2022届河南省洛阳市孟津县第一高级中学高三上学期9月综合训练物理试题（解析版）

2022届河南省洛阳市孟津县第一高级中学高三上学期9月综合训

物理

1.随着信息科技的发展，第五代移动通信技术5G尚未普及，各国已开始投入6G网络的研发。已知5G网络采用3 300 MHz~5 000 MHz频段的无线电波，6G采用100 GHz~10 THz频段的无线电波，该频率接近分子转动能级光谱，易被空气中水分子吸收，未来6G网络每秒传送的数据量是5G网络的10倍以上，下列说法正确的是(   )

A.6G信号和5G信号都是横波

B.在空气中6G信号比5G信号波长长

C.在空气中6G信号比5G信号需要的移动通信基站少

D.在空气中6G信号和5G信号的波长均比可见光短

2.如图所示，用一与水平面夹角为的可调的传送带传送货物到高处。在和两种情形下，传送质量均为m的货物，货物与传送带间的动摩擦因数为，当货物随传送带一起匀速运动时，下列说法正确的是(   )

A.时，传送带对货物的支持力大小为

B.时，传送带对货物的摩擦力大小为

C.两种情形下，货物受到的摩擦力大小之比

D.两种情形下，传送带对货物的作用力大小之比

3.“低头族”在社会安全中面临越来越多的潜在风险，若司机也属于低头一族，出事概率则会剧增。若高速公路（可视为平直公路）同一车道上两小车的车速均为108 km/h，车距为105 m，前车由于车辆问题而紧急刹车，而后方车辆的司机由于低头看手机，4 s后抬头才看到前车刹车，经过0.4 s的反应时间后也紧急刹车，假设两车刹车时的加速度大小均为，则下列说法正确的是(   )

A.两车不会相撞，两车间的最小距离为12 m B.两车会相撞，相撞时前车车速为6 m/s

C.两车会相撞，相撞时后车车速为18 m/s D.条件不足，不能判断两车是否相撞

4.如图甲为某型号电动平衡车，其体积小，操控新颖方便，深受年轻人的喜爱。当人站在平衡车上沿水平直轨道由静止开始运动时，其图像如图乙所示（除3~10 s时间段图线为曲线外，其余时间段图线均为直线）。已知人与平衡车质量之和为80 kg，3 s后功率恒为300 W，且整个骑行过程中所受到的阻力不变，结合图像的信息可知(   )

A.0~3 s时间内，牵引力做功490 J

B.3~10 s时间内，平衡车的平均速度大小是4.5 m/s

C.3~10 s时间内，平衡车克服摩擦力做功1 020 J

D.平衡车在第2 s末与第14 s末的功率之比为1:2

5.医用口罩的熔喷布经过驻极处理可增加静电吸附作用，其中一类吸附过程可作如图简化：经过驻极处理后某根绝缘纤维带有正电荷，其附近a点处的初速度平行于该段直纤维且带负电的颗粒被吸附到纤维上的b点，忽略其他电场影响，则(   )

A.颗粒做匀变速曲线运动 B.颗粒受到的电场力恒定

C.颗粒的电势能逐渐减小 D.a点的电势比b点的高

6.将一小球以初速度水平抛出，不计空气阻力，小球轨迹如图甲所示，按此轨迹制作一条光滑轨道，并将轨道固定在竖直面内，如图乙所示。现把质量为m的小球套在轨道上，使其从轨道顶点O由静止开始下滑，已知当地重力加速度为g，则沿该轨道下滑的小球(   )

A.做平抛运动

B.机械能不守恒

C.下滑高度h时，重力瞬时功率为

D.与图甲中的小球相比，下滑相同高度时，耗时较长

7.上海浦东新区金茂大厦的主楼有88层，若电梯以9 m/s的速度匀速向上运行，电梯轿厢的高度为3.2 m，某时刻电梯轿厢顶部的一枚小螺丝不慎脱落，g取，则(   )

A.螺丝落到电梯轿厢底部时间为2.1 s 

B.螺丝落到电梯轿厢底部时速度大小为1 m/s

C.螺丝是在下降阶段落到电梯轿厢底部的 

D.螺丝落到电梯轿厢底部的过程中位移为3.2 m

8.五只完全相同的圆柱形光滑空油桶按照如图所示的方式装在一辆货车上。其中处于车厢底的四只油桶相互紧贴，平整排列并被牢牢固定，油桶C摆放在桶之间，且与货车始终保持相对静止，则当货车向左加速运动时(   )

A.C受到的合支持力可能竖直向上 B.C对B的压力一定大于C的重力

C.A对C的支持力可能为零 D.C可能处于失重状态

9.如图所示，在点固定一点电荷，一电子以某一速度沿虚线从M运动至N的过程中，电场力做的功为5 eV，P为M、N连线的中点，若电子在运动中只受电场力作用，M、N、P三点的电势分别为，电子在M、N处的加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为，下列说法正确的是(   )

A. B.

C.  D.

10.空间有一半径为1 m的圆形区域处于匀强电场中，匀强电场方向平行于圆形区域所处的平面。圆形区域边界上有六个点等间距排列。电子从a点以初动能6 eV在平面内朝不同方向飞出，经过圆形边界不同位置时，具有不同的速度，经过b点时动能最大，为7 eV。电子重力不计，下列说法正确的是(   )

A.电场方向为，大小为

B.电子经过e点时动能最小，为3 eV

C.因为六个点等间距排列，任意相邻两点间的电势差大小都相等

D.经过O点的电子不能返回a点，经过f点的电子也不能返回a点

11.如图，水平面内有六个点，它们均匀分布在半径为R、圆心为O的同一圆周上。若水平面内存在一场强大小为E、方向沿的匀强电场，在圆心O处固定一电荷量为的负点电荷，其中k为静电力常量，则(   )

A.在六个点中，A点的场强最小 B.C点的场强大小为E，方向沿方向

C.F点的场强大小为E，方向沿方向 D.D点的场强大小为，方向沿方向

12.如图所示，水平面上O点左侧光滑，右侧粗糙且足够长，有6个质量均为m的完全相同的小滑块（均可视为质点）用轻细杆相连，相邻小滑块间的距离均为L，滑块1恰好位于O点，滑块2、3、…依次沿直线水平向左排开，现将水平恒力F作用于滑块1，经观察发现，第6个滑块刚好到达O点时，系统静止，已知重力加速度为g，滑块与O点右侧水平面间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是(   )

A.水平恒力大小为

B.滑块1进入而滑块2未进入水平面粗糙部分时，系统的加速度为

C.滑块3通过O点后到滑块4通过O点前，滑块3、4间轻杆上的作用力为0

D.滑块5通过O点后到滑块6通过O点前，滑块5、6间轻杆上的作用力大小为

13.某同学在研究性学习中，利用所学的知识设计了如下的实验：一轻弹簧一端固定于某一开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示，如果本实验所用刻度尺的零刻度线恰好与弹簧左端对齐，在弹簧右端安装一个指针指向刻度尺，该同学通过改变细线上所挂钩码（未画出）的个数来改变弹簧的长度，现将测量数据记录在图乙表中，现要求在图丙中作出图线，并利用测量数据及描绘出的图线，对弹簧的有关特性进行研究，重力加速度。

（1）根据题目要求在图丙中作出图线；

（2）该实验设计排除了________对实验的影响，由图象可得出的结论是________；

（3）弹簧的劲度系数为_________N/m，原长为_________cm。

14.两质量均为m的相同物块紧密相连，中间放有少量火药，在足够长水平地面上以初速度开始运动，物块与水平地面的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。当物块一起运动时间为时，火药爆炸将两物块炸开，有的化学能转化为两物块的动能，且爆炸后两物块均沿水平方向运动。爆炸时间极短。求：

（1）火药爆炸前瞬间两物块的速度大小；

（2）两物块炸开后均停止运动时两物块间的距离。

15.如图所示，MN、PQ为水平放置的足够长平行光滑导轨，导轨间距，导轨上放置两根垂直导轨的导体棒ab和cd，并与导轨接触良好，每根导体棒的质量，接入导轨间的部分电阻，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小，现对导体棒ab施加向右的的水平恒力，经过一段时间两导体棒达到恒定的速度差，若某时刻导体棒ab的速度为10 m/s，且两导体棒距离，此时撤去外力，最终两导体棒达到稳定状态，导轨电阻不计，试求：

（1）两导体棒达到恒定的速度差时，其加速度大小；

（2）撤去外力后回路中产生的热量；

（3）最终达到稳定状态时两导体棒间的距离。

答案以及解析

1.答案：A

解析：本题考查对电磁波的理解。6G信号和5G信号都是电磁波，都是横波，故A正确；在空气中6G信号比5G信号频率高，所以6G信号比5G信号波长短，故B错误；由于6G信号易被空气中水分子吸收，所以需要更多的基站实现信号的传递，故C错误；可见光的频率范围为，比6G信号和5G信号的频率都高，所以在空气中6G信号和5G信号的波长均比可见光长，故D错误。

2.答案：C

解析：本题考查受力分析。时，传送带对货物的支持力，A错误；货物随传送带一起匀速运动，传送带对货物的摩擦力等于货物重力沿传送带向下的分力，当时，传送带对货物的摩擦力，当时，传送带对货物的摩擦力，则有，B错误，C正确；货物匀速运动，传送带对货物的作用力等于货物的重力，则，D错误。

3.答案：C

解析：本题考查追及相遇问题。两车的初速度，结合运动学公式知前车从刹车到速度为0的位移，则从前车开始刹车到后车速度为0时后车的位移，所以两车会相撞，相撞时前车已经停止，与后车减速到速度为0的位置相距，根据减速到速度为零的运动可以视为初速度为零的反向加速运动可知，则相撞时后车的速度，解得，故C正确。

4.答案：C

解析：本题考查电动平衡车启动问题。最终匀速运动时，牵引力与阻力相等，有代入数据，可得，在0~3 s时间内，平衡车做匀加速运动，根据图像可知，根据牛顿第二定律，可得，在0～3 s时间内的位移，因此0~3 s时间内，牵引力做功，A错误；在3~10 s时间内，根据动能定理有，结合图像得，C正确；在3~10 s时间内，平衡车做加速度逐渐减小的加速运动，因此，B错误；平衡车在第2 s末的功率，因此，D错误。

5.答案：C

解析：本题考查静电场常识。带电的绝缘纤维产生的电场为非匀强电场，故颗粒受到的电场力为变力，做非匀变速曲线运动，故A、B错误；由于颗粒带负电，绝缘纤维带正电，因此电场力对颗粒做正功，颗粒的电势能减小，故C正确；由于绝缘纤维带正电，且b点距绝缘纤维更近，故b点电势高于a点电势，故D错误。

6.答案：D

解析：本题考查平抛运动、功率的问题。沿轨道下滑的小球除受重力外，还受轨道的支持力，则小球不会做平抛运动，故A错误；沿轨道下滑的小球除受重力外，还受轨道的支持力，但支持力不做功，只有重力做功，则小球的机械能守恒，故B错误；下滑高度h时，由机械能守恒得，得，此时小球的速度方向与竖直方向有一定的夹角，则重力的瞬时功率不为，故C错误；题图甲中的小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，沿轨道下滑的小球除受重力外，还受轨道的支持力，支持力有沿竖直向上的分力，使小球在竖直方向的加速度小于重力加速度，则下滑相同高度时，耗时较长，故D正确。

7.答案：B

解析：本题考查竖直上抛运动。螺丝脱离后做竖直上抛运动，电梯向上做匀速运动，两者位移差为电梯轿厢的高度，电梯做匀速运动的速度，设螺丝落到电梯轿厢底部的时间为t，则有，得，A错误；螺丝落到电梯轿厢底部时速度，螺丝是在上升阶段落到轿厢底部的，B正确，C错误；螺丝落到电梯轿厢底部过程的位移，D错误。

8.答案：C

解析：对C进行受力分析可知，C可以受到重力、A和B的支持力这三个力的作用。当货车静止不动时，对C的支持力的合力一定与C的重力等大反向，故此时C受到的支持力一定竖直向上，当货车向左加速运动时，由牛顿第二定律可知，对C的支持力的合力方向一定斜向左上方，选项A错误；设货车向左运动的加速度大小为对C的支持力大小为对C的支持力大小为，单个油桶质量为m，对C受力分析，沿水平和竖直方向分解有，，两式联立可解得，由于a的大小未知，故不一定大于C的重力，选项B错误；由牛顿第二定律可知，当A对C的支持力为零时，有，解得此时货车向左的加速度，选项C正确；由于C在竖直方向上没有加速度，由超重和失重规律可知，油桶C既不超重也不失重，选项D错误。

9.答案：BD

解析：由做曲线运动的物体所受的合外力指向轨迹的内侧可知，电子受到的电场力指向O点，说明O点固定的点电荷带正电，，所以，离场源电荷越近，电势变化越快，所以、、，A错误；根据动能定理可知，，离场源电荷越近，电场强度越大，，由牛顿第二定律得，由电场力做功与电势能变化的关系可知，故C错误，B、D正确。

10.答案：B

解析：电子经过b处时动能最大，则圆环上b点电势最高，过b点的等势面与圆形边界相切，可知场强方向为，电子由a到b由动能定理得，得，a、b连线与的夹角为，，得，A错误。圆形边界上的各点，e点电势最低，电子经过e点时动能最小，电子由a到e由动能定理可得，B正确。六个点等间距排列，但相邻点的连线沿电场线方向的投影长度不同，相邻两点间的电势差大小不同，C错误。与（电场方向）有夹角，电子从a运动到O，说明电子在匀强电场中做曲线运动，不可能回到a点，与（电场方向）平行，电子从a运动到f（沿电场方向），说明电子做匀减速直线运动，则电子能回到a点，D错误。

11.答案：B

解析：圆心处的点电荷在圆周上产生的场强大小为点的场强最大，为，方向沿方向，A错误；由几何知识可知C点的场强大小为，方向沿方向，F点的场强大小为，方向沿方向，D点的场强大小为，场强最小，B正确，CD错误。

12.答案：C

解析：从滑块1开始运动到滑块6运动到O点的过程，有，解得，A错误；滑块1进入而滑块2未进入水平面粗糙部分时，对整体有，解得，B错误；滑块3通过O点后到滑块4通过O点前，系统受到的总摩擦力为，拉力和摩擦力平衡，因此系统匀速运动，研究滑块4、5、6可知，轻杆对滑块4的作用力为0，C正确；滑块5通过O点后到滑块6通过O点前，对系统受力分析有，对滑块6有，解得，即轻杆对6有向左的作用力，大小为，D错误。

13.答案：（1）图线如图所示

（2）弹簧自身重力;在弹性限度内弹力与弹簧的伸长量成正比

（3）100;15

解析：（1）根据实验数据在坐标系中描点连线如图所示；（2）把弹簧竖直悬挂进行实验时，由于弹簧自身的重力往往使弹簧长度的测量存在误差，本实验把弹簧水平放置进行实验，排除了弹簧自身重力对实验的影响，根据图象结合数学知识可知，图线与横轴的交点的横坐标表示弹簧的原长，由图线可建立与的函数关系，图线的斜率为，说明在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；（3）根据胡克定律有，说明弹簧的劲度系数大小等于图线的斜率，故，弹簧原长。

14.答案：（1）对于两物块根据牛顿第二定律得

根据匀变速运动的规律有

（2）火药爆炸后，两物块均沿水平方向运动，设炸后瞬间物块速度分别为和，根据动量守恒定律有

根据能量守恒定律有

解得，向左运动；，向右运动（另一组解与题意不符，舍去）

火药爆炸后物块A向右运动的距离

火药爆炸后物块B向左运动的距离

两物块炸开后均停止运动时两物块间的距离

15.答案：(1)

(2)12.5 J

(3)7 m

解析：本题考查安培力与运动学综合问题。

（1）对两导体棒进行状态分析，ab棒做加速度减小、速度增大的变加速运动，cd棒做加速度增大、速度增大的变加速运动，最终两导体棒达到相同加速度，有恒定的速度差。

由牛顿第二定律可知，对ab棒有

对cd棒有

得

（2）当ab棒的速度，设此时cd棒的速度为，

对cd棒由牛顿第二定律有

得

撤去外力后，两棒在安培力作用下最终达到共同速度v，

由动量守恒定律可知

得

此过程回路产生的热量

得

（3）设达到稳定状态时两导体棒间的距离为x，对ab棒由动量定理有

此过程中通过回路的电荷量

联立两式得