2022届山西省吕梁市高三下学期二模理综物理试题(含答案)

这是一份2022届山西省吕梁市高三下学期二模理综物理试题(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题，填空题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、2021年5月28日，国家重大科技基础设施EAST人造太阳核聚变实验装置取得重大突破，实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行，再次创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录。“人造太阳”核反应的方程，下列说法正确的是( )
A.核反应方程中的X为质子
B.该反应需要吸收能量
C.的比结合能大于的比结合能
D.的平均核子质量大于的平均核子质量
2、将有效值为220V，频率为50Hz的正弦交流电通过一信号发生设备后，其电压随时间变化的规律如图所示，其有效值与原交流电有效值的比值为( )
A.B.C.D.
3、在北京2022年冬季奥运会即将开幕之际，“吉林一号”卫星从太空传回了北京冬奥会、平昌冬奥会等历届冬奥会场馆影像。从卫星影像中可以看到，每个场馆都饱含了奥林匹克竞技精神和独具一格的城市风韵。已知“吉林一号”卫星星座中某颗卫星运行在太阳同步轨道上，每天绕地球转16圈，若地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则关于该卫星，下列说法正确的是( )
A.该卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度
B.该卫星的线速度小于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度
C.该卫星每绕地球一周，地球自转22.5°
D.该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径之比为1:4
4、半圆形光滑绝缘细杆固定在竖直面内，O为圆心。可视为质点的甲、乙两个带电小球穿在细杆上，其静止时的位置如图所示，甲、乙两球的质量分别为、，则等于( )
A.B.C.D.
5、利用磁场可以对带电粒子的运动进行控制，如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，P点为纸面内一离子源，可以沿纸面向各方向发射速度大小相同的同种正离子。同一纸面内距P点为5r的Q点处有一以Q点为圆心、半径为r的圆形挡板。已知正离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为3r，离子打到挡板上时被挡板吸收。则挡板上被离子打中的长度与挡板总长度的比值为( )
A.B.C.D.
6、2022年2月12日，在速度滑冰男子500米决赛上，高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置，如图甲所示，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练，已知弯道半径为25m，人体弹射装置可以使运动员在4.5s内由静止达到入弯速度18m/s，入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示，运动员质量为50kg，重力加速度，忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦，下列说法正确的是( )
A.运动员匀加速运动的距离为81m
B.匀加速过程中，绳子的平均弹力为100N
C.运动员入弯时的向心力为648N
D.入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°
二、多选题
7、如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1kg，斜劈与木板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度，现对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是( )
A.若，当时，木板相对斜劈向右滑动
B.若，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C.若，当时，小球对斜劈的压力为0
D.若，当时，细绳对小球的拉力为
8、如图所示，带电量为Q的小球A固定在倾角为的绝缘光滑的固定斜面底部，在斜面上距A球为l的P点放置一质量为m的带电小球B，小球B恰好处于静止状态，若将另一质量也为m的不带电小球C紧贴着小球B由静止释放，两小球一起运动到M点时速度为v；若将小球C从距P点为d处的N点由静止释放，小球C运动到P点时与小球B粘在一起。已知各小球均可视为质点，重力加速度为g，静电力常量为k，运动过程中小球A、B的电量不变，下列说法正确的是( )
A.小球B的带电量为
B.小球C从N点运动到P点与小球B碰前瞬间的速度为
C.小球C从N点运动到M点时的速度为
D.小球C从N点运动到M点时的速度为
三、实验题
9、某同学用如图甲所示的装置验证小球在竖直平面内做圆周运动的过程中机械能守恒，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，在小球球心经过的最高点和最低点处分别固定一光电门（图中未画出且光电门不影响小球的运动），测出小球通过最高点和最低点处光电门的时间分别为、，用毫米刻度尺测出绳长为l，用游标卡尺测出小球直径d如图乙所示，已知当地重力加速度为g。
（1）小球的直径_______cm；
（2）请写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式________（用题目所给的字母表示）；
（3）若实验过程中发现小球由最低点到最高点的过程中通过数据计算出的重力势能增加量总是小于动能的减少量，可能的原因是___________。
10、某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究一小灯泡（4V，0.45W）的伏安特性，要求多次测量尽可能减小实验误差，备有下列器材∶
A.直流电源（6V，内阻不计）
B.电流表（量程，内阻等于0.5Ω）
C.电流表（量程，内阻等于25Ω）
D.电压表（量程，内阻等于15kΩ）
E.电压表（量程，内阻等于3kΩ）
F.滑动变阻器（，5A）
G.滑动变阻器（，1A）
H.定值电阻（阻值25Ω）
I.定值电阻（阻值1kΩ）
J.开关与导线若干
（1）实验中电压表应选_______，电流表应选________，滑动变阻器应选_______（均填写器材前面的序号）；
（2）请在虚线框内画出实验电路图_________；
（3）该小组通过实验描出了电流表示数与电压表示数的关系如图甲所示；
（4）该小组将实验用小灯泡、阻值为50Ω的定值电阻和内阻不计、电动势为4V的电源连成图乙电路，此时小灯泡的功率为_________W（保留2位有效数字）。
四、计算题
11、2021年9月29日万里黄河第一隧道“济南黄河济泺路隧道”建成通车，隧道全长。某次通车前实验时一辆小型汽车在距隧道口一定距离处由静止开始做匀加速直线运动，当汽车速度达到某速度后（未超过隧道限定速度）开始匀速运动。某坐在副驾驶位的乘客从汽车刚进入隧道口时开始计时，发现汽车匀加速直线运动过程中经过距隧道入口50m和紧接着100m的两段路程用时相等，忽略汽车的长度。
（1）求汽车开始运动的位置距隧道入口的距离；
（2）若汽车从（1）问中开始运动的位置以的加速度由静止开始匀加速直线运动，速度达到90km/h后保持匀速运动，求汽车从开始运动到刚穿出隧道所用的时间。
12、如图所示，间距为d的光滑平行金属导轨ABC—DEF由相同圆弧形导轨AB、DE和水平导轨BC、EF在B、E处平滑拼接而成，其中水平导轨BC、EF在同一水平面内，处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且B、E的连线与导轨BC、EF垂直，导体棒Q静置于水平导轨上。圆弧形导轨AB、DE的圆心分别为O、，半径均为r，垂直于导轨所在水平面的半径OB、分别与半径OG、的夹角均为。现将导体棒P从圆弧形导轨上GH处由静止释放。已知导体棒PQ的长度均为d、质量均为m、电阻均为R，两导体棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，BC、EF段足够长，重力加速度为g，不计导轨电阻及空气阻力。
（1）求导体棒P运动到圆弧形导轨BE处时对B点压力的大小；
（2）求导体棒P在水平导轨上运动的过程中，当速度为其到达BE处速度的时，导体棒P的加速度大小；
（3）当导体棒P在水平轨道上达到最小速度时，在GH处由静止释放一根与P完全相同的导体棒M，求从释放导体棒P到导体棒M达到最小速度的过程中，通过导体棒Q的电量。
13、如图所示，开口向下竖直放置的汽缸内部光滑。横截面积为S，其侧壁和底部均导热良好，内有A、B两个导热活塞将缸内空间分为三部分，上部为真空，中间和下部分别密封着理想气体Ⅰ、Ⅱ，已知重力加速度为g。两活塞A、B的质量均为m，环境温度为。平衡时三部分空间的高度均为h，忽略密封气体的质量。若环境温度缓慢升高，当活塞A刚上升到汽缸顶部时，求∶
（1）此时理想气体Ⅱ的压强；
（2）此时环境的温度T。
14、某同学到公园游玩，发现水池的水面下方有一水平放置的圆盘状光源，截面如图所示。光源发出的单色光照亮了水面上的一部分区域，已知光源的直径为d，距水面的距离也为d，水对点光源发出的光的折射率为，当θ较小时，。求∶
（i）该同学在水面正上方看到的光源距水面的深度；
（ii）水面上被光源照亮区域的面积。
五、填空题
15、一定质量的理想气体从状态a开始，经历状态b、c、d、e回到状态a。该过程气体变化的图象如图所示。图中ab、de与p轴平行，cd与V轴平行。bc的延长线过坐标原点O。该气体由状态a到状态b。气体_______（选填“放出"或“吸收"）热量。气体从状态a回到状态a的过程中气体与外界发生热交换的热量为__________J。
16、在x轴上有两个波源，分别位于和处，振幅均为，由它们产生的两列简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。如图所示为时刻两列波的波形图，此刻平衡位置处于和处的M、N两质点刚开始振动，经0.1s后处的P点开始振动，则P点振动________（选填“加强”或“减弱”），时间内，质点P运动的路程为_________cm。
参考答案
1、答案：C
解析：A.根据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，即X为中子。故A错误；
B.核聚变放出能量，的比结合能大于的比结合能。故B错误；C正确；
D.由爱因斯坦的质能方程可知，该核反应有质量亏损，所以的平均核子质量小于的平均核子质量。故D错误。
故选C。
2、答案：A
解析：对图中交流电，根据有效值的定义
解得
则其有效值与原交流电有效值的比值为
故选A。
3、答案：C
解析：A.根据，可知，r越大，a越小，故该卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度，选项A错误；
B.根据，可知，r越大，v越小，故地球同步卫星的线速度小于该卫星的线速度，而地球同步卫星的线速度大于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度，故该卫星的线速度大于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度，选项B错误；
C.该卫星每绕地球一周，需要的时间，该时间内地球自转的角度，选项C正确；
D.根据开普勒第三定律，解得该卫星与地球同步卫星的轨道半径之比为1:6.35，选项D错误。
故选C。
4、答案：B
解析：ABCD.假设甲乙两球之间的静电力为F，对甲乙受力分析结合数学正弦定理有
，
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
5、答案：B
解析：因为
故当粒子向上射出时，恰好可以打在挡板的最右端。当粒子轨迹与挡板在左下方相切时为另一临界点，如图
根据几何关系可知
则挡板上被离子打中的长度与挡板总长度的比值为
故选B。
6、答案：C
解析：A.运动员匀加速运动的距离为
故A错误；
B.匀加速过程中，加速度大小为
由牛顿第二定律，绳子的平均弹力为
故B错误；
C.运动员入弯时的向心力为
故C正确；
D.设入弯时冰刀与水平冰面的夹角θ，则有
可得
故D错误。
故选C。
7、答案：BCD
解析：A.若，当时，假设板、斜劈、球三者相对静止，则对板、斜劈、球构成的系统，有
解得
对斜劈和球构成的系统，若斜劈与板之间的摩擦力达到最大静摩擦力，有
得
可知此时木板相对于斜劈静止，所以A错误；
B.若，假设斜劈与球保持相对静止，则对斜劈与球构成的系统，最大加速度为
当球刚好要离开斜劈时，受到重力和绳子拉力作用，有
得
可知此情况下不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止，所以B正确；
C.若，假设板、球和斜劈相对静止，则球和斜劈构成的系统能够获得的最大加速的为
此时对板、球和斜劈构成的系统，有
当时，板、球和斜劈相对静止，有
可知此时球刚好要离开斜劈，所以C正确；
D.若，当时，球离开斜劈，在重力和绳子拉力作用下与斜劈保持相对静止，此时球和斜劈的加速度均为，对球分析，有
所以D正确。
故选BCD。
8、答案：AD
解析：A.小球B静止时有
解得
A正确；
B.设小球C到达P点时的速度为，小球C从N点运动到P点与小球B碰前由动能定理得
解得
B错误；
CD.设PM之间的距离为小球C运动到P点与小球B粘在一起的速度为小球C运动到P点后与小球B粘在一起到运动至M点的速度为，在小球C紧贴着小球B由静止释放至运动到M点的过程中，由动能定理得
小球C与小球B碰撞过程中动量守恒
小球C运动到P点后与小球B粘在一起到运动至M点的过程中，由动能定理得
解得
C错误，D正确；
故选AD。
9、答案：（1）0.575（2）（3）小球在运动过程中存在空气阻力
解析：（1）由图读出小球的直径
（2）从最低点运动到最高点的过程中，若机械能守恒，则动能减小量应等于重力势能增加量，故
其中，速度可表示为
整理得
（3）若重力势能增加量总是小于动能的减少量，可能是因为小球在运动过程中存在空气阻力，阻力做负功，导致机械能减少。
10、答案：（1）E；C；F
（2）
（4）0.067（0.065~0.069之间均正确）
解析：（1）根据小灯泡的额定电压（4V）和功率（0.45W）可计算其额定电流为112.5mA，可知电压表需要选择V（量程，内阻等于3kΩ），并将其改装为量程大于4V的电压表。电流表需选择A（量程内阻等于25Ω），并将其改装为量程大于112.5mA的电流表，由于要研究伏安特性，故需选用分压电路，滑动变阻器应选择R（，5A），所以电压表应选E，电流表应选C，滑动变阻器应选F；
（2）结合（1）问分析，电路设计如图所示
（4）由于作出的图象为电压表和电流表的示数关系图，结合（2）问中设计的电路图，根据欧姆定律可知若电压表读数为U，电流表读数为I，则小灯泡两端电压为，流经小灯泡的电流为2I，由闭合电路欧姆定律得
结合图甲中数据整理可得
作出关系如图所示
两图线的交流为（28mA，0.9V），小灯泡的功率
11、答案：（1）6.25m（2）195.65s
解析：（1）汽车匀变速直线运动，设经过隧道入口与紧邻的相等的时间间隔为t，则根据
可得
则经过隧道入口50m时，速度大小为
汽车由开始运动到经过隧道入口50m时，有
故
联立以上式子得
故汽车开始起动到隧道口的距离为
（2）依题意知
速度达到25m/s时，由
代入数据求得
用时
故匀速运动的距离
匀速运动时
可得
故从开始运动到穿出隧道用时
12、答案：（1）mg（2）（3）
解析：（1）导体棒P下滑过程中机械能守恒
解得
由牛顿第一定律
牛顿第三定律
解得
（2）导体棒P经过BE后，导体棒P做减速运动，导体棒Q做加速运动，由动量守恒得
由题可知
回路中的电动势
回路中的电流
导体棒P受到的安培力
解得导体棒P的加速度
（3）导体棒P在水平轨道上达到最小速度时与导体棒Q速度相同，由动量守恒定律得
解得
导体棒M运动到水平导轨上后，导体棒M、P、Q组成的系统动量守恒
解得
导体棒Q速度由0增大到的过程中，根据动量定理得
解得
导体棒Q速度由增大到的过程中，根据动量定理得
解得
通过导体棒Q的电量
13、答案：（1）（2）
解析：（1）活塞A上部为真空，气体Ⅰ的压强
气体Ⅱ的压强
（2）升温过程中两部分气体均做等压变化，设末态Ⅰ气体的气柱长度为x，则Ⅱ气体的气柱长度为，由盖-吕萨克定律
气体Ⅰ
气体Ⅱ
解得
14、答案：（i）（ii）
解析：（i）在水面正上方观察时，光路如图所示
α和β均很小，根据几何关系，有
水对光源发出的光的折射率满足
故在水面正上方看到的光源距水面的深度
（ii）当光源发出的光在水面恰好发生全反射，光路如图所示
临界角满足
由几何关系，可知
水面上被光源照亮区域为一圆形，其半径为
可得此圆面积
15、答案：放出；800
解析：气体由状态a到状态b，体积不变，不对外界做功，，另外气体压强减小，根据查理定律可知，气体温度降低，因此气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；
气体从状态a回到状态a的过程内能不变，即，由热力学第一定律以及图象的面积可得
16、答案：加强；24
解析：两机械波传到P点时均使该点向下振动，故该点为加强点。
其振幅为
由题意知两机械波的波速大小相同
波长均为
两列波的周期
时间内，质点P点振动的时间为
质点P运动的路程为