河北省2022届高三下学期物理5月联考试卷

试卷更新日期：2022-08-16 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 早在战国时期，《墨经》就记载了利用斜面提升重物可以省力。某人用轻绳将一重物匀速竖直向上提起，拉力的大小为 $F_{1}$ ；然后用轻绳将同一重物沿倾角为 $θ$ 的光滑斜面匀速上拉，拉力的大小为 $F_{2}$ 。 $F_{2}$ 与 $F_{1}$ 的比值为（）

A、 $s i n θ$ B、 $\frac{1}{s i n θ}$ C、 $c o s θ$ D、 $\frac{1}{c o s θ}$

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2. 某远距离高压输电线路中，升压、降压变压器均视为理想变压器，输电线的电阻一定，输送功率一定。若其他情况不变，输送电压升高到原来的n倍，则下列说法正确的是（）

A、输送电流变为原来的n倍 B、输电线上的电压损失变为原来的n倍 C、输电线上的功率损失变为原来的 $\frac{1}{n^{2}}$ D、用户得到的功率变为原来的 $\frac{1}{n}$

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3. 张家界武陵源景区内的百龙天梯以“最高户外电梯”荣誉而被载入吉尼斯世界纪录，是自然美景和人造奇观的完美结合。某游客乘坐百龙天梯竖直上山过程中的 $v - t$ 图像如图所示，若游客的质量为m，重力加速度大小为g，则该过程中游客克服重力做功的平均功率为（）

A、 $m g v_{0}$ B、 $\frac{(k - 1) m g v_{0}}{k}$ C、 $\frac{(k - 1)^{2} m g v_{0}}{k^{2}}$ D、 $\sqrt{\frac{k - 1}{k}} m g v_{0}$

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4. 2022年3月12日，在北京冬残奥会上，中国轮椅冰壶队战胜瑞典队，获得冠军。在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与静止的冰壶乙发生弹性正碰（碰撞时间极短），碰撞后冰壶乙向前滑行0.1m后停下。已知两冰壶的质量相等，冰壶乙与冰面间的动摩擦因数为0.02，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，则两冰壶碰撞前瞬间冰壶甲的速度大小为（）

A、0.1m/s B、0.2m/s C、0.4m/s D、1m/s

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5. 如图所示，真空中有两个固定的带正、负电的点电荷，O点的电势为0，过O点作两点电荷连线的垂线，以O点为圆心的圆与两点电荷的连线交于a、c两点，与连线的垂线分别交于b、d两点。下列说法正确的是（）

A、O点的电场强度为0 B、b点的电场强度大于d点的电场强度 C、负电荷在c点的电势能大于在d点的电势能 D、负电荷在a点的电势能大于在b点的电势能

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6. 电磁轨道炮的工作原理如图所示。待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动。电流从一条轨道流入，通过弹体流回另一条轨道，轨道电流在弹体处形成垂直于轨道平面的磁场（视为匀强磁场），磁感应强度的大小与电流成正比。某次发射弹体时，弹体在安培力的作用下滑行一段距离以后以大小为 $v_{0}$ 的速度离开轨道。若其他情况不变，仅将电流变为原来的2倍，则弹体离开轨道的速度大小将变为（）

A、 $2 v_{0}$ B、 $4 v_{0}$ C、 $\frac{1}{4} v_{0}$ D、 $\frac{1}{2} v_{0}$

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7. 如图所示，有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N，传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为0.6m/s、0.8m/s，方向均已在图中标出，一小煤块（视为质点）离开传送带M前已经与传送带M的速度相同，并平稳地传送到传送带N上。小煤块的质量为1kg，与传送带N的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，传送带N的宽度足够大。下列说法正确的是（）

A、小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为1.4m/s B、小煤块传送到传送带N上后，经1s与传送带N保持相对静止 C、小煤块在传送带N上滑动的划痕是直线，其长度为0.25m D、小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为1J

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二、多选题

8. 铀核裂变的产物是多样的。一种典型的铀核裂变是生成钡和原子核X，同时放出三个中子，核反应方程是 $_{92}^{235} U +_{0}^{1} n \to_{56}^{144} B a + X + 3_{0}^{1} n$ 。下列说法正确的是（）

A、原子核X的中子数为53 B、原子核X的中子数为55 C、 $_{92}^{235} U$ 的比结合能比 $_{56}^{144} B a$ 的比结合能大 D、 $_{92}^{235} U$ 的比结合能比 $_{56}^{144} B a$ 的比结合能小

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9. 假设地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行周期与轨道半径的关系如图所示，图中1和2分别为我国空间站“天和”核心舱、卫星导航系统中某颗地球同步卫星所对应的数据。引力常量为G。下列说法正确的是（）

A、核心舱与地球同步卫星的向心力大小之比为 $1 0^{q} ： 1 0^{p}$ B、核心舱与地球同步卫星的向心加速度大小之比为 $1 0^{2 q} ： 1 0^{2 p}$ C、核心舱与地球同步卫星的周期之比为 $1 0^{q} ： 1 0^{p}$ D、该直线的斜率为 $\frac{3}{2}$

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10. 如图所示，在直角坐标系 $x O y$ 中有方向垂直坐标平面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子（不计粒子受到的重力）从原点O以大小为v的初速度沿x轴正方向射入磁场，粒子恰好能通过坐标为 $(3 L ， 4 L)$ 的P点。当粒子第一次到达y轴上的A点（图中未画出）时，撤去磁场并立即加上平行于坐标平面且与y轴负方向的夹角为 $α (α < 90 °)$ 的匀强电场，结果粒子再次通过P点。已知 $\tan α = 2$ 。下列说法正确的是（）

A、磁场的磁感应强度大小为 $\frac{8 m v}{25 q L}$ B、电场的电场强度大小为 $\frac{\sqrt{5} m v^{2}}{q L}$ C、粒子从A点运动到P点的时间为 $\frac{3 L}{2 v}$ D、粒子从A点运动到P点的过程中电势能减少 $\frac{33}{4} m v^{2}$

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三、实验题

11. 某同学利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。用轻绳将物块P（左侧固定一遮光片）、Q连接，并跨过轻质定滑轮。现将P从光电门上方由静止释放，P竖直下落，遮光片通过光电门。测得P、Q的质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2} (m_{1} > m_{2})$ 。

(1)、用游标卡尺测量遮光片的宽度d，其示数如图乙所示，则 $d =$ mm；

(2)、竖直移动光电门的位置，多次将P由静止释放，可获得多组释放的位置与光电门间的高度差h和遮光片通过光电门时的挡光时间t，作出 $\frac{1}{t^{2}} - h$ 图像（该图线为一倾斜直线）。若图线的斜率为k，则当地的重力加速度大小 $g =$ （用相关物理量的符号表示）。

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12. 用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出的 $I - U$ 图像叫作导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线常被用来研究导体电阻的变化规律，是物理学常用的图像法之一。某学习小组欲描绘小灯泡的伏安特性曲线，某物理小组进行实验：
A．待测小灯泡：额定电压为3.8V，额定功率为2W；
B．电压表V₁：量程为3V，内阻为3kΩ；
C．电压表V₂：量程为15V，内阻为6kΩ；
D．电流表A₁：量程为0.6A，内阻约为0.1Ω；
E.电流表A₂：量程为3A，内阻约为0.02Ω；
F.滑动变阻器 $R_{1}$ ：最大阻值为200Ω，允许通过的最大电流为1A；
G.滑动变阻器 $R_{2}$ ：最大阻值为5Ω，允许通过的最大电流为3A；
H.定值电阻 $R_{0}$ ：阻值为1kΩ；
I.电动势为4.5V的直流电源一个，开关一个，导线若干。

(1)、要求尽可能减小测量误差，电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用。（均填写器材前的符号）

(2)、在下列设计的测量电路中，应选用____。

A、 B、 C、 D、

(3)、按正确操作进行重复实验，该物理组得到的伏安特性曲线如图所示。若将两个该种小灯泡串联后再与电动势为6.0V、内阻为4.5Ω的直流电源串联组成闭合电路，则此时每个小灯泡的电阻和电功率分别为Ω、W。（结果均保留两位有效数字）

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四、解答题

13. 如图所示， $A B$ 为半径 $R = 0.8 m$ 的 $\frac{1}{4}$ 光滑圆弧轨道， $B C D$ 为距水平地面高 $h = 1.25 m$ 的水平轨道， $B C$ 部分粗糙、长度 $L = 2 m$ ， $C D$ 部分光滑，水平轨道与圆弧轨道相切于B点。甲、乙两物块（均视为质点）静置在水平轨道上，乙在水平轨道末端 $D$ 点，两物块间夹有一水平轻质弹簧（弹簧与物块不粘连），当弹簧处于自然伸长状态时，甲在C点的右侧。第一次，保持乙不动，用外力向右缓慢推甲，使弹簧处于压缩状态，然后将甲由静止释放，甲恰好能到达圆弧轨道的最高点A；第二次，使弹簧处于压缩量相同的状态，同时由静止释放两物块，弹簧在极短时间内恢复到自然伸长状态，此后乙落在地面上到 $D$ 点水平距离 $x = 1 m$ 的E点。甲的质量 $m_{1} = 0.1 k g$ ，甲与轨道 $B C$ 部分间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。求：

(1)、第一次释放甲后，甲通过B点时对圆弧轨道的压力大小N；

(2)、乙的质量 $m_{2}$ 。

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14. 如图甲所示，匝数为n、总电阻为r、横截面积为S的竖直螺线管与两足够长的固定平行光滑导轨相连，导轨间距为L，倾角为 $θ$ 。导轨间有磁感应强度大小为 $B_{0}$ 、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。长为L、电阻为6r的导体棒放在导轨上，始终与导轨垂直且接触良好。螺线管内有竖直方向分布均匀的变化磁场（图中未画出），磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。滑动变阻器R的最大电阻为6r，重力加速度大小为g，不计导轨的电阻，忽略螺线管磁场对导体棒的影响。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片移至最下端，导体棒处于静止状态。

(1)、求导体棒的质量m；

(2)、用外力固定导体棒，缓慢向上移动滑动变阻器的滑片，求螺线管的最大输出功率 $P_{m}$ 以及此时滑动变阻器接入电路的电阻 $R_{0}$ ；

(3)、断开开关S，撤去外力，请通过计算判断导体棒沿导轨上滑还是下滑，并求导体棒在导轨上滑动的最大速度 $v_{m}$ 。

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15. 如图所示，倾角 $θ = 30 °$ 的固定斜面（足够长）的顶端带有小定滑轮，不可伸长的柔软轻绳跨过定滑轮，轻绳的一端系在汽缸A上，另一端系在汽缸B中的活塞上，A悬吊在空中（离地足够高），B放在斜面上，滑轮左侧的轻绳与斜面平行，两汽缸内各密封有一定质量的理想气体，系统处于静止状态，此时A、B内气体的体积相等。两活塞的质量均为m、横截面积均为S，B的质量为4m，大气压恒为 $\frac{n m g}{S}$ （g为重力加速度大小），不计缸内气体的质量、空气阻力及一切摩擦。

(1)、求A内气体的压强 $p_{A0}$ 以及B内气体的压强 $p_{B0}$ ；

(2)、若将轻绳剪断，A、B内气体达到稳定的过程中温度保持不变，求稳定时A、B内气体的体积之比 $\frac{V_{A}}{V_{B}}$ 。

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16. 如图所示，玻璃砖的截面是半径为R的四分之一圆，一光线从半径 $O A$ 上到圆心O距离为 $\frac{\sqrt{3}}{3} R$ 的D点沿截面射入玻璃砖，入射光线与 $O A$ 的夹角 $α = 45 °$ ，折射光线射到 $A B$ 弧上的E点，且光线在 $A B$ 弧上的入射角 $β = 30 °$ 。光在真空中的传播速度为c。求：

(1)、玻璃砖对该光线的折射率n；

(2)、光线从D点传播E点的时间t。

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五、填空题

17. 泡泡鱼游戏中，泡泡鱼吐出了一个泡泡，捉住了一条大宝鱼。若将泡泡内的气体视为理想气体，泡泡鱼吐出的泡泡上浮一段时间后到达大宝鱼所在位置，海水的温度不变，则在泡泡上浮的过程中，泡泡内的气体对外界做（填“正”或“负”）功，气体（填“从外界吸收热量”或“向外界放出热量”）。

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18. 汽笛发出雄壮的吼声，轮船像一匹钢铁骏马，斩波劈浪，向远方冲去。轮船鸣笛发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形如图所示。已知声波在空气中传播的速度小于在水中传播的速度，则声波在空气中传播的波长（填“大于”、“小于”或“等于”）声波在水中传播的波长；声波在空气中传播的波形是（填“a”或“b”）。

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