2022届云南省高三下学期第一次统测物理试卷（解析版）

云南省2022届高三下学期物理第一次统测试卷

一、单选题

1．中国火星探测器于2021年4月23日登陆火星，放射性材料PuO2用作火星探测车的燃料。PuO2中的Pu元素是，发生α衰变的核反应方程为。一个静止的在匀强磁场中发生α衰变，产生的原子核X和α粒子均在磁场中做匀速圆周运动，则（　　）

A．X核的中子数为92

B．X核的中子数为234

C．X核做圆周运动的半径比α粒子的小

D．X核做圆周运动的半径比α粒子的大

2．北斗导航系统是我国自主研制的全球卫星导航系统。如图所示是其中三颗卫星a、b、c的轨道示意图，a、b、c三颗卫星均绕地球做圆周运动，a是地球同步卫星。则（　　）

A．卫星a可以经过昆明正上空 B．卫星a运行角速度比c卫星的大

C．卫星b的运行速率为7.9km/s D．卫星c的运行周期为24小时

3．无人驾驶汽车通过车载传感系统识别道路环境，自动控制车辆安全行驶。无人驾驶有很多优点，如从发现紧急情况到车开始减速，无人车需要0.2s，比人快了1s。人驾驶汽车以某速度匀速行驶，从发现情况到停下的运动距离为44m，汽车减速过程视为匀减速运动，其加速度大小为。同样条件下，无人驾驶汽车从发现情况到停下的运动距离为（　　）

A．24m B．26m C．28m D．30m

4．如图所示，子弹以某一水平速度击中静止在光滑水平面上的木块并留在其中。对子弹射入木块的过程，下列说法正确的是（　　）

A．木块对子弹的冲量等于子弹对木块的冲量

B．因子弹受到阻力的作用，故子弹和木块组成的系统动量不守恒

C．子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功

D．子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量和摩擦产生的热量之和

5．如图甲所示，质量为1kg的金属棒静止在粗糙的平行导轨上且与导轨垂直，两平行导轨固定在同一水平面内。棒、导轨和定值电阻R组成面积为的闭合回路，回路总电阻为。回路内有与水平面成37°角斜向上且均匀变化的匀强磁场，从时刻开始，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。已知两平行导轨的间距为1m，棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度，，。在时，棒恰好相对导轨开始运动，则此时（　　）

A．棒中的电流方向为a流向b

B．棒受到的安培力大小为

C．棒与导轨间的压力大小为

D．棒与导轨之间的动摩擦因数为0.5

二、多选题

6．如图所示，直角三角形AOC，，AO右侧某区域存在垂直于AOC平面的匀强磁场（图中未画出），其磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v从C点垂直于AC进入磁场，该粒子经磁场偏转后平行于CO射到AC边上的D点（图中未画出），粒子重力不计。下列说法正确的是（　　）

A．粒子从C点射入磁场，在到达D点前始终未离开磁场

B．磁场方向垂直AOC平面向里

C．CD间的距离为

D．粒子从C点到D点的时间为

7．如图所示，半径为R的光滑绝缘四分之一圆弧形轨道固定在竖直平面内，O为其圆心，水平。在圆弧轨道的最低点B处固定一带正电的小球，电荷量为q。另有质量为m的带电小球N从A点处无初速释放，运动到C点时达到最大速度v。已知，静电力常量为k，两小球的大小可忽略。则（　　）

A．N小球可能带负电

B．N小球的带电量为

C．N小球从A点到C点的过程中，电场力做功为

D．N小球从A点到C点的过程中，减少的机械能为

8．如图甲所示，木板与水平面间的夹角可调，可视为质点的小物块从木板的底端以初速度沿木板向上运动。保持大小恒定，改变，小物块沿木板向上滑动的最大距离s随之改变，根据实验数据描绘出的“”曲线如图乙所示。若木板足够长且木板与物块之间的动摩擦因数为，取重力加速度，则（　　）

A．物块的初速度大小为6m/s

B．当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面的夹角为53°

C．当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面的夹角为60°

D．物块沿木板上滑的最短距离为

9．下列说法中正确的是（　　）

A．气体分子能分散远离是因为分子斥力作用的结果

B．一定质量的理想气体等压膨胀，气体分子的平均动能增大

C．一定质量的理想气体，温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小

D．空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度一定越大

E．密闭容器中气体的压强等于气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力

10．下列说法中正确的是（　　）

A．所有的波均能发生偏振现象

B．一质点做周期为T的简谐运动，时刻与t时刻的位移大小一定相等

C．一质点做简谐运动，在四分之一周期内，其路程可能大于振幅

D．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

E．两列波发生干涉，振动加强区的质点的位移总是大于振动减弱区的质点的位移

三、实验题

11．某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，部分实验步骤如下：

（1）将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度　     　mm；

（2）用天平称得滑块（包含遮光条）的质量；
将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为　     　N·s；滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的动量增量大小为　     　kg·m/s。（计算结果均保留2位有效数字）

12．某同学用如图甲所示的电路测量一热敏电阻阻值随温度变化的特性曲线，图中RT为放置于控温箱中的热敏电阻。

（1）请用笔画线代替导线，在图乙中将未完成的实物连线补充完整；

（2）某次测量时，将控温箱的温度调至某一恒定温度，闭合开关S1，单刀双掷开关S2置于1，调整滑动变阻器R1，使电流表G有适当的示数，记为I；再将S2置于位置2，保持电路其他部分不变，调整电阻箱R2，使电流表示数仍为I，此时电阻箱R2如图丙所示，则在此温度下，该热敏电阻的阻值为　     　.

（3）不断调整热敏电阻的温度，记录不同温度及对应温度下热敏电阻的阻值，得到热敏电阻阻值RT随温度t变化的图像如图丁所示。

（4）关闭控温箱电源，一段时间后热敏电阻温度与室温相同，此时用电路甲测得热敏电阻阻值为5667Ω，可知室温为　     　℃。（结果保留2位有效数字）

（5）某同学用该热敏电阻设计了一简易报警装置如图戊所示，图中电源电动势为，内阻不计。可变电阻Rx最大阻值为4000Ω，该报警电路需满足下列两个条件：

①报警器电流大于或等于3mA时将报警；

②温度到达100℃时，报警器中电流不允许超过5mA；

则可得保护电阻R（无论如何调整Rx，通过报警器的电流始终不超过允许通过的最大电流）至少应为　     　kΩ；在R取最小值的情况下，要使报警器在60℃时报警，可变电阻Rx的阻值应调为　     　kΩ；若要提高报警温度，应将Rx调　     　（选填“大”或“小”）。（计算结果均保留2位有效数字）

四、解答题

13．2022年2月16日，我国运动员齐广璞在北京冬奥会男子自由滑雪空中技巧赛上获得冠军，图甲为比赛大跳台的场景。现将部分赛道简化，如图乙所示，若运动员从雪道上的A点由静止滑下后沿切线从B点进入半径的竖直冰面圆弧轨道，从轨道上的C点飞出。之间的竖直高度，与互相垂直，。运动员和装备的总质量且视为质点，摩擦和空气阻力不计。取重力加速度，，。求

（1）在轨道最低点D时，轨道对运动员的支持力大小；

（2）运动员滑离C点后在空中飞行过程中距D点的最大高度。

14．如图甲所示，电子枪的金属丝K连续不断地逸出电子，电子初速度不计，经M、N两金属板之间的电场加速后，沿A、B两水平金属极板间的中心线OP射入极板间的偏转电场，。A、B两板间的距离为d，两板间的电势差uAB随时间t的变化图像如图乙所示，图中U1已知，uAB的变化的周期为3t0。两板间的电场视为匀强电场，时刻射入A、B两极板间的电子在偏转电场中经4t0后从极板右侧射出。已知电子的质量为m、电荷量为-e，重力不计，打到极板上的电子均被吸收，不计电子之间的相互作用力。

（1）求A、B金属板的长度L；

（2）求时刻射入偏转电场的电子，从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y；

（3）仅上下调整A、B两水平极板的位置，保证电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，要使从极板右侧射出的电子速度均水平，求A、B两板间的最小距离d1。

15．如图所示，柱形气缸固定在水平地面上，气缸内用轻质活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。劲度系数为的轻弹簧一端与活塞相连，另一端固定在气缸底部。活塞静止时到气缸底部的距离为100cm，气体温度为27℃，此时弹簧的压缩量为。若活塞的横截面积为，取大气压强为，弹簧体积不计。

（1）求缸内气体的压强；

（2）若缓慢对缸内气体加热直到弹簧的伸长量为，求此时气体的温度。

16．如图所示，矩形abcd为一玻璃砖的横截面，玻璃砖ab面镀银，bc边长度为L。由单色光1、单色光2组成的一细光束，在abcd平面内从cd面上的O点以入射角射入玻璃砖，该玻璃砖对单色光1、单色光2的折射率分别为n1和n2，。求经ab面反射一次后从cd面射出的两单色光线间的距离。

答案解析部分

1．【答案】C

【解析】【解答】AB．根据题意得

X核的中子数为142，AB不符合题意；

CD．根据动量守恒定律，X核的动量与α粒子的动量大小相等，根据  

X核的电荷量比α粒子的电荷量大，所以X做圆周运动的半径比α粒子的小，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】利用其质量数和电荷数守恒可以求出其X核的符号，结合其质量数和电荷数的差值可以求出中子数的大小；利用动量守恒定律结合牛顿第二定律可以比较圆周运动半径的大小。

2．【答案】D

【解析】【解答】A．卫星a是同步卫星，只能定点在赤道的上空，不可以经过昆明正上空，A不符合题意；

B．根据  

可知  

由图可知，卫星a与卫星b的半径相等，故卫星a运行角速度与c卫星的角速度相等，B不符合题意；

C．根据  

可知，卫星b的轨道半径大于地球的半径，则卫星b的运行速率小于7.9km/s，C不符合题意；

D．卫星ac的轨道半径相同，则两卫星的周期相同，即卫星c的运行周期为24小时，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】其同步卫星运行轨道只能在赤道上空平面；利用引力提供向心力结合半径的大小可以比较角速度、线速度和周期的大小。

3．【答案】A

【解析】【解答】设汽车运动的速度为v0，则人驾驶时发现情况到停下的运动距离为

即  

解得v0=20m/s

无人驾驶汽车时发现情况到停下的运动距离为  

故答案为：A。

【分析】利用匀速直线运动及匀减速直线运动的速度位移公式可以求出其无人驾驶时汽车刹车过程的位移大小。

4．【答案】C

【解析】【解答】A．木块对子弹的冲量与子弹对木块的冲量，方向相反，不相等，A不符合题意；

B．因为水平面光滑，系统不受外力，子弹和木块组成的系统动量守恒，B不符合题意；

C．根据动能定理，子弹对木块所做的功等于木块获得的动能；根据能量守恒定律，子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去木块获得的动能，C符合题意；

D．根据动能定理，子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】木块与子弹间的冲量大小相等方向相反；利用系统不受外力可以判别子弹与木块动量守恒；利用动能定理可以判别子弹对木块所做的功等于木块动能的增加；其系统损失的机械能等于其子弹损失的动能减去子弹对木块做功的大小；子弹克服阻力做功的大小等于子弹动能的减少量。

5．【答案】D

【解析】【解答】A．由楞次定律知棒中的电流方向为b流向a，A不符合题意；

B．由图乙可知，磁感应强度的变化率为  

由法拉第电磁感应定律得  

则回路中的电流  

时磁感应强度为   ，则所受安培力大小为  

B不符合题意；

C．由左手定则知，安培力方向垂直磁场方向向左上，则   棒与导轨间的压力大小为  

C不符合题意；

D．由平衡条件得，   棒与导轨间的摩擦力  

又  

解得  

D符合题意。

故答案为：D。

【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向；利用法拉第电磁感应定律可以求出电动势的大小，结合欧姆定律可以求出回路中电流的大小，再利用安培力的表达式可以求出安培力的大小；利用其左手定则结合平衡方程可以求出其棒与导轨间压力的大小；利用其平衡方程结合滑动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小。

6．【答案】B,D

【解析】【解答】A．若粒子从C点射入磁场，在到达D点前始终未离开磁场，到达D点时的速度一定与AC边垂直，A不符合题意；

B．根据左手定则，磁场方向垂直AOC平面向里，B符合题意；

C．根据题意，该粒子在磁场中的偏转角度为  

设轨道半径为R，根据牛顿第二定律得  

CD间的距离为  

解得  

C不符合题意；

D．粒子从C点到D点的时间为  

解得  

D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】当粒子一直在磁场中运动时，到达其D点一定与AC方向垂直；利用左手定则可以判别磁场的方向；利用牛顿第二定律结合几何关系可以求出CD之间的距离；利用其粒子在磁场中运动的时间及离开磁场时匀速直线运动的位移公式结合可以求出运动的总时间。

7．【答案】B,D

【解析】【解答】A．由题意知，在C点达到最大速度，所以C点后速度减小，而重力做正功，所以电场力做负功，故电场力是斥力，故小球带正电，A不符合题意；

B．由小球在C点速度最大，所以在C点的切向加速度为零，则  

解得  

B符合题意；

C．设小球从A点运动到C点的过程中电场力做功为W，由动能定理可得  

解得  

C不符合题意；

D．由功能关系可知，N小球从A点到C点的过程中，减少的机械能为电场力做功的绝对值，即  

D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】利用其小球到达C点速度最大则其电场力做负功，则可以判别小球为正电；利用其切线方向的加速度等于0可以求出其N小球电荷量的大小；利用动能定理可以求出其电场力做功的大小；利用电场力做功可以求出减小的机械能大小。

8．【答案】A,C

【解析】【解答】A．由图象可知，当时，s=1.8m，此时小物块做竖直上抛运动

A符合题意；

BCD．当板与水平方向夹角为θ时，由动能定理得  

解得  

令   ，根据数学知识可知  

所以当物块沿木板上滑距离最短时，木板与水平面的夹角为60°，且最小距离  

C符合题意BD不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】利用速度位移公式可以求出其物块竖直上抛的初速度大小；结合动能定理可以求出其运动的路程大小，再利用几何关系可以求出其s的最小值及对应的角度。

9．【答案】B,C,E

【解析】【解答】A．气体分子能分散远离是因为分子做无规则运动的结果，不是分子斥力作用的结果，A不符合题意；

B．根据理想气体状态方程，一定质量的理想气体等压膨胀，温度升高，气体分子的平均动能增大，B符合题意；

C．根据玻意耳定律，一定质量的理想气体，温度不变，压强减小时，体积增大，气体的密度一定减小，C符合题意；

D．根据相对湿度的定义，空气中水蒸气的压强越大，空气的相对湿度不一定越大，D不符合题意；

E．密闭容器中气体的压强等于气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，E符合题意。

故答案为：BCE。

【分析】气体扩散是由于无规则运动的结果，与分子斥力无关；当气体等压膨胀时其温度升高则平均动能增大；水蒸气的压强要与同温度下的饱和气体的压强比较才可以判别其相对湿度的大小；利用其气体体积的变化可以判别分子密度的变化。

10．【答案】B,C,D

【解析】【解答】A．并非所有的波都能发生偏振现象，比如纵波就不能发生偏振现象，A不符合题意；

B．一质点做周期为T的简谐运动，   时刻与t时刻，即相差半个周期，位移大小一定相等，B符合题意；

C．根据简谐运动的对称性知，一个周期内的路程一定是4倍振幅，但四分之一周期内的路程不一定是一个振幅，与物体的初始位置有关，如果初始位置在平衡位置附近，则路程可能大于振幅，C符合题意；

D．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，在真空中自由传播时，与波的传播方向垂直，D符合题意；

E．两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大，E不符合题意；

故答案为：BCD。

【分析】纵波不能发生偏振现象；利用质点运动的时刻可以判别其位移的大小；利用其运动的时间可以判别质点运动的路程；其振动加强区质点的振幅大小不代表其位移时刻保持最大值。

11．【答案】（1）4.00

（2）0.77；0.76

【解析】【解答】(1)则遮光条的宽度为

(3)弹簧对滑块的冲量大小等于图像与坐标轴所围的面积，约等于0.77 N·s；

滑块通过光电门时的速度为  

滑块的动量增量大小为  

【分析】（1）利用游标卡尺的结构及精度可以读出对应的读数； 
（2）利用其图像面积可以求出弹簧对滑块冲量的大小；利用平均速度公式可以求出滑块经过光电门速度的大小；结合质量的大小可以求出动量变化量的大小。

12．【答案】（1）

（2）6200

（3）

（4）24

（5）3.6；1.8；大

【解析】【解答】(1)实物连线如图所示

(2)本实验采用等效替代法测量电阻，所以该热敏电阻的阻值为6200Ω；

(4)根据图像，热敏电阻阻值为5667Ω时，室温为24℃；

(5)根据图像，温度到达100℃时，热敏电阻的阻值为  

根据闭合电路欧姆定律得  

解得  

根据图像，温度到达60℃时，热敏电阻的阻值为  

根据闭合电路欧姆定律得  

解得  

根据上式，Rx与RT的和保持不变，若要提高报警温度，RT减小，应将Rx调大。

【分析】（1）利用电路图进行实物图连线；
（2）本实验利用等效替换法测量其热敏电阻的大小，利用其电阻箱的阻值可以读出热敏电阻的大小；
（3）利用其热敏电阻的温度可以求出电阻的大小；结合欧姆定律可以求出其保护电阻的大小；为了提高报警的温度，其热敏电阻减小，为了保持电流不变则其电阻Rx应该调大。

13．【答案】（1）解：运动员从雪道上的A点由静止滑到D点过程中，由动能定理得

解得

在轨道最低点D时，根据牛顿第二定律得

解得

（2）解：运动员从雪道上的A点由静止滑到C点过程中，由动能定理得

解得

运动员滑离C点后在空中做斜抛运动，抛出最高点与C点的高度差为h，则有

在空中飞行过程中距D点的最大高度为联立解得

【解析】【分析】（1）运动员从A滑动D点时，利用动能定理可以求出经过D点速度的大小，结合牛顿第二定律可以求出轨道对运动员支持力的大小；
（2）运动员离开C点后做斜抛运动，利用动能定理可以求出经过C点速度的大小，结合斜抛运动的速度位移公式可以求出上升的最大高度。

14．【答案】（1）解：电子在MN中做加速运动，根据动能定理得

解得

电子A、B中水平方向做匀速直线运动

解得

（2）解：时刻射入偏转电场的电子，竖直方向根据牛顿第二定律得

解得

在0～2t0时间内竖直方向的位移为末速度为

在2t0～3t0时间内的末速度为

在这段时间内的位移为

在3t0～4t0时间内的末速度为

在3t0～4t0时间内竖直方向的位移为

从极板右侧射出时相对中线OP在竖直方向的位移偏移量y

解得

（3）解：仅上下调整A、B两水平极板的位置，满足电子仍然能沿OP方向射入偏转电场，使从极板右侧射出的电子速度均水平且A、B两板间的最小的条件是， t0时刻入射的粒子恰好飞出电场，其它时刻入射的粒子全部打在极板上被吸收

逆向思维

A、B两板间的最小距离d1为

解得

【解析】【分析】（1）电子在MN中做加速运动，利用动能定理可以求出粒子获得速度的大小；在AB方向做匀速直线运动，利用位移公式可以求出金属板的长度；
（2）当粒子进入偏转电场中，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小，结合竖直方向的位移公式及速度公式可以求出其竖直方向偏转的位移； 
（3）当其电子射出电场时速度方向水平，利用竖直的位移公式可以求出板间距离的大小。

15．【答案】（1）解：活塞的横截面积为，此时弹簧的弹力为

设缸内气体的压强为p1，对活塞分析由平衡条件得p0S+F＝p1S

解得

（2）解：初状态，气缸内的体积为

气体温度为

若缓慢对缸内气体加热直到弹簧的伸长量为，则有气缸内的体积为

此时气缸内的压强满足

解得

根据理想气体状态方程得

联立解得

气体的温度

【解析】【分析】（1）活塞处于静止，利用活塞的平衡方程可以求出气体压强的大小；
（2）当其气体缓慢加热时，利用其平衡方程可以求出气体压强的大小，结合理想气体的状态方程可以求出气体温度的大小。

16．【答案】解：设单色光1的折射角为θ1，根据折射定律得

又因为

解得

同理得

经ab面反射一次后从cd面射出的两单色光线间的距离为

解得

【解析】【分析】画出单色光折射的光路图，利用其折射定律结合几何关系可以求出两色光发生反射时之间的距离大小。