河北省张家口市2022届高三下学期物理第三次模拟考试试卷

试卷更新日期：2022-06-24 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 如图所示，PET-CT检查已广泛应用于健康体检和肿瘤诊断。PET的基本原理是：将放射性同位素 $_{8}^{15} O$ 注入人体，参与人体的代谢过程， $_{8}^{15} O$ 在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为光子被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET原理，下列说法正确的是（）

A、 $_{8}^{15} O$ 衰变的方程式为 $_{8}^{15} O \to_{7}^{15} N +_{1}^{0} e$ B、一对正负电子湮灭后可能只生成一个光子 C、PET中所选的放射性同位素的半衰期应尽量大些 D、将放射性同位素 $_{8}^{15} O$ 注入人体，其主要用途是参与人体的代谢

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2. 如图所示为谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛中第三跳的“影像合成”图。忽略空气阻力，将运动员看作质点，其轨迹 $a b c$ 段为抛物线，a、c两点位置等高。已知在a点起跳的速度大小为v，起跳点a与最高点b之间的高度差为h，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A、运动员从a点到b点的时间为 $\frac{\sqrt{g h}}{2 g}$ B、运动员到达最高点时速度的大小为 $\sqrt{v^{2} - 2 g h}$ C、运动员到达c点时速度大小也为v，方向与a点速度方向相反 D、运动员从b点到c点的过程中速度变化量的大小为 $\sqrt{g h}$

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3. 高压直流输电系统中，若某段线路采用 $220$ 千伏输送电能时，输电导线一年损失的电能约为4.2亿千瓦，如果保持输送功率及其他条件不变，输送电压采用330千伏时，则导线一年损失的电能约为（）

A、0.36亿千瓦 B、0.81亿千瓦 C、1.87亿千瓦 D、4.2亿千瓦

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4. 如图所示为古代的水车，该水车周边均匀分布着n个盛水的容器。在流水的冲力作用下，水车边缘以速率v做匀速转动，当装满水的容器到达最高处时将水全部倒入水槽中。设每个盛水容器装入水的质量均为m，忽略容器装水的过程和水车浸入水的深度。已知重力加速度为g，则水车运水的功率为（）

A、 $\frac{2 n m g v}{π}$ B、 $\frac{n m g v}{4 π}$ C、 $\frac{n m g v}{π}$ D、 $\frac{n m g v}{2 π}$

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5. 如图所示，O为半球形容器的球心，半球形容器绕通过O的竖直轴以角速度 $ω$ 匀速转动，放在容器内的两个质量相等的小物块a和b相对容器静止，b与容器壁间恰好没有摩擦力。已知a和O、b和O的连线与竖直方向的夹角分别为60°和30°，则下列说法正确的是（）

A、小物块a和b做圆周运动的向心力之比为 $\sqrt{3} ： 1$ B、小物块a和b对容器壁的压力之比为 $\sqrt{3} ： 1$ C、小物块a与容器壁之间无摩擦力 D、容器壁对小物块a的摩擦力方向沿器壁切线向下

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6. 2022年2月27日，长征八号遥二运载火箭搭载22颗卫星发射升空，在达到预定轨道后分12次释放卫星，将他们分别送入预定轨道。设想某两颗卫星释放过程简化为如图所示，火箭在P点同时将卫星1和卫星2释放，把卫星1送上轨道1（近地圆轨道），把卫星2送上轨道2（椭圆轨道，P、Q是近地点和远地点），卫星2再变轨到轨道3（远地圆轨道）。忽略卫星质量变化，下列说法正确的是（）

A、卫星1再次回到P点时，若卫星2没有变轨，两星一定会相撞 B、卫星2在P点的加速度大于在Q点的加速度 C、由轨道2变至轨道3，卫星2在Q点应朝运动方向喷气 D、卫星2在P点时的线速度小于卫星1在P点时的线速度

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7. 电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备，其加速区域简化模型如图所示，一个光滑的环形真空室放置在磁感应强度大小为 $B_{0}$ （按一定规律变化）、垂直纸面向外的磁场中，以O为圆心，半径为r的圆形区域内存在一磁感应强度大小为 $B_{1} = k t$ （其中k为大于零的常数），方向垂直纸面向外的磁场。在 $t = 0$ 时真空室内有一电子从A点由静止释放，电子做半径为R（不变）的圆周运动。已知电子的电荷量为e、质量为m（运动过程中不变），R与r近似相等。下列说法正确的是（）

A、电子在真空室内沿逆时针方向运动 B、电子沿切线方向的加速度不断增大 C、电子在轨道内运动一周，动能增加 $e k π r$ D、 $B_{0}$ 和 $B_{1}$ 应时刻相等

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二、多选题

8. 甲、乙两车在一条平直公路上同向行驶， $t = 0$ 时起两车位置x随时间t变化的关系如图所示， $t_{1}$ 时刻两图线相交， $t < t_{2}$ 时两条图线均为曲线， $t > t_{2}$ 时两图线均为直线。下列说法正确的是（）

A、根据图像可以确定甲、乙两车在 $0 ~ t_{2}$ 时间内做匀加速直线运动 B、 $t_{1}$ 时刻两车相遇，且甲车速度大于乙车速度 C、 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度 D、 $t > t_{2}$ 时以乙车为参考系，甲车做加速运动

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9. 沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点的电场强度E随x的变化规律如图所示。将一个带电粒子从位置 $x_{3}$ 由静止释放，粒子仅在电场力的作用下由坐标位置 $x_{3}$ 运动到原点的过程中，下列说法正确的是（）

A、该粒子带正电 B、粒子先加速后减速运动 C、粒子的电势能一直减小 D、坐标原点 $O$ 和位置 $x_{2}$ 的电势差 $U_{O x_{2}} = \frac{E_{0} x_{2}}{2}$

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10. 打桩机是利用冲击力将桩打人地层的桩工机械。如图所示，某一打桩机重锤的质量为 $m_{1}$ ，钢筋混凝土桩的质量为 $m_{2}$ ，桩的横截面为圆形，其直径为D。桩在被打入地下的过程中，其阻力可以认为主要来自桩侧面泥土对其的黏滞作用和桩前端的阻力，其中前端阻力可以近似认为是恒力 $f_{1}$ ，桩侧面泥土的黏滞阻力与侧面面积成正比，比例系数（即阻力系数）为k，当桩已被打入地下 $h_{0}$ 时，再把打桩机重锤升高h，然后打桩机重锤自由落下，这一锤使桩下落深度为d。不考虑桩前端的长度，假设碰撞过程是完全非弹性碰撞，则下列说法正确的是（）

A、这一锤使桩下降时受到的粘滞阻力做功为 $- π k D h_{0} d$ B、这一锤使桩下降时受到的粘滞阻力做功为 $- \frac{(2 π k D h_{0} + π k D d) d}{2}$ C、打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比）为 $\frac{m_{1}}{m_{1} + m_{2}} \times 100 %$ D、打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比）为 $\frac{m_{2}}{m_{1} + m_{2}} \times 100 %$

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11. 如图所示，电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是（）

A、冷凝器向环境散失的热量一定大于蒸发器从冰箱内吸收的热量 B、该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递 C、制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体 D、制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都降低

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三、实验题

12. 某同学使用如图甲装置测量滑块与桌面间的动摩擦因数。滑块上装有遮光条，在滑块运动途经位置安装光电门，实验时给滑块一初速度，遮光条通过光电门时间很短，测量遮光条通过光电门时间 $Δ t$ 和通过光电门后滑块继续滑行距离 $s$ ，已知当地重力加速度为 $g$ 。回答下列问题：

(1)、用游标卡尺测挡光片的宽度 $d$ ，如图乙所示，则 $d =$ cm。

(2)、使用题目所给物理量符号表示滑块通过光电门时的速度 $v =$ 。

(3)、使用题目所给物理量符号表示滑块与桌面间的动摩擦因数 $μ =$ 。

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13. 如图所示为某实验小组制作的简易多用电表，该多用电表有量程分别为1.0mA和10.0mA的双量程电流表、量程为3V和15V的双量程电压表和欧姆表。器材参数如下：电源电动势E约3V，内阻r约1Ω，改装后量程为1.0mA的电流表等效内阻为 $R_{g} = 80 Ω$ ，电阻箱 $R_{3}$ 和 $R_{6}$ 的最大阻值均为 $99999.9 Ω$ 。

(1)、该实验小组按图正确连接好电路，其中表笔A应为（填“红”或“黑”）表笔。

(2)、选择旋钮接通（填“1”“2”“3”“4”或“5”）为量程是3V的电压表。

(3)、选择旋钮接通3，表笔A、B短接，调整电阻箱 $R_{3}$ 的阻值，记录不同阻值 $R_{3}$ 和对应毫安表的示数I，当 $R_{3}$ 为2868.5 $Ω$ 时，毫安表示数为1.00mA；当 $R_{3}$ 为5818.5 $Ω$ 时，毫安表示数为0.50mA，根据上述数据可得电源电动势 $E =$ V，内阻 $r =$ $Ω$ 。（保留3位有效数字）

(4)、将选择旋钮接通3，将红、黑表笔短接，调节电阻箱 $R_{3}$ 的阻值，使电流表达到满偏，然后红、黑表笔分别接通 $R_{6}$ 的两端，指针指在表盘中央刻度，则此时 $R_{6} =$ $Ω$ 。

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四、解答题

14. 娱乐风洞是一种空中悬浮装置，在一个特定的空间内人工制造和控制气流，游人只要穿上特制的可改变受风面积（游客在垂直风力方向的投影面积）的飞行服跳入飞行区，即可通过改变受风面积来实现向上、向下运动或悬浮。已知一游客质量为60kg，腹部向下时受风面积最大为 $0.7 m^{2}$ ，身体直立时受风面积最小为 $0.2 m^{2}$ ，气流密度为 $1.2 k g / m^{3}$ ，气流速度为30m/s，重力加速度为 $g = 10 m / s$ ，假设气流吹到人身体上后速度近似变为0。求：

(1)、若游客在风洞内悬浮，则受风面积应调整为多大；

(2)、若游客进入风洞先由最大受风面积运动1s后立即改为最小受风面积，求游客距出发点的最远距离为多少。（结果均保留2位有效数字）

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15. 由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成的扩束装置可以实现对电子扩束。如图甲所示，大量电子由静止开始经过加速电场加速后，连续不断的沿轴线 $O O^{'}$ 射入偏转电场，偏转电场的极板长为s，极板间距为d，两板不带电时电子通过极板的时间为 $2 t_{0}$ ，当在两极板加上如图乙所示的电压时（ $U_{0}$ 为已知），所有电子均能从两极板间通过然后进入垂直纸面向里的匀强磁场中，最后电子都垂直磁场的右边界射出，实现扩束。已知磁场宽度为l，电子的质量为m、电荷量为e，不计重力。求：

(1)、加速器加速电压的大小；

(2)、磁感应强度B的大小；

(3)、经电子扩束器扩束后电子束的宽度。

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16. 如图所示为一种用于测量粉末体积的装置，不用压实而测得粉末的真体积。该装置主要由惰性气体瓶、压力传感器、基准腔、测试腔、阀门、连通管构成。测试腔的容积为 $V_{0}$ ，基准腔容积为 $V_{1}$ ，测试样品时，进气阀关闭，测位阀关闭，样品装入测试腔后将测试腔密封，关闭排空阀，打开测位阀，使基准腔和测试腔连通，等压力稳定后记录此时测试腔对应的压强值 $p_{1}$ 。关闭测位阀，打开进气阀向基准腔充气，当达到一定压力后关闭进气阀，压力稳定后记录此时基准腔的测位阀压强值 $p_{2}$ 。打开测位阀，使基准腔和测试腔连通，当压力稳定后记录基准腔和测试腔的压强值 $p_{3}$ 。全部操作过程温度无变化，连通管的容积可忽略，粉末始终在测试腔中。求被测样品的真体积 $V_{x}$ 。

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17. 反光面料能将远方直射光线反射回发光处。他的核心组件是折射率比较大的玻璃微球，当一束光线在一定范围内以任何角度照射到微球前表面时，由于微球的折射作用而聚光在微球后表面反射层上，反射层将光线反射回去，就会形成回归反射。如图所示，取微球的最大截面圆，入射光线延长线垂直于某半径且垂足为其中点，该光线经球面折射、反射、再折射出玻璃微球后恰好和入射光线反向平行。

(1)、请完成光路图，要求画出光线、法线；

(2)、求玻璃微球的折射率。（结果可用根式表示）

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五、填空题

18. 以下四个电磁波应用场景，在真空中波长最大的是，利用到多普勒效应的是。
A．以华为技术有限公司为代表的中国移动通讯领域拥有世界领先的第五代通讯技术（简称5G），当下由中国移动运营的5G载波频率是4.9GHz
B．汽车辅助驾驶系统为及时发现周围障碍物会主动向周围发射77GHz的电磁波（车载雷达），根据障碍物反射的回波判断障碍物的距离、速度
C．为传播交通知识和即时播报路况信息，全国各地都有交通广播，河北交通广播采用的频率是99.2MHz
D．家用微波炉工作时炉腔电磁波频率是2350MHz

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