河北省秦皇岛市2022届高三下学期物理三模试卷

试卷更新日期：2022-06-24 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 2022年4月16日，我国在太原卫星发射中心发射了一颗大气环境监测卫星，该卫星将推动我国在生态环境、气象、农业农村等领域的遥感应用。若用F表示该卫星在发射过程中到地心距离为x处时所受万有引力的大小，则下列图像中，可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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2. 氢原子的能级示意图如图所示，若氢原子从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级时辐射出频率为v的光子，则氢原子从 $n = 3$ 能级跃迁到 $n = 1$ 能级时辐射出的光子的频率为（）

A、 $4.74 v$ B、 $4 v$ C、 $3.56 v$ D、 $1.78 v$

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3. 《西游记》中，一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒四人和白龙马渡过了通天河。已知大龟在静水中游动的速度大小与河水的流速大小之比为2∶1，出发点A到正对岸B点的距离为d，河岸平直。若大家以最短的时间渡河，则大家上岸的地点与B点的距离为（）

A、 $\frac{d}{4}$ B、 $\frac{d}{2}$ C、 $2 d$ D、 $4 d$

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4. 如图所示，物块在平行斜面向上的外力作用下沿斜面匀速下滑，该过程中斜面始终静止在水平地面上。下列说法正确的是（）

A、地面对斜面的摩擦力水平向左 B、地面对斜面的支持力大于物块与斜面所受重力大小之和 C、物块可能受到三个力的作用 D、斜面对物块的摩擦力一定沿斜面向上

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5. 在通电长直导线产生的磁场中，到导线的距离为r处的磁感应强度大小 $B = \frac{k I}{r}$ ，其中I为通过长直导线的电流，k为常量。如图所示，三根通电长直导线P、Q、R均垂直直角坐标系xOy所在平面，其间距相等，P、Q与坐标平面的交点均在x轴上且关于原点O对称，通过P、Q、R的电流之比为1∶1∶3，电流方向已在图中标出。若通过P的电流产生的磁场在原点O处的磁感应强度大小为 $B_{0}$ ，则原点O处的合磁感应强度大小为（）

A、 $B_{0}$ B、 $\sqrt{5} B_{0}$ C、 $\sqrt{7} B_{0}$ D、 $3 B_{0}$

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6. 在研究电场的性质时，可以在电场中某点放入一试探电荷，根据试探电荷在该点所受电场力和具有的电势能，进而确定电场中该点的性质。绝缘水平面内某处隐藏一带电体（视为点电荷），如图所示，将电荷量为q的正试探电荷放在O点时，试探电荷所受静电力的大小为F、方向向右（沿x轴正方向），将试探电荷向右移动至到O点距离为d的A点时，试探电荷所受静电力的大小为 $4 F$ 、方向向右。静电力常量为k，不考虑其他电场的影响。下列说法正确的是（）

A、带电体带正电 B、带电体在A点右侧到A点距离为d的位置 C、带电体的电荷量为 $\frac{2 F d^{2}}{k q}$ D、试探电荷从O点移动到A点的过程中，其电势能增大

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7. 如图所示，有两根电阻不计、竖直固定的光滑金属导轨（足够长），其间距为d，上端接一阻值为R的电阻，水平虚线CD（足够高）下方区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场。现将一电阻为R、长度为d的导体棒从虚线CD上方ab处由静止释放，导体棒下落时间t、通过虚线CD时恰好开始匀速进入磁场，此时立即对导体棒施加一个与导体棒所受重力大小相等、方向竖直向上的恒定拉力。已知重力加速度大小为g，导体棒始终与导轨垂直并接触良好，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A、导体棒到达虚线CD时的速度大小为 $2 g t$ B、导体棒开始下落时距虚线CD的高度为 $g t^{2}$ C、导体棒的质量为 $\frac{B^{2} d^{2} t}{R}$ D、导体棒从虚线CD运动到最低点的过程中，导体棒上产生的焦耳热为 $\frac{B^{2} d^{2} g^{2} t^{3}}{8 R}$

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二、多选题

8. 抗日战争期间，某次战斗中，我军一战士沿平直道路追击敌人。若战士运动的速度-时间图像（ $v - t$ 图像）如图所示，其中 $v_{0}$ 、 $t_{0}$ 均为已知量，则下列说法正确的是（）

A、战士在 $0 ∼ t_{0}$ 时间内的加速度增大，在 $2 t_{0} ∼ 3 t_{0}$ 时间内的加速度减小 B、战士在 $0 ∼ t_{0}$ 时间内的加速度减小，在 $2 t_{0} ∼ 3 t_{0}$ 时间内的加速度增大 C、战士在 $0 ∼ 3 t_{0}$ 时间内的平均速度大于 $\frac{2}{3} v_{0}$ D、战士在 $0 ∼ 3 t_{0}$ 时间内的平均速度小于 $\frac{2}{3} v_{0}$

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9. 如图所示，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈的输入端接有正弦交变电流，开关S闭合。已知 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、 $L_{3}$ 是相同的电灯且灯丝的电阻不随温度变化，灯丝不会被烧断。下列说法正确的是（）

A、 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 中的电流之比为1∶2 B、 $L_{1}$ 两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶2 C、开关S断开后， $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 中的电流之比为1∶1 D、开关S断开后， $L_{1}$ 两端的电压与原线圈两端的电压之比为1∶4

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10. 如图所示，一弹性轻绳（弹性绳的弹力与其伸长量成正比，且弹性绳的弹性势能 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ ，其中k是弹性绳的劲度系数，x是弹性绳的伸长量）穿过内壁光滑、不计粗细的硬质圆管AB，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，小球穿过竖直光滑固定的杆，A、B、C三点在同一水平线上，弹性绳的自然长度与圆管AB的长度相等。将小球从C点由静止释放，小球到达D点时的速度为零，B、C两点的距离为h，C、D两点的距离为 $2 h$ 。重力加速度大小为g，弹性绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是（）

A、小球从C点运动到D点的过程中，小球对杆的弹力不变 B、小球从C点运动到D点的过程中，小球的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先增大后减小 C、弹性绳的劲度系数为 $\frac{2 m g}{h}$ D、当B点右侧的弹性绳与杆的夹角为45°时，小球的速度最大

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三、实验题

11. 某同学欲利用如图所示的装置探究质量一定时，加速度与合力的关系，其中A为滑块，B为电火花计时器，C为力传感器（可以测量细绳的拉力大小），D为一端带有定滑轮的气垫导轨，E为小桶，小桶系在轻小动滑轮的下端，可装砂，动滑轮两侧的细绳竖直。主要实验步骤如下：
①正确安装好实验器材，气垫导轨正常工作，接通电火花计时器的电源后由静止释放滑块，滑块向右运动，读出力传感器的示数，取下纸带，计算出滑块的加速度大小；
②增加小桶中砂的质量，重复步骤①，获得多组力传感器的示数F和滑块的加速度大小a的数据，以a为纵坐标、F为横坐标，用描点法画出 $a - F$ 图像。

(1)、在步骤①中，关于气垫导轨的调节，下列做法正确的是____。（填正确答案标号）

A、气垫导轨调成水平 B、气垫导轨左端垫高，以平衡摩擦力 C、气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力

(2)、在步骤②中，增减小桶中砂的质量时，小桶与砂的总质量（填“一定远小于”、“一定等于”或“可能大于”）滑块的质量。

(3)、按正确操作进行实验，下列 $a - F$ 图像可能正确的是____。

A、 B、 C、

(4)、将滑块从图示位置由静止释放，在滑块向右运动的过程中，小桶的加速度大小 $a_{1}$ 与滑块的加速度大小 $a_{2}$ 间的关系为 $a_{1} =$ 。

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12. 某兴趣小组设计了如图甲所示的电路，用来测量某直流电源的电动势（约为3V）和内阻以及均匀金属丝材料的电阻率。实验室提供的实验器材有：
A．待测电源；
B．待测金属丝 $R^{'}$ ；
C．电压表（量程为2V，内阻很大）；
D．电压表（量程为3V，内阻很大）；
E.电阻箱R（最大阻值为 $999.9 Ω$ ）；
F.螺旋测微器、刻度尺、开关S及导线若干。

(1)、若按正确步骤操作，用螺旋测微器测量金属丝的直径D时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则D=mm。

(2)、在如图甲所示的电路中，电压表 $V_{1}$ 应选用。（填“C”或“D”）

(3)、闭合开关S，改变电阻箱接入电路的阻值，可获得多组电阻箱接入电路的阻值R、电压表 $V_{1}$ 的示数 $U_{1}$ 、电压表 $V_{2}$ 的示数 $U_{2}$ 的数据，用描点法作出 $\frac{1}{U_{1}} - \frac{1}{R^{'} + R}$ 图像和 $\frac{1}{U_{2}} - \frac{1}{R}$ 图像分别如图丙、丁所示，其中a、b、c均为已知量，k为某一已知数值。若不考虑电表对电路的影响，则电源的电动势E= ，电源的内阻r= ，金属丝接入电路的阻值 $R^{'} =$ 。

(4)、若用刻度尺测得金属丝接入电路的长度为L，则金属丝材料的电阻率 $ρ =$ 。（用相关物理量的符号表示）

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四、解答题

13. 如图所示，某冰雪游乐场，小朋友和小车均静止在足够大的水平地面上，小朋友将小车以大小 $v = 12 m / s$ 的水平速度（相对地面）推向右侧的斜坡，小车在斜坡上运动一段时间后返回地面，小朋友接住小车后再次以速率v将小车推向斜坡，如此反复。小朋友与小车的质量分别为 $m_{1} = 30 k g$ 、 $m_{2} = 5 k g$ ，不计一切摩擦，不计小车经过斜坡底部时的机械能损失。求：

(1)、在小朋友第一次将小车推出的过程中，小朋友和小车组成的系统的动能增量 $Δ E_{k}$ ；

(2)、要使小朋友不能接住小车，小朋友推小车的次数。

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14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ、Ⅳ象限内有一半径为R的圆弧，圆弧的圆心在坐标原点O处，圆弧内有方向沿y轴正方向的匀强电场，圆弧外足够大的范围内有磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场。现从O点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子经电场加速后进入磁场，并从圆弧与x轴的交点P返回电场，不计粒子受到的重力。

(1)、求匀强电场的电场强度大小E；

(2)、求粒子从O点运动到P点的时间t；

(3)、证明粒子经过P点后从y轴离开电场，并求粒子经过P点后离开电场时的速度大小v。

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15. 如图所示，两端封闭的直玻璃管竖直放置，一段水银将管内的理想气体分隔为甲、乙两部分，两部分气体的温度相等、物质的量相同，它们的体积之比 $\frac{V_{1}}{V_{2}} = k$ 。

(1)、求甲、乙两部分气体的压强之比 $\frac{p_{1}}{p_{2}}$ ；

(2)、若其他条件不变，使甲、乙两部分气体降低相同的温度，试通过计算判断水银柱将如何移动。

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16. 一种“光开关”的核心区如图所示，其中A、B是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与矩形虚线框平行，两斜面平行，拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质，以实现开关功能。单色光从A的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过B，则为“开”，否则为“关”。

(1)、若棱镜对单色光的折射率 $n_{1} = 1.5$ ，不充入介质，通过计算判断这种“光开关”能否实现“关”功能；

(2)、若棱镜对单色光的折射率 $n_{2} = 2$ ，在两棱镜之间充入某种介质，结果单色光能进入两棱镜之间的介质，求充入的介质对单色光的折射率n应满足的条件。（相对折射率公式： $n_{21} = \frac{n_{2}}{n_{1}} = \frac{s i n i}{s i n r}$ ，其中的i和r表示光线从介质1射入介质2时的入射角和折射角）

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五、填空题

17. 上海新冠疫情期间，全国各地紧急驰援，某地用卡车装运的物资长途跋涉到达上海。若由于远距离行驶，卡车车胎内的气体（视为理想气体）的温度升高，不考虑车胎体积的变化，则与出发前相比，车胎内的气体的压强（填“增大”、“减小”或“不变”）；卡车行驶过程中车胎内的气体（填“从外界吸收热量”或“向外界放出热量”）。

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18. 小聪自制了一台“地动仪”，他将一个弹簧振子和一个单摆悬挂在天花板上，弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上。某次有感地震中，他观察到，静止的振子开始振动时间t后单摆才开始摆动。若此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波速大小分别为 $2 v$ 、v，频率相同，且“地动仪”恰好位于震源的正上方，则纵波与横波的波长的比值为；震源到“地动仪”处的距离为。

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