2022届山西省高三下学期高考考前适应性测试（一模）理综物理试题(含答案)

这是一份2022届山西省高三下学期高考考前适应性测试（一模）理综物理试题(含答案)，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、在太空舱内可采用动力学方法测物体质量。其原理如下：先对质量为的标准物体施加一水平推力，测得其加速度为；然后将该标准物体与待测物体紧靠在一起，施加相同的水平推力，测得共同加速度为。若，则待测物体的质量为( )
A.1kgB.2kgC.3kgD.4kg
2、2021年10月16日0点23分，成功发射的神舟十三号载人飞船进入轨道Ⅰ运行。之后与在高度为400km的轨道Ⅱ上运行的“天和”核心舱成功对接（M点为对接点），航天员进入核心舱开始工作。已知地球半径为6400km，地球表面重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A.对接前，飞船在M点的加速度与“天和”核心舱在M点的加速度相等
B.对接前，飞船在N点与M点加速度的大小相等
C.进入核心舱后，质量为m的航天员对核心舱的压力为
D.核心舱内，三位航天员之间不存在相互作用的万有引力
3、如图所示，质量均为m的小球a、b可视为质点，两小球用轻质细线相连并悬挂于O点。现用一劲度系数为k的轻质弹簧对a球施加一拉力，使整个装置处于静止状态，若保持Oa与竖直方向的夹角不变，重力加速度为g，则弹簧形变量的最小值为( )
A.B.C.D.
4、描述氢光谱巴耳末谱线系的公式为：，式中，4，5…，。已知可见光的波长范围是，金属钠发生光电效应的极限波长为。下列说法正确的是( )
A.从能级跃迁到能级辐射出的光属于红外线
B.从能级跃迁到能级辐射出的光属于紫外线
C.从能级跃迁到能级辐射出的光照射钠时能发生光电效应
D.从能级跃迁到能级辐射出的光照射钠时能发生光电效应
5、如图所示，边长为l的等边三角形ABC处于竖直平面内，B、C顶点分别固定着等量异种点电荷和。光滑绝缘细杆OP过三角形顶点A平行于BC边竖直放置，杆上套有一带正电小环。现将小环从与B点等高的O点由静止释放，小环经过A点时速度大小为v，则（重力加速度为g）( )
A.经过A点时，小环加速度的值为g
B.经过两点时，小环的加速度相同
C.经过两点时，小环的机械能相等
D.经过P点时，小环速度的大小为
二、多选题
6、在O点处固定一力传感器，被测细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内做半径为r的圆周运动。某次小球通过轨道最低点时力传感器的示数为，经过半个圆周通过最高点时力传感器的示数恰好为零。已知运动过程中小球受到的空气阻力随小球速度的减小而减小，重力加速度为g，则( )
A.从最低点到最高点的过程中，小球克服空气阻力做的功为
B.从最低点到最高点的过程中，小球克服空气阻力做的功为
C.小球沿圆周轨道运动再次经过最低点时，力传感器的示数小于
D.小球沿圆周轨道运动再次经过最低点时，力传感器的示数大于
7、如图所示，水平线MN以上空间存在足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向水平。质量为m、电阻为R粗细均匀的单匝矩形线圈，，处于匀强磁场中，线圈平面与磁感线垂直。将线圈从距离MN为h处自由释放，线圈运动过程中ab边始终保持与MN平行，当线圈ab边通过MN时刚好开始做匀速运动。若以a为轴、在纸面内将线圈顺时针旋转90°后再自由释放，线圈运动过程中ad边也始终保持与MN平行。以下判断正确的是( )
A.线圈ad边到达MN时，仍然会开始做匀速运动
B.线圈cd边到达MN时速度的值大于bc边到达MN时速度的值
C.线圈两次穿越磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量相同
D.线圈两次穿越磁场的过程中，安培力对线圈冲量的大小相等
8、如图所示，放在水平地面的木块A上固定有竖直光滑细杆，小球套在光滑细杆上，B通过劲度系数为k的轻质弹簧与A拴接在一起，整个装置静置在水平地面上。将小球C从距离B高h处由静止释放，C与B发生碰撞后立刻锁定在一起运动。已知A连同细杆的质量为，的质量均为m，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.C与B碰撞后的瞬间，B的速度大小为
B.C与B碰撞过程中，损失的机械能为
C.C与B碰撞后，弹簧弹性势能的最大值大于
D.要使碰撞后A能离开地面，h至少为
9、在斯特林循环的图像中，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态和d后再回到状态a，整个过程由两个等温过程和两个等容过程组成，如图甲所示；状态c和状态d时气体分子热运动速率的统计分布如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.从状态a到状态b，气体的温度升高
B.从状态b到状态c，单位体积中的气体分子数增多
C.从状态c到状态d，气体对外放热
D.状态b时每个气体分子的动能都比状态a时的大
E.状态d对应的是图乙中的图线①
10、通过探头向人体发射一束超声波，遇到人体组织产生反射，经电子电路和计算机进行处理，便形成了“B超”图像。如图为显示屏检测到探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点P，Q是横坐标为处的质点。已知该超声波在人体内传播的速度，下列说法正确的是( )
A.该超声波的频率为
B.质点P开始振动的方向沿y轴正方向
C.时，质点P到达波谷
D.时，质点Q到达波谷
E.时间内，质点Q通过的路程为2mm
三、实验题
11、回力车，施压拖动后轮卷紧弹簧，放手后弹簧恢复，通过传动系统驱动小车前进。为探究弹簧卷紧后具有的弹性势能，某同学用图（a）所示的方式进行了实验。在长木板的左端垫上小木块，微调木板的倾斜程度以补偿阻力。拖动后轮卷紧弹簧，接通电源后释放小车，让小车沿木板开始运动，得到的纸带如图（b）所示。0~9是从某点开始选取的计数点，相邻两点间还有四个点未标出，其间距如图所示。已知打点计时器使用交流电的频率为50Hz，测得小车的质量为40.0g，完成下列填空：
（1）从图示时刻开始，在弹簧逐渐释放的过程中，小车做加速度______（填“不变”“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”）的加速直线运动；
（2）在打下______两个相邻计数点的过程中，弹簧恢复到初始状态；
（3）不考虑传动系统的阻力，可估算出弹簧卷紧时具有的弹性势能为______J。（保留2位有效数字）
12、从网上为手写笔购买了一节直径为8.0mm、高度仅28.0mm的小型充电电池，其上标有“LR61·400mAh”。为判断该电池容量（400mAh）是否达标，同时测量该电池的电动势E和内电阻r，实验小组设计了图（a）所示的电路。图中，充电器的输出电压恒定，V是量程为1.0V的理想电压表，为定值电阻（阻值10.0Ω），R为精密电阻箱（999.9Ω），进行了以下实验，完成步骤中的填空：
（1）将S掷于“2”，让LR61充分放电，然后将S置于“1”为电池进行恒流充电。若充电时电压表V的示数为1.00V，则充电电流________mA；
（2）为保证充电电流不变，在电池充电的过程中，应让电阻箱的值________（填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”）；
（3）每隔10min记录电压表V的示数U直到充电结束，作出图像如图（b）所示，可判断该电池的容量为________mAh。（结果保留到整数）
（4）将S掷于“2”，不断调整电阻箱，记下电阻箱的阻值R和电压表的相应示数U，算出的值，并作出图像如图（c）所示，则LR61充满电后的电动势________V，内电阻________Ω。（结果保留两位小数）
四、计算题
13、2022年2月2日，北京冬奥会冰壶比赛在“冰立方”拉开帷幕，其比赛场地如图所示。比赛中，甲队运动员在投掷线P处将冰壶A以一定的速度推出，冰壶在水平冰面上沿直线自由滑行，恰好停在营垒的中心O处。乙队运动员在投掷线P处将冰壶B以相同的速度推出，其队友在冰壶滑行一段距离后开始在其滑行前方摩擦冰面，直到B与A碰撞。碰撞后，A恰好被挤出营垒。已知A与B质量相等、材质相同，P与O距离为30m，营垒的半径为1.8m，冰壶与冰面间的动摩擦因数，摩擦冰面后，冰壶与冰面的动摩擦因数变为原来的90%。设冰壶之间的碰撞时间极短且无机械能损失，不计冰壶的大小，重力加速度。求：
（1）冰壶被推出时速度的大小；
（2）乙队运动员用毛刷擦冰面的长度是多少？
14、如图所示，以两竖直虚线为边界，中间区域Ⅰ内存在方向竖直向下的匀强电场，电场强度为E，两边界间距为d。N边界右侧区域Ⅱ中存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。M边界左侧区域Ⅲ内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。边界线M上的O点处有一离子源，水平向右发射同种正离子。已知初速度为的离子第一次回到边界M时恰好到达O点，电场及两磁场区域足够大，不考虑离子的重力和离子间的相互作用。
（1）求离子的比荷；
（2）初速度为的离子第二次回到边界M时也能恰好到达O点，求区域Ⅲ内磁场的磁感应强度大小。
15、负压救护车的核心是负压隔离舱，内部空间尺寸为2020mm×560mmx560mm（长、宽、高），它能为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病原体污染。初始时负压隔离舱内部温度为27℃，压强比大气压强低。若该地区的大气压强，负压隔离舱导热且容积保持不变，当环境温度变为15℃时：
（1）求负压隔离舱内密闭气体的压强；
（2）消毒后打开负压舱让外界空气进入，使舱内压强与外界相通，求进入的空气占舱内现有空气总量的百分比。
16、2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示，MN是通过球心O的一条直线，一单色细光束AB平行于MN从B点射入球体，出射光线CP与MN的交点P到球心O的距离是球半径R的倍，且与MN所成的角，求：
（1）水对此单色光的折射率；
（2）为不改变该光束的传播，气泡（球）的半径不得超过多少（不考虑R的变化）？
参考答案
1、答案：B
解析：当力作用于标准物体时，由牛顿第二定律有
当相同的力作用于连接体时，由牛顿第二定律有
可解得待测物体的质量为
故B正确，ACD错误。
故选B。
2、答案：A
解析：A.由牛顿第二定律可得
同样是在M点，到地心的距离r相同，故对接前，飞船在M点的加速度与“天和”核心舱在M点的加速度相等，A正确；
B.对接前，飞船在N点离地心的距离小于飞船在M点离地心的距离，故飞船在N点的加速度较大，B错误；
C.进入核心舱后，质量为m的航天员绕地球做匀速圆周运动，处于完全失重状态，对核心舱的压力为0，C错误；
D.核心舱内，三位航天员之间存在相互作用的万有引力，D错误。
故选A。
3、答案：C
解析：将小球a、b视为整体，当弹簧的弹力与Oa垂直时弹力有最小值，为
由胡克定律可得弹簧形变量的最小值为
故C正确，ABD错误。
故选C。
4、答案：D
解析：AC.根据巴耳末谱线系的公式
可知从能级跃迁到能级辐射出的光的波长
此波长在可见光的波长范围，不属于红外线。又此波长大于金属钠发生光电效应的极限波长，则频率小于金属钠发生光电效应的极限频率，不能发生光电效应，选项AC错误；
B.从能级跃迁到能级辐射出的光的波长
此波长在可见光的波长范围，选项B错误；
D.从能级跃迁到能级辐射出的光的波长
此波长小于金属钠发生光电效应的极限波长，则频率大于金属钠发生光电效应的极限频率，能发生光电效应，选项D正确。
故选D。
5、答案：B
解析：A.由等量异种点电荷的电场分布可知，其连线的垂直平分线上A点的场强方向竖直向下，因此带正电的小环在该点受到竖直向下的重力和电场力，因此小环加速度的值为大于g，A错误；
B.两点是关于A点的对称点，两点的场强大小相等，电场力在竖直向下的分量相等，所以经两点时，小环的加速度相同，B正确；
C.因小环从上向下运动时，电场力一直做正功，则机械能增加，所以经两点时，小环的机械能不相等，C错误；
D.小环从O点由静止释放到A点，再由A点到P点，电场力做功相等，由动能定理有
解得
D错误。
故选B。
6、答案：BD
解析：AB.设在最低点的速度为，在最高点的速度为，在最低点和最高点根据牛顿第二定律分别得
又
从最低点到最高点由动能定理得
联立解得
故B正确，A错误；
CD.设再一次到达最低点时速度为，假设摩擦力做功不变，从最高点到最低点根据动能定理得
在最低点，根据牛顿第二定律
可得
由于速度减小，所以摩擦力功小于，所以再一次到达最低点的速度大于，则拉力大于，故D正确，C错误。
故选BD。
7、答案：BC
解析：A.线圈从高为h处自由释放，ab边和dc边在磁场中均做切割磁感线运动，两边产生的感应电动势大小相等，在回路中方向相反，线圈中无感应电流，线圈只受重力作用，由自由落体运动公式，则有
当线圈ab边通过MN时，此时只有dc边在磁场中做切割磁感线运动，线圈中有感应电流，线圈受到安培力作用，方向竖直向上，线圈开始做匀速运动，则有
线圈顺时针旋转90°后再自由释放，ad边和cb边切割磁感线，线圈中无感应电流，线圈只在重力作用下运动，ad边穿越磁场MN时，则有
线圈中有感应电流，由左手定则可知，线圈受到向上的安培力作用，大小为
线圈做减速运动，A错误；
B.由以上分析可知，线圈cd边到达MN时速度的值大于bc边到达MN时速度的值，B正确；
C.线圈第一次穿越磁场中，则有
同理可得线圈第二次穿越磁场中
线圈两次穿越磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量相同，C正确；
D.由冲量的定义式可得
线圈两次穿越磁场的过程中，安培力对线圈冲量的大小不相等，D错误。
故选BC。
8、答案：BCD
解析：A.C与B碰撞前的瞬间的速度大小为
设C与B碰撞后的瞬间，BC整体的速度大小为，C与B碰撞过程动量守恒，有
解得
故A错误；
B.C与B碰撞过程中，损失的机械能为
故B正确；
C.设开始时弹簧具有的弹性势能为，C与B碰撞后，设BC整体下降时速度减为零，此时弹簧的弹性势能最大，对BC和弹簧组成的系统，根据机械能守恒定律有
故C正确；
D.弹簧弹力F与形变量x成正比例关系，且图像与坐标轴所围的面积表示弹力的功，根据功能关系可知形变量为x时的弹性势能为
则开始时弹簧具有的弹性势能为
若碰撞后A能恰好离开地面，此时弹簧具有的弹性势能为
从碰撞后到A恰好离开地面的过程中BC整体和弹簧组成的系统机械能守恒，则
解得
所以要使碰撞后A能离开地面，h至少为，故D正确。
故选BCD。
9、答案：ACE
解析：AD.从状态a到状态b体积不变，压强增大，根据理想气体状态方程
可知气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，但不一定每个气体分子的动能都增大，选项A正确，D错误；
B.从状态b到状态c，气体体积增大，单位体积中的气体分子数减少，选项B错误；
C.从状态c到状态d，体积不变，压强减小，根据理想气体状态方程
可知气体的温度降低，气体内能减少，而体积不变，做功为0，根据热力学第一定律
可知气体对外放热，选项C正确；
E.从状态c和状态d体积不变，压强减小，则温度降低，分子平均动能降低，速率较大的分子所占的百分比减少，分布曲线的峰值向速率小的方向移动，故状态d对应的是图乙中的图线①，选项E正确。
故选ACE。
10、答案：ACE
解析：A.由图可知，超声波的波长
则频率为
则周期
故A正确；
B.根据同侧法可知质点P开始振动的方向沿y轴负方向，故B错误；
C.时，即
结合B项可知质点P到达波谷，故C正确；
D.波从P点传到Q点所需的时间
可知时，质点Q在平衡位置，故D错误；
E.波传到Q后再经过时间
质点Q通过的路程为
故E正确。
故选ACE。
11、答案：（1）逐渐减小；（2）5、6；（3）
解析：（1）根据，可知道，相邻点的距离增大，但相邻段的差值越来越小，故加速度越来越小，做加速度逐渐减小的加速直线运动
（2）点6之后的相邻两点之间的距离一直是9.2cm，可知6点之后就已经是匀速运动，可知，在6点之前，即5、6点之间弹簧就已经恢复了，物体就在做匀速运动。
（3）最终的速度
故动能
在该过程中弹性势能转化为动能，故弹性势能为。
12、答案：（1）100
（2）逐渐减小
（3）433
（4）1.25；0.63
解析：（1）图中电压表为理想电压表，流过电压表电流为零，则充电电流为
（2）电池充电过程中，电池的电压逐渐增大，电路中除了电池外的其他部分电压减小，要保持电流不变在，则应让电阻箱的值逐渐减小；
（3）利用割补法结合可得用100mA电流充电时间为
则电池容量为
（4）根据闭合电路欧姆定律得
整理得
可得图像得斜率
纵轴截距
结合图像解得
13、答案：（1）；（2）18m
解析：（1）冰壶A以一定的速度推出，恰好停在营垒的中心O处，由动能定理可得
解得
（2）设冰壶B与冰壶A碰撞前的速度为，碰撞后的速度为，冰壶A碰撞后的速度为，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
即冰壶B与冰壶A碰撞后二者交换速度，因此可以将整个过程看成冰壶B一直沿直线PO运动到营垒区边缘，运动的总位移为
设乙队运动员用毛刷擦冰面的长度为L，根据动能定理有
其中
代入数据解得
14、答案：（1）；（2）
解析：（1）离子在区域Ⅰ中由O到A过程中，水平方向上以做匀速直线运动，有
竖直方向做匀加速直线运动，有
又
联立可得
设离子经过N边界时速度方向与N边界夹角为θ，离子运动到A点速度为
离子在区域Ⅱ中做匀速圆周运动，如图所示
有
解得
由几何关系可知
从C点到O点过程，由水平分运动知时间等于O到A时间，则有
又
联立，可得
（2）当初速度为时，从O点射出到进入区域Ⅱ中，竖直方向的分位移
水平方向，有
设离子经过N边界时速度方向与N边界夹角为，进入磁场时速度
可得
由
解得
从进入区域Ⅱ到射出区域Ⅱ，弦长
再次进入区域Ⅰ中，竖直分位移为
所以
在区域Ⅲ中的弦长
又
所以
由几何关系可知
解得
15、答案：（1）；（2）4%
解析：（1）以负压隔离舱内部气体为研究对象，初状态
末状态，密闭气体压强，根据理想气体状态方程
解得
（2）以打开后的负压舱内全部气体为研究对象初状态：原舱内部分气体
原大气中的气体，进入负压舱体积，末状态
根据理想气体状态方程
得
因为打开后负压舱气体与大气中气体状态相同，密度相同
16、答案：（1）；（2）
解析：(1)如图
由几何关系得
解得
则
由于半径相等，则两次折射中
又由于折射率相同，则
，
因此折射率为
(2)如图
为不改变该光束的传播，则光束最多和气泡相切，其半径为