2022届山东省临沂市高三二模物理试题

山东省临沂市2022届高三第二次模拟考试

物理

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 自1932年，英国科学家J。Chadwick发现中子以来，人类便开启了人工合成超重新元素大门。在我国，中科院近代物理研究所利用重离子加速器将原子核加速后轰击原子核，成功合成了超重元素，除了合成了Bh外，还生成了一种粒子，则该粒子是（　　）

A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 氨核

2. 一种“光开关”如图虚框区域所示，其主要部件由两个相距非常近的截面为半圆形的圆柱棱镜构成，两半圆柱棱镜可以绕圆心O点旋转。单色光a从左侧沿半径射向半圆柱棱镜的圆心O，若光线能从右侧射出，则为“开”，否则为“关”，已知棱镜对a的折射率为1.5，光a与半圆柱棱镜的直径MN夹角为45°。下列说法正确的是（　　）

A. 单色光a在棱镜中的频率是在真空中的1.5倍

B. 单色光a在棱镜中的波长是在真空中的1.5倍

C. 顺时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能

D. 逆时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能

3. 如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：3，连接两理想变压器的输电线的总电阻为10Ω，右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，输电线上损失的功率为10W。已知降压变压器副线圈两端的交变电压，将变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（　　）

A. 负载电阻的阻值为440Ω

B. 升压变压器输入功率为450W

C. 通过输电线上的电流为1A

D. 升压变压器输入电压的表达式为

4. 如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。令线框的ab边刚好与磁场左边界重合时t=0，。线框中a、b两点间电势差随线框ab边的位移x变化的图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

5. 如图所示，在一个足够大、表面平坦的雪坡顶端，有一个小孩坐在滑雪板上。给他一个大小为的水平初速度使其运动。若雪坡与滑雪板之间的动摩擦因数，不计空气阻力，则小孩（　　）

A. 沿初速度方向做匀速直线运动

B. 做类平抛运动

C. 最终会沿斜面做垂直于方向的匀加速直线运动

D. 最终会沿斜面做与方向保持小于90°角的加速直线运动

6. 在平直公路上行驶的a车和b车，其位移-时间图像分别为图中直线a和曲线b，已知b车的加速度恒定且，t=3s时直线a和曲线b刚好相切。下列说法正确的是（　　）

A. a车的速度大小为 B. t=0时，a车和b车的距离为7m

C. t=2s时，a车在b车前方1m处 D. 0-2s内，b车比a车多行驶6m

7. 如图所示，光滑斜面上等高处固定着两个等量正电荷，两电荷连线的中垂线上有一带负电的小球。现将小球由静止释放，取两电荷连线中点为坐标原点O，以此连线中垂线沿斜面向下为正方向，取无限远处电势为零，设小球在O点重力势能为零，则小球运动过程中加速度a、重力势能、机械能E、电势能随位置x变化的关系图像可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

8. 如图所示，质量为M木板放在光滑的水平面上，上面放一个质量为m的小滑块，滑块和木板之间的动摩擦因数是，现用恒定的水平拉力F作用在木板上，使二者发生相对运动，改变拉力F或者木板质量M的大小，当二者分离时（　　）

A. 若只改变F，当F增大时，木板获得的速度增大

B. 若只改变F，当F增大时，滑块获得速度增大

C. 若只改变M，当M增大时，木板获得的速度增大

D. 若只改变M，当M增大时，滑块获得速度增大

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。

9. 2022年3月23日，中国空间站“天宫课堂”第二课开讲。空间站轨道可简化为高度约400km的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在400km的高空也有非常稀薄的气体，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。下列说法中正确的是（　　）

A. 如果不补充能量，系统的机械能将增大

B. 如果不补充能量，空间站运行的角速度将变大

C. 空间站的运行速度小于第一宇宙速度

D. 空间站的运行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

10. 均匀介质中，波源位于xOy水平面的A（+2，0）点，从t=0时开始计时，波源开始沿垂直于xOy水平面的z轴（z轴正方向竖直向上）从z=0处开始做简谐运动，其振动函数为。经时间，在、区域中第二次形成如图所示波面分布图（实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷）。xOy水平面上P点的坐标是（-4m，+8m）。下列说法正确的是（　　）

A. 波的周期为0.20s

B. 波的传播速度为10m/s

C. 第二次形成图示中波面分布图时间

D. t=1.25s时，P点受到的回复力方向为z轴正方向

11. 2022年4月15日哈佛-史密森天体物理学中心的科学家乔纳森·麦克道维尔推文表明：莫尼亚轨道上第一次出现中国卫星，该卫星曾在2021年工况异常。尽管乔纳森的描述中没有提及该卫星使用了何种引擎，但从轨道提升的描述来判断，几乎可以肯定是属于离子电推引擎，这是利用电场将处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目N为定值，离子质量为m，电荷量为ne（其中n是正整数，e是元电荷），加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是（　　）

A. 引擎获得的推力

B. 引擎获得的推力

C. 为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用质量大的离子

D. 为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用带电量大的离子

12. 如图所示，轻弹簧放在倾角为的斜面体上，轻弹簧的下端与斜面底端的固定挡板连接，上端与斜面上点对齐。质量为的物块从斜面上的点由静止释放，物块下滑后，压缩弹簧至点时速度刚好为零，物块被反弹后滑到的中点时速度刚好为零，已知长为L，长为，重力加速度为，，，则（　　）

A. 物块与斜面间的动摩擦因数为

B. 弹簧具有的最大弹性势能为

C. 物块最终静止在之间的某一位置

D. 物块与弹簧作用过程中，向上运动和向下运动速度都是先增大后减小

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 很多智能手机都有加速度传感器。安装能显示加速度情况的应用程序，会有三条加速度图像，它们分别记录手机沿图甲所示坐标轴方向的加速度随时间变化的情况。

某同学将手机水平拿到距离缓冲垫上方一定高度处，打开加速度传感器，然后松手释放，让手机自由下落，最终手机跌到缓冲垫上。观察手机屏幕上的加速度传感器的图线如图乙所示。

请观察图像回答以下问题：（本题结果均保留2位有效数字）

（1）由图乙可读出当地的重力加速度大小约为______m/s2；

（2）手机自由下落的高度约为______m；

（3）若手机的质量为187g，缓冲垫对手机竖直方向上的最大作用力约为______N。

14. 用伏安法测干电池的电动势E和内阻r。

（1）一位同学设计实验电路并部分连接，如图甲所示，由于干电池的内阻相对外电阻偏小，故串联R0以增大内阻，请你用笔画线代替导线把电压表接入电路_________。

（2）为了知道R0的阻值，某同学选用欧姆挡“×1”挡位，欧姆调零后进行测量，指针偏转如图乙中线段“a”所示。他应该把挡位换到________（选填“×10”“×100”或“×1k”）挡，再次欧姆调零后进行测量，若指针偏转如图乙中线段“b”所示，则电阻R0的阻值等于________Ω。

（3）下表为该同学用热敏电阻插入不同温度的水时测得的数据，由这些数据可得干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω（保留3位有效数字）。

（4）利用以上数据分析还可以发现：随着水的温度的升高，热敏电阻的阻值变________（选填“小”或“大”）。

15. 冰壶比赛是2022年北京冬奥会比赛项目之一，比赛场地示意图如图。在某次比赛中，中国队运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以速度沿虚线滑出。从此时开始计时，在t=10s时，运动员开始用毛刷一直连续摩擦冰壶前方冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小，最后冰壶恰好停在圆心O处。已知投掷线AB与O之间的距离s=30m，运动员摩擦冰面前冰壶与冰面间的动摩擦因数，摩擦冰面前后冰壶均做匀变速直线运动。重力加速度。求：

（1）t=10s时冰壶的速度及冰壶与AB的距离；

（2）冰壶与被摩擦后的冰面之间的动摩擦因数。

16. 气动避震是安装在汽车上面的一种空气悬挂减震器，其主要结构包括弹簧减震器、气压控制系统等，其减震性能和舒适性都比原车的好很多。减震器可简化为如图A、B两个气室（均由导热性能良好的材料制成），A气室在活塞内，AB气室通过感应开关M相连，B气室底部和活塞之间固定一轻弹簧，当B气室气压达到8时开关M打开，当B气室气压低于4时开关M闭合。初始状态如图所示，A气室压强为2，容积为，B气室压强为6，，B气室容积为，B气室高度为4L。已知大气压强为。则：

（1）把一定量的某种货物缓慢放入汽车，电子开关刚好能打开，则电子开关打开时B气室的体积是多大？

（2）若电子开关打开后再次稳定时B气室气体体积变为，忽略气室中气体质量的变化，求轻弹簧的劲度系数k。

17. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，如图所示，真空中存在多组紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，已知电场和磁场的宽度均为d，长度足够长，电场强度大小为E，方向水平向右，磁场的磁感应强度大小为，垂直纸面向里，电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直。一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子在电场左侧边界某处由静止释放，不计粒子的重力及运动时的电磁辐射。求：

（1）粒子刚进入第1组磁场时的速度的大小；

（2）粒子在第1组磁场中运动的时间；

（3）粒子最多能进入第几组磁场。

18. 如图，竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为的水平轨道AB通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平轨道AB和水平轨道BO（长为）在B点与一个半径的光滑的竖直固定圆弧轨道相切于B点。以水平轨道BO末端O点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy，x轴的正方向水平向右，y轴的正方向竖直向下。水平轨道BO右下方有一段弧形轨道PQ，该弧形轨道是曲线在坐标系xOy（x>0，y>0）中的一半（见图中实线部分），弧形轨道Q端在y轴上。带电量为q（q>0）、质量为m的小球1与水平轨道AB、BO间的动摩擦因数为，在x轴上方存在竖直向上的匀强电场，其场强，重力加速度为g。

（1）若小球1从倾斜轨道上由静止开始下滑，恰好能经过圆形轨道的最高点，求小球1经过O点时的速度大小；

（2）若小球1从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑，经过O点落在弧形轨道PQ上，请证明小球1每次落在PQ时动能均相同，并求出该动能大小；

（3）将小球2静置于O点，小球1沿倾斜轨道由静止开始下滑，与小球2发生弹性碰撞（碰撞时间极短），小球1与小球2发生碰撞前的速度为，要使两小球碰后均能落在弧形轨道PQ上的同一地点，且小球1运动过程中从未脱离过圆形轨道，求小球1和小球2的质量之比。

山东省临沂市2022届高三第二次模拟考试

物理参考答案

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. A  2. D  3. B  4. B  5. C  6.C  7. A  8. D

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。

9.BC  10. BD  11. AC  12. ACD

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.  ①. 10    ②. 1.3    ③. 6.5

14.  ①     ②. ×10    ③. 100    ④. 2.83～2.87    ⑤. 9.80～10.0    ⑥. 小

15. （1），20m；（2）0.005

【详解】（1）不摩擦冰面时，冰壶做匀减速直线运动，设加速度大小为，时速度为，滑行距离为s1，则

解得

（2）摩擦冰面时冰壶仍做匀减速直线运动，设加速度大小的，滑行距离为，则

且

解得

16. （1）V1 = 3V0；（2）k =

【详解】（1）B空气做等温变化有

6p04V0 = 8p0V1

解得

V1 = 3V0

（2）气体做等温变化

2p02V0 + 6p04V0 = p(2V0 + 2V0)

则

p = 7p0

横截面积

S = =

B体积为2V0，可知高为2L，则有

8p0S = pS + k2L

解得

k =

17. （1）；（2）；（3）4

【详解】（1）粒子刚进入第1组磁场时的速度v

解得

（2）粒子在第1组磁场中半径

，

根据几何关系可知，转过圆心角

，

运动周期

运动时间

（3）设粒子在第n层磁场中运动的速度为vn，轨迹半径为rn，则有

粒子进入第n层磁场时，速度的方向与水平方向的夹角为αn，从第n层磁场右侧边界穿出时速度方向与水平方向的夹角为θn，粒子在电场中运动时，垂直于电场线方向的速度分量不变，有

由以上三式可得

则可知r1sinθ1、r2sinθ2、r3sinθ3、…rnsinθn为一组等差数列，公差为d，可得

当n=1时，由图可知

r1sinθ1=d

则可得

若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，则有

解得

18. （1）；（2）证明过程见解析，；（3）或

【详解】（1）设小球1恰好经过圆形轨道最高点时的速度大小为v，根据牛顿第二定律有

   ①

设小球1经过O点时的速度大小为v0，对小球1从圆形轨道最高点到O点的运动过程，根据动能定理有

   ②

联立①②解得

   ③

（2）小球1离开O点后做平抛运动，设经时间t小球1落在弧形轨道PQ上，根据运动学规律可知落点的坐标分别为

   ④

   ⑤

由题意可知

   ⑥

设小球1落在弧形轨道PQ时的动能为Ek，对小球1从O点到落在弧形轨道PQ的过程，根据动能定理有

   ⑦

联立③~⑦式解得

   ⑧

由⑧式可知小球1每次落在PQ时动能均相同。

（3）设小球2质量为M，小球1与小球2碰撞后二者的速度大小分别为、。要使两小球均能落在弧形轨道PQ上，两小球从O点抛出时应具有相同的速度，而两小球发生的是弹性碰撞，碰后不可能速度相同（即粘在一起），所以小球1碰后一定反弹，根据动量守恒定律和能量守恒定律分别有

   ⑨

   ⑩

联立⑨⑩解得

   ⑪

   ⑫

小球1运动过程中从未脱离过圆形轨道，分以下两种情况：

第一种：小球1反弹后进入圆形轨道运动但未超过圆形轨道圆心等高处就沿轨道滑回，并且在返回O点时的速度大小为v2，这种情况下根据动能定理有

   ⑬

联立⑪⑫⑬解得

   ⑭

第二种：小球1反弹后进入圆形轨道并能够通过最高点，并到达倾斜轨道上，之后从倾斜轨道上滑回经过圆形轨道最终返回O点，且返回时速度大小为v2，这种情况下根据动能定理有

   ⑮

联立⑪⑫⑮解得

   ⑯