河北省邯郸市2022届高三下学期物理二模试卷

试卷更新日期：2022-06-24 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 吸烟过程是一个香烟不完全燃烧的过程，过程中能产生的有害成分达3000余种。其过程中会释放一种危险的放射性元素“钋（ $_{84}^{210} P O$ ）”， $_{84}^{210} P O$ 连续发生m次 $α$ 衰变和n次 $β$ 衰变后产生了新核铋（ $_{83}^{206} B i$ ），下列说法正确的是（）

A、 $α$ 衰变就是化学中分解反应 B、m＝1，n＝1 C、新核铋（ $_{83}^{206} B i$ ）的中子数比质子数多43个 D、 $_{84}^{210} P O$ 衰变产生的 $α$ 粒子可以穿透1cm厚的钢板

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2. 某小组设计了一个温控装置如图所示，一理想自耦变压器的原线圈与有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈上接有1个指示灯泡L和热敏电阻 $R_{t}$ ，已知温度升高热敏电阻 $R_{t}$ 减小，灯泡L的额定电压大于交流电压的有效值。下列分析判断正确的是（）

A、当滑动触头P向下移动时，灯泡L变亮 B、当滑动触头P向下移动时，输入电流增大 C、当滑动触头P不动时，若热敏电阻 $R_{t}$ 所处的环境温度升高，则指示灯变亮 D、当滑动触头P不动时，若热敏电阻 $R_{t}$ 所处的环境温度升高，则指示灯亮度不变

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3. 速度选择器装置如图所示， $α$ 粒子（ $_{2}^{4} H e$ ）以速度 $v_{0}$ 自O点沿中轴线 $O O'$ 射入，恰沿 $O'$ 做匀速直线运动。所有粒子均不考虑重力的影响，下列说法正确的是（）

A、 $α$ 粒子（ $_{2}^{4} H e$ ）以速度 $v_{0}$ 自 $O'$ 点沿中轴线从右边射入也能做匀速直线运动 B、电子（ $_{- 1}^{0} e$ ）以速度 $v_{0}$ 自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线 $O O'$ 做匀速直线运动 C、氘核（ $_{1}^{2} H$ ）以速度 $\frac{1}{2} v_{0}$ 自O点沿中轴线 $O O'$ 射入，动能将减小 D、氚核（ $_{1}^{3} H$ ）以速度2 $v_{0}$ 自O点沿中轴线 $O O'$ 射入，动能将增大

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4. 如图所示。在水平地面的木板上安装有竖直杆，在杆上A、B两点间安装长为2d的轻绳，两竖直杆间距为d。A、B两点间的高度差为 $\frac{d}{2}$ ，现有带光滑钩子、质量为m的物体钩住轻绳且处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、开始平衡时轻绳的张力大小为mg B、开始平衡时轻绳的张力大小为 $\frac{\sqrt{3} m g}{3}$ C、若将绳子的A端沿竖直杆上移，绳子拉力将变大 D、若将木板绕水平轴CD缓慢向纸面外旋转，轻绳的张力先增大后减小

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5. 如图1所示，在粗糙的水平面上静止放置一滑块， $t = 0$ 时刻在滑块上施加一水平向右的外力F，外力大小随时间的变化规律如图2所示，滑块的加速度随时间的变化规律如图3所示，已知滑块与地面间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度g取10 $m / s^{2}$ 。则下列说法正确的是（）

A、滑块的质量为 $m = 2$ kg B、4s末滑块速度的大小为12m/s C、在0~1s的时间内，摩擦力的冲量大小为0 D、在0~4s的时间内，摩擦力的冲量大小为22N·s

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6. 空间存在沿x轴方向的电场，x轴上各点电势φ随坐标x变化的关系如图所示，则下列判断正确的是（）

A、在 $x_{1}$ 处电场强度最大 B、在 $0 ~ x_{1}$ 间只有一点电场强度的大小为 $E_{0} = \frac{φ_{0}}{x_{1}}$ C、将电子由 $x_{1}$ 处移到 $x_{3}$ 的处的过程中，电场力做正功 D、质子在 $x_{2}$ 处电势能为零，受到的电场力也为零

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7. 某小组设计一个离心调速装置如图所示，质量为m的滑块Q可沿竖直轴无摩擦地滑动，并用原长为l的轻弹簧与O点相连，两质量均为m的小球 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 对称地安装在轴的两边， $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 与O、 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 与Q间用四根长度均为l的轻杆通过光滑铰链连接起来。当装置静止不动系统达到平衡时，轻杆张开的角度为 $θ = 30 °$ 。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A、当装置静止不动系统达到平衡时，轻弹簧弹力大小为3mg B、当装置静止不动系统达到平衡时，轻弹簧的伸长量为l C、若 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 绕轴旋转的角速度从0缓慢增大，则弹簧的弹性势能先减小后增大 D、若 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 绕轴旋转的角速度从0缓慢增大，则弹簧的弹性势能逐渐减小

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二、多选题

8. 据报道北京时间2021年10月16日9时58分，航天员翟志刚、王亚平、叶光富先后进入天和核心舱，中国空间站也迎来了第二个飞行乘组。已知空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的 $\frac{1}{16}$ ，地球同步卫星轨道离地面的高度约为地球半径的6倍，下列说法正确的是（）

A、航天员在空间站可以通过举重来锻炼肩部和背部肌肉 B、航天员在空间站可以通过弹簧拉力器锻炼肩部和背部肌肉 C、王亚平老师将水从水袋中挤出后，水会在空中显现水球是因为水不受万有引力作用 D、中国空间站在轨道上运行周期小于同步卫星的运行周期

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9. 如图所示，在光滑的水平地面上放有质量为m的U形导体框，导体框的电阻可忽略不计。一电阻为R、质量也为m的导体棒CD两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路，矩形回路的宽度为L、长为s；在U形导体框右侧有一竖直向下足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场边界与EF平行，且与EF间距为 $s_{0}$ 。现对导体棒CD施加一水平向右的恒力F使U形导体框和导体棒CD以相同加速度向右运动，当EF刚进入磁场U形导体框立即匀速运动，而导体棒CD继续加速运动。已知重力加速度为g，导体棒CD与U形导体框间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒与框始终接触良好。下列判断正确的是（）

A、EF在进入磁场以前导体棒CD受到导体框的摩擦力大小F B、EF在刚进入磁场以后导体棒CD受到导体框的摩擦力大小 $f = \frac{B^{2} L^{2}}{R} \sqrt{\frac{F s_{0}}{m}}$ C、导体棒CD与U形导体框都进入磁场，经过足够长时间后两者可能都做匀速运动 D、导体棒CD与U形导体框都进入磁场，经过足够长时间后两者都做匀加速运动

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10. 如图所示，在水平地面上方有水平向右的匀强电场，其电场强度的大小为E，在地面上O点处有一足够大的固定绝缘平板OM与水平地面夹角 $θ = 30 °$ ，在地面上到O点距离为d的P点处有带电小球。已知小球的质量为m，当给小球一垂直于OM方向的初速度时，小球恰好沿垂线PN运动到绝缘平板上的N点且未发生碰撞。小球可视作质点，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、小球所带的电量为 $q = \frac{\sqrt{3} m g}{E}$ B、小球初速度的大小为 $v_{0} = \sqrt{\frac{2 \sqrt{3}}{3} g d}$ C、若给小球一个垂直地面竖直向上的初速度 $v = \sqrt{2 g d}$ ，小球仍能打到绝缘平板上 D、若给小球一个平行于绝缘平板MN的初速度 $v_{1} = \sqrt{g d}$ ，小球经过时间 $t = \sqrt{\frac{d}{g}}$ 又落回地面

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11. 如图所示，一定量的理想气体经历三个不同过程，从状态a经过热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。下列说法正确的是（）

A、ab过程中，气体的体积不变 B、ab过程中，外界对气体做正功 C、bc过程中，气体始终吸热 D、ca过程中，c状态的体积 $V_{c}$ 与a状态的体积 $V_{a}$ 的关系式为 $\frac{V_{c}}{V_{a}} = 4.7315$ E、ca过程中，气体始终向外界放热

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三、实验题

12. 某小组设计了如图所示装置来验证加速度a与物体所受合外力F的关系。重物A的质量为M，重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，在B的一边放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡且保持静止。竖直标尺上固定两个标记C和D，C和D的距离为h。固定重物A在标记C处，现将重物B上面的一个槽码放在重物A上面。

(1)、由静止释放重物A，用时间传感器记录A由标记C运动到D的时间t，则重物A到达标记D的速度为 $v =$ ；

(2)、再将重物B上面的槽码移 $n = 2$ 个、3个、4个、5个、6个放在重物A上面。由静止释放重物A，保持每次重物下落的位置不变，重复（1）实验多次，测得多个A由标记C运动到D的时间t，已知当地重力加速度为g，以 $t^{2}$ 为纵轴，以（填“n”“ $\frac{1}{n}$ ”或“ $\frac{1}{n^{2}}$ ”）为横轴，如果图像是斜率等于且过原点的直线，则可以得出当物体质量一定时，物体的加速度与合外力成正比。

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13. 某小组测定一金属丝的电阻率，部分实验步骤如下：

(1)、用螺旋测微器测量该金属丝直径，示数如图1所示，则该金属丝的直径 $d =$ mm；

(2)、因为在实验室找不到合适的电流表，该同学设计了如图2所示的电路，电源电动势E为4.5V，内阻r约为1Ω，定值电阻 $R_{0} = 15.0$ Ω；电压表量程为3V，内阻 $R_{v}$ 约为3kΩ，一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于 $R_{0}$ ，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、电阻箱。主要实验步骤如下：
A．将器材按如图2所示连接；
B．开关闭合前为了电压表的安全，金属夹应夹在电阻丝的（填“m”或“n”）端，并将电阻箱的阻值调到（填“最大”或“最小”）；
C．然后调节电阻箱的阻值使电压表的示数为 $U_{0} = 3.0$ V，记下电阻箱的阻值；之后不断改变 $R_{x}$ 接入电路的长度x，调整电阻箱的阻值，使电压表示数始终为 $U_{0} = 3.0$ V，记录下电阻丝 $R_{x}$ 接入电路的长度x及对应电阻箱的阻值R，得出多组数据，作出R-x图线如图3所示。a、b为已知量；D。根据图像和测量的直径求得金属丝的电阻率 $ρ =$ （用a、b、d、π等字母表示），电压表内阻使得电阻率ρ测量结果（填“不变”“偏大”或“偏小”）。

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四、解答题

14. 某小组设计了分离质子和 $α$ 粒子的装置如图所示，内部直径为d的真空加速管两端接有高压直流电压U，有一粒子源持续不断地向真空加速管下端释放质子 $_{1}^{1} H$ 和 $α$ 粒子； $_{2}^{4} H e$ 的混合粒子，粒子初速度为零，经真空加速管加速后，这些粒子从上端口垂直磁场方向进入匀强磁场经过磁场将质子 $_{1}^{1} H$ 和 $α$ 粒子 $_{2}^{4} H e$ 分离。已知质子的质量为m， $α$ 粒子的质量为4m，质子的电量为e，不计粒子的重力。求：

(1)、质子 $_{1}^{1} H$ 和 $α$ 粒子 $_{2}^{4} H e$ 进入磁场时速度大小；

(2)、要使质子 $_{1}^{1} H$ 和 $α$ 粒子 $_{2}^{4} H e$ 通过磁场以后完全分开，匀强磁场的磁感应强度B必须满足的条件。

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15. 如图所示，在倾角 $θ \approx 37 °$ 足够长的粗糙斜面上放一长 $L = 3.0$ m、质量为m、上下挡板厚度不计的U形盒子P（盒子内底面与斜面平行），盒子P与斜面间的动摩擦因数 $μ = \frac{11}{12}$ 。在盒子的上端放一质量等于2m的物块Q（可看做质点），Q与盒子内表面无摩擦，放开物块后即在盒内滑下与下面挡板碰撞，设碰撞时间极短且碰撞中没有机械能损失，重力加速度g取10 $m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、物块Q与盒子P发生第一次碰撞后各自速度大小；

(2)、物块Q与盒子P发生第一次碰撞后再经过多长时间与P发生第二次碰撞；（结果可用根式表示）

(3)、当盒子P从开始位置向下运动至多大距离时，物块Q才不再与盒子P发生碰撞。

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16. 某小组设计了一个气压升降机如图所示，竖直圆柱形光滑绝热汽缸中间有一个小支架，支架上放有可以自由移动的横截面积为S的绝热轻质活塞，活塞上放有重物，活塞到缸底的距离为H，已知大气压强为 $p_{0}$ ，重力加速度为g。活塞下方空间放有电阻丝，可以对气体加热。工作时先把活塞下方抽成真空，然后将容积为 $V_{0} = \frac{1}{10} H S$ 、压强为 $p_{1} = 110 p_{0}$ 、温度为 $T_{0}$ 装有氩气的容器通过阀门K向活塞下方空间充气，假设充气过程中氩气的温度不变，且可视为理想气体，充气结束时活塞刚好离开支架。

(1)、求重物的质量M；

(2)、将阀门K关闭以后，将电阻丝接通电源，当电阻丝产生的热量Q全部被氩气吸收时，活塞上升高度为h，求此时汽缸内氩气的温度T和增加的内能△U。

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17. 如图所示是半径为R的玻璃半圆柱体的横截面，O点为截面的圆心，上表面水平，其正下方的水平地面上放置一厚度不计的平面镜，平面镜到玻璃半圆柱体的距离为 $h = (\sqrt{3} - 1) R$ 。一束与过圆心O的竖直线 $O O_{1}$ 平行且间距为 $O A = \frac{1}{2} R$ 的光线从玻璃半圆柱体上表面A点射入，该光束经过玻璃半圆柱体的折射和平面镜反射最后从半圆柱体水平面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。已知光在真空中速度为c。求：

(1)、该玻璃的折射率；

(2)、该光束由A射入到再次离开玻璃半圆柱体所用的时间。

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五、填空题

18. 战绳训练是当下一种火热的健身方式，某次战绳训练中，一运动员晃动战绳一端使其上下振动（可视为简谐振动），战绳上因此形成一列横波。如图所示是战绳上A、B两质点的振动图像，形成的横波由A传向B，波长大于4.0m，A、B两质点在波的传播方向上的距离 $Δ x = 5.0$ m。则这列波的波长为m；波速为m/s。

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