2022届高考物理三模试卷（含答案） (7)

这是一份2022届高考物理三模试卷（含答案） (7)，共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理三模试卷一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。1.近代物理和相应技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式，推动了人类文明的进步。关于近代物理知识下列说法正确的是(   )A.光电效应发生的条件是入射光的波长大于金属的极限波长B.黑体辐射的电磁波的波长分布只与黑体的温度有关C.光的干涉、衍射、偏振、康普顿效应证明了光具有波动性D.德国物理学家普朗克提出了光的量子说，并成功地解释了光电效应现象2.煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率，于是，他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器，原理如图所示。在双缝后面放置两个完全相同的透明容器，容器A与干净的空气相通，在容器B中通入矿井中的气体，观察屏上的干涉条纹，就能够监测瓦斯浓度。下列说法正确的是(   )
 A.若屏的正中央是亮纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯B.若屏的正中央是暗纹，说明B中的气体与A中的空气成分相同，不含瓦斯C.如果屏上干涉条纹不停移动，说明B中的气体瓦斯含量不稳定D.用频率更大的单色光照射单缝时，屏上出现的干涉条纹间距变大3.如图所示，某同学将质量为m的笔记本电脑放在散热底座上，电脑与底座间的动摩擦因数为μ，底座与水平面夹角为θ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现缓慢增大倾角θ，电脑始终与底座保持相对静止且与底座下部挡板没有相互挤压，则(   )A.电脑受到的摩擦力大小等于B.电脑受到底座的作用力小于C.在此过程中，倾角θ的正切值不大于μD.在此过程中，电脑受到的支持力、摩擦力均在减小4.如图所示，真空中竖直放置一根通电长直金属导线，电流方向向上。是一根水平放置的内壁光滑绝缘管，端点分别在以为轴心、半径为R的圆柱面上。现使一个小球自a端以速度射入管，小球半径略小于绝缘管半径且带正电，小球重力忽略不计，小球向b运动过程中，下列说法正确的是(   )
 A.小球的速率始终不变B.洛伦兹力对小球先做正功，后做负功C.小球受到的洛伦兹力始终为零D.管壁对小球的弹力方向先竖直向下，后竖直向上二、多项选择题：本題共4小題，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。5.一物块从倾角、高为的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和机械能随下滑高度h的变化关系如图中图线I、Ⅱ所示，重力加速度取，以斜面底端所在平面为零势能参考平面，则(   )A.物块的质量为B.物块下滑过程中所受阻力大小为5NC.物块由斜面顶端滑到底端的过程中，合外力做的功为15JD.物块重力势能和动能相等时，对应物块下滑的高度为1.25m6.我国自主研发的“天问一号”探测器在经过3个月的环火运行后，2021年5月15日在火星乌托邦平原南部着陆并成功释放“祝融号”火星车。截至2021年7月17日23时，“祝融号”火星车行驶里程已突破509米，树立了我国深空探测新的里程碑。已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列说法正确的是(   )A.“天问一号”探测器要离开环绕轨道着陆火星，则控制发动机应向运动反方向喷射气体B.着陆过程中“祝融号”火星车一直处于失重状态C.发射“天问一号”探测器的速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D.“天问一号”探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的7.如图所示，两轻绳上端固定于同一点，下端分别与两个小球相连，两个小球在同一水平面内做匀速圆周运动，则(   )A.小球A的质量一定小于小球B的质量B.小球A所需的向心力一定大于小球B所需向心力C.两个小球角速度一定相同D.小球A的向心加速度一定大于小球B的向心加速度8.如图甲所示，两段轻质绝缘细线将两个质量均为m的带电小球悬挂在O点，长为长为。现在空间中加一水平向右、场强大小为E的匀强电场，当系统再次处于平衡状态时，与竖直方向的夹角为30°，与水平方向的夹角也为30°，如图乙所示。重力加速度为g，则下列说法正确的是(   )
 A.两球带异种电荷 B.细线的张力为C.B球带电荷量为 D.A球所带电荷量小于B球所带电荷量三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。9.（4分）如图所示，用一绝热的轻质活塞2将一定质量的理想气体封闭在开口向上的绝热汽缸内，轻质活塞1与2通过一轻质弹簧连接，两活塞之间为真空，活塞与汽缸壁之间的摩擦忽略不计，若在活塞1的上表面放一质量为m的物块，系统保持稳定。现换一质量为M的物块，其中，使活塞1缓慢向下移动，则此过程中气体的温度_______（填“升高”“降低”或“不变”）；物块M重力所做的功及大气压力做的功之和______（填“大于”“等于”或“小于”）气体内能的变化量。
 10.（4分）将一单摆a悬挂在力传感器的下面，让单摆小角度摆动，图甲记录了力传感器示数F随时间t的变化关系，随后将这个单摆和其他两个单摆拴在同一张紧的水平绳上（c的摆长和a的摆长相等，b的摆长明显长于a的摆长），并让a先摆动起来。则单摆a的摆长为________，单摆c的摆动周期________（填“大于”“小于”或“等于”）单摆b的摆动周期。11.（6分）某实验小组利用如图甲所示的装置，探究加速度与小车所受合外力和质量的关系。
 （1）下列做法正确的是_________。A.实验前应先将木板左端适当垫高，以平衡摩擦力B.实验时应满足砝码桶与砝码总质量远小于小车和车内砝码总质量C.释放小车前应将小车靠近打点计时器，并使纸带尽量伸直D.实验时为了安全应先释放小车再接通打点计时器的电源E.在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力不变，即只需要保持砝码桶和砝码总质量不变（2）实验时得到一条如图乙所示的纸带，打点计时器的频率为50Hz，任意两个计数点间还有四个计时点未画出，由图中数据可计算小车的加速度为________。（结果保留两位有效数字）
 （3）在保持小车和车中砝码质量一定，探究小车的加速度与受到的合外力的关系时，甲、乙两位同学分别得到了如图丙所示的图像，则甲同学的图线不过原点的原因是______________。
 12.（6分）某实验小组从某控制电路中得到两个热敏电阻，一个标记了PTC，另一个标记了NTC，如图甲所示。该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻（常温下阻值约为10.0 Ω）的电流随其两端电压变化的规律。A.电流表（满偏电流10 mA，内阻）B.电流表（量程0~1.0 A，内阻约为）C.滑动变阻器（最大阻值为）D.滑动变阻器（最大阻值为）E.定值电阻F.定值电阻G.电源E（电动势12 V，内阻可忽略）H.单刀单掷开关、导线若干，单刀双掷开关一个（1）为测定热敏电阻两端电压，该小组同学应该将________（填“”或“”）与定值电阻________（填“”或“”）串联。（2）请在提供的器材中选择必需的器材，在图乙所示虚线框内将电路图补充完整，要求热敏电阻两端的电压可以从零开始调节，且切换单刀双掷开关可以直接测量另外一个热敏电阻。（3）该小组画出的图线如图丙所示，NTC型热敏电阻的阻值随电流的增大而________（填“增大”或“减小”）。（4）该实验小组将两热敏电阻与某电池组连成如图丁所示的电路，所用电压表内阻极大，测得NTC型热敏电阻和PTC型热敏电阻两端的电压分别为5.2V和8.0V，则该电池组的电动势为_________V，内阻为______Ω。（结果均保留3位有效数字）13.（10分）如图甲的一款茶宠玩具特别有意思，当将热茶淋在茶宠上时，茶宠会向外喷水，很像小孩撒尿。为了研究其中的原理，将茶宠理想化为底面积为S、高为H的柱形容器，在容器底端侧面有一尺寸可忽略的细孔，如图乙所示。初始时容器内部空气的质量为，内部压强与外界大气压均为，温度为。现用热水淋在容器上，使容器内气体温度达到，此时容器内部有空气逸出；然后迅速将容器放入一盛有水的水盆中，保证容器上的小孔恰好在水面以下。随着容器内气体温度降低，水盆中的水会被吸入容器，当气体温度恢复为时，容器内外水面的高度差为h，然后取出容器，当将热茶淋在容器上时，就会出现神奇的喷水现象了。已知水的密度为ρ，当地的重力加速度为g，容器内气体可视为理想气体。
 （1）求升温后容器内逸出空气的质量；（2）求H与h满足的关系式。      14.（12分）如图所示，一光滑倾斜轨道的末端与水平光滑轨道通过一小段圆弧平滑连接，水平轨道末端与一长度为的水平传送带平滑连接，传送带转轮，传送带上表面距地面高度为，传送带以恒定速率顺时针转动，质量为的滑块A（可视为质点）由倾斜轨道某处静止释放，滑上传送带后先加速，经时间与传送带达到共同速度，又经时间到达传送带右端D点，最后水平抛出落在地面上的P点，P点距传送带右端D点水平距离为，重力加速度大小为，不计滑块在轨道拐角处的能量损失。求：
 （1）滑块A与传送带之间的动摩擦因数μ；（2）滑块A在传送带上运动时因摩擦产生的热量；（3）若在倾斜轨道末端静置一质量为的滑块B（可视为质点），且让传送带以恒定速率逆时针转动，滑块B与传送带间的动摩擦因数与滑块A的相同，滑块A从倾斜轨道上不同的位置由静止释放后与滑块B发生弹性碰撞，要使滑块B滑上传送带后总能到达传送带右端D点且向右水平抛出，求滑块A释放点高度H的取值范围。      15.（18分）如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨由四分之一圆弧部分和水平部分构成，水平部分最右端有绝缘柱。间的宽度为间宽度的2倍，圆弧的半径r为0.45 m,间导轨宽度，导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。两根质量均为，长为，电阻为的金属棒分别垂直导轨静置于圆弧顶端和水平导轨间某一位置处。某时刻将a由静止释放，沿圆弧轨道滑入水平部分，当a运动至两水平导轨分界处时与橡皮泥碰撞并粘合，接入右侧水平导轨，此时b刚好运动至距绝缘柱0.5 m的处。此后a保持静止，b继续向右运动至与绝缘柱发生弹性碰撞，反弹后b经过一段时间停在处（图中未画出）。已知a与橡皮泥发生碰撞之前两棒均已做匀速运动且b棒未与绝缘柱发生碰撞。整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，g取。求：（1）金属棒匀速运动的速度；（2）从金属棒a开始下滑到匀速运动的过程中，金属棒b上产生的焦耳热；（3）距绝缘柱的距离。     


答案以及解析1.答案：B解析：本题考查近代物理知识。光电效应的发生条件是入射光的频率大于金属的极限频率，A错误；黑体辐射的电磁波的波长分布只与黑体的温度有关，温度越高波长短的部分占比越大，B正确；光的干涉、衍射、偏振，证明了光具有波动性，康普顿效应证明了光具有粒子性，C错误；德国物理学家普朗克提出了量子说，爱因斯坦解释了光电效应现象，D错误。2.答案：C解析：本题考查光的干涉。如果容器中气体相同，则折射率相同，到屏的中央光程相同，所以中央为亮纹，若B中含有瓦斯，但是到屏的中央光程恰好相差波长的整数倍，中央也为亮纹，故B中可能含瓦斯，也可能不含，选项A错误；如果屏中央为暗纹，则中气体的折射率一定不同，B中含有瓦斯，选项B错误；条纹不停地移动，则B中气体的折射率在变化，即瓦斯含量不稳定，选项C正确；用频率更大的单色光照射单缝时，波长变短，干涉条纹间距变小，选项D错误。3.答案：C解析：对电脑受力分析如图所示，由于电脑始终处于平衡状态，因此支持力，摩擦力，随着角度θ的增加，支持力不断减小、摩擦力不断增大，D错误；由于电脑始终与底座保持相对静止，则二者之间的摩擦力是静摩擦力，不等于滑动摩擦力，A错误；电脑受到底座的作用力是支持力与摩擦力的合力，大小等于重力，B错误；电脑始终处于静止状态，满足，解得，C正确。
 4.答案：A解析：本题考查带电小球在通电直导线形成的磁场中有约束的运动。如图为俯视图，根据右手螺旋定则，磁感线如图所示，小球在磁场中受到洛伦兹力和弹力作用，洛伦兹力和弹力不做功，小球速率不变，A正确，B错误。当小球运动到中点时，磁感线的切线方向与小球速度方向平行，小球所受洛伦兹力为零；小球自a点到中点，所受洛伦兹力竖直向下，绝缘管壁对小球的弹力竖直向上；小球从中点至b点，所受洛伦兹力竖直向上，绝缘管壁对小球的弹力竖直向下，C、D错误。
 5.答案：AC解析：重力势能，以斜面底端所在平面为零势能面，则图线I的斜率的绝对值等于，即，解得物块的质量,A正确;根据机械能守恒定律可知，解得,B错误；由图象可知，物块滑到斜面底端时的动能为15J，根据动能定理可知，物块由斜面顶端滑到斜面底端的过程中，合外力做的功为15J,C正确；以斜面底端所在平面为零势能参考平面，设当物块重力势能和动能相等时物块所处高度为，有，物块下滑的加速度为，根据运动学公式有，联立解得，所以物块下滑高度为2m,D错误。6.答案：CD解析：本题考查万有引力与航天。欲使探测器轨道降低，需要控制发动机向运动方向喷射气体，根据反冲原理，探测器速度降低，所需向心力小于火星对探测器的万有引力，探测器做向心运动，从而实现着陆，故A错误；着陆过程火星车在最后阶段一定向下做减速运动，火星车处于超重状态，B错误；探测器脱离地球的引力作用而进入太阳系，其在地球的发射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，C正确；根据得，故，D正确。7.答案：CD解析：根据题中条件，无法确定两球的质量大小关系，所以向心力大小也无法确定，AB错；设小球所在水平面与悬挂点的竖直距离为h，轻绳与竖直方向的夹角为θ，两小球均满足，解得,两球角速度相等，且与球的质量及轻绳与竖直方向的夹角无关，C对；小球A的轨迹半径大于小球B的轨迹半径，，所以小球A的向心加速度一定大于小球B的向心加速度，D对。8.答案：AB解析：本题考查电场中的平衡问题。对两球受力分析可知A球受到的电场力向右，带正电，B球受到的电场力向左，带负电，故A正确；两球均处于平衡状态，对B球，水平方向，竖直方向，对A球，水平方向，竖直方向，其中，联立解得，故，故B正确，C、D错误。
 9.答案：升高；大于解析：本题考查热力学第一定律、理想气体状态方程。根据题意可知外界对理想气体做正功，理想气体与外界之间无热量交换，根据热力学第一定律得，所以理想气体内能增大，即气体温度升高；物块M重力所做的功及大气压力做的功等于气体内能的增加量和弹簧弹性势能的增加量，所以物块M重力做的功及大气压力做的功之和大于气体内能的变化量。 10.答案：;等于解析：对单摆a受力分析可知，摆球经过最低点时拉力最大，摆球经过最高点时拉力最小，所以单摆a振动的周期为，由单摆周期公式得单摆a的摆长；单摆均做受迫振动，振动的周期均等于单摆a的固有周期。11.答案：（1）AC（2）2.4（3）平衡摩擦力过度，木板的倾角过大解析：本题考查探究加速度与小车所受合外力和质量关系的实验。
（1）为了使小车所受的合外力等于拉力，实验前应该平衡摩擦力，故A正确；因为有拉力传感器，小车受到的拉力的大小可以直接读出，故无需让砝码桶和砝码的质量远小于小车和车内砝码的质量，B错误；为了使纸带上能尽可能多打点，使其得到充分的利用，故释放小车前应将小车靠近打点计时器，纸带伸直是为了尽量减小纸带与限位孔间的摩擦，故C正确；凡是使用打点计时器的实验，都应该先接通电源，让打点计时器稳定运行后再释放纸带（小车），故D错误；在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力不变，即需要保持拉力传感器的示数不变，故E错误。（2）由题意知，采用逐差法求加速度，可得。（3）由甲同学的图像可知，拉力传感器的示数时，小车已经有了加速度，可能原因是平衡摩擦力过度，木板的倾角过大。 12.答案：（1）；（2）如图所示（3）减小（4）12.2；8.75解析：（1）因为器材中没有电压表，结合电源电动势可知应用已知内阻的电流表与定值电阻串联改装成电压表。（2）因为要求热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器釆用分压接法，为了便于调节，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻且电压表内阻已知，所以电流表采用外接法。（3）设热敏电阻阻值为，则根据设计的电路可知，，代入已知量，有，由题图丙可知NTC热敏电阻的图线斜率逐渐减小，易知电流增大时其阻值减小。（4）在图丁电路中，电源电动势，结合题图丙和以上分析知，NTC型热敏电阻两端电压为5.2 V时，通过的电流为0.80 A,PTC型热敏电阻两端电压为8 V时，通过的电流为0.48 A，代入数据解得。13.答案：（1）小孔将容器内外空气连通，故容器内气体压强不变，
气体温度升高到时，根据盖–吕萨克定律有①
设升温至后逸出的体积为的空气在温度为时的体积为，则可得②
同种气体在相同压强和相同温度下密度相等即③
由①②③得④（2）水进入容器开始形成液封，当容器内气体温度恢复到时，容器内外水面的高度差为h，容器内部气体体积为，设此时气体压强为，容器内部气体质量不变。
根据理想气体状态方程有⑤
当水不再进入容器内部时有⑥
联立⑤⑥解得⑦解析：14.答案：（1）0.5（2）12.5J（3）解析：本题通过传送带模型考查多过程动力学综合问题。
（1）设传送带速度为，滑块A到达倾斜轨道底端时的速度为v，


，

联立解得
（2）由（1）可知滑块A在传送带上匀加速到与传送带共速，做匀加速运动的位移为

传送带的位移为，
因摩擦产生的热量为
解得
（3）设碰前A的速度为，碰后的速度分别为，则弹性碰撞过程有

解得
B从斜面底端到D点有
在D点有，
则，
解得15.答案：（1）见解析（2）0.6 J（3）0.7 m解析：（1）金属棒a沿圆弧轨道下滑过程中根据动能定理，有解得设金属棒匀速运动的速度分别为，从a进入水平轨道到二者匀速的过程，分别对利用动量定理，有对a：对b：当均匀速运动时，二者组成的回路中感应电流为零，有联立解得（2）从金属棒a开始下滑到做匀速运动，根据能量守恒定律得整个回路中产生的焦耳热此过程中产生的热量满足因此金属棒b上产生的焦耳热（3）a静止后，b向右运动过程中，b受到向左的安培力做减速运动至与绝缘柱发生碰撞，此过程通过导体棒b横截面电荷量为且即设b与绝缘柱碰撞前瞬间速度大小为，对b由动量定理得解得而后b与绝缘柱发生弹性碰撞，其速度反向，大小不变，即b碰撞后获得向左的速度，大小为b开始向左减速直至速度为零，同理由动量定理得解得距绝缘柱的距离