2022届吉林省长春高三二模物理试卷及答案

 2022届吉林省长春高三二模物理试卷及答案

一、单选题

1．1986年，切尔诺贝利核电站由于操作员失误及压力管式石墨慢化沸水反应堆的设计缺陷导致核泄漏及爆炸事故，造成31人当场死亡，上万人由于放射性物质的远期影响而致命或患病。在被辐射污染的地区里，有些食品被碘131污染而使人患病。已知碘131的衰变方程为，半衰期为8天。下 列说法正确的是（     ）

A．核反应堆利用石墨吸收中子，从而控制核反应的速度

B．碘131发生的衰变是β衰变

C．核反应堆中发生链式反应的核反应方程是

D．100 个碘131原子核经过16天后还有25个未衰变

2．如图所示，质量为m的手机静置在支架斜面上，斜面与水平面的夹角为，手机与接触面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。下列说法正确的是（     ）

A．支架对手机的作用力方向垂直于斜面向上，大小为

B．支架斜面对手机的摩擦力大小为，方向沿斜面向上

C．手持支架向上做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机受到的支持力比静止时受到的支持力小

D．手持支架向右做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机可能不受摩擦力

3．如图所示，空间存在着竖直向下的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子以水平方向的初速度v0由O点射入，刚好通过竖直平面内的P点，已知连.线OP与初速度方向的夹角为45°，不计粒子的重力，则O、P两点间的电势差UOP为（     ）

A． B． C． D．

4．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象， 天文学上将其称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示（天文学上常用地球公转半径作为长度单位，用符号AU表示），根据题中信息，试判断哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最长（     ）

A．火星 B．木星 C．天王星 D．海王星

5．坐标原点O处有一粒子源，沿xOy平面向第一象限的各个方向以相同速率发射带正电的同种粒子。有人设计了一个磁场区域，区域内存在着方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场，使上述所有粒子从该区域的边界射出时均能沿y轴负方向运动。不计粒子的重力和粒子间相互作用，则该匀强磁场区域面积最小时对应的形状为（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题

6．一辆汽车以速度v0匀速行驶，司机观察到前方人行横道有行人要通过，于是立即刹车。从刹车到停止，汽车正好经过了24块规格相同的路边石，汽车刹车过程可视为匀减速直线运动。下列说法正确的是（     ）

A．汽车经过第1块路边石末端时的速度大小为

B．汽车经过第18块路边石末端时的速度大小为

C．汽车经过前12块路边石与后12块路边石的时间比为

D．汽车经过前18块路边石与后6块路边石的时间比为1:1

7．如图所示，在匀强电场中有边长为5 cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为=2V、=4V、=6V，，下列说法正确的是（　　）

A．O点电势为4 V

B．匀强电场的场强大小为80 V/m，方向由A指向C

C．将电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eV

D．在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势最低

8．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为8Ω、1Ω和3Ω，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。当开关S闭合和断开时，变压器输出的功率相等。下列说法正确的是（     ）

A．开关S闭合和断开时，变压器原线圈两端电压比为1:1

B．开关S闭合和断开时，变压器原线圈两端电压比为1:2

C．变压器原、副线圈匝数比为2:1

D．变压器原、副线圈匝数比为4:1

9．下列说法正确的是（       ）

A．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小

B．液体中悬浮微粒的无规则运动是热运动

C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D．一定质量理想气体保持压强不变，在温度升高时，吸收的热量一定大于内能的增加量

E．在温度不变的情况下，减小液面上方饱和汽的体积时，饱和汽的压强增大

10．一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻波的图像如图所示，质点P的平衡位置在处。该波的周期。下列说法正确的是（       ）

A．该列波的传播速度为8 m/s

B．在0~3s内质点P经过的路程120 m

C．t=0.5s时质点P的速度方向沿y轴正方向

D．t=1.25s时质点P位于波谷

E．质点P的振动方程是

三、实验题

11．为了验证物体沿不同倾角的光滑斜面下滑过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字计时器）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是_____ （填写步骤前面的序号）

①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门I、II, 并连接数字计时器；

②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；

③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；

④将气垫导轨的一端垫起适当高度；

⑤用刻度尺分别测量A、B两点到水平桌面的高度h1、h2；

⑥将滑块从光电门I左侧某处由静止释放，从数字计时器分别读出滑块通过光电门I、II的时间∆t1、∆t2；

⑦改变气垫导轨倾斜角度，重复步骤⑤⑥，完成多次测量。

（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则d=____ mm；

（3）根据多次测量结果，若在误差允许范围内均满足h1-h2=____ （用上述必要的实验步骤中直接测量的物理量符号表示，写出表达式即可。重力加速度为g），则可验证物体沿不同角度的光滑斜面下滑过程中机械能守恒。

12．某实验小组设计了如图（a）所示的欧姆表电路，仅用一节干电池通过控制开关S，就可使“欧姆表”具有“×10”和“×100”两种倍率。电路中使用的实验器材如下：

干电池：电动势E=1.5 V，内阻r=1 Ω；

毫安表：满偏电流Ig=1 mA，内阻Rg=125 Ω；

滑动变阻器R0，阻值调节范围足够大；

定值电阻R1、R2和R3，其中R1= 1000 Ω；

开关S，红、黑表笔各一支，导线若干。

（1）按照图（a）连接好电路，表笔1为_____（填“红”或“黑”）表笔。

（2）当开关S断开时，将两表笔短接，调节滑动变阻器R0， 使电流表达到满偏，此时R0=_____Ω，“欧姆表”的倍率是___________（填“×10”和“×100”）。

（3）闭合开关S使“欧姆表”倍率改变，电阻R2=________Ω。将两表笔短接，调节滑动变阻器R0，使电流表达到满偏。

（4）保持开关闭合，在表笔间接入电阻R3 （图中未画出），电流表指针指向图（b）所示的位置时，电阻R3=______Ω。

四、解答题

13．如图（a）所示，足够长的木板置于光滑水平面上，其上表面的右端放置-一个小滑块，开始时两者均静止。木板受到一水平向右逐渐增大的拉力F作用，其加速度a随拉力F变化的关系图像如图（b）所示，直线AB反向延长线的横轴截距为3N。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。求:

（1）木板与滑块之间的动摩擦因数；

（2）木板的质量M和滑块的质量m。

14．如图所示，倾角为a的绝缘斜面体固定在水平面上，顶端放有一“U"形导体框HEFG，导体框质量为2m，电阻忽略不计且足够长。导体框EF边长度为，与斜面底边平行。导体框与斜面间的动摩擦因数为。质量为m、电阻为R的光滑金属棒CD的两端置于导体框上，构成矩形回路。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中。时刻金属棒CD与EF边间距为，且金属棒与导体框均以初速度沿斜面向下运动；时刻以后金属棒的运动可视为匀速运动，导体框仍沿斜面向下运动。金属棒与导体框始终接触良好且平行边，重力加速度为g。求:

（1）在时间内任意时刻金属棒与导体框的加速度大小之比；

（2）时刻金属棒和导体框的速度分别为多大；

（3）时刻金属棒CD与EF边的距离。

15．如图是某同学用手持式打气筒对一只篮球打气的情景。已知大气压强为1.0×105Pa， 篮球内部容积为8L，打气前球内气压等于外界大气压强。打气筒每次能将体积为0.5L、压强为1.0×105 Pa的空气打入球内。当球内气压达到1.5×10 5Pa时停止打气，求打气的次数N（假设打气过程中气体温度不变，忽略篮球体积变化）。

16．如图，等腰直角三角形ABC为一棱镜的横截面，斜边BC长度为d,一束单色光以60°的入射角从AB侧面的中点D入射，折射后从侧面AC射出，不考虑光在AC面的反射。已知三棱镜的折射率n=，单色光在真空中的光速为c，求此单色光通过三棱镜的时间。

参考答案：

1．B

【解析】

【详解】

A．核反应堆一般利用镉棒来吸收中子控制核反应速度，A错误；

B．原子核衰变过程中放出电子，故碘131发生的衰变是β衰变，B正确；

C．核电站一般利用铀燃料进行核裂变反应，故核反应堆中可能发生的一种反应是

C错误；

D．因半衰期是大量原子核的统计意义，对少量原子核不适应，故100个放射性核素碘131，经过16天后，未衰变的个数不一定是25个，D错误；

故选B。

2．D

【解析】

【详解】

A．支架对手机的作用力与手机的重力平衡，则方向竖直向上，大小为mg，故A错误；

B．支架斜面对手机的摩擦力为静摩擦力，大小为

故B错误；

C．手持支架向上做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机有向上的加速度，处于超重太，手机受到的支持力比静止时受到的支持力大，故C错误；

D．手持支架向右做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，加速度向右，当支持力的水平分力恰好提供加速度所需的力，则没有摩擦力，故D正确。

故选D。

3．C

【解析】

【详解】

带电粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的推理则有

P点粒子的速度为

由动能定理得

解得

ABD错误，C正确。

故选C。

4．A

【解析】

【详解】

设太阳的质量为，地球的半径为，地外行星的半径为，根据万有引力提供向心力

可知，地球和地外行星的角速度分别为

外行星相邻两次冲日的时间间隔为，则满足

由此可知，当地外行星的轨道半径越小时，越大，即火星相邻两次冲日的时间间隔最长，A正确，BDC错误。

故选A。

5．D

【解析】

【详解】

由于粒子带正电，并且磁场方向为垂直于xOy平面向里，可以判断粒子做逆时针方向的圆周运动。要使沿xOy平面向第一象限的各个方向以相同速率发射带正电的同种粒子从该区域的边界射出时均能沿y轴负方向运动。分析沿x轴正方向射出的粒子，必须在（-R，R）处离开磁场。

综上所述D图像符合题意，ABC图像不符合。

故选D。

6．AD

【解析】

【详解】

A．从刹车到停止，汽车正好经过了24块规格相同的路边石，设路边石的长度为L，则有

解得

则汽车经过第1块路边石末端时的速度大小为

A正确；

B．汽车经过第18块路边石末端时的速度大小为

B错误；

C．根据初速度为零的匀变速运动的连续相等位移的所用时间比例关系可得：汽车经过前12块路边石与后12块路边石的时间比为，C错误；

D．根据初速度为零的匀变速运动的连续相等时间的通过位移比例关系是可得：汽车经过前18块路边石与后6块路边石的时间比为1:1，D正确。

故选AD。

7．AC

【解析】

【详解】

A．三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，F为AC边的中点，故

B、F电势相等，BF为等势线，O点在BF上，故O点电势为4 V，A正确；

B．场强方向垂直于BF斜向上

方向从C到A，B错误；

C．因为

电子由E点移到F点，电子的电势能增加了1eV，C正确；

D．过圆心O，做平行于AC的电场线，相交于内接圆上的两点分别为圆上电势最高点和最低点，交点不是D点，故电势最高点的点不是D点，D错误。

故选AC。

8．BC

【解析】

【详解】

AB．由题意知开关S闭合和断开时，变压器输出的功率相等，设为P，设闭合开关时，副线圈电压为，根据设闭合开关时，副线圈电压为，根据

可得

解得

根据原副线圈电压关系可知开关S闭合和断开时，变压器原线圈两端电压比为1:2，故B正确，A错误；

CD．由于输出功率相等有

可得

当开关闭合时

当开关断开时

联立解得

故C正确，D错误。

故选BC。

9．ACD

【解析】

【详解】

A．当分子力表现为斥力时，随着分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，故A正确；

B．液体中悬浮颗粒的无规则运动是布朗运动，不是热运动，故B错误；

C．同种元素构成固体时，原子的排列方式不同可能会导致其形成不同的晶体，如石墨和金刚石，故C正确；

D．一定质量的理想气体保持压强不变，当温度升高时，内能增加，其体积增大，对外做功，根据热力学第一定律

知吸收的热量一定大于内能的增加量，故D正确；

E．液体的饱和气压只与温度有关，与体积无关，故E错误。

故选ACD。

10．ACD

【解析】

【详解】

A．由图像可知，该波的波长

根据公式

可得，该列波的传播速度为

故A正确；

B．在0~3s内质点P经过的路程

故B错误；

C．由图可知，时，质点P沿y轴负方向振动，经过0.5s，质点P经过半个周期再次回到平衡位置，并沿y轴正方向振动，故C正确；

D．由图可知，时，质点P沿y轴负方向振动，在时，质点经过到达波谷，故D正确；

E．由图可知，时，质点P沿y轴负方向振动，又有

则质点P的振动方程是

故E错误。

故选ACD。

11．     ②     5.00    

【解析】

【详解】

（1）[1]验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，需要通过光电门测量滑块运动速度

滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能

整理化简得

由此可知，①③④⑤⑥⑦是必要的，不符合题意，②是不必要的，符合题意。

故选②。

（2）[2]由图可知,此游标卡尺为20分度的,且游标的0刻度与主尺对齐,故游标卡尺的示数

（3）[3]根据（1）可知

在误差允许的范围内，满足该等式则认为滑块下滑过程中机械能守恒。

12．     红     374     ×100     125     225

【解析】

【详解】

（1）[1]按照多用电表使用规则，红表笔应该接欧姆表内电路的电源负极；

（2）[2]当开关S断开时，由闭合电路欧姆定律得

解得

[3]开关S闭合后，电流表满偏时干路电流变大，欧姆表内阻变小，中值电阻变小，欧姆表的倍率变小，故开关S闭合时，欧姆表的倍率是小倍率，开关S断开时的倍率是大倍率，故填“×100”。

（3）[4]闭合开关S，倍率为原来的，干路电流最大值应为原来的10倍，则I2=9mA 故有

解得

R2=125Ω

（4）[5] 由图可知此时毫安表读数为0.40mA，则干路电流为4.0mA，电路总电阻为375Ω，而欧姆表此倍率的内阻为

则可知

R3=225Ω

13．（1）0.3；（2）,

【解析】

【详解】

（1）根据图（b）可知，当外力满足

时，滑块和木板保持相对静止一起向右加速，当外力

时，滑块和木板发生相对滑动，木板和滑块恰好发生相对滑动时，加速度

对滑块，根据牛顿第二定律有

解得

（2）当外力

时，对木板，根据牛顿第二定律有

整理得

则图（b）中直线AB的斜率

解得

当外力满足

对整体，根据牛顿第二定律有

整理得

则由图（b）可知

解得

14．（1）2：1；（2），；（3）

【解析】

【详解】

（1）在时刻电路中电流为零，金属棒和导体框不受安培力，在之后金属棒和导体框的受力如图所示

金属棒做加速运动，加速大小为，根据牛顿第二定律可得

导体框做减速运动，加速大小为，根据牛顿第二定律可得

且

整理得

联立可知

（2）设时刻金属棒和导体框的速度分别为、，对金属棒和导体框组成的系统而言，系统合外力始终为0，系统动量守恒，则有

时刻回路的感应电动势和电流分别为

由金属棒受力平衡可得

联立解得

（3）对金属棒，在时间内使用动量定理得

在时间内，金属棒与EF边之间的相对位移为，则有

整理得

解得

时刻金属棒CD与EF边的距离，则有

15．8

【解析】

【详解】

设大气压强为，后篮球内气压达为

篮球内部容积为V=8 L，打气筒每打一次气的体积L，由玻意耳定律有

解得

N=8（次）

16．

【解析】

【详解】

单色光在AB面上发生折射，光路图如图

根据折射定律得

代入数据解得

又

DE∥BC

而且

光在三棱镜传播的速度为

所以此单色光通过三棱镜的时间为