精品解析：2022届山东省青岛市高三（下）二模物理试题（解析版）

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青岛市2022年高考模拟检测物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 如图为氢原子能级示意图，大量处于基态的氢原子在某种单色光照射下跃迁到的激发态。处于的激发态的氢原子会向低能级跃迁，下列说法正确是（　　）A. 基态氢原子吸收的光子能量可能为B. 基态氢原子吸收的光子能量一定等于C. 这些氢原子最多能辐射出3种不同频率的光D. 由能级跃迁到能级辐射出的光频率最小【答案】B【解析】【详解】A．基态氢原子吸收的光子能量只能是能级和基态的能量差，故不可能是，故A错误；B．基态氢原子吸收的光子能量故B正确；C．这些氢原子最多能射出不同频率的光子数为故C错误；D．由能级跃迁到能级辐射出的光子能量最小，频率最小，故D错误。故选B。2. 两根不同材质的细管甲、乙插入水中，管内形成的水面如图所示。下列说法正确的是（　　）A. 若内径变小，乙管中水面会变低B. 甲管的材质更适合用来制作防水材料C. 甲管中表面层内水分子间作用力表现为斥力D. 乙管中表面层内水分子间作用力表现为斥力【答案】A【解析】【详解】A．当不浸润液体与毛细管内壁接触时，引起液体附着层收缩，而表面张力也使液面收缩，从而使液面弯曲对液面起压低下降的作用，而且毛细管内径越小，压低降下的高度也越大，当液面弯曲下压的力与被压低的液柱的重力平衡时，管内液面不再下降，故A正确；C．甲管中，表现为浸润，甲管中表面层内水分子间作用力表现为引力，故C错误；D．乙管中，表现为不浸润，乙管中表面层内水分子间作用力表现为引力，故D错误。B．由CD选项分析可知，乙管的材质更适合用来制作防水材料，故B错误。故选A。3. 速度—位移（）图像可以直观表示物体运动的速度随空间位置的变化情况。如图，某物体运动的图线为抛物线，下列说法正确的是（　　）A. 物体做加速度越来越小的加速运动B. 与时物体的速度之比等于C. 物体在和内的平均速度相等D. 物体在和内的平均速度之比等于【答案】B【解析】【详解】A．由题意，某物体运动图线为抛物线，结合图像中抛物线的开口方向，可知与的关系式为可知物体做初速度为零的匀加速直线运动，A错误；B．设物体的加速度为，根据可得与时物体的速度之比为B正确；CD．根据物体在的平均速度为物体在的平均速度为可得物体在和内的平均速度之比为CD错误；故选B。4. 神舟十三号载人飞船返回舱首次采用快速返回模式，于2022年4月16日9时56分在东风着陆场成功着陆。返回的大致过程如下：0时44分飞船沿径向与空间站天和核心舱成功分离，分离后空间站仍沿原轨道飞行，飞船下降到空间站下方处的过渡轨道并进行调姿，由径向飞行改为横向飞行。绕行5圈后，经过制动减速、自由滑行、再入大气层、着陆返回四个阶段，如图为该过程的示意图。下列说法正确的是（　　）
 A. 分离后空间站运行速度变小B. 飞船在过渡轨道的速度大于第一宇宙速度C. 飞船沿径向与空间站分离后在重力作用下运动到过渡轨道D. 与空间站分离后，返回舱进入大气层之前机械能减少【答案】D【解析】【详解】A．空间站沿着原来的轨道运行，轨道半径不变，根据可得分离后空间站运行速度不变，故A错误；B．根据可知在过渡轨道的速度小于第一宇宙速度，故B错误；C．飞船沿径向与空间站分离后，因为飞船点火减速，飞船做向心运动从而到达过渡轨道，故C错误；D．与空间站分离后，返回舱进入大气层之前，飞船经过多次减速，除了万有引力之外的其他力做负功，机械能减少，故D正确。故选D。5. 如图，在杠杆的左臂处挂有质量为的小球，在杠杆的右臂处挂有一定滑轮。跨过定滑轮的细线一端拴接质量为的小球，另一端拴接小球，忽略滑轮和细线质量以及一切摩擦，若要使杠杆平衡，小球的质量应为（　　）A. 0 B.  C.  D. 【答案】B【解析】详解】如图所示由杠杆平衡条件可得对由牛顿第二定律得对由牛顿第二定律得联立解得故B正确，ACD错误。故选B。6. 如图甲，粗糙绝缘的水平地面上，电量为、的两个点电荷分别固定于相距为的、两处。一质量为、电荷量为的带负电小滑块（可视为质点）从处由静止释放后沿轴正方向运动，在处开始反向运动。滑块与地面间的动摩擦因数为，滑块在不同位置所具有的电势能如图乙所示，点是图线最低点，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）A. 两固定点电荷均为正电荷B. C. 处电势最低D. 从到，电势升高【答案】D【解析】【详解】AC．小滑块带负电，结合题意可知两固定点电荷均为负电荷，在处电势能最低，则处电势最高，故AC错误；B．根据功能关系知图象的斜率表示电场力的大小，可知在处电场力为零，则解得故B错误；D．从到，由动能定理解得则从到，电势差为负，电势升高，故D正确。故选D。7. 如图为“日”字形变压器的示意图，中间和两臂上分别绕有匝数为、、的线圈，线圈匝数比，两臂电路中接有相同的电阻。将中间线圈接入电压的交变电流，下列说法正确的是（　　）
 A. 每匝线圈中磁通量的变化率都相同B. 电压表的示数为C. 电压表和示数比为D. 电流表和示数比为【答案】C【解析】【详解】A．由磁通量的定义可知穿过中间臂的磁通量等于左右两臂的磁通量之和，可知中间臂磁通量的变化率为两臂磁通量变化率的二倍，故A错误；BCD．输入电压的有效值为，根据解得则电压表和示数比为，结合欧姆定律可知电流表和示数比为，故C正确，BD错误。故选C。8. 一轻质弹簧一端固定在地面上，质量为的钢球从弹簧正上方处自由下落，弹簧的最大压缩量为，弹簧始终在弹性限度内。已知弹簧振子做简谐运动的周期，为弹簧劲度系数，重力加速度为（可能用到的数学知识：若，则），则小球从开始接触弹簧到第一次脱离弹簧所经历的时间为（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】小球弹簧组成的弹簧振子的周期小球从加速度为零即速度最大的位置到最低点，到返回加速度为零即速度最大的位置，为，时间振子的振幅把小球接触到弹簧到小球到加速度为零的位置当成弹簧振子的一部分，从接触弹簧到小球到达加速度为零即速度最大的位移为解得根据对称性可知小球回到加速度为零的位置到第一次脱离弹簧的时间则小球从开始接触弹簧到第一次脱离弹簧所经历的时间为故C正确，ABD错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 日晕是一种常见的大气光学现象，如图甲所示。太阳光线经卷层云中同一冰晶的两次折射，分散成单色光，形成日晕。冰晶截面可看作正六边形。如图乙所示为一束紫光在冰晶上的折射光路，为冰晶上的入射角，为经过第一个界面的折射角，为光线离开冰晶的折射角，为出射光相对入射光的偏转角。下列说法中正确的是（　　）A. 在冰晶内红光的传播速度比紫光的小B. 若，则冰晶对紫光的折射率为C. 保持入射角不变，将紫光改为红光，偏转角将增大D. 若红光和紫光均能使同一金属发生光电效应，紫光照射产生的光电子的最大初动能大【答案】BD【解析】【详解】A．由于红光的折射率小于紫光的折射率，根据可知在冰晶内红光的传播速度比紫光的大，故A错误；B．图3中紫光满足，根据几何关系可知θ2=30°，则折射率为代入数据解得故B正确；C．保持入射角不变，将紫光改为红光，因紫光的折射率大于红光的折射率，则偏转角将减小，故C错误；D．根据光电效应方程有可知，由于红光频率小于紫光频率，则红光和紫光均能使同一金属产生光电效应，则紫光对应的光电子最大初动能一定比红光的大，故D正确；故选BD。10. 光的干涉现象在技术中有重要应用。一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标准板上，其截面如图甲。单色光从上方垂直玻璃的上表面射向玻璃体，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
 A. 条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀B. 条纹是以顶点为圆心的同心圆，且中间疏，边缘密C. 产生干涉的两束光是来自玻璃体上表面和侧面的反射光D. 若出现乙图所示条纹，则说明玻璃体侧面上有凸起【答案】AD【解析】【详解】AB．空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为明条纹，而其是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因圆锥形玻璃体压在平面标准板上，以顶点为圆心的各点空气薄膜间距相等且随半径的方向均匀变化，因此可以看到条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀，故A正确，B错误；
C．产生干涉的两束光是来自玻璃体的下表面和平面标准板上表面的反射光，选项C错误；D．空气薄层干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，若出现乙图所示条纹，说明该处光的路程差与内侧的路程差相等，即该处出现凸起，选项D正确。故选AD。11. 如图甲，在同一介质中，、两波源在时刻同时起振，形成频率相同的两列机械波，波源振动图像如图乙所示；波源产生的机械波在时的波形图如图丙所示。为介质中的一点，点与波源与的距离分别是、。下列说法正确的是（　　）
 A. 质点的起振方向沿轴正方向B. 、两列波不能形成稳定干涉图样C. 后质点的振幅为D. 时，质点处于波谷【答案】AC【解析】【详解】A．结合波源在时波的图象丙图可知，此时刚开始振动的质点的起振方向沿轴正方向，质点与波源的起振方向相同，因此波源为的起振方向沿轴正方向；根据波源的振动图象图乙可知，波源的起振方向向上，又因为由此可知波源的起振最先传到点，因此的起振方向与波源的起振方向相同，沿轴正方向，故A正确；B．在同一介质中，频率相同的两列机械波，波速相同，波长相等，所以、两列波相遇后能形成稳定的干涉图象，故B错误；C．由图可知则波速为和振动传到的时间分别为点到两波源的波程差为点到两波源的波程差为半波长的奇数倍，且两波源的起振方向相同，因此点为振动减弱点，波源的起振刚好时传到点，所以后质点的振幅为，故C正确；D．由此可知，在时，波源在时的振动情况传到点，此时波源位于波谷；波源在时的振动情况传到点，此时波源位于波峰，根据叠加原理可知在时质点处于波峰，故D错误；故选AC。12. 如图甲，水平面内固定放置间距为的两平行金属直导轨，左端接有阻值为的电阻，两导轨间存在方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。时，一质量为、长为的导体棒在沿轴方向的外力作用下，从位置开始做简谐运动，平衡位置与间的距离为。导体棒的速度随时间变化的图像是如图乙所示的正弦曲线。不计摩擦阻力和其他电阻，导体棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（　　）
 A. 外力随时间变化规律为B. 内，通过的电荷量为C. 内，上产生的焦耳热为D. 内，外力做的功为【答案】BCD【解析】【详解】A．时间t时刻的速度为则该时刻的安培力随时间变化关系为导体棒做简谐振动，则外力不等于安培力 ，即外力F随时间变化规律选项A错误；B．0.5s时刻导体棒振动到OO′位置，则内，通过的电荷量为选项B正确；C．交流电的最大值为内，上产生的焦耳热为选项C正确；D．内，外力做的功为选项D正确。故选BCD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 某同学利用智能手机和无人机测量当地重力加速度值。经查阅资料发现在地面附近高度变化较小时，可以近似将大气作为等密度、等温气体，实验地空气密度约为。实验步骤如下：（1）将手机固定在无人机上，打开其内置压力传感器和高度传感器的记录功能；（2）操控无人机从地面上升，手机传感器将记录压强、上升高度随时间变化的情况，完成实验后降落无人机；无人机上升过程中起步阶段可以看作匀加速直线运动，上升高度与其对应时刻如下表所示：上升高度/013.6453.82121.91217.44时刻/00.300.600.901.20根据上表信息，无人机在时的速度大小为________，在加速过程中的加速度大小为________；（结果均保留2位小数）（3）导出手机传感器记录的数据，得到不同高度的大气压值，选取传感器的部分数据，作出图像如图所示。根据图像可得到当地重力加速度值为__________（结果保留2位有效数字）。【答案】    ①. 0.90    ②. 3.05    ③. 9.7【解析】【详解】（2）[1]根据表中数据可得每个0.3s内无人机的上升高度分别为根据以上数据可知，在误差允许范围内，有所以0~1.2s时间内无人机始终做匀加速直线运动，在t=0.3s时的速度大小为[2]根据逐差法可得在加速过程中加速度大小为（3）[3]设地面大气压强为p0，则所以图线的斜率为解得14. 某实验小组利用如下器材测量电容器的电容：直流稳压电源、待测电容器（额定电压）、定值电阻、定值电阻、电流传感器、数据采集器和计算机、单刀双掷开关、导线若干。实验过程如下：①将定值电阻等器材按图甲连接电路后，将开关与1端连接，电源向电容器充电；②将开关与2端连接，测得电流随时间变化的曲线如图乙所示；③用替换后，重复上述实验步骤①②，测得电流随时间变化的曲线如图丙中的某条虚线所示。两次实验中电源的输出电压相同，请回答下列问题：（1）电源的输出电压为__________。利用计算机软件测得乙图中曲线与两坐标轴所围的面积为，则电容器的电容为__________；（2）用替换后，电流随时间变化的曲线应该是图丙中的__________（选填“”“”或“”），判断的依据是___________。【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 因为小于的阻值，电容器的放电电流增大，放电时间减少。（或：两次放电电量相同即图中的“面积”相同。）【解析】【详解】（1）[1][2]由题图知，最大电流为因此最大电压为可得电源的输出电压为，带容器所带电荷量为电容器的电容为（2）[3][4]用替换后，电流随时间变化的曲线应该是图丙中的，因为小于的阻值，电容器的放电电流增大，放电时间减少。15. 孔明灯在中国有非常悠久的历史，热气球的原理与其相同。热气球由球囊、吊篮和加热装置3部分构成。如图，某型号热气球的球囊、吊篮和加热装置总质量，球囊容积。大气密度为，环境温度恒为。在吊篮中装载的物品，点燃喷灯，热气球从地面升空。升空后通过控制喷灯的喷油量操纵气球的升降。热气球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，即，其中，重力加速度，不计大气压强随高度的变化，忽略球囊的厚度及搭载物品的体积。当热气球在空中以的速度匀速上升时，求：（1）球囊内气体的质量；（2）球囊内气体的温度。
 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）热气球匀速上升时，设球囊内气体质量为，根据平衡条件得其中解得（2）对升温前球囊内气体的质量升温后，根据盖吕萨克定律且升温后的体积满足解得即16. 在影视剧《亮剑》中，楚云飞率领的警卫排用手雷对决山本特工队，让攀崖日军损失惨重。如图，战士在点掷出手雷，手雷越过山坡后在下落过程中爆炸，杀伤位于点的目标。点与山坡最高点的高度差，水平距离，点与山坡最高点的高度差，、两点间的水平距离为。手雷质量，手雷从掷出到爆炸的时间。设手雷在空中运动的最高点恰为山坡最高点，，不计空气阻力。（1）估算战士抛掷手雷过程中对手雷做的功；（2）求手雷爆炸时与点之间的距离。
 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设战士掷出手雷时的速度方向与水平成角解得对手雷掷出过程，由动能定理得取时
 （2）以山坡最高点为坐标原点，建立直角坐标系如图所示由上问可知手雷爆炸时距山坡最高点的水平距离手雷爆炸时距山坡最高点的竖直距离爆炸点与目标点间的距离
 17. 如图是某车间传送装置示意图，为使传送中的零件能缓慢停下，工程师在水平传送带上设置了由质量的缓冲块和轻质弹簧组成的缓冲装置。处于原长的弹簧一端固定于点，另一端拴接缓冲块，此时缓冲块静止于位置，弹簧的劲度系数。现启动传送带，传送带缓慢运行稳定后，缓冲块处于平衡状态，在位置将质量的零件无初速度地放到传送带上，间距离。按照设计要求，零件刚好与传送带的速度相同时跟缓冲块碰撞，碰后与缓冲块一起压缩弹簧。当零件与缓冲块到达位置时，其速度恰好减为零，随即被机械手抓取，它们与传送带间动摩擦因数均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。求：（1）传送带运行速度；（2）零件和缓冲块到达位置的过程中，零件和缓冲块能够达到的最大速度；（3）弹簧的最大压缩量。
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）传送带启动并运行稳定后，缓冲块受力平衡解得零件由到与缓冲块相撞，由动能定理得解得（2）零件和缓冲块相撞解得经分析知，若时，零件速度达到最大，此时解得设相撞后到一直受滑动摩擦达到最大速度，由动能定理得解得所以零件撞后的最大速度为传送带速度（3）零件和传送带达到共速后，受到的静摩擦力越来越大，当达到最大静摩擦力时零件和传送带间再次滑动，此时即解得此后零件开始减速到点停下，对此过程列动能定理解得18. 如图甲，三维坐标系中平面的左侧虚线区域内存在一未知电场，平面的右侧存在平行轴方向周期性变化的磁场和沿轴正方向竖直向上的匀强电场，电场强度。一质量、电荷量的带正电液滴，从平面内的点沿轴方向以的初速度进入未知电场区域，经过到达原点第1次经过轴，此时速度大小，方向在平面内与轴正向成角斜向下。把液滴到达原点的时刻记为，此时磁场沿轴负方向，磁场随时间变化的关系如图乙所示，其中、，重力加速度。（1）求液滴从点到原点的过程中，受到的电场力的冲量大小；（2）求液滴从第1次到第4次经过轴的时间间隔；（3）在时刻撤去电场和磁场，同时在整个空间区域加上竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，求液滴继续运动过程中达到最大高度时的位置坐标。
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）液滴从点到原点的过程中，根据动量定理水平方向：竖直方向：，解得：电场的冲量大小为（2）液滴进入平面的右侧后相当于只受磁场力，根据向心力公式：其中，解得：且同理其中，解得且则（3）在时，液滴的速度在平面内，与轴夹角。后螺旋上升，上升时间为：高度圆周运动的半径半径为周期为