河南省郑州市2022届高三下学期理综物理第二次质量预测（二模）试卷

试卷更新日期：2022-04-18 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 如图所示，物块在外力作用下，将一轻质弹簧向下压缩至某点静止。现撤去外力，在物块向上弹起至脱离弹簧上升到最高点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A、物块的动能一直增大 B、弹簧的弹性势能先减小后增大 C、物块和弹簧整个系统机械能守恒 D、物块和弹簧整个系统动量守恒

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2. 如图所示为氢原子部分能级示意图。现有大量处于激发态n＝5能级的氢原子，向较低能级跃迁时，会放出不同频率的光子。已知可见光的光子能量范围介于1.63eV～3.10eV之间，某锌板发生光电效应的逸出功为3.34eV。下列说法正确的是（）

A、共有6种不同频率的光子放出 B、放出的所有光子中，有3种是可见光 C、放出的所有光子中，有3种可以使该锌板发生光电效应 D、放出的所有光子照射该锌板，逸出光电子初动能的最大值为9.41eV

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3. 如图所示电路，R₀为定值电阻，R₁、R₂为滑动变阻器，G为理想灵敏电流计，电源内阻忽略不计。M、N是两块水平放置的平行金属板，O点到两极板距离相等。闭合开关S，一质量为m的带正电小液滴恰好能静止在O点位置。下列说法正确的是（）

A、若逐渐增大R₁的电阻，通过灵敏电流计的放电电流由上向下 B、若逐渐增大R₂的电阻，小液滴会向上加速运动 C、若将M极板向下移动一小段距离，小液滴会向下加速运动 D、若将两极板绕过O点的轴（垂直于纸面）顺时针转过一个小角度，小液滴会静止在O点位置不动

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4. 随着车辆的增多，很多地方都安装有车牌自动识别的直杆道闸。如图所示为某直杆道闸OM，OM长度为3m，N点为OM中点，直杆可绕转轴O在竖直平面内匀速转动。一辆长度为4m的汽车以速度v＝2m/s垂直于自动识别线ab匀速运动，汽车前端从ab运动到直杆处a＇b＇的时间为3.3s。已知自动识别系统的反应时间为0.3s，直杆在汽车前端到达a＇b＇时，抬高了45°。关于直杆的转动下列说法正确的是（）

A、直杆转动的角速度为 $\frac{π}{4} r a d / s$ B、N点的线速度为 $\frac{π}{4} m / s$ C、自动识别线ab到直杆处a＇b＇的距离为6m D、汽车刚通过道闸时，直杆抬起的角度为75°

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5. 如图所示，Oabcdefg是一个边长相等的共面八边形，其中四个锐角顶角均为45°，以O点为原点，Oa边为y轴正方向建立平面直角坐标系。在O、a、g三点分别固定电荷量为 $+ Q$ 的点电荷。下列说法正确的是（）

A、b、f两点的电场强度相同 B、c、e两点的电势相同 C、电荷量为＋q的点电荷，在b点电势能小于在c点电势能 D、从O点沿x轴正方向移动电荷量为＋q的点电荷，电场力先做正功后做负功

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二、多选题

6. 数千年以来，人类不断探索着未知而又神秘的宇宙。我们期待着能认识宇宙中每一个星球，期待着将来某一天能在宇宙空间任意穿梭。如果航天器登陆某星球（可视为质量分布均匀的球体）的过程中，测得航天器在该星球表面附近做匀速圆周运动的周期为T，着陆后用测力计测得质量为m_o的砝码重力为F_o ，已知引力常量为G。忽略星球自转影响，由此推算的结果正确的是（）

A、该星球表面重力加速度为 $\frac{2 F_{0}}{m_{0}}$ B、该星球的半径 $R = \frac{F_{0} T^{2}}{4 π^{2} m_{0}}$ C、该星球的密度 $ρ = \frac{3 π}{G T^{2}}$ D、该星球的第一宇宙速度 $v_{1} = \frac{F_{0} T}{m_{0}}$

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7. 中国运动员谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台项目中获得金牌。如图所示为赛道的简化模型，ab为助滑道，bc为带有跳台的起跳区，cd为着陆坡，de为停止区。运动员在跳台顶端M点以速度v₀斜向上飞出，速度方向与水平方向夹角为 $θ$ ，落地点为着陆坡上的P点。已知运动员在空中的最高点到P点的高度差为h，假设运动员在空中运动过程只受重力作用，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、运动员在P点落地速度大小为 $\sqrt{v_{0}^{2} c o s^{2} θ + 2 g h}$ B、运动员在P点落地速度与水平方向的夹角正切值为 $\sqrt{\frac{2 g h}{v_{0}^{2} c o s^{2} θ} + t a n^{2} θ}$ C、运动员在空中的运动时间为 $\frac{v_{0} s i n θ + \sqrt{2 g h}}{g}$ D、M点与P点的高度差为 $\frac{v_{0}^{2} s i n^{2} θ}{2 g}$

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8. 如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，直角边ac长度为l，磁感应强度大小为B。在c点有一粒子源，可沿纸面内各个方向射出质量为m、电荷量为+q的粒子，所有粒子不计重力、速度大小均为v₀。其中从c点沿cb方向射入磁场的粒子，运动轨迹恰好垂直于边界ab射出磁场。若在该平面内再加上一个沿ca方向的匀强电场，电场强度为E。关于粒子的运动下列说法正确的是（）

A、粒子速度v₀的大小满足 $v_{0} = \frac{q B l}{m}$ B、不加电场时，从a点射出磁场的粒子在c点的速度方向与bc夹角为30° C、不加电场时，与bc夹角为45°的入射粒子在磁场中的运动时间为 $\frac{π m}{2 q B}$ D、加上电场后，所有粒子飞出场区时动能的最大值为 $q E l + \frac{q^{2} B^{2} l^{2}}{2 m}$

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9. 关于一些热学现象的物理解释，下列说法正确的是（）

A、树叶上露珠呈球形是水的表面张力作用的结果 B、当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大 C、空调既能制热又能制冷，说明热量可以从低温物体向高温物体传递 D、在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 E、彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

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10. 关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（）

A、做简谐运动的物体，位移与时间的关系遵从正弦函数的规律 B、物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体固有频率无关 C、机械波从一种介质进入另一种介质，若波速变小，波长一定变大 D、3D眼镜是利用了薄膜干涉的原理 E、医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应

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三、实验题

11. 某兴趣小组的同学计划“验证机械能守恒定律”。装置如图甲所示，水平桌面上放有倾角为θ的气垫导轨，气垫导轨上安装有连接数字计时器的光电门，气垫导轨左端固定一原长为l。的弹簧，通过细线与带有遮光条的滑块相连。
设计了以下步骤进行实验：
A．测出气垫导轨的倾角为θ、弹簧劲度系数k、弹簧原长l_o、滑块质量m、遮光条宽度d、重力加速度g，按照图甲所示组装好实验装置；
B．将滑块拉至气垫导轨某一位置固定，要求从此位置释放滑块，可使小车运动到光电门时细线已经弯曲。测出此时滑块到光电门的距离x以及弹簧长度l；
C．由静止释放滑块，滑块在拉力作用下运动，测出滑块上遮光条通过光电门的时间为Δt；
D．将滑块拉至不同的位置，重复B、C步骤多次，并记录每次对应实验数据。
根据所测物理量可以得到每次实验中滑块重力势能、弹性势能、动能之间的关系，从而
验证机械能守恒。

(1)、根据实验中测出的物理量，可得到滑块从静止释放运动到光电门过程中重力势能减小量为。

(2)、根据实验中测出的物理量也可得到滑块到达光电门时的动能，若“在弹性限度内，劲度系数为k的弹簧，形变量为Δx时弹性势能为 $E_{p} = \frac{1}{2} k (Δ x)^{2}$ ”的说法正确，不考虑空气阻力影响，要说明整个运动过程系统机械能守恒，需满足的关系式为。

(3)、若考虑到空气阻力影响，实验过程中得到的小车重力势能减小量与弹簧弹性势能减小量总和（填“大于”、“小于”、“等于”）小车动能增量。

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12. 某同学为精确测量某金属导体的电阻，设计了如图甲所示的电路图。图中E为学生电源、G为灵敏电流计、A₁、A₂为电流表、R₁为电阻箱、R₂与R₃均为滑动变阻器、R₀为定值电阻、S为开关、Rx为待测金属导体，另有导线若干。
具体的实验操作如下：
A．按照如图甲所示的电路图连接好实验器材；
B．将滑动变阻器R₂的滑片、滑动变阻器R₃的滑片均调至适当位置，闭合开关S；
C．调整R₃ ，并反复调整R₁和R₂使灵敏电流计的示数为零，测得此时A₁的示数为I₁ ， A₂的示数为I₂ ，电阻箱的示数为R₁；
D．实验完毕，整理器材。

(1)、根据图甲实验电路图，将图乙实物图中连线补充完整。

(2)、电路中需要两个量程为6A的电流表，但实验室提供的器材中，只有量程为0.3A、内阻为20Ω的电流表。现将量程为0.3A的电流表扩充为6A量程，则应该并联一个阻值R′ = Ω的电阻。如图所示为某次测量时改装后的电流表表盘指针位置，则此时的电流读数为A。

(3)、待测金属导体Rx的阻值为用所测物理量来表示）；电流表A₁、A₂的内阻对测量结果（选填“有”或“无”）影响。

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四、解答题

13. 如图所示，在xOy平面内固定一圆形金属线框，圆心为O₁ ，半径为R，与y轴相切于原点O。空间存在方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一长度为2R的均匀导体棒MN，以速率v₀由O点开始沿x轴正方向在金属线框上匀速滑过。运动过程中导体棒MN始终与y轴平行，并且中点始终在x轴上，与金属框接触良好。已知导体棒单位长度的电阻为r，金属框电阻可忽略。求：

(1)、导体棒MN运动到O₁位置时，通过MN的电流大小和方向；

(2)、导体棒MN运动位移为x（0≤x≤2R）时，导体棒所受安培力的大小。

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14. 如图所示，水平地面上静止一辆带有向后喷射装置的小车，小车的质量为M＝1kg，现给小车里装入10个相同的小球，每个小球质量为m＝1kg。车上的喷射装置可将小球逐一瞬间向后水平喷出，且相对于地面的速度都是v_o＝20m/s，每间隔相等时间 $Δ t ＝ 1 s$ 喷出一个小球。已知小车运动时受到的阻力为小车和车内小球总重力的k＝0.2倍，g＝10m/s^2.

(1)、喷出第一个小球时，小车同时也获得一个反向速度，求此时整个系统增加的机械能；

(2)、求喷出第三个小球后，小车的速度v₃；

(3)、调整第四个及以后的每个小球喷出速度，可使得接下来的每个小球喷出后小车的速度都等于v₃。求第四个小球和第五个小球喷出的速度之比。

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15. 如图所示，圆柱形绝热汽缸固定在倾角为 $θ$ 的斜面上，汽缸深度为H，汽缸口有固定卡槽。汽缸内用质量为m、横截面积为S的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞到汽缸底部的距离为 $\frac{H}{2}$ ，汽缸内气体温度为T_o。现缓慢对气体加热，一直到气体温度升高到3T_o ，加热过程中电热丝产生热量Q。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，大气压强恒为p_o ，不计活塞及固定卡槽的厚度，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气。重力加速度为g，求：
i．气体温度升高到3T_o时的压强。
ii．气体温度从T_o升高到3T_o的过程中增加的内能。

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16. 如果玻璃中有个小气泡，看起来会特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光线发生了全反射的缘故。一个半径为 $\sqrt{3} R$ 、折射率为 $n ＝ \sqrt{3}$ 的球形玻璃中有一个同心球形气泡，气泡半径为R，O为球形玻璃的球心，AB为过球心的一个轴线，如图所示。一束平行于AB轴线的光束射向球形玻璃，其中与AB距离为 $d ＝ \frac{3}{2} R$ 的入射光线从球形玻璃的M点射入。若气泡和玻璃周围空间均可看成真空。
i.判断该光线在气泡界面上能否发生全反射（写出判断过程）
ii.求该光线在玻璃中的传播时间（已知光在真空中的速度为c）。

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