高），B、O1、D、O2和F点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg，轨道BCD和DEF的半径R=0.15m，轨道AB长度，滑块与轨道FG间的动摩擦因数，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin37°=0.6，cos37°=0.8。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放，

（1）若释放点距B点的长度l=0.7m，求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小；

（2）设释放点距B点的长度为，滑块第一次经F点时的速度v与之间的关系式；

（3）若滑块最终静止在轨道FG的中点，求释放点距B点长度的值。

15．如图所示，一个上下都与大气相通的、透热性能良好的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的理想气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动、且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，B与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。现两活塞均静止，两者间距为l0 = 0.6 m。对A施加竖直向下的压力F，使之缓慢向下移动一段距离后重新静止，此时压力F = 500 N，已知外界大气压p0 = 1×105 Pa。求活塞A向下移动的这段距离。

16．如图所示是一个水平横截面为圆形的平底玻璃缸，玻璃缸深度为，缸底面圆心处有一单色点光源，缸中装有某种液体，深度为，点为液面的圆心，垂直于水平面。用面积为的黑纸片覆盖在液面上，则液面上方恰好无光线射出。若在上述黑纸片上，以为圆心剪出一个面积为的圆孔，把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置，使所有出射光线都从缸口射出，则缸口的最小面积为多少？

参考答案：

1．B

【解析】

【详解】

A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线强，比射线弱，故A项错误；

B．原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能，故B项正确；

C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子跃迁到离核较近的轨道上运动，据

可得，核外电子的动能增加，故C项错误；

D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，当改为红光照射时，不能发生光电效应，因为红光的频率小于锌板的极限频率，故D项错误。

故选B。

2．C

【解析】

【详解】

A．第一宇宙速度（7.9km/s）是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度，则空间站的速度小于第一宇宙速度，故A错误；

D．空间站绕地心的周期为90min，而地球自转的周期为24h，且两者转动平面不同，所以空间站转动一圈后，不在地面上同一位置上空，故D错误；

B．只有同步卫星轨道才需要在赤道正上方，故B错误；

C．地面重力加速度为

空间站的加速度为

代入数据可得

故C正确。

故选C。

3．D

【解析】

【详解】

A．设斜面的倾角为θ时下滑的时间为t，设斜面高为h，则斜面长为，根据牛顿第二定律可得加速度为

a=gsinθ

根据运动学公式可得

解得

由于两个斜面的倾角不等，∠ABC＜∠ACB，则a沿斜面下滑的时间长，物块所受重力冲量为

I=mgt

则a所受重力冲量大，故A错误。

B．根据动量定理可知，合外力的冲量等于动量的改变量为

动量改变量是矢量，两物块的动量改变量大小相等，方向不同，故B错误。

C．根据

解得物块到达斜面底端的速度为

根据瞬时功率公式可知

P=mgvsinθ

两斜面的夹角θ不等，则重力瞬时功率不同，故C错误。

D．因为两物块加速下滑，均处于竖直方向的失重状态，c处于平衡状态，整体分析可知，楔形物块c对地面的压力小于物块a、b、c的总重力，故D正确。

故选D。

4．A

【解析】

【分析】

【详解】

根据安培定则和左手定则可知a对c的安培力方向；根据导线c处于静止状态，且与筒壁间无相互作用力，画出c的受力示意图，如图所示

根据平衡状态可知，b对c的作用力指向b

根据安培定则和左手定则可知b中通过电流方向垂直纸面向里，根据几何关系可知ac之间距离为R，bc之间距离 ， ， ，又

解得

故选A。

5．D

【解析】

【详解】

A．根据F-x图象与坐标轴所围的面积表示力F做的功，则弹簧被压缩过程中外力F做的功为

故A错误；

B．物块向左运动的过程中，克服摩擦力做功为

根据能量守恒可知，弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为

故B错误；

C．整个运动过程中克服摩擦力做功为

故C错误；

D．设物块离开M点时的速度为v。对整个过程，由能量守恒定律得

物块离开M点后做平抛运动，则有

，

解得

x=1.6m

故D正确。

故选D。

6．AD

【解析】

【分析】

【详解】

A．在题图所示位置时线圈与磁感线平行，线框中磁通量为零，感应电动势最大，故A正确；

B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，R的有效阻值增大，但由于副线圈的电压不变，内阻不计，所以电压表V2的示数不变，故B错误；

C．此时感应电动势的最大值为NBωL2，有效值为，即电压表V1示数等于，故C错误；

D．由于变压器是理想的，所以输入与输出功率之比为1：1，故D正确。

故选AD。

7．BC

【解析】

【详解】

AB．当金属杆达到最大速度时，安培力等于重力沿框向下的分离有

当时，，当时，代入上式解得

故B正确，A错误；

C．当时，杆ab匀速下滑过程中R两端的电压为

代入数据解得

故C正确；

D．当时，由图可得最大速度为，对金属杆由动量定理得

又

表示金属杆沿框运动的位移，代入数据解得

则此过程中下滑的高度为

故D错误。

故选BC。

8．CD

【解析】

【详解】

A．由题意可知小球在P点静止时，两弹簧对小球的弹力方向均沿直杆向上，且大小均为

设匀强电场的电场强度大小为E，在沿直杆方向根据平衡条件有

联立以上两式解得

故A错误；

B．根据对称性可知小球在P、Q两点时两弹簧的弹性势能之和相同，即小球从P到Q的过程中两弹簧对小球做功的代数和为零，则根据动能定理有

解得

故B错误；

C．小球从Q点由静止下滑过程中，当合外力为零时动能最大，即小球运动至P点时动能最大，对小球从Q到P的过程，根据动能定理有

故C正确；

D．若小球从Q点由静止下滑，在点，根据牛顿第二定律得

解得

故D正确。

故选CD。

9．ABE

【解析】

【详解】

A．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍然存在表面张力，故A正确；

B．饱和汽的压强只取决于温度，温度不变，饱和汽的压强不变，故B正确；

C．布朗运动是悬浮颗粒的运动，故C错误；

D．已知阿伏伽德罗常数、某气体的摩尔质量和密度，可估算气体分子所占的空间体积，故D错误；

E．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故E正确。

故选ABE。

【点晴】

解决本题应注意饱和汽的压强只取决于温度，气体体积为每个气体分子所占有的空间体积之和．

10．BCD

【解析】

【详解】

由题图知，波长λ＝8 m，则波速为v＝m/s＝10 m/s．此时B质点的速度方向为－y方向，由波形的平移法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；A质点与B质点平衡位置相距x＝1 m，则波从B质点传到A质点的时间t＝s＝0.1 s，故B正确；B质点此时的位移为y＝sinπ cm＝1 cm，故C正确；由题图所示时刻经 0.2 s＝T，由波形平移法可知，x＝5 m处质点的状态传到B质点，B质点的运动路程为s＝2y＝2 cm，故D正确；因该列波的波长为8 m，则该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E错误．

11．     1.40     AC     BD

【解析】

【详解】

(1)[1]匀变速运动在一段时间内的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度。从图片I到图片III，小球的位移约为，用时，所以图片II中小球的下落速度约为；

(2)[2]小球沿竖直方向下落，刻度尺应固定在竖直平面内；铅垂线的作用是检验刻度尺是否沿竖直方向；手机在录像时应正对刻度尺，并且离刻度尺越远越好，离得越远，位置记录的误差越小。

故选AC。

(3)[3]根据自由落体的特点可知，下落高度h与速度v的关系为，即v2与h成正比，图像的斜率等于下落加速度的2倍；由图像可知Q球的加速度较小，说明其质量较小，空气阻力对它的影响较为明显，所以用小球P的数据算出的加速度值更接近当地的重力加速度。

故选BD。

12．               大于          电压表分流

【解析】

【详解】

（1）[1]根据电路图连接实物图如图所示

（2）[2][3]根据欧姆定律得

解得

因为电压表的分流作用，导致使用电流计算时，偏小，所以测得R0的值大于实际值；

（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可得

可知图线斜率绝对值较小的是图线，若用该图线来求电源电动势E和内阻r，且电表V2的内阻极大，由于电压表分流，引起系统误差。

13．（1）；（2）

【解析】

【详解】

（1）粒子甲从O匀速圆周运动到P点，则在磁场中运动轨迹半径

洛伦兹力提供向心力，有

则

粒子从S到O，由动能定理可得

可得

（2）甲乙粒子在P点发生弹性碰撞，设碰后速度为、，取向上为正，则有

计算可得

，

两粒子碰后在磁场中运动

，

解得

两粒子在磁场中一直做轨迹相同的匀速圆周运动，周期分别为

，

则两粒子碰后再次相遇需满足

解得再次相遇时间

14．（1）7N；（2）   （）；（3），，

【解析】

【详解】

（1）滑块释放运动到C点过程，由动能定理

经过C点时

解得

（2）能过最高点时，则能到F点，则恰到最高点时

解得

而要保证滑块能到达F点，必须要保证它能到达DEF最高点，当小球恰好到达DEF最高点时，由动能定理

可解得

则要保证小球能到F点，，带入可得

（3）设全过程摩擦力对滑块做功为第一次到达中点时做功的n倍，则n=1,3,5,……

解得

     n=1,3,5, ……

又因为

，

当时，，当时，，当时，，满足要求。

即若滑块最终静止在轨道FG的中点，释放点距B点长度的值可能为，， 。

15．0.3 m

【解析】

【分析】

【详解】

设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x对圆柱筒中的气体运用玻—马定律，可得方程

根据胡克定律，活塞B移动x后弹簧的弹力有

将这两个方程联立，去掉x得

将数值代入得

l = 0.3 m

16．

【解析】

【详解】

用面积为的黑纸片覆盖在液面上，液面上方恰好无光线射出，则从点光源发出的光线射到黑纸片的边缘处恰发生全反射，临界角为，光路图如图甲所示。

由几何关系得

由全反射知识有

解得

剪出一个面积为圆孔后，设透光部分的半径为，射出光线的最大入射角为，对应的折射角为，光路图如图乙所示。

由几何关系得

根据折射定律有

缸口的最小半径为

缸口的最小面积为

解得