2022届河南省六市高三下学期第一次联合调研检测试题（一模） 理综物理（解析版）

2022年河南省六市高三第一次联合调研检测

理科综合能力测试

第I卷（选择题 共126分）

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14~18题只有一项符合题目要求，第19~21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0分。

1. 温度达1.2亿摄氏度“燃烧”101秒！中科院“人造太阳”大幅刷新了世界纪录。下列关于核能应用的说法正确的是（　　）

A. 轻核聚变反应只能通过人工实现

B. 轻核聚变反应前后质量数不守恒

C. 轻核聚变是原子核比结合能变大的过程

D. “人造太阳”装置中的核反应为重核裂变反应

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．轻核聚变反应可以自然状态下实现，如太阳上的核聚变反应，故A错误；

B．核反应过程中质量数和电荷数守恒，故B错误；

C．核反应方程式生成物的比结合能大于反应物的比结合能，故C正确；

D．“人造太阳”装置中的核反应为轻核聚变反应，故D错误。

故选C。

2. 2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”着陆巡视器安全“到站”，着陆乌托邦平原，红色火星第一次留下了中国印迹。在发射探测器的过程中，探测器绕地球在轨道1上做匀速圆周运动的轨道半径为R1（图a），绕火星在轨道2上做匀速圆周运动的轨道半径为R2（图b）。地球与火星的质量分别为M1、M2，二者均可视为质量分布均匀的球体。在相同时间内，探测器与地球球心连线扫过的面积为S1与火星中心连线扫过的面积为S2，则是（　　）

A.  B.  C.  D.

【2题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】由几何关系可知，对于同一个圆扫过的圆心角与扫过的面积成正比，设探测器与地球球心连线在时间扫过的圆心角为，则有

解得

由

可得

同理可得

探测器绕地球做匀速圆周运动有

解得

联立可得

同理可得

则

故D正确，ABC错误。

故选D。

3. 城市一卡通系统工程是城市数字化、信息化建设的重要部分。一卡通是一种芯片卡，它的工作原理是电磁感应，卡片阅读机产生变化的磁场，让卡的内部回路产生感应电流，卡内的芯片就会发送信号，从而阅读机读取到芯片数据。已知某卡回路中产生的感应电动势满足关系，其中k与卡回路及线圈匝数有关，若卡回路的矩形线圈面积为，，卡片阅读机产生的磁场垂直穿过卡线圈平面，且线圈中磁场随时间的变化率，其中B0=5.00×10-8T，频率f=14.14MHz，则卡回路线圈中感应电动势的有效值约为（　　）

A. 2.25V B. 1.97V C. 1.20V D. 0.680V

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】通过卡回路的磁通量变化率

则感应电动势

又

联立得

则感应电动势的有效值为

带入数据得

故B正确，ACD错误

故选B。

4. 第24届冬奥会于2022年2月4日在中国北京和张家口联合举行，这是我国继2008年奥运会后承办又一重大国际体育盛会。如图所示为我国滑雪运动员备战的示意图，运动员（可视为质点）从曲面AB上某位置由静止滑下，到达B点后水平飞出，经时间后落到斜坡滑道C点；运动员调整位置下滑，又从B点水平飞出，经时间后落到斜坡滑道D点。已知O点在B点正下方，，斜坡足够长，不计空气阻力，则以下关系正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【4题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】设斜坡的倾角为，根据抛运动的规律有

第二次跳时，有

由几何关系可知

可得

故D正确，ABC错误。

故选D。

5. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，ab是圆O的直径，c是圆周上一点，cO⊥ab，P、Q是圆周上离ab的距离均为的两点。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定大小的速度从P点沿平行于ab的方向射入磁场，粒子在磁场中运动恰好经过O、c等点。现保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（　　）

A.  B.  C.  D.

【5题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】作出从点射入的粒子的运动轨迹如图所示

由几何关系易知，点为做圆周运动的圆心

让粒子从点射入磁场，根据平移法得出粒子运动轨迹如图

由几何关系得

粒子在磁场中运动的周期

则运动的时间为

联立解得

故选A。

6. 中医药文化是我国优秀传统文化的重要组成部分，中药的保存常常需要做干燥处理。如图所示是利用高压电场干燥中药的基本原理，在大导体板MN上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极MN接高压直流电源，其间产生非匀强电场E；水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电荷，另一端带等量负电荷；水分子在电场力的作用下会加速从中药材中分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，则下列说法正确的是（　　）

A. 水分子运动轨迹上B、C和D点的电势大小关系为

B. 水分子在B处时，上端带正电荷，下端带负电荷

C. 水分子在B处时，带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力

D. 如果把高压直流电源的正负极反接，水分子从A处开始将向下运动

【6题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据沿着电场线电势逐渐降低可知，水分子运动轨迹上B、C和D点的电势大小关系为

故A正确；

BC．由图可知，水分子上端的电场强度大于下端的电场强度，若水分子上端带正电荷，下端带负电荷，则向下的电场力，大于向上的电场力，则水分子向下运动，与运动轨迹矛盾，则水分子在B处时，上端带负电荷，下端带正电荷，则带负电荷一端受到的电场力大于带正电荷一端受到的电场力，故C正确，B错误；

D．如果把高压直流电源的正负极反接，产生的电场方向发生反转，但水分子是一端带正电，另一端带等量负电，故水分子的正负端发生反转，水分子还是从A处开始将向上运动，故D错误。

故选AC。

7. 如图所示，光滑水平导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为2L，导轨均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd 均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab接入电路的电阻为R，cd接入电路的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动，并始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。现瞬间给cd一水平向右的初速度，则对此后的运动过程，下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒ab和cd组成的系统动量守恒

B. cd棒最终的速度为v0

C. 全过程中，通过导体棒cd的电荷量为

D. 从cd获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为

【7题答案】

【答案】CD

【解析】

【详解】A．导体棒和的长度不一样，所以受到的安培力大小不相等，所以导体棒ab和cd组成的系统动量不守恒，故A错误；

B．当导体棒和产生的电动势相等时，两棒都做匀速直线运动，则有

对棒，由动量定理得

对棒，由动量定理得

联立解得

故B错误；

C．对棒，有

又

联立解得

故C正确；

D．由能量守恒定律得，整个回路产生的焦耳热

解得

故D正确。

故选CD。

8. 如图（a），倾角为37°的传送带以v=5m/s的速度逆时针匀速转动，传送带A、B之间的距离为20m，质量为m=1kg的物块（可视为质点）自A点无初速度放上传送带。物块在传送带上运动时，其动能与位移x的关系图像（）如图（b）所示，设物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，物块从A运动到B所用时间为t，已知重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法中正确的是（　　）

A. μ=0.25 B.  C. t=4s D.

【8题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】由图b可知，开始时，物块所受摩擦力向下，当物块的速度和传送带速度相等时，摩擦力反向，但此时物块重力沿传送带向下的分力仍大于摩擦力，物块继续做加速运动

D．当位移为时，物块的速度为，可得

带入数据解得

故D正确；

AB．根据功能关系得

联立解得

故B正确，A错误；

C．设传动带长度为，物块速度和传送带速度相等前，根据牛顿第二定律得

可得时间

位移为

当速度和传送带速度相等后，根据牛顿第二定律

根据运动学公式

解得

物块从A运动到B所用时间为

故C错误。

故选BD。

第II卷（非选择题 共174分）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共129分

9. 某同学利用如图甲所示的装置验证牛顿运动定律。小车质量为M，砂桶和砂的总质量为m，平衡摩擦力后通过改变m来改变小车所受的合外力大小。小车的加速度大小a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧测力计的示数）。

（1）该实验______满足（填“需要”或“不需要”）。

（2）砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于图乙的说法正确的是______（填字母代号）。

A.图线逐渐偏向纵轴

B.图线逐渐偏向横轴

C.图线仍保持原方向不变

（3）如图丙为上述实验中打出的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则C点对应小车的速度为______m/s，小车的加速度大小为______m/s2。（以上结果小数点后均保留1位数）。若小车质量M为350g，则砂桶和砂的总质量m为______g（重力加速度g取10m/s2，不考虑滑轮质量及摩擦）。

【9题答案】

【答案】    ①. 不需要    ②. C    ③. 0.8    ④. 4.0    ⑤. 350

【解析】

【详解】（1）[1]由图可知，可以通过弹簧测力计读出绳子的拉力，不是砂桶的重力充当合力，所以不需要满足；

（2）[2]由（1）可知砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线仍保持原方向不变，故C正确，AB错误；

（3）[3][4][5]由题意知纸带上相邻计数点的时间间隔

根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度得

根据逐差法得加速度

设绳子拉力为，对小车由牛顿第二定律得

对砂桶和砂由牛顿第二定律得

联立解得

10. 某实验兴趣小组欲测定一内阻可调的化学电池的电动势。该小组设计了如图甲所示的测量电路，图中定值电阻阻值为R，M、N为该化学电池的正、负极（可认为反应只发生在两极附近），P、Q为靠近正、负极的两个探针，电池槽中间有一打气管道，用打气筒向电池内打气或从电池内抽气，可以改变中间长方体容器内电解质溶液液面的高低，从而改变电池的内阻。主要实验步骤如下：

①按图甲连接电路；

②闭合开关S，向电池内打气，观察并测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电压表的读数U；

③重复步骤②，对应不同的h值，得到多组h、U的测量数据。

回答下列问题：

（1）电压表测量的是______（填“路端电压”或“内电压”），当开关S断开时，电压表______（填“有”或“无”）示数；

（2）若用r表示该化学电池的内阻，则该电池电动势的表达式为E=______；

（3）该小组成员利用图像来处理获得的多组实验数据，若以h作为横轴，则以______（填“U”“ ”或“”）为纵轴，通过描点可作出图乙所示的关系图像；

（4）根据实验所测得的数据和图乙中所标注的字母，可得该化学电池的电动势E=______（R、a、b为已知量）。

【10题答案】

【答案】    ①. 内电压    ②. 无    ③.     ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1][2]由图可知，电压表测量的是内电压，当开关S断开时，电压表无示数；

（2）[3]根据闭合电路欧姆定律得

（3）（4）[4][5]设中间正方体容器长为，宽为，容器内电解质溶液的电阻率为，则电池的内阻

因为

所以

即为线性关系，结合图乙得

过（，0）点时有

联立解得

11. 如图所示，在的空间中和的空间内同时存在着大小相等、方向相反的匀强电场，上、下电场以x轴为分界线。在y轴左侧和图中竖直虚线MN右侧均无电场，但有大小相等方向垂直纸面向里和向外的匀强磁场，MN与y轴的距离为2d。一带负电的粒子从y轴上的P（0，d）点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动，经过一段时间后，粒子又以相同的速度回到P点，不计粒子的重力。求：

（1）电场强度与磁感应强度的比值。

（2）带电粒子运动一个周期的时间。

【11题答案】

【答案】（1）（n＝0，1，2，3…）；（2）

【解析】

【详解】（1）由分析可知，粒子以相同的速度回到P点，粒子在电场中做类平抛运动的侧位移与粒子在磁场中做圆周运动的半径相等，即

在电场中竖直方向上有

在电场中水平方向上有

粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，则

联立以上方程可得

（n＝0，1，2，3…）

（2）粒子在电场中水平方向上做匀速直线运动，所以有

粒子在磁场中做一个完整的圆周运动，有

所以

12. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，圆弧轨道半径R=0.32m，在b处与ab相切。在直轨道ab 上放着质量分别为mA=2kg、mB=1kg的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长L=0.5m的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处。物块A与小车之间的动摩擦因数μ=0.2，小车质量M满足1kg≤M≤3kg，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）物块B运动到圆弧轨道的最低点b时对轨道的压力大小。

（2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能。

（3）物块A在小车上滑动过程中产生的热量Q（计算结果可含有M）。

【12题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）在最高点有牛顿第二定律可得

b到d由动能定理可得

在b点有牛顿第二定律可得

联立以上方程可得

由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力

（2）由动量守恒定律可得

由能量守恒可得

联立以上方程可得

（3）假设A恰好滑到小车左端时与小车有共同速度v，由动量守恒定律可得

mAvA=（mA＋M）v   

由能量守恒可得

联立以上方程可得

=2 kg   

当1kg≤M≤2kg时，A与小车最终有共同速度，由能量守恒可得

解得

当2kg＜M≤3kg时，A将从小车左端滑出，可得

Q2=μmAgL   

解得

（二）选考题：共45分

请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答。则每科按所答的第一题计分。

13. 关于气体的内能和热力学定律，下列说法正确的是（　　）

A. 对气体做功可以改变其内能

B. 质量和温度都相同的气体，内能一定相同

C. 一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

D 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

E. 外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变

【13题答案】

【答案】ACE

【解析】

【详解】A．改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，故A正确；

B．内能由分子的平均动能和分子势能共同决定，质量和温度都相同的气体内能不一定相同，故B错误；

C．根据

可知一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，温度升高，内能一定增加，故C正确；

D．有外界影响的情况下，热量可以从低温物体传到高温物体，故D错误；

E．根据热力学第一定律

知外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能可能不变，故E正确。

故选ACE。

14. 如图所示，粗细均匀的薄壁U形玻璃管竖直放置，导热良好，左管上端封闭，封口处有段水银柱1，右管上端开口且足够长，另有两段水银柱2、3封闭了A、B两部分理想气体，外界大气压强恒为p0=75cmHg，环境温度T0=288K。开始时，三段水银柱长均为h0=10cm， A气柱长为LA=20cm ， B气柱长为LB=10cm，气柱A和水银柱2各有一半长度在水平部分，现缓慢升高环境温度，使水银柱2在水平管中的水银刚好全部压入竖直管中。求：

（1）环境温度升高后气体的温度；

（2）环境温度升高过程中，水银柱3上升的高度（保留1位小数）。

【14题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）初始时，A气柱长为LA，温度为T0，压强为

环境温度升高后，A气柱长为

压强为

对气柱A，由气态方程有

联立以上各式可解得

（2）初始时，B气柱长为LB，温度为T0，压强为

环境温度升高过程中，气柱B做等压变化，则有

水银柱3上升的高度为

解得

15. 图1为一列简谐横波在t=0.2s时刻的波形图，P、Q为介质中的两个质点，图2为质点P的振动图像，则下列判断正确的是（　　）

A. 该波沿x轴正方向传播，波速大小v=5m/s

B. 0~0.5s内，质点Q运动的路程为0.5m

C. t=0.4s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度

D. t=0.6s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

E. 若遇到的障碍物或孔的尺寸比2m小，该波将会发生明显的衍射现象

【15题答案】

【答案】ACE

【解析】

【详解】A． 根据振动图像，质点P在0.2s时向下运动，根据波动图像，该波沿x轴正方向传播，波速大小为

A正确；

B． 0~0.5s内，0.5s为，0～0.4s内质点Q运动的路程为0.4m，0.4～0.5s内，质点Q不是匀速运动，路程不一定是0.1m，故其总路程不一定是0.5m，B错误；

C. t=0.4s时，质点P在平衡位置，其加速度等于零，质点Q一定不在平衡位置，其加速度一定大于零，所以质点Q的加速度大于质点P的加速度，C正确；

D． t=0.6s时，质点P在平衡位置，质点Q不在平衡位置，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离，D错误；

E． 因为波长为2m，若遇到的障碍物或孔的尺寸比2m小，该波将会发生明显的衍射现象，D正确。

故选ACE。

16. 如图所示，某种材料制成的半球体半径为R，左侧面镀有水银，CD为半球底面直。O为球心，直线，且与半球面交于B点。现有一束单色光平行于BO方向从半球面上的A点射入半球，经CD面反射后恰好从B点射出半球。已知单色光入射点A到OB的距离，不考虑单色光在B点的反射，光在真空中的传播速度为c。求：

（i）透明半球对该单色光的折射率n；

（ii）该单色光在半球内传播的总时间t。

【16题答案】

【答案】（i）；（ii）

【解析】

【详解】（i）作出光路图如下图所示

由几何关系可知

设折射角为，则折射率为

而

联立方程可求得

所以

解出

（ii）由几何关系可知光线在球内的总路程为

单色光在半球内传播的速度大小为

单色光在半球内传播的总时间为

解出