2022届安徽省淮南一中等五校联盟高三下学期第二次联考理综物理试卷（解析版）

2022届安徽省淮南一中等五校联盟高三下学期第二次联考

理综物理

一、单选题

1．下列叙述正确的是（　　）

A．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能越大

B．卢瑟福依据α粒子散射实验中极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型

C．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小

D．原子核发生β衰变过程中所放出的电子来自原子的外层电子

2．2021年东京奥运会，十四岁的中国小将全红婵夺得东京奥运会女子10米跳台冠军（如图甲所示）。图乙为其某次跳水时竖直分速度与时间的关系图象，以其向上离开跳台时作为计时起点，运动过程中可视其为质点，不计空气阻力。则下列说法正确的是（　　）

A．t2时刻达到最高点

B．t3时刻开始进入水面

C．t2～t3时间内加速度方向竖直向下

D．t1～t2与t2～t3时间内的平均速度相同

3．北京时间2021年10月16日0时23分，神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入空间站；并于2021年12月9日15点40分，2022年3月23日15点40分分别开通了两次“天宫课堂”，点燃了无数青少年的航天梦想。如图所示，设半径为的圆形轨道I为空间站运行轨道，半长轴为的椭圆道II为载人飞船运行轨道，两轨道相切于A点。已知万有引力常量为，地球半径为，地球的自转周期为。下列说法正确的是（　　）

A．载人飞船若要进入轨道I，需要在A点减速

B．航天员在空间站总是“飘来飘去”是因为其处于平衡状态

C．空间站在圆轨道I上运行的周期与载人飞船在椭圆轨道II上运行的周期之比为

D．根据题中信息，可求出地球的密度

4．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和4m的物块A、B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接并静置于木板上，A、B间的接触面和轻绳均始终与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面间的夹角θ缓慢增加至53°时，物块A、B刚好要滑动，已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。则μ的值为（　　）

A． B． C． D．

5．如图所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不能从b流向a。平行板电容器的A、B两极板间有一带电油滴，电荷量为q（q电荷量很小不会影响两板间电场的分布），带电油滴在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间电压，表示P点的电势，表示带电油滴在P点的电势能。若保持极板A不动，将极板B稍向下平移，则下列说法中正确的是（　　）

A．Q减小 B．U减小 C．减小 D．减小

二、多选题

6．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V，3W”的灯泡且工作时电阻保持不变，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻R1＝9Ω，输入端交变电压u的图像如图乙所示。开始时，开关S断开，接入电路的三只灯泡均正常发光。则下列说法中正确的是（　　）

A．定值电阻R2＝2Ω B．开关S断开时，电流表示数为3A

C．开关S闭合后，电压表示数增大 D．开关S闭合后，电流表示数增大

7．如图所示，DO是水平面，AB是斜面，滑块（可视为质点）从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小为v0。若已知该滑块与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（　　）

A．若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则恰好能滑到顶点A

B．若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则一定不能滑到顶点A

C．如果斜面改为AC，让滑块从A点由静止出发沿ACD下滑到D点的速度，大小一定为v0

D．如果斜面改为为圆弧轨道AEB，让滑块从A点由静止出发沿AEB滑动到D点的速度大小一定为v0

8．两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置，它们一部分在同一水平面内，另一部分组成与水平面夹角为的斜面。质量均为m，电阻均为R的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨的电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，当cd杆以速度v沿斜面导轨匀速下滑时，ab杆在与导轨平行的水平拉力F作用下，恰好处于静止状态。金属细杆ab、cd运动过程中均始终与导轨垂直并与两导轨接触良好，取重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．ab杆所受拉力F的大小为

B．回路中的电流为

C．回路中电流的总功率为

D．若撤去外力F，金属细杆ab始终在水平轨道上运动、cd始终在斜面轨道上运动，则最终稳定时ab、cd都做匀速直线运动

9．下列说法正确的是（　　）

A．物理性质表现为各向同性的物体可能是晶体

B．饱和蒸汽是指液体不再蒸发，蒸汽不再液化时的状态

C．液体表面层的分子势能比液体内部的分子势能大

D．一定质量的理想气体体积不变，温度升高时，内能一定增大

E．气体如果失去了容器的约束就会散开，原因是分子之间的斥力大于引力

10．下列说法中正确的是（　　）

A．光波在介质中传播的速度与光的频率有关

B．机械波在传播过程中，沿传播方向上，在不同介质中相同时间内传播的距离相同

C．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的

D．在同一个装置的实验中紫光的双缝干涉条纹间距大于红光双缝干涉条纹间距

E．交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应

三、实验题

11．为了测量木块与长木板间的动摩擦因数，某小组使用位移传感器设计如图甲所示

实验装置。

（1）位移传感器固定在倾斜角为的长木板上端，实验时将木块自O点由静止释放，计算机可以记录木块运动过程相对O点的位移x与对应的时刻t，描绘出位移x随　     　（填“t”、“”、“t2”或“”）变化的规律，乙如图乙所示。已知当地的重力加速度为g，不考虑空气阻力的影响。

（2）若图乙的斜率为k，则可求得木块沿长木板下滑过程中的加速度a = 　     　。

（3）木块与长木板间的动摩擦因数μ = 　                　（用k，g，表示）。

12．一实验小组想测量一节蓄电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：待测蓄电池，电流表G（量程为3mA，内阻为Rg＝100Ω），电阻箱R（最大阻值99.9Ω），定值电阻R1（阻值为900Ω），保护电阻R0（阻值为3.0Ω），开关S、导线若干。

（1）他们设计了如图甲、乙所示的两种电路，为保证在调节电阻箱R阻值的过程中，电流表G的示数变化范围比较大，应选择　     　（填“甲”或“乙”）电路进行实验。

（2）电路图中将定值电阻R1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为　     　V的电压表。

（3）闭合开关S，多次调节电阻箱R，记录电流表G的示数I和电阻箱对应的阻值R。
以为纵坐标，为横坐标，作图线如图丙所示（用直线拟合）。
根据丙图可求得电源电动势E＝　     　V，内阻r＝　     　Ω（结果均保留2位有效数字）。

四、解答题

13．如图所示，一质量m＝1kg的木板A静止在光滑水平面上，物块A的上表面光滑，左端固定一劲度系数k＝100N/m的水平轻质弹簧，右端用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使小物块B（可视为质点）以初速度v0＝2m/s从木板的右端向左滑动。已知弹簧弹性势能的表达式Ep＝kx2，其中k为劲度系数，x为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内。求：

（1）若小物块B的质量1kg时，细绳刚好被拉断，则细绳所能承受的最大拉力的大小；

（2）若细绳所能承受的最大拉力与第（1）问相同，当物块B的质量为8kg时，求细绳被拉断后小物块B的最大加速度的大小。

14．如图所示，竖直平面内建立平面直角坐标系，轴正方向竖直向上，轴正方向水平向右。在平面内第I、II象限有沿轴正方向的匀强电场，在第IV象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直平面向里的匀强磁场（磁感应强度和电场强度、大小均未知）。一质量为，电荷量为的带电液滴（可视为质点），从第II象限中坐标为（，）的点由静止释放后沿直线运动，且恰好经过坐标原点点进入第IV象限，并在第IV象限内做匀速圆周运动，偏转后第一次经过轴上的点进入第I象限，坐标为（，）。已知重力加速度为。求：

（1）第I、IV象限强电场场强和的大小；

（2）第IV象限内磁感应强度的大小；

（3）若液滴经过轴上的点后，还会再经过轴上坐标为（，）的点（图中未画出），求的所有可能值。

15．如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口a和b，a、b间距h＝10cm，a距缸底的高度为H＝30cm；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m＝2kg，面积S＝1×10-3m2，厚度可忽略不计；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0=1×105Pa，温度均为T0＝300K。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。（重力加速度g取10m/s2）

（1）活塞刚好到达b处时汽缸内气体的温度；

（2）若此过程中气体吸收的热量为20J，求密封气体内能的变化量。

16．如图所示，真空中某单色光的细光束以i＝60°从A点入射到直径为d的玻璃球表面，进入球内后在B点发生反射，然后从C点射出。已知从C点射出的光线恰好与A点的入射光线平行，真空中光速c。求：

（1）玻璃的折射率n；

（2）光束从B点到C点的传播时间t。

答案解析部分

1．【答案】B

【解析】【解答】A．发生光电效应时，入射光的频率越高，光子的能量就越大，光电子的最大初动能越大，A不符合题意；

B．卢瑟福依据α粒子散射实验中极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型，B符合题意；

C．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子。设核外电子的速率为v，轨道半径为r，根据牛顿第二定律有

所以电子的动能为

由上式可知电子的动能增大，C不符合题意；

D．原子核发生β衰变过程中所放出的电子来自原子核，是由中子转化质子时放出的，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】光电效应发生时，入射光的频率越高，光子的能量就越大，卢瑟福依据α粒子散射实验中极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型，利用 牛顿第二定律得出电子动能的变化情况。

2．【答案】D

【解析】【解答】A．由题意可知，0~t1时间内全红婵先离开跳台向上做匀减速运动，在t1时刻速度减为零，达到最高点，A不符合题意；

B．从全红婵起跳到恰好入水的过程中，其加速度始终为重力加速度不变，在入水瞬间，加速度将发生突变，即在t2时刻开始进入水面，B不符合题意；

C.0~t2时刻全红婵加速度方向竖直向下且图线斜率为正，t2~t3时刻图线斜率变为负值，所以加速度方向变为竖直向上，C不符合题意；

D．t1～t2与t2～t3时间内全红婵均做匀变速运动，且两段时间内初、末速度之和的二分之一相等，因此t1～t2与t2～t3时间内的平均速度相同，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据匀变速直线运动的图像得出金红禅的运动情况，v-t图像的斜率表示物体的加速度，结合平均速度的表达式得出两个时间段的平均速度的大小关系。

3．【答案】C

【解析】【解答】A．卫星从低轨道变轨到高轨道需要点火加速，故载人飞船若要进入轨道I，需要在点加速，A不符合题意；

B．航天员在空间站总是“飘来飘去”是因为地球对航天员的万有引力刚好提供航天员绕地球转动所需的向心力，航天员处于完全失重状态，B不符合题意；

C．根据开普勒第三定律可得

可得空间站在圆轨道I上运行的周期与载人飞船在椭圆轨道II上运行的周期之比为

C符合题意；

D．空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得

解得

由于不知道空间站的运行周期，求不出地球的质量，故根据题中信息，求不出地球的密度，D不符合题意；

故答案为：C。

【分析】卫星从低轨道变轨到高轨道需要点火加速，结合开普勒三定律得出空间站在圆轨道I上运行的周期与载人飞船在椭圆轨道II上运行的周期之比，空间站绕地球做匀速圆周运动时利用万有引力提供向心力得出地球质量的表达式，结合质量与密度的关系判断能否求出地球的密度。

4．【答案】A

【解析】【解答】由题意易知B将向下滑动，A将向上滑动，则A受到的滑动摩擦力沿A、B接触面向下，B受到A的滑动摩擦力沿A、B接触面向上，受到木板的滑动摩擦力沿斜面向上。设轻绳中拉力大小为T，根据平衡条件，对A有

对B有

联立以上两式解得

故答案为：A。

【分析】当物体运动的过程中对AB进行受力分析，利用共点力平衡得出μ的值。

5．【答案】D

【解析】【解答】保持极板A不动，将极板B稍向下平移，板间距离增大，根据电容的决定式

得知，电容减小；若电容器的电压不变时，则电容器所带电量将要减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不能流回电源，所以电容器的电量保持不变；由于电容减小，由电容的定义式

可知两极板间电压变大；根据

可得

可知板间电场场强不变，P点与B板间电势差

可知保持增大，根据

可知P点的电势增大，根据平衡条件可知带电油滴带负电，根据

可知电荷在P点电势能减小，ABC不符合题意，D符合题意；

故答案为：D。

【分析】根据电容的决定式以及定义式得出电压变化情况两极板间的电压变化情况，结合匀强电场电场强度的表达式以及电势能的表达式判断电势能的变化情况。

6．【答案】A,D

【解析】【解答】AB．每只灯泡的电流为

则次级电流I2=3IL=1A

初级电流

即电流表读数为，变压器初级电压

则次级电压

则电阻

A符合题意，B不符合题意；

CD．设次级电阻为R′，输入端电压有效值为U，则

联立可得

开关S闭合后，次级电阻R′减小，则次级电压U2减小，初级电压U1减小，初级电流I1变大，即电流表读数变大，电压表示数减小，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】根据电功率的表达式以及理想变压器原副线圈的匝数比与电流比的关系和电压比的关系、欧姆定律得出定值电阻的阻值。

7．【答案】B,C

【解析】【解答】C．如图

题中滑块（可视为质点）从A点由静止出发沿ABD滑动到D点，有

即有

可见与α无关，假设同样条件沿ACD，则有

即有

说明从A到D，其他条件不变情况下，与路径无关，C符合题意；

AB．若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，由功能关系可得

可得，若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则一定不能滑到顶点A，A不符合题意、B符合题意；

D．该让滑块从A点由静止出发沿AEB滑动到D点，沿DEA滑动，由于物体在圆弧轨道时，压力大于在斜面上的压力，所以摩擦力做的功更多，故该物体到D点速度要比v0小，D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】滑块的过程利用动能定理得出从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的过程中D点的速度；沿DBA滑动，由功能关系得出滑块能否滑到A点。

8．【答案】A,C

【解析】【解答】AB．当cd杆以速度v沿斜面导轨匀速下滑时，产生的感应电动势为根据欧姆定律可得回路中的电流为

ab杆所受拉力F的大小为

对于cd杆则有

联立可得

A符合题意，B不符合题意；

C．回路中电流的总功率为

C符合题意；

D．若最终稳定时ab做匀速直线运动，则有金属细杆ab受到的安培力为零，回路中的电流为零，金属细杆cd受到的安培力为零，金属细杆cd将做匀加速直线运动，所以最终稳定时金属细杆ab、cd不可能都做匀速直线运动，D不符合题意；

故答案为：AC。

【分析】当cd杆以速度v沿斜面导轨匀速下滑时，利用法拉第电磁感应定律以及欧姆定律和安培力的表达式得出安培力的表达式，结合共点力平衡得出拉力的表达式。利用热功率的表达式得出回路中电流的总功率。

9．【答案】A,C,D

【解析】【解答】A．物理性质表现为各向同性的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，A符合题意；

B．饱和蒸汽是指在相同时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，是一种动态平衡状态，B不符合题意；

C．液体表面层的分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，分子间作用力表现为引力；液体内部的分子间距离在r0左右，而分子间距离从r0开始增大时，分子力做负功，分子势能增大，所以液体表面层的分子势能比液体内部的分子势能大，C符合题意；

D．一定质量的理想气体体积不变，温度升高时，内能一定增大，D符合题意；

E．气体分子间的距离很大，相互作用力近似为零，气体如果没有容器的约束，气体分子散开原因是分子做杂乱无章的运动的结果，E不符合题意。

故答案为：ACD。

【分析】非晶体和多晶体在物理性质上表现为各向同性，理想气体体积不变，温度升高时，内能一定增大。

10．【答案】A,C,E

【解析】【解答】A．光波在介质中传播的速度与光的频率有关，频率越大，介质对光的折射率越大，光的传播速度越小，A符合题意；

B．机械波在传播过程中，沿传播方向上，在不同介质中的波速不同，所以相同时间内传播的距离不同，B不符合题意；

C．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹，这是由液膜前后两个面反射的光发生干涉形成的，即薄膜干涉，C符合题意；

D．紫光的波长比红光的波长短，根据可知，在同一个装置的实验中紫光的双缝干涉条纹间距小于红光双缝干涉条纹间距，D不符合题意；

E．交通警察用监视器测量汽车的速度时，向汽车发射频率已知的超声波，超声波被汽车反射后被仪器接收，测出反射波的频率变化，即可测算汽车速度，所以利用的是多普勒效应，E符合题意。

故答案为：ACE。

【分析】光波在介质中传播的速度与光的频率有关，频率越大，介质对光的折射率越大，雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由于薄膜干涉；交通警察用监视器测量汽车的速度是利用多普勒定律。

11．【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】【解答】（1）根据匀变速直线运动位移与时间的关系有

由图乙可知图线为一条倾斜的直线，则应描绘出位移x随t2变化的规律。

（2）由（1）问可知x—t2图线的斜率为，则可求得木块沿长木板下滑过程中的加速度a = 2k。

（3）对木块做受力分析，根据牛顿第二定律有a = gsinθ - μgcosθ

整理有

【分析】（1）根据匀变速直线运动的位移与时间的关系得出位移与时间平方的图像：
（2）根据位移与时间平方的关系式得出该图像的斜率，从而得出木板的加速度；
（3）对木块进行受力分析根据牛顿第二定律得出木块与长木板的动摩擦因数。

12．【答案】（1）甲

（2）3

（3）2.0；1.0

【解析】【解答】（1）用电流计G与定值电路R1串联可改装为伏特表；保护电阻R0用来保护电源，则应该紧挨电源连接，图乙中R0起不到保护电阻的作用，则应该选择的电路为甲；

（2）电路图中将定值电阻R1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成的电压表量程为

（3）由电路可知

解得

由图像可知

解得r′=4Ω

E=2V

则电源内阻r=r′-R0=1Ω

【分析】（1）根据 测量一节蓄电池的电动势和内阻 的实验原理选择电路图：
（2）根据电表的改装以及欧姆定律得出电压表的量程：
（3）利用闭合电路欧姆定律以及图像得出电源的内阻以及电动势。

13．【答案】（1）解：若小物块B的质量为m1=1kg，当小物块B的速度减为零时，弹簧压缩量最大，设为x1，根据能量守恒定律有①

解得②

弹簧压缩量最大时，对A的弹力最大，细绳达到能承受的最大拉力，即③

（2）解：若物块B的质量为m2=8kg，设细绳恰好拉断时物块B的速度大小为v1，根据机械能守恒定律有④

细绳被拉断后，木板A开始向左运动，且物块B继续挤压弹簧，当A和B达到共同速度v时，弹簧的压缩量达到最大值x2。根据动量守恒定律有⑤

此时弹簧的弹性势能为⑥联立④⑤⑥解得⑦

所以细绳被拉断后小物块B的最大加速度的大小为⑧

【解析】【分析】（1）物块B在运动的过程中根据能量守恒定律得出弹簧的形变量，利用胡克定律得出细绳所能承受的最大拉力：
（2） 物块B的质量为8kg时 ，利用机械能守恒定律以及动量守恒定律得出弹簧的弹性势能，利用牛顿第二定律得出小物块的最大加速度。

14．【答案】（1）解：油滴的运动轨迹如图所示

油滴由点静止释放后，做匀加速直线运动，且合力沿方向，则有

解得

由题意，液滴在第IV象限内做匀速圆周运动，条件为复合场中重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，则有

解得

（2）解：液滴在第IV象限内做匀速圆周运动的半径为，由几何关系可得

由洛伦兹力提供向心力可得

其中是液滴沿方向运动到点速度，根据动能定理可得

解得

联立以上式子可得

（3）解：液滴经过轴上的点后，在第I象限竖直方向做竖直上抛运动，且最高点与点等高，水平方向做匀加速直线运动，且初速度与过点时的水平分速度相同，运动轨迹如图所示

可知液滴每次经过轴进入第IV象限偏转后前进的距离都是，假设液滴从点沿方向运动到点所用时间为，在轴方向前进的距离满足

液滴从点进入第I象限的匀强电场中，水平方向根据初速度为的匀加速直线运动规律可得

由匀加速直线运动规律，可知液滴每次经过轴进入第I象限的匀强电场中偏转后前进的距离比上一次前进的距离多

即液滴从点之后每次在电场前进的距离为、、

以上分析可知，液滴经过点后，再经过轴由第I象限进入第IV象限时，坐标（，）应满足（，，）

即（，，）

液滴经过点后，再经过轴由第IV象限进入第I象限时，坐标（，）应满足（，，）

即（，，）

【解析】【分析】（1）粒子在电场中做匀加速直线运动，利用共点力平衡得出电场强度的表达式：
（2）根据几何关系以及洛伦兹力提供向心力和动能定理得出粒子在O点的速度和磁感应强度：
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，在电场中粒子做类平抛运动，从而得出 的所有可能值。

15．【答案】（1）解：设活塞刚好到达b处时汽缸内气体的温度为T1，根据平衡条件可知此时密封气体的压强为

从初始状态到活塞刚好到达b处的过程，根据理想气体状态方程可得

解得

（2）解：此过程气体对外做功为

根据热力学第一定律可知密封气体内能的变化量为

即内能增加8J

【解析】【分析】（1） 活塞刚好到达b处时 ，根据共点力平衡以及理想气体状态方程得出活塞刚好到达b处时汽缸内气体的温度；
（2）结合气体做功的表达式和热力学第一定律得出内能的增加量。

16．【答案】（1）解：由题意可得光路图如图

由几何关系知

所以折射角为

则由折射定律得，折射率为

（2）解：由

得光在玻璃球中的速度为

由几何关系知

所以光束从B点到C点的传播时间为

【解析】【分析】（1）根据几何关系以及折射定律得出该玻璃的折射率：
（2）根据光在介质中传播的速度和折射率的关系以及光的直线传播得出光束从B点到C点的传播时间t。