2022届广东省潮州市高三下学期第二次模拟考试物理试卷（解析版）

广东省潮州市2022届高三下学期第二次模拟考试

物理试卷

一、单选题

1．下列说法中正确的是（　　） 

A．开普勒发现行星运动规律，并最终得出万有引力定律

B．一群氢原子从 的激发态跃迁到基态，会辐射3种频率的光

C．在 核反应中，反应前的总质量大于反应后的总质量

D．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的

2．某电场区域的电场线分布如图，在电场中有A、B、C、D四个点，下面说法正确的是（　　） 

A． B． C． D．

3．顾诵芬院士主持建立了我国飞机设计体系，开创了我国自行设计研制歼击机的历史。“歼—20”在某次训练时着舰不成功，飞行员经短暂反应后迅速启动“逃逸复飞”，若启动复飞时飞机距离航母跑道末端为210m，速度为20m/s。复飞过程可看成匀变速直线运动，飞机起飞所需的最小速度为50m/s，为使飞机能复飞成功，则复飞过程的加速度至少为（　　） 

A．4m/s2 B．7m/s2 C．6m/s2 D．5m/s2

4．电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来。如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，扇形铜框恰好可以与其中份重合。为使线框快速停下来，实验小组设计了以下几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界，边界内磁场大小均相同，其中最合理的是（　　） 

A． B．

C． D．

5．2021年11月5日，占全球市场份额70%的无人机巨头大疆，发布迄今为止影像质量最优异的消费级无人机Mavic3。下图是该型号无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为m，无人机的轨道距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，无人机飞行的线速度大小为v，则无人机做匀速圆周运动时（　　） 

A．角速度为  B．所受空气作用力为mg

C．向心加速度为  D．绕行一周的周期为

6．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，下列说法正确的是（　　） 

A．车灯变暗 B．路端电压变大

C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变小

7．新疆是我国最大的产棉区，在新疆超出70%棉田都是通过机械自动化采收，自动采棉机将棉花打包成圆柱形棉包，然后平稳将其放下。放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为 固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动，使BP板由水平位置逆时针缓慢转动，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） 

A．棉包对AP板的压力一直减小

B．棉包始终受到三个力的作用

C．在AP板转到水平前，BP板与AP板对棉包的作用力的合力不变

D．当BP板转过 时，棉包对BP板的作用力大小为mg

二、多选题

8．2021年9月20日，“天舟三号”在文昌航天发射中心成功发射升空。图中P、Q分别是“天舟三号”和“天和核心舱”对接前各自在预定轨道运行的情景，下列说法正确的是（　　） 

A．在预定轨道运行时，P的周期小于Q的周期

B．在预定轨道运行时，P的速率小于Q的速率

C．为了实现对接，P应减速

D．为丁实现对接，P应加速

9．某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220V，输出电压为48V的变压器，由于副线圈烧坏了，为修复该充电器，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝线圈，如图所示，将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压为2V。则（　　） 

A．该充电器原线圈有550匝 B．该充电器原线圈有1100匝

C．被烧坏的副线圈有120匝 D．被烧坏的副线圈有240匝

10．第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，北京成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一。如图，跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成；比赛中运动员从B运动到C可看成平抛运动。用E、P表示运动员在空中运动的机械能、重力的瞬时功率大小，用t表示运动员在空中的运动时间，下列图象中正确的是（　　） 

A． B．

C． D．

三、实验题

11．某学习小组要描绘一个标有“2.0V，0.5A”的小灯泡的伏安特性曲线，除导线和开关外，还有下列器材可供选择：

A．电流表A（量程为0.3A，内阻RA=2Ω）

B．电压表V（量程为3V，内阻RV≈3kΩ）

C．滑动变阻器R1（最大阻值2Ω，允许通过的最大电流2A）

D．滑动变阻器 （最大阻值100Ω，允诈通过的最大电流2A）

E.定值电阻R3=20Ω

F.定值电阻R4=2Ω

G.电源E（电动势为3V，内阻不计）

（1）学习小组设计了图甲所示的实验电路，滑动变阻器应选　     　， 应选　     　。（填器材前的代号）电流表与 并联后的量程为　     　A；    

（2）利用图甲所示电路进行实验，某次测量时电流表的示数为0.2A，此时电压表的示数如图乙所示，则此时小灯泡的电阻为　     　Ω（结果保留两位有效数字）；

（3）根据电压表和电流表读数，正确作出I-U图象，如图丙所示。由图象可知，小灯泡电压增大时，灯泡灯丝的电阻率　     　（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

12．某同学为测量当地的重力加速度，设计了图甲所示的实验装置。一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时球心刚好位于光电门处。主要实验步骤如下：

a、用游标卡尺测出钢球直径d；

b、钢球悬挂静止不动时，记下力传感器的示数 ，量出线长L（线长L远大于钢球直径d）；

c、将钢球拉到适当的高度后由静止释放，细线始终于拉直状态，计时器测出钢球通过光电门时的遮光时间t，记下力传感器示数的最大值 。

（1）游标卡尺示数如图乙，则钢球直径d=　     　mm；

（2）钢球经过光电门时的速度表达式v=　     　；

（3）通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=　                 　（用题干中所给物理量的符号表示）。

四、解答题

13．在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。甲图是我国自主研发的离子注入机，乙图是离子注入机的部分工作原理示意图。从离子源发出的离子经电场加速后沿水平方向先通过速度选择器，再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，利用磁分析器选择出特定比荷的离子后经N点打在硅片（未画出）上，完成离子注入。已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向均垂直纸面向外；速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：

（1）能从速度选择器中心线通过的离子的速度大小v；

（2）能通过N打到硅片上的离子的比荷 ，并判断该离子的带电性质。 

14．图中AB是绝缘水平面上相距 的两点，AB间存在一个水平向右的匀强电场，场强大小 。一带电量 ，质量 的绝缘滑块Q静置在A点，滑块Q与水平面的动摩擦因数 。用长 的轻绳将不带电小球P悬挂在A点正上方的O点，保持绳子绷紧，将P球拉至与点O等高的水平位置，如图所示。现给P球竖直向下的初速度 ，此后P球下摆与Q发生弹性正碰。已知P球质量也为m，整个过程没有电荷转移，P、Q体积大小均可忽略不计，轻绳不被拉断。（ ）求： 

（1）P与Q第一次碰撞后瞬间，P与Q的速度大小；

（2）P与Q第一次碰撞后，滑块Q离A点的最远距离；

（3）若场强E可变，试讨论在轻绳不松弛的前提下，滑块Q在AB段滑行的路程与电场强度E的关系。

15．为适应太空环境，去太空旅行的航天员都要穿航天服。航天服是一套生命系统，为航天员提供合适的温度、氧气和气压，让航天员在太空中如同在地面上一样。假如在地面上航天服内气压为 ，气体体积为2L，到达太空后由于外部气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L。若航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统。 

（1）求此时航天服内的气体压强；

（2）航天服内气体体积4L不变，向航天服内充气，使航天服内的气压恢复到 ，则需补充 的等温气体多少升？ 

16．一列简谐横波沿水平方向由质点a向质点b传播，波速为4m/s，a、b两质点平衡位置间的距离为2m，t=0时刻，a在波峰，b在平衡位置且向下振动。

①求波长；

②求经多长时间，质点b位于波谷位置。

五、填空题

17．地球大气上下温差过大时，会造成冷空气下降热空气上升，从而形成气流漩涡，并有可能逐渐发展成龙卷风。热气团在上升过程中，若来不及与外界发生热交换，因外界大气压强减小，热气团气体体积　     　（选填“变大”或“变小”），热气团对外做　     　（选填“正”或“负”）功。

18．如图所示，半圆形玻璃砖放在水平地面上，玻璃砖最低点B与地面接触，平面AC水平。一束由红光和紫光两种单色光组成的复合光斜射到圆心O，方向与平面AC成 角，光线经玻璃砖折射后照射在地面上留下两个亮点P、Q，测得 ， 。则玻璃砖对红光折射率为　     　。若不考虑光的反射，光在真空中的传播速度为c，则两种单色光在玻璃砖中传播的时间差为　          　。 

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】A．开普勒发现行星运动规律，牛顿在总结前人研究的基础上提出万有引力定律，A不符合题意；

B．一群氢原子从 的激发态跃迁到基态，能辐射出光子种类数为

B不符合题意；

C．由于核反应过程中存在质量亏损，故反应前的总质量大于反应后的总质量，C符合题意；

D．β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变为质子的过程中产生的，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】牛顿提出了万有引力定律；利用排列组合可以求出辐射光子的种数；利用核反应质量亏损可以比较反应物和生成物的质量；其衰变释放的电子为原子核的中子转化为质子产生的。

2．【答案】B

【解析】【解答】AB．根据电场线的疏密程度可得 ，

A不符合题意，B符合题意；

CD．沿电场线方向电视逐渐降低，所以 ，

CD不符合题意。

故答案为：B。

【分析】利用电场线的疏密可以比较电场强度的大小，利用电场线的方向可以比较电势的大小。

3．【答案】D

【解析】【解答】飞机从复飞到完全起飞，由

解得

则飞机复飞过程的加速度至少为 ，A项、B项、C项错误，D项正确。

故答案为：D。

【分析】利用飞机起飞过程的速度位移公式可以求出加速度的大小。

4．【答案】C

【解析】【解答】扇形铜框逆时针转动时，对于A、D选项，通过铜框的磁通量不发生变化，无感应电流产生，则线圈不会受到安培力阻碍；

对于B、C选项，通过铜框的磁通量发生变化，产生感应电流，B项的铜框只有单边 或 受到安培阻力作用，而C项的铜框 边、 边同时受到安培阻力作用，所以最合理的是C选项。ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

【分析】利用线圈中磁通量的变化可以判别其线圈受到安培力的方向，结合其变化的快慢可以判别其最合理的情况。

5．【答案】C

【解析】【解答】A．做圆周运动的半径

则角速度为

A不符合题意；

BC．无人机做匀速圆周运动时，向心力为

解得

所受空气作用力

B不符合题意，C符合题意；

D．根据

D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】利用几何关系可以求出其圆周运动的轨迹半径，利用线速度和半径可以求出角速度的大小；利用向心力的表达式结合力的合成可以求出无人机受到空气的作用力的大小；利用线速度和半径可以求出周期的大小。

6．【答案】A

【解析】【解答】ABC．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，灯与电动机并联，外电路总电阻减小。

由上述分析及公式可知电路总电流变大，由公式

可知，路端电压变小，再由公式

可知，车灯电流减小，故车灯变暗。所以A项正确，B项、C项错误；

D．电源总功率公式

总电流变大，故电源总功率变大，D项错误。

故答案为：A。

【分析】利用欧姆定律结合总电阻的变化可以判别电流的变化，结合其内电阻的变化可以判别路端电压的变化，结合欧姆定律可以判别灯的亮度；利用其电功率的表达式可以判别总功率的变化。

7．【答案】C

【解析】【解答】A．如图所示，设BP板转动的角度为θ（0＜θ＜60°），棉包的重力为mg，根据余弦定理有

当θ从0增到到60°的过程中，AP板对棉包的支持力F2一直增大，则棉包对AP板的压力一直增大，A不符合题意；

B．当BP板或AP板处于水平状态时，棉包受重力和支持力这两个力作用，B不符合题意；

C．在AP板转到水平前，BP板与AP板对棉包的作用力的合力始终与棉包的重力平衡，所以合力不变，C符合题意；

D．当BP板转过 时，AP处于水平状态，此时棉包对BP板的作用力大小为零，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】利用其平衡条件结合余弦定理可以判别其AP对棉包的支持力大小变化；利用其BP板处于水平时其棉包受到重力和支持力的作用；利用其平衡条件可以判别板对棉包的作用力合力不变。

8．【答案】A,D

【解析】【解答】A．根据开普勒第三定律，有

因P的轨道半径小，所以周期也小，A符合题意；

B．根据

得

因P的轨道半径小，则P的速率大，B不符合题意；

CD．P的轨道低于Q的轨道，则为了完成对接P应加速，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】利用开普勒第三定律结合半径的大小可以比较周期的大小；利用引力提供向心力结合半径的大小可以比较速率的大小；其P要与Q对接要做离心运动所以要进行加速。

9．【答案】A,C

【解析】【解答】AB．设该变压器的原线圈、副线圈和新绕线圈的匝数分别用n1、n2、n3表示，原线圈、副线圈和新绕线圈两端的电压分别用U1、U2和U3表示，则有

解得该充电器原线圈匝数为

A符合题意，B不符合题意；

CD．同理可得

所以

C符合题意，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】利用其电压之比可以求出原线圈的匝数的大小。

10．【答案】B,C

【解析】【解答】AB．运动员从B运动到C，只有重力做功，运动过程中运动的机械能守恒，即机械能不随着时间而变化，A不符合题意，B符合题意；

CD．运动员从B运动到C平抛运动，则重力的瞬时功率

D不符合题意，C符合题意。

故答案为：BC。

【分析】利用重力做功可以判别机械能保持不变；利用其重力和竖直方向的速度公式可以判别功率和时间的关系。

11．【答案】（1）CC；F；0.6

（2）3.3

（3）变大

【解析】【解答】（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选阻值小的R1，故答案为：C；

灯泡的电流为0.5A，电流表的量程过小，需要将电流表扩大量程，即给电流表并联一阻值较小的定值电阻R4，故答案为：F，并联后的量程为

（2）电流表的示数为0.2A，则通过灯泡的电流为

电压表的量程为3V，电压表的示数为U=1.70V

所以灯泡两端的电压为

此时小灯泡的电阻为

（3）由图丙所示图象可知，随电压增大，通过灯泡的电流增大，电压与电流的比值增大，即灯泡电阻增大，原因是温度升高，灯泡灯丝的电阻率在变大。

【分析】（1）滑动变阻器使用分压式接法应该选择小阻值的变阻器；利用其电流表量程结合欧姆定律可以判别其并联电阻的大小；利用其欧姆定律可以求出改装后电流表的量程；
（2）利用其电流表的读数可以求出通过灯泡的电流大小，结合欧姆定律可以求出灯泡电阻的大小；
（3）由于温度升高其灯泡电阻率增大则导致其图像斜率不断减小。

12．【答案】（1）7.25

（2）

（3）

【解析】【解答】（1）钢球直径d=7mm+5×0.05mm=7.25mm

（2）钢球经过光电门时的速度

（3）在最低点根据牛顿第二定律可得

解得

【分析】（1）利用游标卡尺的结构和精度可以读出对应的读数；
（2）利用平均速度公式可以求出钢球经过光电门的速度大小；
（3）利用最低点的牛顿第二定律可以求出重力加速度的表达式。

13．【答案】（1）解；离子通过速度选择器时，有

解得

（2）解；离子在磁分析器中，有

解得

对离子受力分析可知，离子受到洛仑兹力指向圆心O，根据左手定则可知离子带正电荷

【解析】【分析】（1）粒子通过速度选择器，利用电场力和洛伦兹力相等可以求出粒子的速度；
（2）粒子在磁分析器中，利用牛顿第二定律可以求出比荷的大小，结合其左手定则可以判别离子带正电。

14．【答案】（1）解；小球P运动至与Q碰撞前，有

解得

P与Q发生弹性碰撞，有

解得 ，

（2）解；设碰撞后，Q没有滑离AB段，当Q减速至0，有

解得

假设成立，即P与Q第一次碰撞后，滑块Q离A点的最远距离为1.5m

（3）解；当P与Q第一次碰撞后，Q恰好能滑到B点，则

解得

当 时，Q从B点离开电场，则Q在AB段滑行的路程为

当 时，Q没有从B离开，因为

则Q返回再次与P相碰。设Q第一次在AB段减速至0的位移为 时，返回与P碰撞后，P恰好能回到O点等高位置，则

设Q回到A点时速度为 ，Q从A开始运动到又回到A点时，有

P与Q再次碰撞，质量相等弹性碰撞，交换速度，则碰后P的速度也为v2，此后P运动至圆心等高，有

解得

当 时，P超过O点等高位置，因为 ，P无法到达最高点，绳子松懈，不满足条件。

当 时，因为 ，Q无法停在AB段，最终停在A点，全过程，对系统，由能量守恒，有

解得

则Q在AB段滑行的路程为

综上：为保证绳子不松懈需满足为： ；当 时，Q在AB段滑行的路程为 ；当 时，Q在AB段滑行的路程为 。

【解析】【分析】（1）小球从P运动到Q的过程中，利用动能定理可以求出碰前速度的大小，结合碰撞过程的能量守恒定律及动量守恒定律可以求出碰后速度的大小；
（2）滑块在碰撞后，利用其动能定理可以求出滑块Q滑离Q点的最远距离；
（3）当滑块Q恰好滑到B点时，利用动能定理可以求出电场强度的大小，进而利用电场强度判别其滑块Q返回的条件；当其滑块Q返回时，利用机械能守恒定律可以求出Q上升到圆心等高处的速度，结合动能定理可以求出其电场强度的大小；再利用能量守恒定律可以求出Q在AB段运动的路程大小。

15．【答案】（1）解；航天服内气体经历等温过程

由玻意耳定律

得

（2）解；设需要补充的气体体积为V，将补充的气体与原航天服内气体视为一个整体，充气后的气压

由玻意耳定律

得

【解析】【分析】（1）航天服内的气体经过等温变化，利用理想气体的状态方可以求出气体的压强大小；
（2）当向航天服充气的过程中，利用理想气体的等温变化可以求出补充气体的体积大小。

16．【答案】解；①根据 时刻，a在波峰，b在平衡位置且向下振动，可知波长满足

化简得

② 时刻，b在平衡位置且向下振动，质元b位于波谷位置，时间满足 根据波长和波速的关系有

联立解得，时间t满足

【解析】【分析】（1）已知两个之间之间的距离及位置可以求出波长的表达式；
（2）已知b质点位置及速度的方向，可以求出其振动时间和周期的关系，利用其波长和周期的关系可以求出时间t满足情况。

17．【答案】变大；正

【解析】【解答】外界大气压强减小， 热气团气体的压强在上升过程中变小，气体体积变大，

热气团气体体积变大， 热气团气体对外做正功。

【分析】当外界气体压强减小时，其气体的体积增大；利用其气团的体积变化可以判别气团对外界做正功。

18．【答案】；

【解析】【解答】紫光的折射率大，红光的折射率小，所以P是紫光，Q是红光

解得

玻璃砖对红光折射率为

根据直角三角形得

解得

对紫光的折射率为

两种单色光在玻璃砖中传播的时间差为

根据折射定律得

解得

【分析】利用折射率的大小可以判别OP为紫光的折射光线，其OQ为红光折射光线；利用其几何关系可以求出折射角的大小，结合折射定律可以求出折射率的大小；利用其传播的路程和速度可以求出传播时间差的大小。