山东省聊城市2022届高三下学期物理二模试卷

试卷更新日期：2022-05-16 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 2021年5月，中国的“人造太阳”在1.2亿摄氏度下，成功“燃烧”101秒。这标志着我国核聚变研究又获得重大突破，核反应方程是 $_{1}^{2} {H+}_{1}^{3} H \to_{2}^{4} He+X$ ，为人类获得可控核聚变能源奠定了商用的物理和工程基础。下列说法正确的是（）

A、核聚变可以在常温下发生 B、方程中的X表示中子 $n_{0}^{1}$ ，中子是查德威克发现的 C、该核反应前后质量守恒 D、 $_{1}^{2} H$ 的比结合能比 $_{2}^{4} He$ 的比结合能大

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2. 随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。如图所示为手机无线充电原理图，若连接电源的为发射线圈N，手机端为接收线圈M，接收线圈匝数为n，电阻为r，横截面积为S，手机可看成电阻为R的纯电阻。下列说法正确是（）

A、无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应” B、只要发射线圈N中有电流流入，接收线圈M两端一定可以获得电压 C、当接收线圈M中磁感应强度大小均匀增加时，接收线圈M中有均匀增加的电流 D、若 $Δ t$ 时间内，接收线圈M中磁感应强度大小均匀增加 $Δ B$ ，则手机电池两端的充电电压为 $\frac{n S Δ B R}{Δ t (R + r)}$

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3. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（）

A、a、b两种单色光在真空中的传播速度不同 B、水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 C、a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小 D、在水滴中a光的频率小于b光的频率

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4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B，C、D后再回到状态A。其中AB和CD为等温过程，BC为等压过程，DA为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（）

A、AB过程中，气体吸收热量 B、BC过程中，气体分子的平均动能不变 C、CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少 D、若气体在BC过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中外界对气体做的功为5kJ

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5. 如图所示为地球周围不同轨道上卫星的公转周期的平方 $T^{2}$ 与公转轨道半径的三次方 $r^{3}$ 的关系图像，其中p，q对应的是近地卫星数据，已知引力常量为G（图中p，q为已知量），则下列关于地球和卫星的相关物理量表达正确的是（）

A、地球自转的角速度为 $ω = \frac{2 π}{\sqrt{p}}$ B、地球的密度为 $ρ = \frac{3 π}{G p}$ C、地球表面的重力加速度大小为 $\frac{4 π^{2}}{p q}$ D、地球的第一宇宙速度为 $2 π \sqrt{\frac{q}{p}}$

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6. 如图所示，一透明绝缘半球壳，O为球心，将带有等量异种电荷的小球分别固定在直径ab的两端，c、d、e、f为平行底面的小圆上的点，且c、d位于过直径ab的大圆周上，e、f位于垂直直径ab面的大圆周上。下列说法正确的是（）

A、e点与f点的场强相同 B、c点与d点的场强相同 C、O点电势高于e点电势 D、将一电荷从无穷远移到c点与从f点移到d点电势能的变化相同

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7. 角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，当系统以角速度 $ω$ 转动时，下列说法正确的是（）

A、电路中电流随角速度的增大而增大 B、电路中电流随角速度的增大而减小 C、弹簧的伸长量为 $x = \frac{m l ω}{k - m ω^{2}}$ D、输出电压U与ω的函数式为 $U = \frac{E m ω^{2}}{k - m ω^{2}}$

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8. 在2022年北京冬季奥运会上，中国运动员谷爱凌夺得自由式滑雪女子大跳台金牌。如图为该项比赛赛道示意图，AO段为助滑道，OB段为倾角 $α = 30 °$ 着陆坡，运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达起跳点O时，借助设备和技巧，保持在该点的速率不变而以与水平方向成30°角的方向起跳，落在着陆坡上的某点C时屈膝缓冲，然后沿着陆坡下滑。已知A、O两点间高度差 $h = 50 m$ ，不计一切摩擦和阻力，重力加速度g取10m/s² ，则（）

A、运动员到达起跳点O时的速度大小为 $5 \sqrt{10} m / s$ B、运动员腾空中离着陆坡的最大距离为25m C、O，C两点间的距离为200m D、到达C点后沿着陆坡下滑的初速度为 $5 \sqrt{10} m / s$

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二、多选题

9. 实践课中，一位同学设计了如图的电路给浴室供电。理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈接到 $u = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ 的交变电路中。已知照明灯的额定功率为 $44W$ ，排气扇电动机的内阻为 $1 Ω$ 。已知各用电器均正常工作时，理想电流表的示数为 $4 A$ ，则（）

A、理想电压表的示数为 $31.1 V$ B、交流电的频率为 $50 Hz$ C、排气扇输出功率为 $40 W$ D、保险丝中的电流为 $0.4 \sqrt{2} A$

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10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点， $t + 0.6 s$ 时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P是介质中的质点，则下列说法正确的是（）

A、这列波的波速可能为50m/s B、质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm C、若周期 $T = 0.8 s$ ，则在 $t + 0.5 s$ 时刻，质点b、P的位移相同 D、若周期 $T = 0.8 s$ ，从 $t + 0.4 s$ 时刻开始计时，则质点c的振动方程为 $y = 0.1 \sin (π t) cm$

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11. 如图，一带负电的圆环套在倾斜固定的粗糙绝缘长直杆上，圆环的直径略大于杆的直径，杆处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现给圆环一沿杆向上的初速度v₀ ，在以后的运动过程中，下列关于圆环的速度v随时间t的变化关系图线，可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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12. 如图，质量均为m的小球A、B用一根长为l的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，质量也为m的小球C挨着小球B放置在地面上。扰动轻杆使小球A向左倾倒，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球B和C分离，已知C球的最大速度为v，小球A落地后不反弹，重力加速度为g。下面说法正确的是（）

A、球B，C分离前，A，B两球组成的系统机械能逐渐减小 B、球B，C分离时，球B对地面的压力大小为2mg C、从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功为 $\frac{1}{8} m v^{2}$ D、小球A落地时的动能为 $m g l - \frac{5}{8} m v^{2}$

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三、实验题

13. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

(1)、用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图2所示，由此读出b=mm；

(2)、某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为 $Δ E_{k} =$ ，系统的重力势能减少量可表示为 $Δ E_{p} =$ ，在误差允许的范围内，若 $Δ E_{k} = Δ E_{p}$ ，则可认为系统的机械能守恒；（用题中字母表示）

(3)、在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v²﹣d图象如图3所示，并测得M=m，则重力加速度g=m/s² ．

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14. 目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度>0.8mg/mL”。一兴趣小组现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，组装一个酒精测试仪，此传感器的电阻R，随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。提供的器材有：
A．二氧化锡半导体型酒精传感器 $R_{x}$ ∶

B．直流电源（电动势为6V，内阻不计）：

C．电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用）：

D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω）∶

E.定值电阻 $R_{1}$ （阻值为20Ω）：

F.定值电阻 $R_{2}$ （阻值为10Ω）：

G.单刀双掷开关一个，导线若干。

(1)、图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线；

(2)、电路中R应选用定值电阻（填R₁或R₂）

(3)、为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为40.0Ω，然后开关向（填“c”或“d"）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为mg/mL；

②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”。当电阻箱调为Ω时，电压表指针满偏，将电压表此时指针对应的刻度线标记为mg/mL；

③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。

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四、解答题

15. 气压式升降椅通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为m=6kg，横截面积为S=30cm²的柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，稳定后测得封闭气体柱长度为L=20cm，设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa，室内温度T₁=308K，重力加速度为g=10m/s² ，求：

(1)、若质量M=54kg的人盘坐在椅面上，室内温度保持不变，稳定后椅面下降了多少？

(2)、人盘坐稳定后再打开空调，在室内气温缓慢降至T₂=300.3K的过程中，外界对缸内气体所做的功。

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16. 如图所示，甲、乙两水平面高度差为2h，甲水平面内有间距为2L的两光滑金属导轨平行放置，乙水平面内有间距分别为2L、L的光滑金属导轨平行放置，光滑的绝缘斜导轨紧挨甲、乙两个平面内的水平轨道放置，斜轨道的倾角为53°，斜轨道底端有一小段高度可忽略的光滑圆弧与金属导轨平滑连接。水平面甲内轨道左端连接一充满电的电容器C，右边缘垂直轨道放置长度为2L，质量为m，电阻为R的均匀金属棒ab，在水平面乙内垂直间距为L的轨道左端放置与ab完全相同的金属棒cd，导轨与、与均足够长，所有导轨的电阻都不计。所有导轨的水平部分均有竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场，斜面部分无磁杨。闭合开关S，金属棒ab迅速获得水平向右的速度做平抛运动，刚好落在斜面底端，没有机械能损失，之后沿着水平面乙运动。已知重力加速度为g， $\sin 53 ° = 0.8$ ， $\cos 53 ° = 0.6$ 。求：

(1)、金属棒ab做平抛运动的初速度v₀；

(2)、电容器C释放的电荷量q；

(3)、从金属棒ab开始沿水平面乙内的光滑轨道运动起，至匀速运动止，这一过程中金属棒ab、cd上产生的热量。

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17. 如图所示，某粒子分析器由区域I、区域Ⅱ和检测器Q组成。两个区城以垂直x轴的平面P为界，其中区域I内有沿着z轴正方向的匀强磁场和匀强电场，区城Ⅱ内只有沿着z轴正方向的匀强磁场，电场强度大小为E，两个区域内的磁感应强度大小均为B。当粒子撞击检测器Q时，检测器被撞击的位置会发光。检测器中心在轴上，在检测器所在平面上建立与xOy坐标系平行的坐标系。一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子从A点沿x轴正方向以初速度v₀射入，若区域I内只存在匀强磁场，粒子轨迹圆的圆心恰好是O点，平面P到O点的距离 $L = \frac{2 π^{2} m E}{q B^{2}}$ ，运动过程中粒子所受重力可以忽略不计。

(1)、求A点的位置，用坐标（x，y）表示：

(2)、若区城I只有匀强电场E，当检测器Q置于平面P所在位置时，求检测器上发光点的位置，用坐标（，）表示：

(3)、当检测器距O点的距离为d时，求检测器上发光点的位置，用坐标（，）表示。

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18. 游乐场是年轻人都爱去的娱乐场所，某设计单位为测试待建滑行轨道的性能，建立了如图所示的测试模型。模型左边是半径为4.5m的 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道，轨道末端B水平，且与皮带等高。皮带保持 $v_{0} = 1 m/s$ 的速度逆时针转动，C点是皮带的最右端，C点右边是一放在光滑水平地面上的木板，木板与皮带等高，且长度为1m，质量为1.2kg。试验时，让质量为2kg的物块甲从A点由静止释放，测得甲到B点时对轨道的压力大小为56N，甲到达B点的同时，在皮带右侧C点轻轻放置质量为0.4kg的物块乙，甲、乙碰撞前瞬间甲的速度大小 $v_{1} = 5 m/s$ ，甲、乙碰撞后粘成一体继续沿皮带向右滑行，最后滑上木板。已知甲、乙及甲乙整体与皮带间的动摩擦因数均为 $μ_{1} = 0.2$ ，甲乙整体与木板间的动摩擦因数为 $μ_{2} = 0.1$ ，重力加速度 $g = 10 m/s$ 。求：

(1)、从A滑到B的过程中，甲克服摩擦力做的功 $W_{f}$ ；

(2)、皮带的长度l

(3)、甲乙整体到达C点时的速度大小 $v_{C}$ ；

(4)、判断甲乙整体能否和木板达到共速？若能，求出甲乙在木板上滑行的距离；若不能，为使甲乙和木板能共速，需要在木板右端粘接上至少多长的同种规格（相同高度、宽度和材料）的木板。

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