2022届高考物理三模试卷（含答案） (8)

这是一份2022届高考物理三模试卷（含答案） (8)，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理三模试卷一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.核电池又称原子能电池或放射性同位素发电装置，是指那些将放射性同位素衰变时产生的能量转化为电能的装置，所以核电池也叫同位素电池。中国原子能科学研究院研制出的中国第一个核电池利用的燃料是放射性同位素钚（），已知它的半衰期为89.6年，衰变时释放α射线，生成新核铀（U），则下列说法正确的是(   )
A.该核反应方程是B.经过179.2年，16个钚核有4个还没有发生衰变
C.该衰变过程中一定存在质量亏损D.在目前的科学技术条件下，可以使核电池随时停止工作
2.两个完全相同的斜面体静置在粗糙水平地面上，为两个滑轮，滑轮固定在天花板上，滑轮固定在右侧斜面体的顶端，两滑轮连线水平，两个相同的小物块通过跨过滑轮的细绳连接静止在两斜面体上，滑轮与小物块之间的细绳均与斜面体平行，则下列判断正确的是(   )A.左右两侧斜面体与地面间的摩擦力均小于细绳的拉力B.左侧斜面体对地面的摩擦力大于右侧斜面体对地面的摩擦力C.左侧斜面体对地面的压力小于右侧斜面体对地面的压力D.左右两侧斜面体对地面的压力均小于斜面体和小物块的重力之和3.如图甲所示是新型的高效节能厨具——电磁炉，又名电磁灶，是现代厨房革命的产物。电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，如图乙所示是电磁炉的工作示意图，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。下列关于电磁炉的说法正确的是(   )

A.利用陶瓷材料制成的炊具可以在电磁炉上正常加热B.炊具中的涡流是由励磁线圈中的恒定电流的磁场产生的C.提高励磁线圈中电流变化的频率，可提高电磁炉的加热效果D.电磁炉工作时，炉面板中将产生强大的涡流4.如图所示，中间有缺口的铁芯绕有两个线圈，原、副线圈匝数比为，原线圈两端交流电压为，副线圈两端接一阻值为的电阻R，其他电阻均忽略不计。由于铁芯有缺口，这种变压器磁通量损耗很大，则副线圈中理想电流表的示数可能是(   )A.7 A B.5A C.3 A D.2 A5.如图所示，O点为半径相同的两个圆的公共圆心，为两圆的公共直径，两圆面相互垂直，直径均与直径垂直.在a点固定一个电荷量为的点电荷、b点固定一个电荷量为的点电荷，下列说法正确的是(   )A.四点电势不相同，场强也不相同B.四点场强相同，电势也相同C.三条直径上都是O点场强最大D.将一电荷量为的点电荷按方向移动，电场力先做正功后做负功6.如图所示，水平虚线为边长为d的正三角形匀质金属线框的中位线，线框由电阻为R的金属丝折合而成，在虚线的下面存在着磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，上面存在着磁感应强度为的方向垂直纸面向里的匀强磁场.在线框的两点加上恒定电压U，则线框受到的安培力大小为(   )A. B. C. D.7.如图所示，两侧带有固定挡板的平板车乙静止在光滑水平地面上，挡板的厚度可忽略不计，车长为，与平板车质量相同的物体甲（可视为质点）由平板车的中点处以初速度向右运动，已知甲、乙之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，忽略甲、乙碰撞过程中的动能损失。下列说法正确的是(   )
 A.甲、乙达到共同速度所需的时间为B.甲、乙共速前甲的速度一定始终大于乙的速度C.如果甲、乙碰撞的次数为，则最终甲距离乙左端的距离可能为D.如果甲、乙碰撞的次数为n，则最终甲距离乙左端的距离可能为二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。8.如图所示，水平直线，和之间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，在和之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两个磁场区域的宽度均为L.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框由静止开始自由下落，时刻边刚越过边界线进入磁场区域，此时导线框恰好以速度做匀速直线运动；时刻边运动到与之间的某位置，此时导线框又恰好以速度做匀速直线运动.不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是(   )A.当边刚越过时，导线框的加速度大小为B.导线框两次做匀速直线运动的速度之比C.从进入到完全离开磁场区域线框中的电流方向改变1次D.从时刻到时刻，导线框减少的机械能全部转化为导线框的电能9.2020年12月17日，携带月球样本的“嫦娥五号”返回器利用具有中国特色的“打水漂”，即“半弹道跳跃式再入返回技术”成功降落在内蒙古四子王旗预定地点。如图所示，虚线为大气层边界，返回器与服务舱分离后，从a点无动力滑入大气层，然后经过轨迹最低点b，从c点跳出，之后经过轨迹最高点d，再次从e点跃入大气层，从而实现多次减速，确保返回器安全着陆。下列说法正确的是(   )
 A.返回器在b点处于超重状态B.返回器在三点处的速率关系是C.返回器在d点的速度小于7.9km/sD.返回器在的过程中，机械能守恒10.如图所示，细杆上端固定一个光滑的小环，底端紧套一个带电圆环B后固定在水平地面上。轻质细绳一端穿过小环后连接一带电小球A，另一端绕过光滑定滑轮后连接一沙桶C。当小球A处于静止状态时，小球A与沙桶C处于同一水平线上，小球A与带电圆环B的连线与轻质细绳垂直，轻质细绳与细杆的夹角。若在沙桶中加入（或取出）细沙的同时，将小球A缓慢移至空间另一位置D（图中没有画出，轻质细绳与细杆不平行），释放后小球A与沙桶C仍然能够保持静止，已知小球A与带电圆环B的电荷量保持不变，则下列说法正确的是(   )
 A.若在沙桶中加入细沙，则沙桶距地面的高度必定大于小球距地面的高度B.D点可能存在的位置均处于同一球面上C.小球A所受静电力的大小可能减小D.若在沙桶中取出细沙，则细绳与细杆间的夹角可能大于60°三、非选择题:共54分。第11～14题为必考题，考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题:共42分。11.（6分）某兴趣小组研究小物块与平板间动摩擦因数的特点，实验装置如图甲所示，是半径足够大的四分之一圆弧轨道，与平板在B点相切，正方体小物块密度较大、体积较小。实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量出正方体小物块的棱长d，游标卡尺的示数如图乙，则读数为____mm；（2）将物块从A点由静止释放，在小物块停止处标记为D；（3）在间放置一光电门C，测量放置光电门位置与B点的距离x；（4）测量从A点静止释放时小物块经过光电门的时间t；（5）在之间移动光电门的位置，重复步骤（3）（4），则每次小物块经过光电门的瞬时速度可视为________；（用所测量的物理量符号表示）（6）根据多次测量得到的数据，以光电门与B点的距离x为横轴，以小物块经过光电门所用的时间的倒数为纵轴，作出图象如图丙所示。（7）由图象分析可知，沿方向该小物块与平板间的动摩擦因数_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。12.（8分）某实验小组做测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率实验，备选器材如下。A.量程为5mA、内阻的电流表B.量程为0.6A、内阻的电流表C.量程为6V、内阻约为的电压表D.最大阻值为、允许通过的最大电流为2A的滑动变阻器E.定值电阻F.定值电阻G.电动势、内阻可忽略不计的直流电源H.开关一个，导线若干I.多用电表，螺旋测微器，刻度尺（1）如图甲所示，用多用电表欧姆“×10”挡粗测该金属丝的电阻为_______Ω，用螺旋测微器测其直径，如图乙所示，则螺旋测微器的示数_______mm。（2）采用图丙所示电路尽可能精确地测量该金属丝的电阻率，电流表应选用_______（填“A”或“B”），定值电阻应选用_______（填“E”或“F”）。（3）电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式为________,若用刻度尺测得待测金属丝的长度为L，则其电阻率的表达式为______。（用所给物理量符号表示）13.（12分）如图所示，半径的光滑半圆形凸起轨道固定在水平地面上，A点位于半圆形轨道圆心O的正上方，与圆弧相交于B点，轻质细绳长，一端固定于A点，另一端拴接质量为的小球a。现将质量为的小球b静置于B点，使小球a从与位置A等高的C点由静止释放。已知细绳始终处于伸直状态，小球发生弹性碰撞的时间极短，且，重力加速度g取。忽略空气阻力的影响。
 （1）求碰撞后小球b的落地点到圆心O的距离。（2）若将小球a从位置D由静止释放，与间的夹角为θ，且，求小球碰撞后，小球b的落地点到圆心O的距离（已知）。     14.（16分）直角坐标系中的第一象限内分布着方向垂直纸面向下的磁场，磁感应强度沿水平x轴方向均相同，沿竖直y轴正方向的磁感应强度（，且为常量），一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形导体线框的边刚好与x轴重合，如图所示。现将线框从静止开始释放，求：
 （1）正方形导体线框的最大速度（重力加速度为g）；（2）通过线框某一边横截面的电荷量与位移的关系。        （二）选考题:共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。15.【选修——物理3-3】（12分）（1）（6分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的图象如图所示，则从状态A到状态C，气体的内能_______（填“先变大后变小”“先变小后变大”或“保持不变”），从状态A到状态C，气体与外界交换的热量为_______。
 （2）（6分）如图甲的一款茶宠玩具特别有意思，当将热茶淋在茶宠上时，茶宠会向外喷水，很像小孩撒尿。为了研究其中的原理，将茶宠理想化为底面积为S、高为H的柱形容器，在容器底端侧面有一尺寸可忽略的细孔，如图乙所示。初始时容器内部空气的质量为，内部压强与外界大气压均为，温度为。现用热水淋在容器上，使容器内气体温度达到，此时容器内部有空气逸出；然后迅速将容器放入一盛有水的水盆中，保证容器上的小孔恰好在水面以下。随着容器内气体温度降低，水盆中的水会被吸入容器，当气体温度恢复为时，容器内外水面的高度差为h，然后取出容器，当将热茶淋在容器上时，就会出现神奇的喷水现象了。已知水的密度为ρ，当地的重力加速度为g，容器内气体可视为理想气体。

（i）求升温后容器内逸出空气的质量；
（ii）求H与h满足的关系式。       16.【物理——选修3-4】（12分）（1）（6分）均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在平面内传播，波面为圆。时刻的波面分布如图甲所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，d处质点的振动图像如图乙所示。由图乙可知质点a的振动方程为____________。该波从d点传播到e点所需的时间为____________s，时质点b沿__________（填“z轴正方向”或“z轴负方向”）振动。
 （2）（6分）一透明材料的截面为正八边形的一半，如图所示，已知该截面所在正八边形外接圆的半径为R，圆心为O。一束光从边的中点垂直边射入该透明材料，在O处恰好发生全反射。已知光速为。求：

（i）该透明材料的折射率n；（ii）光在该透明材料中的传播时间t。

            
答案以及解析1.答案：C解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程为，A错误；半衰期是一个统计规律，对少数原子核无意义，B错误；衰变过程要辐射能量，根据爱因斯坦质能方程可知，必定存在质量亏损，C正确；放射性元素衰变的快慢由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，所以无法使核电池随时停止工作，D错误。2.答案：C解析：设小物块的质量为m，斜面体的质量为M.把斜面体和小物块作为一个整体，左侧的小物块和斜面体受到斜向右上方的细绳的拉力F，故左侧斜面体对地面的压力，与地面之间的摩擦力大小.右侧的小物块和斜面体受到水平向左的细绳的拉力F，故右侧斜面体对地面的压力，与地面之间的摩擦力大小.C正确，A、B、D错误.3.答案：C解析：恒定电流的磁场是稳定的磁场，由电磁感应原理可知，炊具中的涡流是由变化的磁场产生的，且提高磁场变化的频率，即提高电流变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故B错误，C正确；由于炊具中能产生强大的涡流，所以炊具必须由铁磁材料（导电性强）制成，陶瓷是绝缘体，故A错误；电磁炉的炉面板是由耐热陶瓷材料制成的，不会产生强大的涡流，故D错误。4.答案：D解析：原线圈两端电压的有效值为，若铁芯没有缺口，根据理想变压器电压关系得，副线圈两端电压的有效值为，由于铁芯有缺口，考虑到磁通量实际有损耗，副线圈两端电压的有效值应小于210V，则副线圈中电流的有效值应小于，则副线圈中理想电流表的示数可能是2A，选项D正确。5.答案：B解析：两点电荷是等量异种点电荷，根据等量异种点电荷电场的分布情况可知，四点场强相同，电势相同，A错误，B正确；在直径上O点场强最小，在直径上O点场强最大，C错误；线段均为等势线，故将一电荷量为的点电荷按方向移动，电场力始终不做功，D错误.6.答案：C解析：处于虚线上方磁场中的线框长度为d，占线框总长度的，电出为，则处于上方磁场中的线框内的电流，处于上方磁场中的线框的有效长度，则处于上方磁场中的线框受到的安培力方向竖直向上；同理可得，处于虚线下方磁场中的线框受到的安培力，方向竖直向下.故线框受到的安培力的大小，方向竖直向上，C正确.7.答案：D解析：设甲、乙质量均为m，碰前瞬间甲的速度为，乙的速度为，碰后瞬间甲的速度为，乙的速度为，由动量守恒定律和机械能守恒定律有，解得，即甲、乙发生碰撞时速度互换，设甲、乙最终的共同速度为，则，得，则达到共速所需的时间为，故AB错误；甲、乙从开始运动到相对静止，设甲、乙相对路程为s，由动能定理有，解得，甲、乙共发生n次碰撞，设相对静止时物体甲距平板车左端的距离为，若甲、乙最后一次碰撞发生在平板车的左侧挡板，则，解得；若甲、乙最后一次碰撞发生在平板车右侧挡板，则，解得，C错误，D正确。8.答案：AD解析：当边刚越过，边界线进入磁场区域时，边产生的感应电动势，线框中的电流，边受到的安培力，由平衡条件，当边刚越过时，线框中的感应电动势，电流，线框受到的安培力，由牛顿第二定律有，解得，A正确.时刻线框中的感应电动势,电流，线框受到的安培力，由平衡条件得，故，B错误.从线框刚进入磁场区域到完全离开，线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向后又沿逆时针方向，电流方向改变2次，C错误.从时刻到时刻，根据功能关系可知，导线框减少的机械能全部转化为导线框的电能，D正确.9.答案：AC解析：根据合外力指向轨迹的凹侧可知，返回器在b点处的加速度向上，则返回器处于超重状态，A正确；返回器从的过程中受到大气层的摩擦阻力作用，有一部分机械能转化为内能，机械能减少，则，返回器从的过程中不受大气层的摩擦阻力作用，机械能守恒，则，B、D错误；返回器在d点相对该位置的圆周轨道上做近心运动，则返回器在d点的速度小于在圆轨道上的环绕速度，根据可得，则轨道半径越大，环绕速度越小，则返回器在d点的速度必定小于7.9 km/s，C正确。10.答案：AB解析：对小球进行受力分析，如图所示，由相似三角形有，由于，所以一定，因为，所以在沙桶中加入细沙，即增大时，增大，则沙桶位置上升，小球位置下降，A正确；由于间距一定，所以D点可能存在的位置均处于同一球面上，B正确；由于间距一定，所以小球A所受静电力大小一定，C错误；由于D点可能存在的位置均处于同一球面上，且已知当轻质细绳与细杆的夹角时，细绳与该球面相切，则此时的夹角60°为细绳与细杆间夹角的最大值，即细绳与细杆间的夹角不可能大于60°，D错误。
 11.答案：（1）10.50（5）（7）变小解析：（1）由图可知该游标卡尺的分度值是0.05mm，游标尺上的0刻度在10~11mm之间，游标尺上第10格与主尺刻度对齐，所以游标卡尺读数为；（5）因为小物块的棱长较小，小物块经过光电门的平均速度可视为瞬时速度，故;（7）由图象可知与x为线性关系，图象斜率k为一定值，根据,其中表示小物块通过距离所用的时间，可得，速度越来越小，加速度a越来越小，故沿方向该小物块与平板间的动摩擦因数变小。12.答案：（1）110.0；1.700（1.698~1.702均可）（2）A；E（3）；解析：（1）用多用电表欧姆“×10”挡测量，读数为，根据螺旋测微器读数规则可得。（2）电压表量程为6V，金属丝电阻约，电流表量程应该为55mA左右，可以将量程5mA的电流表并联的电阻改装成量程为55mA的电流表，即电流表选择A，定值电阻选择E。（3）金属丝中电流为，电压，由欧姆定律可得金属丝电阻，由电阻定律得，又，解得电阻率。13.答案：（1）（2）1.24m解析：（1）小球a从C点运动到B点的过程中，根据动能定理有
两小球发生弹性碰撞，动量守恒、能量守恒，有

解得，
若小球b恰好做平抛运动，则有

解得，
则碰撞后小球b做平抛运动，根据平抛运动的规律有
解得
（2）小球a从D点运动到B点的过程中，根据动能定理有

两小球发生弹性碰撞，动量守恒、能量守恒，有

解得，
则碰撞后小球b先沿半圆形轨道下滑，再做斜抛运动，设小球b做斜抛运动的抛出点与O点的连线与竖直方向的夹角为α，由动能定理有

在斜抛运动的抛出点，径向的合力提供向心力，有
解得，
之后小球b做斜抛运动，竖直方向有

则小球b的落地点到圆心O的距离
 14.答案：（1）设线框下落距离为y时，速度大小为边切割磁感线产生的电动势大小为①边切割磁感线产生的电动势大小为②由①②得③又④边受到的安培力大小为⑤边受到的安培力大小为⑥由③④⑤⑥得导体线框所受安培力的合力大小为⑦根据牛顿第二定律得⑧当时，速度最大，⑨（2）设在极小的时间微元内线框的速度为，则磁通量的变化量⑩对⑩式从导体线框开始运动到其位移为y进行累加得⑪（另法：求出初始位置和导体线框位移为y时线框内的平均磁通量，即，，则）⑫⑬⑭由⑪⑫⑬⑭得解析：15.答案：（1）先变小后变大；（2）（i）小孔将容器内外空气连通，故容器内气体压强不变，气体温度升高到时，根据盖-吕萨克定律有①
设升温至后逸出的体积为的空气在温度为时的体积为，则可得②
同种气体在相同压强和相同温度下密度相等
即③
由①②③得④（ii）水进入容器开始形成液封，当容器内气体温度恢复到时，容器内外水面的高度差为h，容器内部气体体积为，设此时气体压强为，容器内部气体质量不变。
根据理想气体状态方程有⑤
当水不再进入容器内部时有⑥
联立⑤⑥解得⑦解析：（1）气体从状态A到状态B的过程是一个等容过程，由可知，从状态B到状态C的过程是一个等压过程，由可知，故状态所对应的温度关系为；从状态A到状态B过程中气体温度降低，内能减小，从状态B到状态C过程中气体温度升高，内能增加，从状态A到状态C过程中气体的内能先变小后变大；由于状态A与状态C气体的温度相同，内能相等，，根据热力学第一定律可知气体应从外界吸收热量，吸收的热量等于气体对外做的功，。16.答案：（1）；4；z轴正方向（2）（i）
（ii）解析：（1）由题图乙可知该简谐横波的振幅，周期，由题图甲可知，时刻质点a位于波峰，故质点a的振动方程为。由题图甲可知该简谐横波的波长，波速，该简谐横波从d点传播到e点所需的时间，该简谐横波从d点传播到b点的时间，时质点b已经振动的时间，结合题图乙可知，时质点b沿z轴正方向运动。（2）（i）根据几何知识可知，光在O点的入射角
由于光恰好在O点发生全反射，所以有

解得
（ii）作出光路图，如图所示。根据几何关系可知光在该透明材料中传播的路程

光在该透明材料中传播的速度

则光在该透明材料中传播的时间

解得