2022届山西省太原高三一模物理试卷及答案

这是一份2022届山西省太原高三一模物理试卷及答案，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
2022届山西省太原市高三（下）一模理综物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．核电池，又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（α粒子、β粒子和γ射线）并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为，其半衰期为88年。已知的衰变方程为：，下列说法正确的是（　　）A．核比核多4个中子B．的比结合能大于的比结合能C．经过88年，20个原子核中一定有10个发生了衰变D．衰变放出的载能粒子是β粒子2．“雪如意”的旁边，修建着世界上运行长度最大的变角度斜行电梯。斜行电梯在同一竖直平面内运行，箱内地板始终保持水平。电梯轨道的上段是倾角为22.56°的斜直轨道，下段是倾角为39.56°的斜直轨道，中间通过一段圆弧形轨道平滑连接。当运动员站立在电梯内随着电梯一起运动时，下列说法中正确的是（　　） A．电梯开始下行时，摩擦力对运动员做负功B．电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，地板对运动员的弹力始终大于他的重力C．电梯在两段斜直轨道匀速率下行的过程中，运动员受到的支持力大小相等D．电梯在三段轨道匀速率上行的过程中，运动员受到的支持力大小都相等3．如图是某地铁列车从左向右匀速率通过下穿轨道abcd的示意图，其中bc段水平、ab与cd段的倾角相等。已知整个过程中列车受阻力的大小保持不变（包括摩擦阻力和空气阻力），在ab和bc段，牵引列车的功率分别为P1和P2。则在cd段牵引列车的功率为（　　）A．2P2-P1 B．P2-P1 C． D．4．如图，同一竖直线上的A、B、C、D，是高脚杯杯面上的四点，过该四点杯身的中心剖面可看成圆O的一段圆弧，C点位于杯身最粗处。用酒杯罩住台面上的小弹珠（可视为质点），轻晃酒杯，使弹珠沿杯内壁运动；缓慢将酒杯竖直提起些许后保持静止，可看到弹珠在酒杯内过A点的水平面内做圆周运动。重复上述操作，弹珠可在杯身不同高度处的水平面内做圆周运动。不考虑弹珠所受的摩擦及空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．轻晃酒杯的过程中，杯子对弹珠做正功，提起杯子的过程中，杯子对弹珠的弹力不做功B．在过A与在过B的水平面内做圆周运动时，弹珠的机械能相等C．在过A与在过B的水平面内做圆周运动时，弹珠在B的速率大D．弹珠可能在C、D间某一位置的水平面内做圆周运动5．如图，圆环被竖直固定，两个质量均为m的带电小球A、B套在圆环上处于静止状态。A球带正电、位于圆环圆心O的正下方，B球光滑，两球连线与竖直方向成30°角。设A受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）A．圆环对B球的弹力方向由O指向BB．A球与圆环间的动摩擦因数不小于C．圆环对B球弹力的大小为mgD．圆环对A球弹力的大小为2.5mg二、多选题6．神舟十二号乘组在与香港大中学生进行的天地连线中，聂海胜示范了太空踩单车。太空自行车是利用电磁力增加阻力的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识，设计了这样的单车原理图：其中圆形结构为金属圆盘，当航天员踩脚踏板时，金属圆盘随之旋转。则下列设计中可行的方案有（　　）A． B． C． D．7．滑雪大跳台的场地可分为助滑区AB、起跳台BC（倾角为α）、着陆坡EF（倾角为β）和停止区FG四部分。比赛中，运动员（可视为质点）从A点处由静止沿AB方向下滑后，从起跳台的最高点C处沿BC方向飞出，落到着陆坡上的F点，之后滑入停止区。已知C与F点的高度差为h0，运动员腾空的最高点D与F点的髙度差为h1，设运动员始终在同一竖直面内运动，不计他在A到F的过程中受到的摩擦及空气作用，则（　　） A．从C点飞出时，运动员的速率为B．从C到F，运动员腾空的时间为C．到达F点时，运动员的速度方向与EF的夹角为（90°-β）D．A点与F点的高度差为8．图1的平行金属板M、N间加有图2所示的交变电压，是M、N板间的中线，当电压稳定时，板间为匀强电场。时，比荷为的带电粒子甲从O点沿方向、以的速率进入板间，时飞离电场，期间恰好不与极板相碰。若在时刻，带电粒子乙以的速率沿从O点进入板间，已知乙粒子在运动过程中也恰好不与极板碰撞，不计粒子受到的重力，则下列说法中正确的是（　　）A．T时刻，乙粒子离开电场B．乙粒子的比荷为C．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为2：3D．甲、乙两粒子通过电场偏转的位移大小之比为1：2三、实验题9．在用图1的装置测当地的重力加速度时，进行了如下操作，完成步骤中的填空： （1）安装器材时，将长木板的右侧适度垫高_______（选填”挂上”或”不挂”）砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动；（2）实验中打出的一条纸带如图2所示。已知打点计时器的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度a=______m/s2保留两位有效数字）；（3）不改变砂及砂桶质量，在小车上增减砝码改变小车的总质量M，重复步骤（2），测得多组数据描绘出图像。已知图线的斜率为k、纵截距为b，则当地的重力加速度为______。（用物理量的符号表示）10．为判断标称为100m的康铜导线的电阻率及长度是否达标，某同学进行了下列实验，完成步骤中的填空：（1）剥开导线两段的绝缘皮，用螺旋测微器测量裸线的直径如图1所示，则读数为_______mm；（2）用欧姆表粗测导线的总电阻，示数在15-20Ω之间。用图2的电路测量该盘导线的总电阻R，图中电源E的电动势为6V、内阻很小；电压表V1量程为3V、内阻为2970.0Ω；电压表V2量程为5V、内阻为5.0kΩ；定值电阻R0=30.0Ω。为更准确地测量Rx，图2中A应选用_______（选填“V1”或“V2”）。（3）调节滑动变阻器，测得多组数据，描绘出两电压表示数UB-UA图像如图3所示，可知Rx=______Ω（保留3位有效数字）；（4）若导线的长度恰为100m，则导线材料的电阻率为_______Ω·m（保留2位有效数字）。（5）已知20℃时康铜的电阻率为5.0×10-7Ω·m，若实验是在25℃的环境中进行且导线长度恰为100m，则该导线_______（填“可能”或“不可能”）是康铜制成；若实验是在20℃的环境中进行且导线是康铜制成，则该导线的长度______（填“大于”“小于”或“等于”）100m。四、解答题11．2022年1月8日，神舟十三号乘组航天员在空间站核心舱内采取手动控遥操作的方式，完成了天舟二号货运飞船与空间站的交会对接试验。试验开始后，航天员通过控制，观察到飞船距核心舱200m时让其短暂停泊，之后转入向核心舱的平移靠拢阶段。已知在平移靠拢阶段，飞船从停泊点沿直线由静止匀加速起动，然后做匀速运动，接近空间站组合体时做匀减速运动，对接时速度恰好减为零。假设飞船加速时受到的驱动力为4.5N、加速距离为10m，减速距离为20m，飞船的质量为9×103kg。（1）将飞船的平移靠拢阶段视为直线运动，求完成该阶段所用的时间。（2）已知对接后的组合体在距地面高400km的圆轨道上运行，取地球的半径为6.4×103km，地球表面的重力加速度g=10m/s2，求对接后的组合体在圆轨道上运行的速度。12．如图所示，直角坐标系xOy平面内，有半径为R的圆形区域，圆心的坐标为，该圆内存在着磁感应强度为B0、方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，以某一动能从坐标为的P点沿的方向射入圆形区域，粒子离开圆形区域后，会通过x轴上坐标为（R，0）的A点。不计粒子的重力。（1）求粒子的动能。（2）若在圆形区域外加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场，该粒子到达x轴时速度方向恰好沿x轴正方向。求圆形区域外磁场磁感应强度的大小和方向。（3）在（2）的情况下，粒子能否回到P点？若能回到P点，求粒子从P点出发，经过多长时间第一次回到P点；若不能回到P点，请说明理由。13．如图，两侧长度相同、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，左端开口、右端封闭，管内用水银封闭长l0=30.0cm的空气柱（可视为理想气体），此时左侧水银柱比右侧水银柱高h=8.00cm，若在U形玻璃管开口端缓慢用活塞向下压左侧空气柱，使右侧水银柱比左侧水银柱高h'=4.00cm。已知大气压强p0=76.0cmHg，求：（1）此时右侧空气柱压强；（2）活塞向下移动的高度。14．图1为两波源a、b的振动图像，两波源a、b平衡位置的坐标分别为xa=-10cm、xb=50cm。t=0时，它们激发的两列简谐横波分别沿x轴正、负方向传播，如图2所示。已知两列波的波速均为10cm/s。（i）求t=3.5s时，x=20cm处的质点偏离平衡位置的位移；（ii）稳定后，0<x<40cm间某些点的振幅极大，求这些点的x坐标。五、填空题15．如图为一茶具。当在茶具中加上足够多的开水，并在茶具顶端盖上密封良好的盖子后，泡茶几分钟水就会沿茶具口溢出。原因是茶滤内的封闭空气（可视为理想气体）温度升高，分子的平均动能______（填“变大”“变小”或“不变”），气体的压强_______（填“大于”“小于”或“等于”）大气压强。茶具中的水被压出的过程中，封闭空气对水做_______（填“正功”或“负功”）。16．如图为水流导光实验装置示意图。在透明塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入适量清水，水就从小孔中流出。用红色激光从瓶的另一侧水平射向小孔，从外界观察到光在水流中呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出。那么：光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，说明红光在水与空气的界面上发生了多次______（填“折射”“折射及反射”或“全反射”）；在瓶中水量减少的过程中，单位长度的水柱内，锯齿的数目将_______（填“增加”“减少”或“保持不变”）；若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，若只有一种色光从水流的侧方射出，则该光的颜色是______（填“红光”或“绿光”）。
参考答案：1．B【解析】【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知因此核比核多2个中子，故A错误；B．比结合能越大越稳定，因此的比结合能大于的比结合能，故B正确；C．半衰期是统计规律，只适用于大量原子核，少量原子核不适用，故C错误；D．衰变放出的载能粒子是粒子，故D错误。故选B。2．C【解析】【详解】A．电梯开始下行时，做加速运动，运动员受到水平向前的摩擦力，摩擦力做正功，故A错误；B．电梯匀速率上行通过圆弧轨道的过程中，弹力与重力沿圆心方向的分力的合力提供向心力，因此重力大于弹力，故B错误；C．电梯在两段斜直轨道匀速率下行的过程中，支持力等于重力，因此运动员受到的支持力大小相等，故C正确；D．圆弧轨道上行时，支持力小于重力，斜轨道支持力等于重力，故D错误。故选C。3．A【解析】【详解】在ab段，由牛顿第二定律得在bc段，由牛顿第二定律得在cd段，由牛顿第二定律得解得故选A。4．C【解析】【详解】A．轻晃酒杯的过程中，杯子对弹珠的弹力的竖直方向分力与重力平衡，不做功，水平方向的分力提供向心力，与速度方向垂直，也不做功，故轻晃酒杯的过程中，杯子对弹珠不做功，故A错误；BC．在过A与在过B的水平面内做圆周运动时，设球与圆心的连线与竖直方向夹角为，根据重力和弹力的合力提供向心力，有解得故弹珠在B的速率大，同时弹珠在B点的重力势能较大，故弹珠在B点的机械能较大，故B错误，C正确；D．杯子对弹珠的弹力的竖直方向分力与重力平衡，则杯子对弹珠的弹力应有竖直向上的分力，故弹珠不可能在C、D间某一位置的水平面内做圆周运动，故D错误。故选C。5．D【解析】【详解】A．若B球带负电，则A对B为吸引力，方向沿BA方向，此时无论圆环给球B的支持力指向圆心还是背离圆心，小球B都不能处于平衡状态，所以小球A对B为排斥力，方向沿AB方向，如图所知，且受力分析可得，圆环给球B的支持力指向圆心，即由B指向O，故A错误；BCD．对球B受力分析可得，由几何关系可知圆环对B球弹力的大小为则AB两球之间的排斥力为对A球受力可得所以当时，动摩擦因数最小为故BC错误，D正确。故选D。6．CD【解析】【详解】AB．磁场充满整个圆盘，一次圆盘转动过程中产生的涡流为0，AB错误；CD．金属圆盘看成无数金属辐条组成，根据右手定则判断可知，圆盘上的感应电流流向边缘，所以靠近圆心处电势低，圆盘中磁场不对称，故有感应电流，同时会产生阻力，CD正确。故选CD。7．BD【解析】【详解】A．从C点飞出运动员做斜抛运动联立解得故A错误；B．从C到D所用时间从D到F所用时间则总时间故B正确；C．到达F时，根据动能定理解得速度方向由此可知，速度方向与h1 ，h0，α均有关，不一定是90°-β，故C错误；D．从A到F根据动能定理解得故D正确。故选BD。8．ABD【解析】【详解】A．如图，假设粒子甲带负电，则有为定值，则在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，以竖直方向位移和时间关系，可得作出速度时间图像，如图 则图线与时间轴围成的面积代表位移，而水平方向做匀速运动，令金属板的长度为L，则恰好不与极板碰撞，则表示粒子在电场中竖直方向的最大位移刚好为，d为M、N之间的距离，从速度时间图像可知，斜率a不变，a方向与的方向相同，则竖直方向的总位移为故且解得而最大位移为所以时间为同理，粒子乙带负电，则轨迹为的形状，而水平方向时间为所以有A正确；B．设乙粒子的比荷为，则乙的加速度为由对称性可知，乙的最大位移为而所以联立解得B正确；CD．乙竖直方向的总位移为则偏转位移为C错误，D正确。故选ABD。9．     不挂     0.64     【解析】【详解】（1）[1]为平衡摩擦力，应将长木板的右侧适度垫高，不挂砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动。（2）[2] 相邻两计数点间还有四个点未画出，相邻两计数点时间间隔为由逐差法可得（3）[3]根据牛顿第二定律整理得故10．     2.000          16.2          可能     大于【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器读数（2）[2]测量时，A的示数小，B的示数大，故A选小量程V1（3）[3]根据联立解得则斜率解得（4）[4]根据则（5）[5]电阻和温度有关，温度升高金属电阻率增大，故测得电阻率偏大，所以在25℃的环境中电阻率为5.1×10-7Ω·m，可能是康铜制成；[6] 导线长度故大于100m。11．（1）2300s；（2）【解析】【详解】（1）天舟二号货运飞船加速时加速度的大小为，匀速运动时速度大小为设加速时间为，匀速时间为，减速时间为天舟二号货运飞船完成平移靠拢段所用的时间（2）设地球质量为，对接后会空间站组合体质量为，运行速度的大小设地面物体的质量为解得12．（1）；（2）；方向垂直于平面向里；（3）能回到P点；【解析】【详解】(1)设粒子的速度为，粒子在圆形区域内做半径为的圆周运动，设粒子从圆周上的点离开磁场，粒子在圆形区域内速度的偏转角为，如图所示由几何关系有即则有可得由牛顿运动定律有粒子的动能联立解得(2)圆形区域外加上磁场后，粒子在圆形区域外做半径为的圆周运动，轨迹与轴上的点相切。设圆形区域外磁场的磁感应强度为，由几何关系有可得由牛顿第二定律有解得方向垂直于平面向里；(3)粒子离开点后，从点返回圆形区域，在圆形区域内运动半径，由几何关系可知，粒子能回到点，粒子从点运动到点的时间为，从点运动到点的时间为，从点运动到点的时间为，则有运动的总时间13．（1）；（2）12.7cm【解析】【详解】（1）以右端空气柱为研究对象，设玻璃管横截面积为，由玻意耳定律得（2）以左端空气柱为研究对象，设被压下的高度为、由玻意耳定律得14．（i）-2cm；（ii）5cm，15cm，25cm，35cm；【解析】【详解】（i）波源和的振动经传至处相遇从相遇后到时刻，的质点振动了时间时刻和在处激发的位移分别为，故时刻坐标质点的位移为（ii）设稳定后振幅极大点的坐标为，由于两波源振动相位相反，故振幅极大点与、的距离的差值为由于当时当时当时当时15．     变大     大于     正功【解析】【详解】[1]温度升高分子平均动能变大；[2]根据可知温度增大，体积不变，压强增大，故气体压强大于大气压；[3] 茶具中的水被压出的过程中，气体体积膨胀，对水做正功。16．     全反射     增加     红光【解析】【详解】[1]光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，说明红光在水与空气的界面上发生了多次全反射。[2]在瓶中水量减少的过程中，水流速度变慢，水流更弯曲，则对在水中的红光而言，入射角减小，单位长度的水柱内，锯齿的数目将增加。[3]发生全反射时的临界角满足红光的折射率较小，临界角较大，不容易发生全反射，若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，若只有一种色光从水流的侧方射出，则该光的颜色是红光。