2022届辽宁省部分重点中学协作体高三（下）模拟物理试题含解析

这是一份2022届辽宁省部分重点中学协作体高三（下）模拟物理试题含解析，共22页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
辽宁省部分重点中学协作体2022年模拟考试物理科试卷一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1. 某同学在学习光学时，对神奇的光现象产生了兴趣，但对光现象的理解有一项是错误的，请帮他指出（　　）A. 光纤通信利用了光的全反射原理B. 可以利用X射线衍射探测晶体的结构C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加增透膜D. 利用激光平行度好的特性，可以较准确的测量地球到月球的距离【答案】C【解析】【详解】A．光纤通信利用了光的全反射原理，故A不符合题意；B．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，故B不符合题意；C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，玻璃有反光，所以往往在镜头前加一个偏振片以削弱反射光的干扰，使照片清晰，故C符合题意；D．激光方向集中，也就是平行度好，所以可比较精确测量月球到地球的距离，故D不符合题意。故选C。2. 光电管如图所示，用某频率的单色光照射密封在真空管中的左侧极板，发生光电效应，经过一段时间，A、B两端电压保持稳定，下列说法正确的是（　　）A. B端电势高于A端电势B. 若仅增大单色光的光强，A、B两端电压增大C. 若换频率更小的单色光照射，A、B两端电压可能为零D. 若换频率更大的单色光照射，A、B两端电压减小【答案】C【解析】【详解】A．B端电势低于A端电势，故A错误；B．仅增大单色光的光强，A、B两端电压不变，故B错误；C．换频率更小的单色光照射，入射光频率低于极限频率时，可能不发生光电效应，A、B两端可能电压为零，故C正确；D．换频率更大的单色光照射，A、B两端电压增大，故D错误。故选C。3. 如图，、、、为菱形的四个顶点。若已知该空间存在一方向与此菱形平面平行的匀强电场，则（　　）A. 、间的电势差一定与、间的电势差相等B. 、间电势差一定与、间的电势差相等C. 、、、四点中至少有两点电势相等D. 、、、四点可能位于同一等势面上【答案】A【解析】【详解】A．由图可知，PQ与NM平行且相等，则PQ与NM沿电场线方向的距离相等，根据U=Ed可知UPQ=UNM故A正确；B．如果电场方向垂直于PQ，则PQ为等势线，则UPQ=0则电场线与QM不垂直，则QM不是等势线，则UQM≠0故B错误；C．过Q点做PN的垂线，交与O点，当电场方向垂直于QO，则QO为一条等势线，匀强电场中，各等势线互相平行，则P、Q、M、N四点电势都不相等，故C错误；D．匀强电场的等势面是与电场方向垂直的平面，则P、Q、M、N四点不可能位于同一等势面上，故D错误。故选A。4. 甲、乙两个质点沿同一直线运动，其中质点甲以3m/s的速度做匀速直线运动，质点乙做初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置随时间的变化如图所示。已知t=3s时，甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是（　　）A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反B. t=3s时，乙的位置坐标为C. 时，两车相遇D. 乙经过原点的速度大小为【答案】B【解析】【详解】A．位移时间图像的斜率表示速度，则最初的一段时间内，甲、乙的斜率都为正方向，所以运动方向相同，故A错误；B．质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，t=3s时，甲、乙图线的斜率相等，所以，t=3s时乙的速度是3m/s，乙的加速度0-3s，乙的位移所以t=3s时，乙的位置坐标为故B正确。C．时甲车的位移x甲=30m，乙车的位移因则两车没相遇，故C错误；D．根据v2-0=2ax乙经过原点时的速度大小为故D错误。故选B。5. 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，线圈匝数、面积，产生的交变电动势的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）A. 时刻线圈平面与中性面平行B. 穿过线圈的磁通量最大值为C. 在时间内，穿过线圈的磁通量在减少D. 在时间内，线圈中感应电动势的平均值为0【答案】D【解析】【详解】A．时刻感应电动势最大，磁通量最小，且为零，所以线圈平面与中性面垂直，故A错误；B．电动势的最大值为解得穿过线圈的磁通量最大值为故B错误；C．在时间内，感应电动势力不断减少，最后为零，则磁通量不断增加，最后达到最大，故C错误；D．在时间内，，根据可得平均电动势等于零，故D正确。故选D。6. 一列沿轴传播的简谐横波，时刻的波形如图甲所示。介质中某质点的振动图像如图乙所示。则（　　）
 A. 波沿轴负方向传播，波速大小为B. 当时质点的加速度方向指向轴正向C. 在内，质点运动的路程为D. 在内，质点一直向轴负方向运动【答案】B【解析】【详解】A．质点P在t=0时刻向下振动，由上下坡法可知波沿x轴负方向传播，大小为故A错误；B．由图乙可得，当时质点在y轴负向，则加速度方向指向轴正向，选项B正确；C．在0～0.2s时间内半个周期，质点P运动的路程为故C错误；D．由图乙可得在0～0.1s时间内，质点P先向y轴负方向运动，后向y轴正方向运动，故D错误。故选B。7. 两个完全相同的正方形匀质金属框，边长为，通过长为的绝缘轻质杆相连，构成如图所示的组合体。距离组合体下底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为，左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小使其匀速通过磁场，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）A. 与无关，与成反比B. 通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变C. 通过磁场的过程中，组合体克服安培力做功的功率大于重力做功的功率D. 调节、和，只要组合体仍能匀速通过磁场，则此过程中产生的热量不变【答案】D【解析】【详解】A．组合体下底边刚进入磁场时，竖直方向的速度为下底边切割磁感线，电流方向为逆时针，水平方向速度使左右两边切割磁感线，产生的电动势相互抵消，组合体匀速通过磁场，则有又，，联立可得可知与无关，与成反比，A错误；B．当下方金属框的上面一条边进入磁场时，产生的电流方向为顺时针，与组合体下底边刚进入磁场时产生的电流方向相反，B错误；C．根据能量守恒，通过磁场的过程中组合体动能不变，只有重力和安培力做功，则组合体克服安培力做功的功率和重力做功的功率相等，C错误；D．无论、和怎么变化，只要组合体匀速通过磁场，则其产生的焦耳热均为D正确；故选D。8. 北京时间2021年12月9日15：40，“天宫课堂”第一课正式开讲。王亚平介绍他们在空间站中一天可以看见16次日出。下列说法正确的是（　　）A. 空间站运行时的向心加速度大于B. 空间站绕地球运动的周期约90分钟C. 空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度D. 空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火加速【答案】BC【解析】【详解】A．根据可知空间站运行时的向心加速度小于，选项A错误；B．在空间站中一天可以看见16次日出，则空间站绕地球运动的周期约选项B正确；C．根据空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，可知空间站运行的线速度大于同步卫星的线速度，选项C正确；D．空间站遇见紧急情况需要降低轨道避让太空垃圾，需要点火减速，做向心运动，选项D错误。故选BC。9. 如图所示，5颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第5颗棋子最左端与水平面上的a点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力F作用在第3颗棋子上，恒力作用一小段时间后，五颗棋子的位置情况可能是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】AD【解析】【分析】【详解】因3对4的滑动摩擦力为3μmg小于4和5之间的最大静摩擦力4μmg，则4不可能滑动；同理5也不可能滑动，排除图B；当力F较小时，对1、2、3整体以共同的加速度向右运动，此时如图A所示；当F较大时，2、3之间会产生滑动，由于3对2有摩擦力作用，则1、2的整体要向右移动，故C图错误，D正确。故选AD。10. 一质量为的小物块A置于竖直轻弹簧上处于静止状态，另一质量为的小物块B从距离A某高度自由落下，与A碰撞后（碰撞时间极短）一起压缩弹簧到最低点，碰后A的加速度随其位移变化的图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度取。下列说法中正确的是（　　）A. 碰后A、B做匀变速直线运动B. 碰撞结束瞬间，A的加速度大小是6m/s2C. 弹簧的劲度系数为D. A与B碰撞之后一起下落到速度最大的过程中，A的动能的增加量为【答案】BCD【解析】【详解】A．由图像可知，碰后整体的加速度先减小后反向增大，故不是匀变速直线运动，A错误；B．碰前A的重力与弹簧弹力平衡，碰后瞬间弹簧弹力不突变，故AB碰后瞬间整体的合外力为，对整体应用牛顿第二定律可得解得B正确；C．设初状态弹簧压缩量为，有当时加速度为零，此时联立解得C正确；D．A与B碰撞之后一起下落到速度最大的过程中AB所受的合外力随位移均匀减小，其合外力随位移变化的图像为因为通过图像的面积可以求变力的功，故合外力的总功为由动能定理可知整体动能增加量故A的动能增量为选项D正确。故选BCD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，一实验小组让小球自倾角为30°的斜面上滑下，用频闪相机记录了小球沿斜面下滑的过程，如图所示，测得B、C、D、E到A的距离分别为，已知相机的频闪频率为f，重力加速度为．（1）滑块经过位置D时的速度=__________．（2）选取A为位移起点，根据实验数据作出图线，若图线斜率k=_______，则小球下滑过程机械能守恒．（3）若改变斜面倾角进行实验，请写出斜面倾角大小对实验误差的影响．_______________________．【答案】    ①. ；    ②. 9.8    ③. 斜面倾角越大，误差越小【解析】【详解】（1）[1]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知D点的速度等于CE段的平均速度，则有：；（2）[2]取小球从A到B进行分析，则减小的重力势能为增加的动能为利用来处于数据，小球从A到B机械能守恒，则有：，即，由此可知作出的图是一条经过原点的直线，斜率为；（3）[3]在垂直斜面方向，根据平衡条件有：，若斜面倾角增大，则正压力减小，摩擦力减小，则误差越小.12. 酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日常。如题甲为交警使用某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。
 （1）某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器、电源（电动势为，内阻未知）、电流表（满偏电流为，内阻为），闭合开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为________；用该仪器________（选填“能”“不能”）检测酒驾。
 （2）另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表，他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为题图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者酒驾。图丁中电源电动势为，内阻不计，为定值电阻，为酒精气体传感器，L1、L2是彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到才会发光，则L1为________（选填“红”“绿”）灯，当红灯刚亮时通过其的电流为________（保留两位有效数字）。
 驾驶员状态非酒驾酒驾酒精气体浓度标准（）小于0.2大于或者等于0.2检测器状态只有绿灯亮绿灯红灯都亮 【答案】    ①. 2.5    ②. 不能    ③. 红    ④. 0.17【解析】【详解】（1）[1]由图可知，周围无酒精时，。根据闭合电路欧姆定律可得电源内阻[2]若有酒精，则，电流将大于满偏值，因此该仪器不能检测酒驾。（2）[3]由于不管是否酒驾，绿灯都应该亮起，因此绿灯与电阻无关，故L2为绿灯，L1为红灯。[4]当浓度为0.2时，，则根据欧姆定律有13. 某物理社团受“蛟龙号”载人潜水器的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的汽缸Ⅰ、Ⅱ内径相同，长度均为，内部分别有轻质薄活塞、，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，汽缸Ⅰ左端开口。外界大气压强为，汽缸Ⅰ内通过活塞封有压强为的气体，汽缸Ⅱ内通过活塞封有压强为的气体，一细管连通两汽缸，初始状态、均位于汽缸最左端。该装置放入水下后，通过向右移动的距离可测定水的深度。已知相当于高的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：（1）当向右移动时，水的深度；（2）该深度计能测量的最大水深。【答案】（1）5m；（2）30m【解析】【详解】（1）当A向右移动时，设B不移动，对Ⅰ内气体，由玻意耳定律得p0SL＝p1SL解得p1＝p0而此时B中气体的压强为3p0＞p1，故B不动。由p1＝p0＋Δp解得水的深度h＝10·＝5m（2）该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动，Ⅰ内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于3p0后B开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最大，此时原Ⅰ内气体全部进入Ⅱ内，设B向右移动x距离，两部分气体压强为p2对原Ⅰ内气体，由玻意耳定律得p0SL＝p2Sx对原Ⅱ内气体，由玻意耳定律得3p0SL＝p2S（L－x）又p2＝p0＋Δp2联立解得hm＝10·＝30m14. 北京2022年冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，18岁的中国选手谷爱凌获得了中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点以大小为、与水平方向成的速度飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上，后沿半径为的圆弧轨道自由滑行通过最低点，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向夹角也为，在点地面对运动员的支持力为体重（含装备）的2倍，运动员与水平停止区的动摩擦因数，取，，忽略运动过程中的空气阻力。求：（1）水平停止区的最小长度；（2）运动员完成空中动作的时间。【答案】（1）60m；（2）2.5s【解析】【详解】（1）将运动员与装备看成一个质点，总质量为m，在点支持力与总重力合力为圆周运动提供向心力，则有运动员到达点后，做匀减速直线运动，设水平停止区最小长度L，则µmg=ma 解得L=60m（2）对运动员由点到落地瞬间的速度进行正交分解，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，水平方向速度竖直方向速度上抛着陆时竖直方向分速度与点的竖直方向分速度方向相反，由于运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为也为，则有代入数值得t=2.5s15. 质谱仪是利用电场和磁场分析带电粒子性质的仪器，某同学设计的一种质谱仪结构如图所示。一对平行金属板的板间距为，板间电压为，上极板带正电，右端紧挨着上板垂直放置一足够大的荧光屏。两平行板间区域为Ⅰ，区域为Ⅱ，。两区域均分布有垂直纸面向里，磁感应强度为的匀强磁场。以下问题中均不考虑带电粒子的重力和带电粒子之间的相互作用。（1）某带电粒子沿两板间中线射入后沿直线运动进入区域Ⅱ，恰好垂直边界射出，判断带电粒子的电性，求出粒子的比荷以及粒子在区域Ⅱ中的运动时间；（2）仅将（1）问中的粒子电性改变，而且将大量这样的粒子从两极板左端口从上到下均匀排列，沿平行极板方向源源不断地射入板间。求某时刻击中荧光屏的粒子个数与它们射入极板间时射入总数的比值；（3）在（2）问中若屏上某点接收到粒子流形成的电流为Ⅰ，假设粒子击中屏后速度变为零，求粒子对屏的平均撞击力大小。
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）带电粒子恰好垂直PQ边界射出，根据左手定则可知粒子带负电，粒子在区域Ⅰ中做直线运动，则有解得设粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的轨迹半径为，如图所示
 由几何关系得根据牛顿第二定律可得联立解得粒子的比荷为又粒子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的周期为已知=53°，可得粒子在区域Ⅱ中的运动时间解得（2）粒子电性改变，在区域Ⅰ中做依然做直线运动。设从Q1点射入区域Ⅱ的粒子在区域Ⅱ中运动的轨迹恰好与边界PQ相切，如图所示
 由题意可知，粒子的运动轨迹半径仍为R，则在MQ1之间射入区域Ⅱ的粒子均可以击中荧光屏，设轨迹圆的圆心为Q2，由几何关系可得击中荧光屏的粒子个数与它们射入极板间时射入总数的比联立各式得（3）设一段时间内击中荧光屏上某点的粒子个数为，根据动量定理有根据电流定义式，得联立解得由牛顿第三定律知，粒子对屏平均撞击力大小为