2022-2023学年辽宁省沈阳市二十中学3月高三押题测试卷（2）物理试题（理工农医类）试题

这是一份2022-2023学年辽宁省沈阳市二十中学3月高三押题测试卷（2）物理试题（理工农医类）试题，共15页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年辽宁省沈阳市二十中学3月高三押题测试卷（2）物理试题（理工农医类）试题
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（　　）

A．通过电阻的交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为250V
C．电流表的示数为0.25A
D．每个电阻R两端电压最大值为
2、关于原子核及其变化，下列说法中正确的是（　　）
A．衰变和裂变都能自发的发生
B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短
D．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等
3、如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°，一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧．调节A、B间细线的长度，当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦．设小环甲的质量为m1，小环乙的质量为m2，则m1∶m2等于( )

A．tan 15° B．tan 30° C．tan 60° D．tan 75°
4、下列说法正确的是____________
A．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
B．一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生3个不同频率的光子
C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量
5、伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（　　）

A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度
B．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒
C．维持物体做匀速直线运动并不需要力
D．如果物体不受到力，就不会运动
6、我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”目前建设顺利，预计2020年投入运行，开展相关科学实验。该装置以氢、氘气体为“燃料”，通过将其注入装置并击穿、“打碎”产生近堆芯级别的等离子体，来模拟核聚变反应。若已知H的质量为m1H的质量为m2，He的质量为m3，n质量为m4，关于下列核反应方程，下列说法中正确的是（ ）

A．He+n是热核反应，其中x=2
B．HeO+H是热核反应，其中x=1
C．B+He是人工转变，其中x=1
D．SrXe+n是裂变反应，其中x=8
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，水平面(未画出)内固定一绝缘轨道ABCD，直轨道AB与半径为R的圆弧轨道相切于B点，圆弧轨道的圆心为O，直径CD//AB。整个装置处于方向平行AB、电场强度大小为E的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点由静止释放后沿直轨道AB下滑。记A、B两点间的距离为d。一切摩擦不计。下列说法正确的是（ ）

A．小球到达C点时的速度最大，且此时电场力的功率最大
B．若d=2R，则小球通过C点时对轨道的压力大小为7qE
C．若d=R，则小球恰好能通过D点
D．无论如何调整d的值都不可能使小球从D点脱离轨道后恰好落到B处
8、如图所示，点为一粒子源，可以产生某种质量为电荷量为的带正电粒子，粒子从静止开始经两板间的加速电场加速后从点沿纸面以与成角的方向射入正方形匀强磁场区域内，磁场的磁感应强度为，方向垂直于纸面向里，正方形边长为，点是边的中点，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，则下列说法正确的是（　　）

A．若加速电压为时，粒子全部从边离开磁场
B．若加速电压为时，粒子全部从边离开磁场
C．若加速电压为时，粒子全部从边离开磁场
D．若加速电压由变为时，粒子在磁场中运动时间变长
9、如图所示，a、b、c为三颗绕地球做圆周运动的人造卫星，轨迹如图。这三颗卫星的质量相同，下列说法正确的是（　　）

A．三颗卫星做圆周运动的圆心相同
B．三颗卫星受到地球的万有引力相同
C．a、b两颗卫星做圆周运动的角速度大小相等
D．a、c两颗卫星做圆周运动的周期相等
10、如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是（ ）

A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动
B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向
C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向
D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如图1所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：SA=16.6mm、 SB=126.5mm、SD=624.5 mm。
若无法再做实验，可由以上信息推知：
（1）相邻两计数点的时间间隔为_________s；
（2）打 C点时物体的速度大小为_________m/s（取2位有效数字）
（3）物体的加速度大小为________（用SA、SB、SD和f表示）
12．（12分）某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：

（1）物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。
（2）现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度大小v=___________。
（3）己知当地的重力加速度为g，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是_________（用相应的文字及字母表示）。
（4）利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是_________。
（5）改变高度h，重复实验，描绘出v2-h图象，该图象的斜率为k。在实验误差允许范围内，若k= _________，则验证了机械能守恒定律。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，两根相距L＝1 m的足够长的光滑金属导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值R＝1 Ω的电阻．质量均为m＝2 kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1 Ω.整个装置处于磁感应强度大小B＝1 T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆静止．g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)水平拉力的功率；
(2)现让cd杆静止，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热
14．（16分）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速度均为.两列波在时的波形曲线如图所示，求:
（1）时，介质中偏离平衡位置位移为的所有质点的坐标;
（2）从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间.

15．（12分）如图所示，两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l，导轨上端接有电阻R和一个理想电流表，导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界，磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN，从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落，金属杆进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g，不计空气阻力。求：
(1)磁感应强度B的大小；
(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小；
(3)金属杆刚进入磁场时，M、N两端的电压大小。




参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C
【解析】
A．由图乙知T= 0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；
B．由可知，电压表的示数
125V
B错误；
C．由于电压表
0.5A
又，则电流表的示数
0.25A
C正确；
D．每个电阻R两端电压最大值为
UmR=0.5×125×=V
D错误。
故选C.
2、D
【解析】
A．衰变能自发发生，裂变不能自发发生，A错误；
B．衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，所以电子不是原子核的组成部分，B错误；
CD．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，C错误，D正确。
故选D。
3、C
【解析】
试题分析：小球C为轻环，重力不计，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，C环与乙环的连线与竖直方向的夹角为600，C环与甲环的连线与竖直方向的夹角为300，A点与甲环的连线与竖直方向的夹角为300，
乙环与B点的连线与竖直方向的夹角为600，根据平衡条件，对甲环：，对乙环有：，得，故选C．
【名师点睛】小球C为轻环，受两边细线的拉力的合力与杆垂直，可以根据平衡条件得到A段与竖直方向的夹角，然后分别对甲环和乙环进行受力分析，根据平衡条件并结合力的合成和分解列式求解．
考点：共点力的平衡条件的应用、弹力．
4、C
【解析】
试题分析：β衰变的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，A错误；一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多产生两种不同频率的光子，但是若是大量氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多可产生3种不同频率的光子，B错误；原子核的半衰期与外界因素无关，C正确；原子核经过衰变生成新核，需要释放出射线，质量减小，D错误；
考点：考查了原子衰变，氢原子跃迁
5、C
【解析】
本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点．
【详解】
伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故ABD错误，C正确．故选C．
【点睛】
伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始.
6、C
【解析】
A．He+n是热核反应，根据核电荷数守恒和质量守恒可知，其中x=1，A错误；
B．HeO+H是人工转变，其中x=1，B错误；
C．B+He是人工转变，其中x=1，C正确；
D．SrXe+n是裂变反应，根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒知x=10，故D错误。
故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BD
【解析】
A．小球到达C点时，其所受电场力的方向与速度方向垂直，电场力的功率为零，故A错误；
B．当d=2R时，根据动能定理有

小球通过C点时有

解得
N=7qE
根据牛顿第三定律可知，此时小球对轨道的压力大小为7qE，故B正确；
C．若小球恰好能通过D点，则有

又由动能定理有

解得

故C错误；
D．当小球恰好能通过D点时，小球从D点离开的速度最小。小球离开D点后做类平抛运动，有


解得

由于
x>R
故小球从D点脱离轨道后不可能落到B处，故D正确。
故选BD。
8、AC
【解析】
A．当粒子的轨迹与边相切时，如图①轨迹所示，设此时粒子轨道半径为，由几何关系得

得

在磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力

粒子在电场中加速过程根据动能定理

以上各式联立解得粒子轨迹与边相切时加速电压为

当粒子的轨迹与边相切时，如图②轨迹所示，由几何关系可得此时的半径为

同理求得此时的加速电压为

当粒子的轨迹与边相切时，如图③轨迹所示，由几何关系可得此时的半径为

同理求得此时的加速电压为

当加速电压为大于临界电压时，则粒子全部从边离开磁场，故A正确；
B．当加速电压为时

粒子从边离开磁场，故B错误；
C．当加速电压为时

所以粒子从边离开磁场，故C正确；
D．加速电压为和时均小于临界电压，则粒子从边离开磁场，轨迹如图④所示，根据对称性得轨迹的圆心角为，运动时间都为

故D错误。

故选AC。
9、AC
【解析】
A．三颗卫星做圆周运动的圆心都是地心，是相同的，A正确；
B．三颗卫星的质量相同，但轨道半径不同，所受到地球的万有引力不相同，B错误；
C．根据万有引力充当向心力，得
，
解得：
，
a、b两颗卫星的轨道半径相等，所以做圆周运动的角速度大小相等，C正确；
D．根据：
，
可得
，
a、c两颗卫星轨道半径不同，所以做圆周运动的周期不相等，D错误。
故选AC。
10、AD
【解析】
A．断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；
BC．开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态， BC错误；
D．开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确．

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、0.1 2.5
【解析】
考查实验“用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度”。
【详解】
（1）[1]．电源的频率为50Hz，知每隔0.02s打一个点，每隔4个点取1个计数点，可知相邻两计数点，每隔4个点取1个计数点，可知相邻两计数点的时间间隔为0.1s；
（2）[2]．C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则
；
（3）[3]．匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以均匀增大，有：



。
12、 P的质量M，Q的质量m （M-m）gh=
【解析】
（1）[1]光电门的遮光条挡住光的时间极短，则平均速度可作为瞬时速度，有：
；
（2）[2]两物块和轻绳构成的系统，只有重力做功，机械能守恒：

故要验证机械能守恒还需要测量P的质量M、Q的质量m；
（3）[3]将光电门所测速度带入表达式：

则验证机械能守恒的表达式为：
；
（4）[4]将验证表达式变形为：

若在误差允许的范围内，系统满足机械能守恒定律，图像将是一条过原点的倾斜直线，其斜率为：
。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)864 W (2)864 J
【解析】
（1）根据安培力公式与平衡条件求出电流，然后又E=BLv求出电动势，应用欧姆定律求出金属杆的速度，由平衡条件求出水平拉力，然后应用P=Fv求出拉力的功率．
（2）由能量守恒定律求出产生的热量，然后应用焦耳定律求出ab杆产生的焦耳热．
【详解】
（1）cd杆静止，由平衡条件可得mgsin θ＝BIL，
解得I＝12 A
由闭合电路欧姆定律得2I＝，得v＝36 m/s
水平拉力F＝2BIL＝24 N，
水平拉力的功率P＝Fv＝864 W
（2）撤去外力后ab杆在安培力作用下做减速运动，安培力做负功，先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为整个电路产生的焦耳热，即焦耳热等于杆的动能的减小量，有Q＝ΔEk＝mv2＝1296 J
而Q＝I′2·R·t，
ab杆产生的焦耳热Q′＝I′2·R·t，
所以Q′＝Q＝864 J.
【点睛】
本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题，分析清楚运动过程，应用E=BLv、安培力公式、欧姆定律、功率公式与焦耳定律可以解题．
14、 (1) (2)t=0.1s
【解析】
（1）根据两列波的振幅都为，偏离平衡位置位移为16的的质点即为两列波的波峰相遇．
设质点坐标为
根据波形图可知，甲乙的波长分别为，
则甲乙两列波的波峰坐标分别为


综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为
整理可得
（ii）偏离平衡位置位移为是两列波的波谷相遇的点，
时，波谷之差
整理可得
波谷之间最小的距离为
两列波相向传播，相对速度为
所以出现偏离平衡位置位移为的最短时间
15、 (1)；(2)；(3)
【解析】
(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，则有

解得磁感应强度为

(2)设电流稳定后导体棒做匀速运动的速度为，则有
感应电动势

感应电流

解得

(3)金属杆在进入磁场前，机械能守恒，设进入磁场时的速度为，则由机械能守恒定律，则有

此时的电动势

感应电流

、两端的电压

解得