2022年全国统一招生考试第三次模拟考试（全国卷）—物理试题（含答案）

这是一份2022年全国统一招生考试第三次模拟考试（全国卷）—物理试题（含答案），共14页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
2022届高三第三次模拟考试卷物理注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。第Ⅰ卷（选择题）一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用半衰期较短的，其衰变方程为：。下列说法正确的是（　　）A．发生的是β衰变B．在低温低压环境中，的半衰期变长C．核和核的质量相等D．方程中的X来源于核内质子向中子的转化【答案】A【解析】根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为－1，则发生的是β衰变，A正确；外界条件不能改变放射性元素的半衰期，B错误；核和核的质量数相等，但是质量不等，C错误；方程中的X来源于核内中子向质子转化时产生的负电子，D错误。2．如图所示，一物块在水平拉力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动，物块与地面间的动摩擦因数为。若保持F的大小不变，而方向突然变成与水平面成60°角，则物块将（　　）A．做匀加速直线运动 B．做匀减速直线运动C．做匀速直线运动 D．离开地面向上做曲线运动【答案】C【解析】当F水平时有，当保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角时，拉力的水平分力，摩擦力大小，可知，故物块仍做匀速直线运动。3．很多手机的指纹解锁功能利用了电容式指纹识别技术。如图，指纹识别传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，指纹的凸起部分（叫“嵴”）及凹下部分（叫“峪”）与这些小极板形成大量大小不同的电容器（指纹凹凸部分放大如图）。传感器给所有的电容器充电达到某电压值后，电容器开始放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢来探测嵴和峪的位置，形成指纹图像，则（　　）A．用打印好的指纹照片覆盖在传感器上也能实现指纹解锁B．小极板与指纹“峪”部分形成的电容器电容较小C．潮湿的手指头对指纹识别没有影响D．极板与指纹“嵴”部分形成的电容器放电较快【答案】B【解析】用指纹的照片蒙在传感器上，由于没有指纹上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”，则不可以实现手机解锁功能，A错误；在嵴处皮肤表面和小极板之间的距离较小，在峪处皮肤表面与小极板之间的距离较大，根据公式，可知在峪处形成的电容器电容较小，在嵴处形成的电容器电容较大，故B正确；潮湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故C错误；在嵴处形成的电容电容大，电荷量大，放电较慢，故D错误。4．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和2B，方向均垂直于纸面向外的匀强磁场，第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）在M点由静止释放，最终从（0，－L）点垂直y轴再次进入第三象限。已知M点到x轴的距离为L。第三象限内匀强电场的电场强度大小为（　　）A．      B．      C．      D．【答案】D【解析】粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力得，得，可得粒子在第二象限做圆周运动的轨迹半径和在第一、四象限做圆周运动的轨迹半径的关系为，由题意知，粒子经过第四象限后垂直轴进入第三象限，由对称性可知，粒子从第二象限到第一象限也是垂直进入，根据几何关系得，解得，仅进入第二象限的速度，在电场中，根据，联立解得，故D正确，ABC错误。5．排球比赛中，某次运动员将飞来的排球从a点水平击出，球击中b点；另一次将飞来的排球从a点的正下方c点斜向上击出，也击中b点，且b点与c点等高。第二次排球运动的最高点d与a点等高，且两轨迹交点恰好为排球网上端点e。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A．两个过程中，排球运动到b点的速度大小可能相等B．b点与c点到球网平面的水平距离之比为3∶2C．a、c两点高度差与e、c两点高度差之比为4∶3D．运动员两次击球对排球所做的功可能相等【答案】D【解析】第二次排球运动的最高点d与a点等高，故比较第一次排球从a到b给过程和第二次排球从d到b的过程，这两个过程都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，下落高度一样，假设a到b的高度差为，故运动时间一样，水平方向做匀速直线运动，有，且，可得，第一次排球到达b的速度为，第二次排球到达b的速度为，可得，A错误；运动员两次击球对排球所做的功分别等于排球在a点和c点的动能，即，，第二次排球在c点速度大小等于b点的速度大小，即，说明只要满足，则有，即，D正确；比较第一次排球从a到e过程和第二次排球从e到d过程，根据可逆性，把第二次排球从e到d过程看成是从d到e过程的平抛运动，这两个过程竖直方向做自由落体运动，下落高度一样，运动时间也一样，根据，可得，故有，B错误；研究第一次排球的运动过程，由于，可知，根据，可得，故，C错误。6．中国空间站是中国独立自主建造运营的载人空间站，由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三个舱段构成。根据任务安排，空间站计划于2022年完成在轨建造。目前天和核心舱已经在海南文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G，忽略地球的自转。由此可以计算得到的物理量为（　　）A．地球的平均密度 B．地球表面的重力加速度C．天和核心舱受到的地球引力 D．天和核心舱在轨飞行的速度【答案】ABD【解析】对天和核心舱有，则地球质量，地球体积，可算出地球的平均密度，A正确；根据黄金代换公式，可得，解得，B正确；天和核心舱质量未知，则不能得到其受到的地球引力，C错误；根据公式，可得天和核心舱在轨飞行速度，D正确。7．如图所示，在匀强电场中有边长为5 cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为φA＝2 V、φB＝4 V、φC＝6 V，下列说法正确的是（　　）A．O点电势为4 VB．匀强电场的场强大小为80 V/m，方向由A指向CC．将电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1 eVD．在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势最低【答案】AC【解析】三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，F为AC边的中点，故，F电势相等，BF为等势线，O点在BF上，故O点电势为4 V，A正确；场强方向垂直于BF斜向上，方向从C到A，B错误；因为，，电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eV，C正确；过圆心O，做平行于AC的电场线，相交于内接圆上的两点分别为圆上电势最高点和最低点，交点不是D点，故电势最高点的点不是D点，D错误。8．如图所示，半径分别为R和r的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球都恰好能通过各自圆轨道的最高点，已知R＝2r，a球的质量为m。则下列说法正确的是（　　）A．b球的质量mb＝mB．两小球与弹簧分离时，动能相等C．a球到达圆心等高处时，对轨道压力为2mgD．若ma＝mb＝m，要求a、b都能通过各自圆轨道的最高点，弹簧释放前至少应具有的弹性势能为5mgR【答案】AD【解析】设小球离开弹簧后的速度大小为，球恰好能通过圆轨道的最高点，设在最高点速度为，则有，解得，选取最低点所在的水平面为零势能面，根据机械能守恒定律得，解得，同理可得b球离开弹簧后的速度大小为，取向左为正方向，根据动量守恒定律得，可得，故A正确；两小球与弹簧分离时，动量大小相等，根据动能与动量关系，可知动能不相等，故B错误；a球到达圆心等高处时，速度为，由动能定理可得，轨道对a球的支持力为F，由牛顿第二定律有，联立解得，由牛顿第三定律可知，a小球对轨道压力为，所以C错误；若，取向左为正方向，由动量守恒定理有，则分离时两小球速度相等，若要求a、b都能通过各自的最高点，只需要a球能够通过，b球也能通过，由前面分析可知，a刚好通过最高点时，分离时速度为，则弹簧释放前至少应具有的弹性势能为，故D正确。第Ⅱ卷（非选择题）二、非选择题：本题共6小题，共62分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～14题为选考题，考生根据要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，公众号拾穗者的杂货铺。（一）必考题9．（5分）某实验小组想要较精确地测量当地的重力加速度，其实验装置如图甲所示，实验器材有重锤、刻度尺、带滑轮的气垫导轨、气泵、滑块、细线、光电门、光电计时器、遮光条、电源。A为释放重锤前滑块所在的位置，B为光电门，已知遮光条的宽度为d，A、B之间的距离为x，遮光条经过光电门所用的时间为t。（1）除上述实验器材外，还需要的实验器材是______；（2）调节气垫导轨水平，该小组测定多组数据作出图像如图乙所示，实验过程中滑块的质量不变，①②图线对应的重锤质量分别为m1、m2，则m1______ m2（填“大于”“小于”或“等于”）；（3）若滑块（含遮光条）的质量为210 g，重锤的质量为40 g，实验中测定①图线的斜率k＝3.12 m/s2，则g＝______（结果保留三位有效数字）。【答案】（1）天平    （2）大于    （3）9.75【解析】（1）除题述实验器材外，还需要天平测量重锤的质量和滑块（含遮光条）的质量，所以还需要的实验器材是天平。（2）根据系统机械能守恒有，整理得，可知重锤质量越大，则图线的斜率越大，由图乙可知大于。（3）由，可得斜率，则，代入数据解得。10．（10分）某实验小组在实验室进行一系列实验探究活动，将已知量程为200 μA、未知内阻的直流微安表改装成简易多用电表。首先利用图甲所示电路测量直流微安表的内阻，其中A是标准直流微安表，A0是待测直流微安表，R0是定值电阻。然后利用图乙电路完成简易多用电表的改装，其中R3、R4、R5是定值电阻，R5＝200 Ω。请结合上述实验目的及设计完成下列问题：（1）接通，将拨向触点1，调节R1，使待测直流微安表指针偏转到适当位置，记下此时直流微安表A的读数I；（2）将拨向触点2，调节R2，使微安表A的读数I保持不变，此时______的读数即为待测直流微安表的内阻，记录测量值为500 Ω；（3）若改装后的简易多用电表电流挡量程为1 mA，则图乙中R4阻值为______Ω；（4）图乙中预留端点A、B、C和D可设置成不同的挡位插孔。当使用改装电表的欧姆挡时，红、黑表笔应分别接入______端和______端；（5）图乙中电源电动势为1.5 V，内阻忽略不计，设计时调零电阻应选用______（填“0～1 kΩ”或“0～1.5 kΩ”）的滑动变阻器。【答案】（2）     （3）125     （4）C     A     （5）0～1.5 kΩ【解析】（2）如图甲，接通，将拨向触点1，调节使待测微安表指针偏转到适当位置，记下此时直流微安表A的读数；然后将拨向触点2，调节，使直流微安表A的读数不变，此时的读数即为待测直流微安表的内阻。（3）如图乙，根据电表改装原理，与电表并联的部分为电流挡电路部分，电阻并联分流，设电表的内阻为，满偏电流为，且改装后电表的电流挡量程为，根据欧姆定律有，解得。（4）图乙中改装后简易多用电表的A、C间为欧姆表电路，多用电表电流从红色表笔流入电表，从黑色表笔流出电表，所以A端接黑表笔，C端接红表笔。（5）由，，解得，故应选0～1.5 kΩ的滑动变阻器作为调零电阻。11．（14分）如图a所示，在光滑的水平轨道上停放相距x0＝10 m的甲、乙两车，其中乙车是风力驱动车。用弹射装置使甲车获得v0＝40 m/s的瞬时速度向乙车运动的同时，乙车的风洞开始工作，将风吹向固定在甲车上的挡风板，从而使乙车获得了速度，测绘装置得到了甲、乙两车的v－t图像如图b所示，设两车始终未相撞。（1）若甲车的质量与其加速度的乘积等于乙车的质量与其加速度的乘积，求甲、乙两车的质量比；（2）求两车相距最近时的距离。【解析】（1）由题图b可知：甲车加速度的大小乙车加速度的大小因甲车的质量与其加速度的乘积等于乙车的质量与其加速度的乘积，即解得。（2）在t1时刻，甲、乙两车的速度相等，均为v＝10 m/s，此时两车相距最近对乙车有对甲车有解得车的位移等于v－t图线与时间轴所围的面积，有，两车相距最近时的距离为。12．（18分）如图所示，一滑块放在水平轨道上，下方用绝缘杆固定一边长为L＝0.4 m、匝数为10匝的正方形金属线框，已知线框的总阻值为R＝1.0 Ω，线框、绝缘杆以及滑块的总质量为M＝2 kg，滑块与水平轨道之间的动摩擦因数为μ＝0.5。水平轨道的正下方有长为4L、宽为L的长方形磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，且线框的上边缘刚好与磁场区域的中心线重合。现给滑块施加一水平向右的外力F，使整个装置以恒定的速度v＝0.4 m/s通过磁场区域，从线框进入磁场瞬间开始计时，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，重力加速度为g＝10 m/s2。（1）正方形线框进入磁场时，线框中的电流是多少？（2）正方形线框刚要全部进入磁场时外力应为多大？（4）正方形线框从刚进入磁场到刚好离开磁场的过程中，外力做的功为多少？【解析】（1）正方形线框刚进入磁场时，由法拉第电磁感应定律得则线框中的电流为。（2）正方形线框全部进入磁场所用的时间为在此时间内，磁感应强度不变，均为线框将要全部进入磁场时，右边导线受到向左的安培力，大小为线框的上边所受的安培力向下，大小为则滑块所受滑动摩擦力为故外力。（3）正方形线框刚进入磁场时的外力大小为线框全部进入过程中外力所做的功为线框整体在磁场中运动的时间为则1～3s内有线框中有沿顺时针方向的电流，电流大小为线框完全进入磁场瞬间，磁感应强度发生变化，线框的上边受到向上的安培力，大小为则1～3s内外力做的功后线框中无电流，此时直到线框完全离开磁场，外力做的功故整个过程外力做的总功为。（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。13．物理·选修3—3（15分）（1）（5分）下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．彩色液晶电视利用了液晶的光学各向异性的特点B．任何情况下，都不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功C．一定质量的气体，在体积不断压缩的过程中，内能可能增加D．已知气体的体积和阿伏加德罗常数，可求得气体分子的大小E．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热【答案】ACE【解析】彩色液晶电视利用了液晶的光学各向异性的特点，故A正确；有其他影响的情况下，有可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，故B错误；一定质量的气体，在体积不断压缩的过程中，外界对气体做功，如果是绝热系统，内能会增加，故C正确；已知气体的体积和阿伏加德罗常数，可求得气体分子所占空间的体积大小，但无法算出气体分子的大小，故D错误；一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，由盖吕萨克定律知，温度升高，则其内能增加。因为体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律知它一定从外界吸热，才可以让内能增加，故E正确。（2）（10分）如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中，当温度为280 K时，被封闭的气柱长L＝25 cm，两边水银柱高度差h＝5 cm，大气压强p0＝75 cmHg。求：（i）为使左端水银面下降h1＝5 cm，封闭气体温度应变为多少；（ii）封闭气体的温度保持（i）问中的值不变，为使两液面相平，需从底端放出的水银柱长度为多少。【解析】（i）对于封闭气体，初态压强为左端水银面下降h1＝5cm后，即末态压强为由理想气体状态方程可得代入数值解得。（ii）两液面相平时，气体的压强为假设左端液面下降，则右管液面下降，由波意耳定律可得解得故放出的水银柱长度为。14．物理·选修3—4，公众号拾穗者的杂货铺（15分）（1）（5分）下列说法中正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．在城市交通中，红灯表示禁止通行，因为红光更容易衍射B．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应C．光从浅水区射向深水区，改变传播方向是因为衍射D．泊松亮斑外阴影部分分布着不等间距的同心圆环条纹是因为光的干涉E．水池底部装有不同颜色的彩灯，红光看起来最深【答案】ABE【解析】红光波长长，更容易产生衍射，穿过雾霾，射透更远的地方，A正确；向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应，B正确；光从浅水区射向深水区，改变传播方向是因为折射，C错误；泊松亮斑外阴影部分分布着不等间距的同心圆环条纹是因为光的衍射，D错误；由折射定律可知，折射率越大，看起来越浅，E正确。（2）（10分）一简谐横波沿x轴正方向传播，t0＝0时刻平衡位置在x＝0处的质点恰好开始沿y轴负方向振动，t1＝3.5 s时刻在x＝0到x＝5 m之间第一次出现如图所示的波形。求：（i）这列波的周期T；（ii）从t＝0时刻到t2＝6 s时刻，平衡位置在x＝9 m处的质点通过的路程s。【解析】（i）t0＝0时刻平衡位置在x＝0处的质点恰好开始沿y轴负方向，t1＝3.5s时刻平衡位置在x＝5m处的质点振动方向沿y轴正方向，说明t1＝3.5s时刻波形不是恰好传到x＝5m处，而是再向前传播半个波长的距离，即传到x＝7m处，该波的传播速度大小，其中L1＝7m解得v＝2m/s又，其中＝4m解得T＝2s。（ii）从t＝0时刻至该波刚好传播到x＝9m处，所用的时间其中L2＝9m解得平衡位置在x＝9m处的质点振动的时间故，其中A＝0.2m解得s＝0.6 m。