2022届宁夏吴忠市高三下学期4月模拟理综物理试卷（解析版）

宁夏吴忠市2022届高三下学期理综物理4月模拟试卷

一、单选题

1．下列说法正确的是（　　）

A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变

C．在核反应方程中，X表示的是中子

D．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少

2．2022年2月20日，第24届冬季奥林匹克运动会在北京圆满闭幕，中国代表队取得了我国参加冬奥会的历史最好成绩。跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，其简化示意图如下图所示，一运动员穿着专用滑雪板，在助滑道上获得一定速度后从坡顶A点以速度v0水平飞出，在空中飞行一段距离后，在斜坡（视作斜面）上B点着陆。若不考虑空气阻力，下列关于运动员的说法不正确的是（　　）

A．飞行过程中肯定有某一时刻离坡面距离最大

B．飞行过程中肯定有某一时刻瞬时速度方向与坡面平行

C．若改变初速度v0的大小，则运动员空中飞行时间不变

D．若改变初速度v0的大小，则运动员落到坡面上时的瞬时速度方向都相同

3．如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　）

A．小球一定受四个力作用

B．弹簧弹力不可能为mg

C．小球受木板摩擦力一定沿斜面向上

D．木板对小球的作用力一定大于小球的重力mg

4．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。空间站的总质量为m，绕地球运行简化为匀速圆周运动，其半径为r1，周期为T1；地球的半径为R，质量为M，公转半径为r，公转周期为T。不考虑其它天体影响，引力常量为G，则有（　　）

A． B．

C． D．

5．如图，一线圈匝数为n，横截面积为S，总电阻为r，处于一个均匀增强的磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k（k>0且为常量），磁场方向水平向右且与线圈平面垂直，电容器的电容为C，两个电阻的阻值分别为r和2r。下列说法正确的是（　　）

A．电容器下极板带正电 B．此线圈的热功率为

C．电容器所带电荷量为 D．电容器所带电荷量为

二、多选题

6．从地面竖直向上抛出一物体，该物体的机械能E总和重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示（取地面为重力势能零点）。取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．该物体上抛的过程机械能守恒

B．物体的质量为0.2kg

C．物体上抛的初速度为20m/s

D．从地面至h＝3m，物体的动能减少7.5J

7．一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以初速度为-v0做直线运动，其v-t图像如图所示。粒子在t时刻运动到B点，3t时刻运动到C点，以下判断正确的是（　　）

A．A，B，C三点中B点的场强最大

B．A，B，C三点的电势关系一定为

C．粒子从A点经B点运动到C点，电场力先做正功后做负功

D．粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少

8．如图所示，圆心角为90°的扇形COD内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，E点为半径OD的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b（不计重力）以大小不等的速度分别从O、E点均沿OC方向射入磁场，粒子a恰从D点射出磁场，粒子b恰从C点射出磁场，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（　　）

A．粒子a带正电，粒子b带负电

B．粒子a、b在磁场中运动的加速度大小之比为2∶5

C．粒子a、b的速率之比为5∶2

D．粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180∶53

9．下列说法正确的是（　　）

A．食盐具有确定的熔点

B．分子间的引力随分子间距离的减小而增大

C．叶面上的大露珠呈椭球形，仅是液体表面张力作用的结果

D．一定质量的理想气体，当压强和体积不变时，其内能一定不变

E．0.1kg的水在27℃时的分子平均动能小于1kg的氧气在0℃时的分子平均动能

10．如图1为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图2为介质中x＝2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A．这列波沿x轴正方向传播

B．这列波的传播速度是20m/s

C．经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴负方向

D．经过0.35s，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离

E．从该时刻开始计时，经过1s质点P运动的路程为1m

三、实验题

11．某实验小组利用“牛顿第二定律”来测量滑块与桌面间的动摩擦因数μ，设计了实验装置如图中所示。其中A为连接力传感器（可直接测出绳子的拉力）的滑块，B为盛有砂的砂桶。

（1）实验时，必须要进行的操作是____。

A．用天平测量出砂和砂桶的质量

B．调整滑轮的位置，使绳与桌面平行

C．要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量

D．滑块靠近打点计时器，先接通电源，再释放滑块

（2）该同学实验中得到如图乙所示的一条纸带，打点计时器的交流电源频率为50Hz，根据纸带可以求出滑块的加速度a=　     　m/s2（保留两位有效数字）。

（3）通过改变砂的质众，得到滑块运动的加速度a和力传感器示数F的关系如图丙所示，纵轴截距为-b，已知当地的重力加速度为g，若忽略纸带和打点计时器之间的摩擦力，则滑块和桌面间的动摩擦因数μ=　     　（用b、g表示）。

（4）按照上述方法得出的μ的测量值与真实值相比　     　（填“偏大”或“偏小”） 。

12．小明要将一量程为3mA的电流表改装成量程为3V的电压表。他测得该电流表内阻为120欧姆，经计算后将一阻值为R0的电阻与该电流表连接，进行改装。然后利用一标准电压表，根据图甲所示电路对改装后的电压表进行检测。

（1）请在图甲的虚线框中将电流表和电阻R0的连接电路画好，滑动变阻器R有两种规格，分别是R1（0～20欧姆）和R2（0～2000欧姆），应选择　     　。

（2）实物电路如图乙所示，请以笔画线代替导线，连接电路。

（3）当标准电压表的示数为2.20V时，改装表的指针位置如图丙所示，读数为　     　V。

（4）产生上述问题的原因可能是____。

A．电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏大

B．电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏小

C．电流表内阻测量值偏小，导致电阻R0的计算值偏大

（5）为了解决上述问题，小华提出改进方案如下：用电阻箱（0～99999欧姆）替换R0接入电路，他接下来的操作顺序是 　           　。

①闭合电键；

②缓慢移动滑片P，使得标准电压表示数约为2V；

③调节电阻箱，使得改装表的示数与标准表的示数相同；

④记录电阻箱的示数，选用与此示数相等的电阻替换R0；

⑤将滑片P置于滑动变阻器的最左端，电阻箱的阻值调至最大。

四、解答题

13．如图所示，电荷量均为+q、质量分别为m、3m的小球A、B，中间用绝缘轻绳连接，忽略两电荷间的库仑力，两球在竖直向上的匀强电场中以速度v0匀速上升，重力加速度为g，某时刻轻绳断开。求：

（1）电场强度的大小；

（2）轻绳断开后A、B两球的加速度大小；

（3）自轻绳断开至B球速度为零的过程中，B球的电势能如何变化，变化多少？

14．如图所示，在同一竖直平面内，半径R＝0.5m的光滑半圆轨道AC与高h＝6R的粗糙圆弧轨道BD（小于四分之一弧长）由一条光滑水平轨道平滑连接。在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压（均不连接），处于静止状态。同时释放两个小球，弹簧的弹性势能全部转化为a、b两小球的动能，且a球恰好能通过半圆轨道最高点A，b球恰好能到达粗糙圆弧轨道最高点B。已知a球质量为m1＝2kg，b球质量为m2＝1kg，求：（g取10m/s2）

（1）a球经过半圆轨道的C点时对轨道的作用力FC；

（2）释放小球前弹簧的弹性势能Ep；

（3）b球从D点到B点克服摩擦力做的功。

15．如图所示，上端开口的光滑圆柱形绝热气缸竖直放置，在距缸底h=0.5m处有体积可忽略的卡环a、b。质量m=4kg、截面积S=20cm2的活塞搁在a、b上，将一定质量的理想气体封闭在气缸内。开始时缸内气体的压强等于大气压强，温度为T0=300K。现通过内部电热丝缓慢加热气缸内气体，直至活塞离开a、b缓慢上升Δh=0.2m，已知大气压强p0=1×105Pa，g取10m/s2.求当活塞缓慢上升Δh时（活塞未滑出气缸）缸内气体的温度T。

16．如图所示ABC部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，已知这部分光照射圆弧AC的弧长为，求该材料的折射率。

答案解析部分

1．【答案】D

【解析】【解答】A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，所以电子不是原子核的组成部分，A不符合题意；

B．在发生光电效应的前提下，增大入射光的强度，光子数目增加，激发的光电子数目增加，所以饱和光电流增大，B不符合题意；

C．根据质量数和质子数守恒可知X是质子，C不符合题意；

D．电子受到激发跃迁到高能级，轨道半径变大，库仑力提供向心力：

解得：，可知半径变大，速度减小，电子动能减小，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】β衰变实际是核内中子转化为质子和电子；其光电效应中增加其光照强度会增大饱和电流的大小；利用其质量数和电荷数守恒可以判别X属于质子。

2．【答案】C

【解析】【解答】AB．可以在垂直于坡面向上和沿坡面向下两个方向分解，而g可以在垂直于坡面向下和沿坡面向下两个方向分解，当在垂直于坡面向上的分速度减小至零时，运动员的瞬时速度方向与坡面平行，此刻离坡面距离最大，AB正确，不符合题意；

C．若改变初速度的大小，则运动员会落在坡面上，他在空中飞行的时间将随下落高度的变化而变化，C错误，符合题意；

D．若改变初速度的大小，则运动员落到坡面上时的位移偏向角都等于37°，根据平抛运动规律的推论可知运动员落到坡面上时的速度偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍，所以运动员落到坡面上时的速度偏向角都相同，进而可知其瞬时速度方向都相同，D正确，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】当其瞬时速度与斜面平行时其运动员距离斜面最远；当改变初速度的大小其下落的高度会改变则运动的时间会变化。

3．【答案】D

【解析】【解答】AC．小球处于静止状态，受力平衡，对小球受力分析，如图所示

当重力、弹簧弹力以及木板的支持力的合力为零时，小球不受摩擦力，即小球可以受到3个力作用，AC不符合题意；

B．若小球不受摩擦力，根据平衡条件得

解得

B不符合题意；

D．依题意，小球受到重力、弹簧弹力以及木板对小球的作用力，处于平衡状态，合力为零，则木板对小球的作用力与小球重力和弹力的合力等大反向，则由平行四边形定则可得木板对小球的作用力大小为

D符合题意。

故答案为：D。

【分析】利用小球的平衡条件可以判别小球受力的个数；利用小球的平衡方程可以求出其弹力的大小；利用其力的合成可以求出木板对小球的作用力大小；利用其平衡条件可以判别其摩擦力的方向。

4．【答案】A

【解析】【解答】AB．由于空间站的总质量为m，绕地球运行简化为匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，可得

解得

B不符合题意，A符合题意；

CD．由于地球的中心天体是太阳，而空间站的中心天体是地球，不适用开普勒第三定律，CD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】利用引力提供向心力结合中心体相同可以求出其周期和半径的关系，其空间站与地球的中心体不同其k值不同。

5．【答案】D

【解析】【解答】A．根据楞次定律可以判断通过电阻r的电流方向为从左往右，所以电容器上极板带正电，A不符合题意；

B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为

根据焦耳定律可得此线圈的热功率为

B不符合题意；

CD．电容器两端电压等于r两端电压，电容器所带电荷量为

C不符合题意，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向进而判别极板的电性；利用法拉第电磁感应定律可以求出电动势的大小，结合电功率的表达式可以求出热功率的大小；利用电容的定义式可以求出电容器电荷量的大小。

6．【答案】B,D

【解析】【解答】A．由图上可知，物体机械能随着运动距离增加而减小，故机械能不守恒，A不符合题意。

B．由图上可得，物体上升4m时，重力势能增加了8J，则有

解得

B符合题意。

C．由图上可知，物体最初动能为10J，即

解得

C不符合题意。

D．由图上可知，当物体上升4m时，机械能减小2J，因重力做功不改变机械能，题中只有空气阻力做功会改变机械能，设空气阻力为f，则有

而动能减小是由于合力做功引起的，根据动能定理有

D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】利用其机械能的变化可以判别机械能不守恒；利用其重力势能的表达式可以求出物体的质量；利用其动能的表达式可以求出初速度的大小；利用其动能定理可以求出其动能的减少量。

7．【答案】A,D

【解析】【解答】A．由速度图像可知，加速度先增大后减小， B点的加速度最大，所以B点电场强度最大，A符合题意；

B．因为不知道带电粒子的电性，所以无法判断电势的关系，B不符合题意；

C．因为电势能先增大后减小，所以电场力先做负功后做正功，C不符合题意；

D．由图像可知：动能先减小后增大，根据能量守恒可知：电势能先增后减小，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】利用其图像斜率可以判别加速度的大小变化；由于未知粒子的电性不能判别电势的关系；利用其电势能的变化可以判别电场力做功；利用能量守恒定律可以判别电势能的变化。

8．【答案】B,D

【解析】【解答】运动轨迹如图

A．根据左手定则，粒子a带负电，粒子b带正电。A不符合题意；

B．设扇形半径为R，粒子a的轨迹半径为

粒子b，根据几何关系得

解得

根据牛顿第二定律得

解得

所以加速度为

粒子a、b在磁场中运动的加速度大小之比为2∶5。B符合题意；

C．根据B可得粒子a、b的速率之比为2∶5。C不符合题意；

D．粒子a的偏转角为180°，粒子b的偏转角满足

解得根据时间公式可得，粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180∶53。D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】利用左手定则结合粒子的偏转方向可以判别粒子的电性；利用其几何关系可以求出粒子的半径，结合牛顿第二定律可以求出加速度之比和速度之比；利用其轨迹的圆心角结合其周期可以求出运动时间的比值。

9．【答案】A,B,D

【解析】【解答】A．食盐是晶体，晶体拥有固定的熔点，而食盐也拥有固定的熔点，食盐的熔点为801℃，A符合题意；

B．分子间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，B符合题意；

C．液体表面张力作用的下，叶面上的大露珠呈球形而不是呈椭球形，C不符合题意；

D．一定质量的理想气体，当压强和体积不变时，根据理想气体状态方程可知其温度不变，一定质量的理想气体其内能大小由温度决定，故内能一定不变，D符合题意；

E．温度是分子平均动能的标志，0.1kg的水在27℃时的分子平均动能大于1kg的氧气在0℃时的分子平均动能，E不符合题意。

故答案为：ABD。

【分析】食盐属于晶体有固定熔点；其液面上的露珠在表面张力的作用下呈现球形；其温度的高低代表其分子平均动能的大小。

10．【答案】A,B,C

【解析】【解答】A．由图2中y-t图象知P点沿－y方向振动，则波沿＋x方向传播，A符合题意。

B．从两图中可以得到波长为4m，周期为0.2s，则有

B项正确。

C．从图中可知，0时刻Q点的振动方向竖直向上，其到波峰小于二分之一周期而大于四分之一周期，所以经过0.1s，Q点已从波峰向下振动但还没到平衡位置，C符合题意。

D．经过0.35s，质点P位于波峰，距平衡位置的距离最大，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，D不符合题意。

E．一个振动周期内，质点的路程为0.8m，则从该时刻开始计时，经过1s质点P运动的路程为

E不符合题意。

故答案为：ABC。

【分析】利用其质点的振动方向可以判别波的传播方向；利用波长和周期可以求出波速的大小；利用其质点的振动时刻可以判别质点的位置进而判别其运动的方向；利用其质点振动的时间可以判别质点的位置及位移的大小；利用振动的时间可以求出质点运动的路程。

11．【答案】（1）B；D

（2）0.87

（3）

（4）偏大

【解析】【解答】（1） AC．滑块A受到的拉力可由力传感器读出，故砂和砂桶的质量可以不用测出；也不需要保证砂和砂桶的质量m远小于滑块的质量M，AC不符合题意；

 B．调整滑轮的位置，使绳与桌面平行，从而保证实验过程中拉力恒定，B符合题意；

 D．滑块靠近打点计时器，先接通电源，再释放滑块，D符合题意。

 故答案为：BD。

（2）相邻两计数点时间间隔

利用逐差法可得，滑块的加速度大小

（3）对滑块，根据牛顿第二定律得

得

a-F图象纵轴截距为-b，则

所以

（4）实验过程中，由于打点计时器与纸带之间存在摩擦力，故测量值比真实值偏大。

【分析】（1）由于有力传感器测量拉力的大小所以不需要满足质量要求；所以不需要测量其砂和砂桶的质量；
（2）利用邻差公式可以求出加速度的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合图像截距可以求出动摩擦因数的大小；
（4）由于打点计时器与纸带之间存在摩擦力所以其测量值偏大。

12．【答案】（1）R1

（2）

（3）2.33

（4）B

（5）⑤①②③④

【解析】【解答】（1）因为该电路是分压式电路，应该选最大阻值较小的滑动变阻器，即应选；

（2）因为滑动变阻器是分压式接法，故实物图如下图所示

（3） 因为将一量程为3mA的电流表改装成量程为3V的电压表，所以电压表精确度为，则需要估读到小数点后两位，所以读数为；

（4）因为电表指针偏角比标准值偏大，所以有可能是电流偏大，即电流表内阻测量值偏大，导致电阻R0的计算值偏小，AC不符合题意，B符合题意。

故答案为：B。

（5）为了解决上述问题，可以用电阻箱（0～99999欧姆）替换R0接入电路，操作顺序应为：先将滑片P置于滑动变阻器的最左端，电阻箱的阻值调至最大；之后闭合电键，然后缓慢移动滑片P，先使得标准电压表示数约为2V，然后再调节电阻箱，使得改装表的示数与标准表的示数相同，最后记录电阻箱的示数，选用与此示数相等的电阻替换R0。

所以顺序为⑤①②③④。

【分析】（1）由于滑动变阻器使用分压式接法所以使用小阻值的滑动变阻器；
（2）其电流表与电阻串联改装为电压表，再与标准电压表并联；
（3）利用其电压表的量程及分度值可以读出对应的读数；
（4）其电流表指针偏转角偏大则其电流偏大所以则是其串联的电阻偏小导致；
（5）为了解决其改装后的电压表电流偏大的问题，应该采取的实验步骤为：⑤①②③④。

13．【答案】（1）解：设电场强度为E，把小球A、B看作一个整体，由于绳未断前作匀速运动

有

解得

（2）解：细绳断后，根据牛顿第二定律，对A球有

解得

对B球有

解得

负号表示方向竖直向下

（3）解：设自绳断开到B球速度为零的时间为t，则

解得

B球的位移为

电场力对B球做了正功

在这一过程中，B球的电势能减小了

【解析】【分析】（1）由于整体做匀速直线运动，利用平衡方程可以求出电场强度的大小；
（2）当绳子断开时，利用牛顿第二定律可以求出两个小球加速度的大小；
（3）当其B球从断开绳子到其速度等于0时，利用其速度公式可以求出运动的时间，结合位移公式可以求出B球运动的位移，再利用电场力做功可以判别电势能的减少量。

14．【答案】（1）解：小球a恰好能通过最高点，由重力充当向心力，有

以Ｃ点所在平面为零势面，根据机械能守恒定律有

在Ｃ点对小球受力分析，则有轨道支持力与重力的合力提供向心力有解得

根据牛顿第三定律有，则a球经过半圆轨道的C点时对轨道的作用力FC等于120N，方向竖直向下

（2）解：设弹簧弹开后，小球b的初速为，根据动量守恒定律有

根据机械能守恒定律有

解得

（3）解：以小球b为研究对象，设摩擦力做功为，根据动能定理有

解得

则b球从D点到B点克服摩擦力做的功为20J

【解析】【分析】（1）小球a恰好经过最高点，利用牛顿第二定律可以求出经过最高点速度的大小，利用机械能守恒定律可以求出其经过C点速度的大小，再利用牛顿第二定律可以求出经过C点时对轨道的压力大小；
（2）当释放小球时，利用系统动量守恒定律及能量守恒定律可以求出弹性势能的大小；
（3）b球从D到B点的过程，利用动能定理可以求出克服摩擦力做功的大小。

15．【答案】解：活塞刚要离开时，活塞受力平衡

解得

活塞在上升的过程中压强

根据理想气体的状态方程

可得

解得

【解析】【分析】活塞离开其ab时，利用平衡方程可以求出气体压强的大小，当其活塞上升时，利用其等压变化的状态方程可以求出气体的温度。

16．【答案】解：设弧长为的圆弧所对的圆心角为α

根据几何知识，全反射的临界角为

根据全反射条件

解得

【解析】【分析】已知圆弧所对圆心角的大小，利用几何关系可以求出全反射临界角的大小，再结合其折射定律可以求出折射率的大小。