2022届山东省烟台市德州市高三下学期物理一模试卷

试卷更新日期：2022-03-23 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子核，从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”。现有一个铍原子核（ $_{4}^{7} B e$ ）发生了“K俘获”，生成一个新的原子核 ${}_{Z}^{A}X$ ，并放出一个不带电的、质量接近于零的中微子（ $v_{e}$ ），核反应方程为 $_{4}^{7} B e +_{- 1}^{0} e \to_{Z}^{A} X + v_{e}$ 。关于铍原子核（ $_{4}^{7} B e$ ）的“K俘获”的过程，下列说法正确的是（）

A、新原子核 ${}_{Z}^{A}X$ 带负电 B、新原子核 ${}_{Z}^{A}X$ 比原来的铍原子核少一个中子 C、新原子核 ${}_{Z}^{A}X$ 比原来的铍原子核少一个质子 D、新原子核 ${}_{Z}^{A}X$ 与原来的铍原子核的核子数不同

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2. 如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，某同学观察到清晰的干涉条纹。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上仍能观察到清晰的干涉条纹，但条纹间距变窄。下列改动可能会实现这个效果的是（）

A、仅将滤光片向右移动靠近单缝 B、仅减小双缝间的距离 C、仅增大双缝与毛玻璃屏间的距离 D、仅将红色滤光片换成绿色滤光片

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3. 甲、乙两车在同一直线上运动，它们运动的位移x随时间t变化的关系如图所示，已知甲车的x-t图像为抛物线的一部分，t=8s时刻对应图像的最高点，乙车的图像为直线，下列说法正确的是（）

A、甲车的初速度为6m/s B、甲车的加速度大小为2m/s² C、t=0到t=8s内甲车的位移为70m D、在t=8s到t=10s时间内的某时刻，甲、乙两车的速度大小相等

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4. 人造地球卫星与地心间距离为r时，取无穷远处为势能零点，引力势能可以表示为 $E_{p} = - \frac{G M m}{r}$ ，其中G为引力常量，M为地球质量，m为卫星质量。卫星原来在半径为r₁的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于稀薄空气等因素的影响，飞行一段时间后其圆周运动的半径减小为r₂。此过程中损失的机械能为（）

A、 $\frac{G M m}{2} (\frac{1}{r_{2}} - \frac{1}{r_{1}})$ B、 $\frac{G M m}{2} (\frac{1}{r_{1}} - \frac{1}{r_{2}})$ C、 $G M m (\frac{1}{r_{2}} - \frac{1}{r_{1}})$ D、 $G M m (\frac{1}{r_{1}} - \frac{1}{r_{2}^{2}})$

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5. 如图所示电路中，理想变压器原线圈两接线柱间的交流电压的有效值不变，两灯泡L₁、L₂规格完全相同，在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（）

A、仅使滑片M下移，电流表示数变大 B、仅使滑片M下移，变压器原线圈中的电流变大 C、仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，灯泡L₂中的电流一直增大 D、仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，电流表示数一直增大

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6. 如图所示，山坡上两相邻高压线塔之间架有粗细均匀的导线，静止时导线呈曲线形下垂，最低点在C处。左塔A处对导线拉力的方向与竖直方向的夹角为30°，右塔B处对导线拉力的方向与竖直方向的夹角为60°，则导线AC部分与BC部分的质量之比为（）

A、2：1 B、3：1 C、4： $\sqrt{3}$ D、 $\sqrt{3}$ ：1

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7. 某压敏电阻的阻值R随压力F变化的规律如图甲所示，将它水平放在电梯地板上并接入如图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体m，即可通过电路中电流表A的示数I来研究电梯的运动情况。已知电梯静止时电流表的示数为I₀。下列说法正确的是（）

A、若示数I=I₀ ，则电梯一定处于静止状态 B、若示数I保持不变，则电梯一定做匀速运动 C、若示数I在增大，则电梯的速度在增大 D、若示数I>I₀ ，则电梯可能在减速向下运动

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8. 单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图所示为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。下列说法正确的是（）

A、∠BCD=135° B、∠BAE和∠BCD不相等 C、该五棱镜折射率的最小值是 $\frac{1}{s i n 22.5 °}$ D、该五棱镜折射率的最小值是 $\sqrt{2}$

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9. 有一边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域I、II中匀强磁场的磁感应强度大小均为B，二者宽度分别为L、H，且H＞L。导线框恰好匀速进入区域I，一段时间后又恰好匀速离开区域II，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、导线框离开区域II的速度大于 $\frac{m g R}{B^{2} L^{2}}$ B、导线框刚进入区域II时的加速度大小为g，方向竖直向上 C、导线框进入区域II的过程产生的焦耳热为mgH D、导线框自开始进入区域I至刚完全离开区域II的时间为 $\frac{6 B^{2} L^{3}}{m g R}$

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二、多选题

10. “战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的 $\frac{2}{3}$ ，此时质点a的位移为 $8 \sqrt{2}$ cm。已知绳子长度为20m，下列说法正确的是（）

A、a、b两质点振动的相位差为 $\frac{4}{3} π$ B、t= $\frac{1}{8}$ s时，质点a的位移仍为 $8 \sqrt{2}$ cm，且速度方向向下 C、健身者抖动绳子端点，经过5s振动恰好传到P点 D、健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间

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11. 如图所示，内壁光滑的圆形细管固定在倾角为θ的斜面上，其半径为R，A、C分别为细管的最高点和最低点，B、D为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细管内径的质量为m的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻对小球施加轻微扰动，使小球自A向B沿着细管开始滑动。以过直线BOD的水平面为重力势能的参考平面，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、小球不能返回到A点 B、小球自A点到B点的过程中，重力的瞬时功率一直增大 C、小球在C点时的机械能为2mgRsinθ D、小球到达D点时，细管对小球的作用力大小为 $m g \sqrt{1 + 3 s i n^{2} θ}$

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12. 如图所示，真空中，水平正对放置的平行金属板A、B间存在竖直方向的匀强电场，带电量为+Q的球P内含有一弹射装置，其质量为m₁（含其内部弹射装置），质量为m₂、不带电的小球置于球P内部的弹射装置中。开始时，球P恰好静止在距A板h的位置。某时刻，小球相对于金属板以速度v₀水平弹出，球P和小球同时到达金属板。若两球均可视为质点，球P运动过程中电荷量保持不变且不影响原电场分布，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、从小球弹出至到达金属板，球P动量的变化量竖直向上 B、从小球弹出至到达金属板，球P的电势能增加 C、两金属板间的电势差 $U_{A B} = - \frac{g l (m_{1} + m_{2})^{2}}{m_{2} Q}$ D、两金属板长度至少为 $\frac{(m_{1} + m_{2}) v_{0} \sqrt{2 m_{1} m_{2} g h}}{m_{1} m_{2} g}$

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三、实验题

13. 某物理实验小组利用图甲所示装置“探究小车的加速度与受力的关系”。

(1)、关于实验操作，下列说法正确的是____；

A、实验时，先释放小车再接通打点计时器的电源 B、调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行 C、每次改变重物质量时，不需要重新调整长木板的倾斜度 D、为尽可能减小实验误差，小车的质量应远大于重物的质量

(2)、一次实验中获得的纸带如图乙所示，已知所用电源的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，A、B、C、D、E、F、G为所取计数点，由图中数据可求得加速度大小a=m/s²；（计算结果保留两位有效数字）

(3)、实验小组先保持小车质量为m₁不变，改变小车所受的拉力F，得到a随F变化的规律如图丙中直线A所示，然后实验小组换用另一质量为m₂的小车，重复上述操作，得到如图丙中所示的直线B，由图可知，m₁m₂（选填“大于”或“小于”），直线B不过坐标原点的原因是。

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14. 某实验小组要测定一节蓄电池的电动势及内阻，要求测量结果尽量准确，实验器材如下：
电流表A₁（量程200μA，内阻为800Ω）；
电流表A₂（量程300mA，内阻约为0.3Ω）；
定值电阻R₁（阻值为4Ω）；
定值电阻R₂（阻值为9200Ω）
滑动变阻器R（最大阻值50Ω）；
待测蓄电池一节（电动势约为2V）；
开关S一个，导线若干。

(1)、实验小组连接的实物电路如图甲所示，图中虚线框内的电表应选（选填“A₁”或“A₂”），图中虚线框内的定值电阻应选（选填“R₁”或“R₂”）；

(2)、电流表A₁示数用I₁表示，电流表A₂示数用I₂表示，该小组多次改变滑动变阻器触头位置，得到了多组I₁、I₂数据，并作出I₁－（I₁+I₂）图像，如图乙所示。根据图像可知，被测蓄电池的电动势为V，内阻为Ω。（结果均保留两位有效数字）

(3)、从实验设计原理来看，该蓄电池电动势的测量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。

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四、解答题

15. 如图甲所示是我国农村建房时往高处抛送建筑材料的情景，即一人从地面将建筑材料抛出，被站在屋檐上的另一人接住。已知李师傅站在离房屋水平距离L=3.2m的A点，王师傅站在离地面高H=3.4m的屋檐上的B点，李师傅将质量m=2kg的砖头从A点正上方高h₁=1.0m处斜向上抛出，砖头运动至最高点时恰被王师傅接住，若接住点在B点正上方高h₂=0.8m处，砖头与王师傅接触的时间t=0.4s，重力加速度g=10m/s² ，忽略空气阻力。求：

(1)、李师傅抛砖头的速度大小；

(2)、王师傅在接砖头的过程中受到的平均作用力大小。

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16. 如图甲所示，用质量为10kg的活塞在竖直气缸内封闭一定质量的理想气体，气缸顶部装有卡扣。开始时活塞距气缸底部高度为40cm，对气缸内的气体缓慢加热，活塞距气缸底部的高度h随温度T的变化规律如图乙所示，自开始至温度达到400K的过程中，缸内气体吸收的热量为700J。已知活塞的横截面积为200cm² ，外界大气压强为1.0×10⁵Pa，活塞与气缸壁间的摩擦忽略不计，重力加速度g取10m/s²。

(1)、求由状态A到C，气体内能的变化量；

(2)、用p表示缸内气体的压强，请作出气体由状态A经过B变为C的p-h图像，并标出A、B、C的坐标值。

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17. 加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，D₁和D₂是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒，两盒之间窄缝的宽度为d，它们之间有一定的电势差U。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。D₁盒的中央A处的粒子源可以产生质量为m、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被电场加速，之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒D₁边缘离开，忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。

(1)、求粒子离开加速器时获得的最大动能E_km；

(2)、在分析带电粒子的运动轨迹时，用Δd表示任意两条相邻轨迹间距，甲同学认为Δd不变，乙同学认为Δd逐渐变大，丙同学认为Δd逐渐减小，请通过计算分析哪位同学的判断是合理的；

(3)、若该回旋加速器金属盒的半径R=1m，窄缝的宽度d=0.1cm，求粒子从A点开始运动到离开加速器的过程中，其在磁场中运动时间与在电场中运动时间之比。（结果保留两位有效数字）

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18. 如图甲所示，半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧轨道A与长l=1m的平板B均静置于光滑水平地面上，A与B刚好接触且二者的上表面相切，一物块C（可视为质点）静置于B的最右端，C与B上表面的动摩擦因数μ从左往右随距离l均匀变化，其变化关系如图乙所示。已知A、B、C的质量均为m=1kg，重力加速度g=10m/s² ，现给C一水平向左的初速度v₀=4m/s。

(1)、若A、B固定，其他条件均不变，求C刚滑到A最低点P时对轨道的压力大小；

(2)、若A、B不固定，其他条件均不变，求：
（i）C由B最右端滑至最左端过程中克服摩擦力做的功；
（ii）C相对于A最低点P所能达到的最大高度（结果保留两位有效数字）；
（iii）若将A、B粘连在一起，改变v₀大小，其他条件均不变，使C能够沿A上升，且再次返回到A最低点P时具有相对于地面水平向左的速度，v₀的取值范围为多少。

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