河北省邯郸市2022届高三下学期物理模拟试卷

试卷更新日期：2022-06-24 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 2022年4月7日《科学》杂志的封面文章爆出了一条引发物理学界震动的大新闻，科学家们对W玻色子的质量进行了高精度测量。这种基本粒子间是弱相互作用，在自然界不能稳定存在或不单独存在。物理学家们只能利用高能粒子加速器中的粒子与靶物质相互碰撞，才能让他们出现在观察视野进而进行研究，由于W玻色子被打出后会迅速发生β衰变，产生电子、缪子或者反中微子等。科学家们能对产生的粒子动量分布研究推出W玻色子的质量，则下列有关说法错误的是（）

A、W玻色子发生β衰变的半衰期与外界的温度和压强无关 B、 $C_{14}$ 可衰变为 $N_{14}$ ，它发生的衰变与W玻色子衰变相同 C、自然界中存在万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用力四种基本作用 D、如果高能粒子加速器是回旋加速器，所加高频电压越大，其获得的速度大小越大

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2. 一物体在恒力F的作用下，在粗糙程度不均匀的水平面运动，其运动的v-t图像如图所示，物体在0~t时间内在摩擦因数为 $μ_{1}$ 的水平面做匀加速，t~2t时间内在摩擦因数为 $μ_{2}$ 的水平面做匀速运动，2t~3t时间内在摩擦因数为 $μ_{3}$ 的水平面做匀减速运动。匀速过程速度为v₀ ，下列说法正确的是（）

A、 $μ_{1} = μ_{2} + \frac{v_{0}}{g t}$ B、 $μ_{3} = μ_{2} + \frac{v_{0}}{g t}$ C、 $μ_{3} - μ_{1} = μ_{2}$ D、 $μ_{1} + μ_{3} = μ_{2}$

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3. 用一条长为1m的绝缘轻绳，悬挂一个质量为4.0×10^－4kg、电荷量为2.0×10^－8C的小球，细线的上端固定于O点。如图所示，现加一水平向右的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向的夹角为37°，取重力加速度g=10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（）

A、匀强电场的场强为1.5×10⁶N/C B、平衡时细线的拉力为5.0×10^－2N C、若撤去电场，小球回到最低点时绳上的拉力为5.6×10^－3N D、若剪断细绳，小球将做加速度为12m/s²的匀加速直线运动

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4. 2020年7月23日，海南文昌航天发射场，长征五号遥四运载火箭搭载着天问一号火星探测器发射升空，在脱离地球后，天问一号在地球轨道Ⅰ（地球公转轨道）上飞行，在A点通过加速进入地火转移轨道Ⅱ，在B点再次点火加速就进入火星轨道Ⅲ（火星绕太阳运行轨道）。若已知引力常量为G，太阳质量为M，地球公转半径为 $r_{1}$ ，火星绕太阳运行的轨道半径为 $r_{2}$ 。则（）

A、探测器在由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ过程中机械能守恒 B、探测器在轨道Ⅱ上飞行时经过A点的速度为 $\sqrt{\frac{G M}{r_{1}}}$ C、探测器由地球轨道飞到火星轨道所用时间为 $\frac{1}{2} {(\frac{r_{1} + r_{2}}{2 r_{1}})}^{\frac{3}{2}}$ 年 D、探测器在B点的加速度为 $\frac{G M}{r_{1}^{2}}$

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5. 如图所示，氕 $H_{1}^{1}$ 、氘 $H_{1}^{2}$ 、氚 $H_{1}^{3}$ 三种核子分别从静止开始经过同一加速电压 $U_{1}$ （图中未画出）加速，再经过同一偏转电压 $U_{2}$ 偏转后进入垂直于纸面向里的有界匀强磁场，氕 $H_{1}^{1}$ 的运动轨迹如图。则氕 $H_{1}^{1}$ 、氘 $H_{1}^{2}$ 、氚 $H_{1}^{3}$ 三种核子射入磁场的点和射出磁场的点间距最大的是（）

A、氕 $H_{1}^{1}$ B、氘 $H_{1}^{2}$ C、氚 $H_{1}^{3}$ D、无法判定

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6. 如图所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，一物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并恰能从轨道上端水平飞出，则小物块的落地点到轨道下端的距离为（重力加速度大小为g）（）

A、 $\frac{v^{2}}{4 g}$ B、 $\frac{v^{2}}{5 g}$ C、 $\frac{2 v^{2}}{5 g}$ D、 $\frac{2 v^{2}}{3 g}$

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7. 如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，R₀=3Ω，R₁=7.5Ω，R₂=3Ω，R₃=2Ω，电容器的电容C=2μF。开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是（）

A、开关S闭合时，电容器上极板带正电 B、开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3V C、将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10^－6C D、将开关S断开至电路稳定的过程中通过R₀的电荷量是9.6×10^－6C

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二、多选题

8. 在如图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压为U₁ ，输出功率为P₁ ，输电线的电阻为R，已知升压变压器原副线圈匝数比 $\frac{n_{1}}{n_{2}} = k$ ，降压变压器原副线圈匝数比 $\frac{n_{3}}{n_{4}} = \frac{1}{k}$ （k<1），下列说法正确的是（）

A、输电线上损失的电功率为 $\frac{k^{2} R P_{1}^{2}}{U_{1}^{2}}$ B、升压变压器副线圈的电流为 $\frac{P_{1}}{U_{1}}$ C、降压变压器副线圈的电压为 $U_{1} - \frac{k^{2} R P_{1}}{U_{1}}$ D、当夜深人静时，用电设备数目减少，输电线上损失的电压将增大

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9. 如图所示，空间有一宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，abc是由均匀电阻丝做成的等腰直角三角形线框，bc边上的高也为L。图示时刻，bc边与磁场边界平行，a点在磁场边界上。现使线框从图示位置匀速通过磁场区，速度方向始终与磁场边界垂直，若规定图示线框的位置x=0，感应电流i沿逆时针方向为正，线框受到的安培力F方向向左为正，则下列图像可能正确的为（）

A、 B、 C、 D、

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10. 如图所示，一顶角为直角的“ $\land$ ”形光滑细杆竖直放置。质量均为m的两金属环套在细杆上，高度相同，用一个劲度系数为k的轻质弹簧相连，此时弹簧为原长l₀。两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在弹性限度内，且弹簧始终保持水平，重力加速度为g。对其中一个金属环分析，已知弹簧的长度为l时，弹性势能为 $\frac{1}{2} k {(l - l_{0})}^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、最高点与最低点加速度大小相同 B、金属环的最大速度为 $g \sqrt{\frac{m}{2 k}}$ C、重力的最大功率为 $m g^{2} \sqrt{\frac{m}{2 k}}$ D、弹簧的最大拉力为2mg

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三、实验题

11. 某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。左侧铁架台的横杆上固定有一个拉力传感器，将小球（可视为质点）用不可伸长的细线悬挂在传感器上。右侧有两个竖直杆固定在底座上，杆上分别装有可沿竖直杆移动的刻度尺和激光笔，激光笔水平放置。实验步骤如下：
①使小球自由静止在最低点 $O^{'}$ ，调整激光笔的高度，使水平细激光束与小球的底部保持相平，记录此时拉力传感器的示数T₀；
②调节刻度尺的高度，使零刻线与细激光束保持相平，并固定刻度尺；
③将激光笔上移，使水平细激光束经过细线的悬点O，读取刻度尺读数即为细线的长度L；
④将激光笔移动到与 $O^{'}$ 高度差为h（h≤L）的位置Q处（如图甲中所示），把小球拉至该处，并使小球的底部与水平细激光束保持相平。释放小球，读出小球下摆过程中拉力传感器最大示数T；
⑤改变激光笔的高度，重复步骤④；
⑥整理器材；

(1)、若选取题中的T₀、L及步骤④中的一组数据h和T，进行验证机械能守恒定律，若传感器最大示数T满足T=（用T₀、L、h表示）时，则可验证小球从初始位置摆至 $O^{'}$ 点的过程中机械能守恒定律成立。

(2)、该同学采用图像法处理数据。多次实验得出多组T和h的据数，在坐标纸上描点连线做出T-h图像如图乙所示。理论上图乙中的a和b数值满足a=b（填上合适的数字）关系时，则可验证小球下摆过程中机械能守恒定律成立。

(3)、由于小球运动中受到空气阻力等因素影响，造成小球下摆过程中机械能会有损耗。若图乙中a=1.45N，b=0.5N，根据图乙可知，小球自h（h<L）处由静止释放，至下摆到最低点 $O^{'}$ 的过程中，损耗的机械能占初态机械能的%（取 $O^{'}$ 点为重力势能零势点）。

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12. 一课外实验小组欲制作一简单的欧姆表，实验室提供的器材有：
电流表（量程0～50μA）；
滑动变阻器（最大阻值约为2kΩ）；
定值电阻R（阻值为28kΩ）；
电阻箱R₁（0～99999.9Ω）；
干电池一节（电动势约1.5V，内阻未知，较旧）；
开关S、红、黑表笔、导线若干。

(1)、考虑干电池较旧实验组同学进行了讨论，认为在改装欧姆表之前需要先测量干电池的电动势，但是对于是否需要需要测量干电池的内阻意见不统一，对此你的看法是（选填“需要”或“不需要”）测量干电池的内阻；

(2)、请利用所示实验器材设计出测量干电池电动势的电路图；
实验组通过上述测量电路测得干电池的电动势为1.45V，该测量值（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值；

(3)、实验组同学选择合适的器材组成了欧姆表，该欧姆表的表头如图所示，则表头29.0μA处的刻度线对应电阻刻度为Ω。（结果保留两位有效数字）

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四、解答题

13. 今年四月份以来，邯郸市新冠疫情形势严峻，疫情无情人有情，社会各界纷纷捐款捐物助力我市抗击疫情。志愿者利用一个 $L = 9 m$ 长的木板，将高处的捐助物资运送至水平地面（示意图如图甲）。高处的志愿者将质量为10kg的物资（可视为质点）从木板的上端无初速释放，物资与木板之间的动摩擦因数 $μ_{1} = \frac{1}{4}$ ，木板与水平地面的夹角为37°（ $s i n 37 ° = 0.6 ， c o s 37 ° = 0.8$ ）。重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、物资到达地面时的速度大小；

(2)、物资到达地面的速度超过 $2 m / s$ 会对物资造成损坏，正在参加义务志愿者服务的我市高三学生小华，提出可将长为 $s = 7 m$ 的一块粗帆布包裹在木板上，以使物资到达地面时的速度不超过 $2 m / s$ ，装置可以简化为图乙。物资与粗帆布间的动摩擦因数 $μ_{2} = \frac{6}{7}$ ，则粗帆布下端距离木板底端距离d的取值范围是多少？

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14. 如图甲，在xOy平面内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场，电场强度大小未知，磁感应强度大小为B。让质量为m，电荷量为q的带正电小球从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度入射，均能在复合场中做匀速圆周运动。已知重力加速度大小为g，忽略带电小球之间的影响。

(1)、带电小球从O点以初速度v沿y轴正方向入射，恰好能经过x轴上的P（2a，0）点，求电场强度大小和v的大小；

(2)、保持匀强电场的方向不变，大小变为原来的两倍，带电小球从O点沿y轴正方向入射，速度大小为 $\frac{m g}{q B}$ ，小球运动轨迹如图乙所示。研究表明：小球在xOy平面内做周期性运动，利用运动的合成分解规律，可将带电小球的初速度分出一个速度v₁ ，并且qv₁B与电场力、重力三力平衡，得到小球的一个分运动为v₁的匀速直线运动；然后利用矢量运算，将初速度减去v₁得到速度v₂ ，得到另一个分运动为v₂的匀速圆周运动，再由这两个分运动得到合运动的运动规律（题中v₁和v₂均为未知量）。
①求该带电小球运动过程中的最大速度值 $v_{m}$ ；
②写出该带电小球 $y - t$ 的函数表达式（小球从O点发射时为 $t = 0$ ）。

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15. 2022年1月8日7时55分，航天员在地面科技人员的密切协同下，在空间站核心舱内采取手控遥操作方式，圆满完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接。假设天舟二号货运飞船船舱A绝热性能良好，体积为V₀ ，压强为p₀ ，通过恒温装置保持飞船船舱内温度恒为-3℃。对接后经一小阀门与核心舱B相连，B的容积远远大于A。B中气体的压强为A中的1.2倍，温度为27℃。开始时阀门关闭，两舱A、B中盛有同种理想气体，现将小阀门缓慢打开，直至压强相等时关闭。求核心舱B中有多少体积的气体会进入货运飞船船舱A。

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16. 如图所示，透明介质的横截面ABCD是等腰梯形，其中∠A=60^o ， AD=BC=4L，CD=2L，AE=3DE，F为AB上一点， $A F = \frac{3}{2} L$ 。一单色光从E点垂直AB方向射入透明介质发现一部分光经过AB、BC面一次反射后到达E点。已知光在真空中传播的速度为c。

(1)、求透明介质的折射率n；

(2)、现在让该单色光从F点垂直AB射入透明介质，求光从射入透明介质到第一次射出时，光在介质中的传播时间。

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五、填空题

17. 一定质量的理想气体状态变化如图所示，且T=t+273K，则：

(1)、ab过程中气体对外界， bc过程中气体对外界（均选填“做正功”、“不做功”、“做负功”）。

(2)、ab过程中气体， bc过程中气体（均选填“吸热”、“放热”、“无热量变化”）。

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18. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.3s时的波形图。若波沿x轴正方向传播，则其最大周期为s；若波沿x轴负方向传播，则其传播的最小速度为m/s。

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