【物理】广东省茂名市2022届高三第一次综合测试（一模）（1月）（解析版）

2022年茂名市高三第一次综合考试

物理

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．

1. 如图所示是有中国“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置。它于2021年5月28日创造了新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离于体运行，向核能源应用迈出重要一步。已知该装置内发生的一种核反应为，则下列说法正确的是（　　）

A. X为正电子 B. X为中子

C. 此反应为核裂变反应 D. 比更稳定

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据电荷数和质量数守恒可得X的质量数为1，电荷数为零，故X为中子，故A错误，B正确；

C．此反应为核聚变反应，故C错误；

D．因为核聚变反应有质量亏损，故比更稳定，故D错误。

故选B。

2. 如图所示为某小城街道两旁的仿古路灯，灯笼悬挂在灯柱上，风沿水平方向由右向左吹来，且风力越来越大，下列说法正确的是（　　）

A. 灯柱对灯笼的作用力大于灯笼对灯柱的作用力

B. 灯柱对灯笼的作用力方向始终保持竖直向上

C. 灯柱对灯笼的作用力逐渐减小

D. 灯柱对灯笼的作用力逐渐增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由牛顿第三定律知灯柱对灯笼的作用力始终等于灯笼对灯柱的作用力，故A错误；

B．灯柱对灯笼的作用力方向开始沿竖直向上方向，风吹来后，灯柱对灯笼的作用力与重力和风力的合力等大反向，故不再保持竖直向上，故B错误；

CD．设风力为F，则灯柱对灯笼的作用力为

即随风力F越来越大，灯柱对灯笼的作用力逐渐增大，故C错误，D正确。

故选D。

3. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉成功发射，与天和核心舱进行自主快速交会对接，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富等三名航天员送入太空．对接前，神舟十三号和天和核心舱在各自的轨道上做匀速圆周运动，如图所示，忽略一切阻力影响，则下列说法正确的是（　　）

A. A是天和核心舱，B是神舟十三号 B. A的加速度比B的加速度大

C. A的运行速度大于第一宇宙速度 D. A的运行速度比B的运行速度小

【答案】B

【解析】

【详解】A．对接时，神舟十三号在低轨道合适位置加速做离心运动，到达天和核心舱所在轨道与之对接，则B是天和核心舱，A是神舟十三号，故A错误；

B．A和B绕地球做圆周运动

则

由图可知，A的轨道半径小于B的轨道半径，则A的加速度比B的加速度大，故B正确；

C．第一宇宙速度是卫星围绕地球做圆周运动的最大速度，则A的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；

D．A和B绕地球做圆周运动

则

由图可知，A的轨道半径小于B的轨道半径，A的运行速度比B的运行速度大，故D错误。

故选B。

4. 一避雷针发生尖端放电，在空间产生的电场如图所示，沿尖端取点，以连线为对称轴取点画一条水平线和一条圆弧线，点电荷只受电场力作用，以下说法正确的是（　　）

A. 点的电场强度相同

B. 某点电荷从d移到b过程加速度不断减小

C. 点电荷沿移动时电场力做的功与沿移动时一样大

D. 一条等势线，点电荷可沿该线做匀速圆周运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据对称性可知，点的电场强度大小相等，方向不同，故A错误；

B．由于d点场强小于b点场强，故某点电荷从d移到b过程加速度不断增大，故B错误；

C．静电力做功只与初末位置间电势差有关，与路径无关，则点电荷沿移动时电场力做的功与沿移动时一样大，故C正确；

D．电场线与等势面垂直，由图可知不是一条等势线，点电荷沿该线运动时，静电力要做功，不会做匀速圆周运动，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，两根相互平行放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流，a受到磁场力的大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2.则此时b受到的磁场力大小为(  )

A. F2 B. F1-F2 C. F1＋F2 D. 2F1-F2

【答案】A

【解析】

【详解】根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，所以没加磁场前，二者所受的力等大方向，加上磁场后，受到的安培力也是等大反向，所以两个导线所受到的力均是等大反向，所以b受到的磁场力大小变为a受到的磁场力大小，A对．

6. 2021年央视春节晚会采用了无人机表演，其中一架无人机在一段时间内沿竖直方向运动，通过传感器获得其速度与时间关系图如图所示，图中速度以竖直向上为正方向。已知无人机的质量为，重力加速度。下列说法正确的是（　　）

A. 时间内无人机上升，末开始下降

B. 末无人机上升到最高点

C. 时间内无人机所受合外力做功为

D. 时间内无人机处于失重状态

【答案】D

【解析】

【详解】AB．因为图像的纵轴表示速度，从图可以看出，0-3s内无人机一直上升，3s末到达最高点，故AB错误；

C．时间内无人机所受合外力做功等于该时间内动能的变化量，由图可得初速度为

末速度为零，故

故C错误；

D．因为图像的斜率为加速度，由图像知时间内无人机的加速度为负，即加速度向下，所以处于失重状态，故D正确。

故选D。

7. 大雾天气，司机以的速度在水平路面上向前行驶，突然发现汽车已开到一个丁字路口，前面处是一条小河，司机可采用紧急刹车或紧急转弯两种方法避险。已知车与地面之间的动摩擦因数为0.6，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列措施中正确的是（　　）

A. 紧急刹车 B. 紧急转弯

C. 两种都可以 D. 两种都不可以

【答案】A

【解析】

【详解】由题意紧急刹车得位移为

又由牛顿第二定律得

解得

故紧急刹车是安全的的，而紧急拐弯需要很大的向心力，容易发生侧翻是不安全的。

故选A。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求，全部选对得得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．

8. 无线充电技术已经逐渐应用于智能手机上，手机无线充电器的原理类似于理想变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，简化模型如图所示，已知发射、接收线圈匝数比，EF端输入电流，下列说法正确的是（　　）

A. 发射线圈的输入功率等于接收线圈的输出功率

B. 端输入的交变电流方向每秒变化50次

C. 接收线圈两端输出电流的有效值为

D. 接收线圈两端输出电流的有效值为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．理想变压器原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，故A正确；

B．由题意得

因为正弦式交流电每个周期内电流方向改变两次，故每秒变化100次，故B错误；

CD．由表达式得原线圈电流的有效值为

由于

所以接收线圈两端输出电流的有效值为

故C正确，D错误。

故选AC。

9. 在一次海上消防救援过程中，消防船启动了多个喷水口进行灭火。喷水口所处高度和口径都相同，出水轨迹如图甲所示。其中两支喷水枪喷出水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A. 水A在空中运动时间较长

B. 水A在最高点的速度较大

C. 水落到海面时A的速度比B的速度小

D. 相同时间内水枪对A做功比水枪对B做功多

【答案】BD

【解析】

【详解】A．因为两支喷水枪喷出水A、B轨迹在同一竖直面内且最高点高度相同，根据竖直上抛运动的对称性，可知水A、B在空中运动时间相等，故A错误；

B．因为水A、B最高点高度相同，所以他们下落时间相等，又因为A水平位移大，故水A在最高点的速度较大，故B正确；

C．因为水A、B最高点高度相同，从最高点到落到海面过程由动能定理知

所以水落到海面时的速度为

又因为A在最高点的速度较大，所以水落到海面时A的速度比B的速度大，故C错误；

D．因为不计空气阻力，所以水枪喷出水后水的机械能守恒，因为A在最高点的速度较大，A在最高点的动能较大，故相同时间内水枪对A做功比水枪对B做功多，故D正确。

故选BD。

10. 由不同材料导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形单匝闭合线圈，静止在光滑水平面上且与磁场左边界的距离相等，两线圈的质量相等，导线的横截面积甲是乙的2倍，甲的电阻率是乙的2倍。现同时对它们施加水平向右的恒力F，使它们由静止开始水平向右运动，一段时间后进入方向垂直于水平面的匀强磁场区域，磁场的左边界与线圈右边平行，如图所示。在线圈右边进入磁场后且左边进入磁场前，正确的是（　　）

A. 甲和乙都可能做加速运动

B. 甲和乙都可能做减速运动

C. 甲加速运动，乙减速运动

D. 甲、乙刚进入磁场时线圈中的电流相等

【答案】ABD

【解析】

【详解】对甲和乙由电阻定律得

所以两者电阻相等，又因为两线圈的质量相等，同时对它们施加水平向右的恒力F，使它们由静止开始水平向右运动，所以线圈右边进入磁场时两者速度相同，设边长为L，则进入磁场后

解得

即两者进入磁场时电流相等且所受安培力相同，但无法确定安培力和恒力F的大小关系，所以甲和乙都可能做加速运动、匀速运动、减速运动。

故选ABD。

三、非选择题：共54分，第11~14题为必考题．考生都必须作答，第15~16题为选考题，考生根据要求作答．

（一）必考题：共42分．

11. 小明同学利用如图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度。

（1）对于该实验，下列措施中对减小实验误差有利的是________．

A．精确测量出重物的质量        B．将电磁打点计时器换成电火花计时器

C．选用质量和密度较大的重物    D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些

（2）该同学实验时将打点计时器接到频率为的交流电源上，得到一条点迹清晰的纸带，打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个点未画出）。其中、，则打点计时器在打C点时重物的速度______，重力加速度_______。（结果均保留3位有效数字）

【答案】    ①. BC##CB    ②. 1.85    ③. 9.75

【解析】

【详解】（1）[1]A．本实验研究运动学规律，不需要测量重物的质量，故A不符合题意；

B．将电磁打点计时器换成电火花计时器，可以减小纸带所受阻力，有利于减小实验误差，故B符合题意；

C．选用质量和密度较大的重物，可以减小空气阻力对重物下落的影响，有利于减小实验误差，故C符合题意；

D．由于重物下落速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应将重物靠近打点计时器释放，故D不符合题意。

故选BC。

（2）[2]打点计时器在打C点时重物的速度为

[3]根据逐差法可得重力加速度为

12. 某同学为研究小灯泡功率随电压变化的关系，准备的器材有：

A．小灯泡L（额定电压）             B．电压表V（量程，内阻）

C．电流表A（量程，内阻约）    D．定值电阻

E．滑动变阻器                   F．电源E（电动势，内阻）    G．开关S，导线若干

（1）为了较完整地研究小灯泡功率随电压变化的关系，需要利用定值电阻对电压表进行改装．已知定值电阻有和两种规格，为了完成实验并减小误差，应选用________规格的电阻．（选填“”或“”）

（2）该同学设计好实验电路图后已经连好了部分导线，请用笔画线代替导线将实物图连线补充完整．________

（3）闭合开关S前，滑片应置于滑动变阻器最________（填“左”或“右”）端．移动滑片，当电压表示数为时，电流表的示数如图乙所示，电流值为_______A，此时灯泡消耗的功率______W（计算结果保留2位有效数字）．

【答案】    ①. 1kΩ    ②. 见解析图    ③. 左    ④. 0.20    ⑤. 0.30

【解析】

【详解】（1）[1]若将R0=1kΩ的定值电阻与电压表串联，可改装成量程为

的电压表即可；

（2）[2]因小灯泡的电阻较小，则采用电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路如图；

（3）[3]闭合开关S前，滑片应置于滑动变阻器最左端；

[4]移动滑片，当电压表示数为1V时，实际电压是1.5V电流表分度值为0.02A，示数为0.20A，此时灯泡消耗的功率

P=IU=0.30W

13. 电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用，如图所示，在坐标平面内，电子从x轴上的点垂直x轴射入第一象限。当第一象限只存在大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场时，电子从y轴正方向的P点射出（图中P点未标出），电子偏转的角度为；当第一象限只存在沿x轴正方向的匀强电场时，电子还是从P点射出。电子的比荷为，求：

（1）电子在磁场中运动的轨道半径和从x轴入射的速度；

（2）匀强电场的电场强度。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）电子在磁场中运动的轨迹如图

由几何关系可知，电子在磁场中运动轨道半径为

根据牛顿第二定律，有

解得

（2）电子在匀强电场中的运动轨迹如图

由几何关系可知

电子在匀强电场中运动时，有

联立方程，解得

14. 如图所示，物块A、B的质量分别为，A静止在水平面上，与左侧固定挡板的距离为。物块B向左运动，当B与A的距离为s时，B的速度为，经过与A相碰．A、B与地面的动摩擦因数分别为， 且A、B均可看作质点，所有碰撞时间极短且没有机械能损失，g取。求：

（1）物块B与A的距离s；

（2）当取何值时，物块A和B会发生第二次碰撞。

【答案】（1）8.5m；（2）

【解析】

【详解】（1）对物块B受力分析，由牛顿第二定律得

由运动学公式得

解得

（2）物块B与A碰前速度为

物块B与A碰后满足

解得

对A受力分析得

解得

此时可以看成A和B都做同方向的匀减速，开始相距距离为2l，则追上时满足

且此时共速

即

解得

（二）选考题，共12分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．

15. 盛有氧气的钢瓶，从的室内搬到的工地上，两状态下钢瓶内氧气分子热运动速率统计分布图像如图所示，则此过程中瓶内氧气的内能______（填“增大”、“不变”或“减小”），图中_____。

【答案】    ①. 减小    ②. -13℃

【解析】

【详解】[1]钢瓶温度降低，分子的平均动能减小，由于分子势能可以忽略不计，故瓶内氧气的内能减小；

[2]由图可知，t2对应的速率大的分子占比增大，说明t2对应的温度高，故t1对应温度为-13℃。

16. 如图所示，圆柱形汽缸甲和空心玻璃球乙之间用玻璃管连接，玻璃管的容积忽略不计，汽缸甲的顶部有活塞将一定质量的理想气体密封在甲、乙容器中，气体温度为，甲、乙的容积分别为、，活塞的横截面积大小为，厚度不计、质量为，已知外界大气压为，忽略一切摩擦。现将气体温度缓慢降至。求：

①缸内气体的压强；

②活塞缓慢向下移动的距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）将气体温度缓慢降至过程中，假设活塞未到甲气缸底，则整个过程属于等压变化，则

根据

解得

故活塞未到达气缸底部，即缸内气体的压强

（2）气缸内气体体积变化

根据

解得

17. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，如图中实线为时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。各质点振动周期大于为实线上的一质点，则质点P在时刻的速度方向为_______，这列波的传播速度为________。

【答案】    ①. 向下    ②. 14

【解析】

【详解】[1]由上下坡法，即上坡下、下坡上，此时P点处于上坡，则速度方向为向下。

[2]因为各质点振动周期大于0.5s，则0.5s内传播的距离为7m，所以波速为

18. 如图所示，由某种透明物质制成的直角三棱镜，，长为，且在外表面镀有水银，一束与面成角的光线从边的中点D射入棱镜，已知棱镜对该光的折射率，求光线从面射出棱镜的位置与C点的距离。

【答案】

【解析】

【详解】光路图如图

光线在D点发生折射时，由折射定律可知

可得

r=30°

由几何关系可知，光线在AB面的入射角等于30°，所以光线在AB面发生反射后，垂直AC面射出棱镜，射出点到C点的距离