精品解析：2022届山东省聊城市高三（下）二模物理试题（解析版）

这是一份精品解析：2022届山东省聊城市高三（下）二模物理试题（解析版），共27页。

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 2021年5月，中国的“人造太阳”在1.2亿摄氏度下，成功“燃烧”101秒。这标志着我国核聚变研究又获得重大突破，核反应方程是，为人类获得可控核聚变能源奠定了商用的物理和工程基础。下列说法正确的是（ ）
A. 核聚变可以在常温下发生
B. 方程中的X表示中子，中子是查德威克发现的
C. 该核反应前后质量守恒
D. 的比结合能比的比结合能大
【1题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A．核聚变反应属于热核反应，必须在高温下进行，故A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为1，电荷数为0，X为中子，中子是查德威克发现的，故B正确；
C．该核反应放出能量，根据爱因斯坦质能方程可知，反应后有质量亏损，故C错误；
D．核反应方程式中生成物比反应物稳定，生成物的比结合能大，所以的比结合能比的比结合能小，故D错误。
故选B。
2. 随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。如图所示为手机无线充电原理图，若连接电源的为发射线圈N，手机端为接收线圈M，接收线圈匝数为n，电阻为r，横截面积为S，手机可看成电阻为R的纯电阻。下列说法正确是（ ）
A. 无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B. 只要发射线圈N中有电流流入，接收线圈M两端一定可以获得电压
C. 当接收线圈M中磁感应强度大小均匀增加时，接收线圈M中有均匀增加的电流
D. 若时间内，接收线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则手机电池两端的充电电压为
【2题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应中的互感现象，故A错误；
B．只有发射线圈N中为交流电流流入，接收线圈M两端才可以得电压，故B错误；
C．根据电磁感应定律可知当接收线图M中磁感应强度大小均匀增加时，接收线圈M中有恒定的电流，故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可得接收线圈产生的电动势为
根据串联电路分压原理可得手机电池两端的充电电压为
故D正确。
故选D。
3. 《梦溪笔谈》是中国科学技术史上重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（ ）
A. a、b两种单色光在真空中的传播速度不同
B. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
C. a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小
D. 在水滴中a光的频率小于b光的频率
【3题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．a、b两种单色光在真空中的传播速度相同，均为，故A错误；
B．由图可知，光线进入水滴后，a光的折射角小，根据
可知光折射率大，根据临界角公式，可知水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，故B错误；
C．光折射率大，则光频率较大，根据可知光波长较小，根据可知a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小，故C正确；
D．光进入水滴后频率不变，所以在水滴中a光的频率大于b光的频率，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B，C、D后再回到状态A。其中AB和CD为等温过程，BC为等压过程，DA为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A. AB过程中，气体吸收热量
B. BC过程中，气体分子平均动能不变
C. CD过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D. 若气体在BC过程中内能变化量的数值为2kJ，与外界交换的热量为7kJ，则在此过程中外界对气体做的功为5kJ
【4题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．AB过程中，气体温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，选项A错误；
B．BC过程中，压强不变，体积增大，则气体温度升高，则气体分子的平均动能增加，选项B错误；
C．CD过程中，气体温度不变，压强减小，体积变大，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小，选项C正确；
D．根据热力学第一定律，若气体在BC过程中气体内能增加，数值为2kJ，气体体积变大，对外做功，则气体吸收热量，若吸收的热量为7kJ，则在此过程中气体对外做的功为5kJ，选项D错误。
故选C。
5. 如图所示为地球周围不同轨道上卫星的公转周期的平方与公转轨道半径的三次方的关系图像，其中p，q对应的是近地卫星数据，已知引力常量为G（图中p，q为已知量），则下列关于地球和卫星的相关物理量表达正确的是（ ）
A. 地球自转的角速度为
B. 地球的密度为
C. 地球表面的重力加速度大小为
D. 地球的第一宇宙速度为
【5题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知地球的半径为
根据
可得
可得
B．地球的密度
又
联立可得
故B正确；
C．根据
结合
可得地球表面的重力加速度为
故C错误；
D．根据
可得地球的第一宇宙速度为
故D错误；
A．角速度公式
但是近地卫星的周期，不是地球自转周期，故A错误。
故选B。
6. 如图所示，一透明绝缘半球壳，O为球心，将带有等量异种电荷的小球分别固定在直径ab的两端，c、d、e、f为平行底面的小圆上的点，且c、d位于过直径ab的大圆周上，e、f位于垂直直径ab面的大圆周上。下列说法正确的是（ ）
A. e点与f点的场强相同
B. c点与d点的场强相同
C. O点电势高于e点电势
D. 将一电荷从无穷远移到c点与从f点移到d点电势能变化相同
【6题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据等量异种电荷电场线的分布特点可知e、f两点场强相同。c点与d点的场强大小相同，方向不同，故A正确；B错误；
C．等量异种电荷的中垂面是等势面，则O、e两点的电势相同，故C错误；
D．由等量异种电荷电势分布可知，和无穷远处电势为零，点的电势大于点电势，且
若将一正电荷无穷远移到c点与从f电势能增大，将一正电荷从f点移到d点电势能减小，故D错误。
故选A。
7. 角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，当系统以角速度转动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电路中电流随角速度的增大而增大
B. 电路中电流随角速度的增大而减小
C. 弹簧的伸长量为
D. 输出电压U与ω的函数式为
【7题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】AB．滑片的移动不影响滑动变阻器接入电路中的电阻，故电路中的电流不随角度的变化而变化，故AB错误；
C．由牛顿第二定律得
所以
故C错误；
D．输出电压
代入可得
故D正确。
故选D。
8. 在2022年北京冬季奥运会上，中国运动员谷爱凌夺得自由式滑雪女子大跳台金牌。如图为该项比赛赛道示意图，AO段为助滑道，OB段为倾角着陆坡，运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达起跳点O时，借助设备和技巧，保持在该点的速率不变而以与水平方向成30°角的方向起跳，落在着陆坡上的某点C时屈膝缓冲，然后沿着陆坡下滑。已知A、O两点间高度差，不计一切摩擦和阻力，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A. 运动员到达起跳点O时的速度大小为
B. 运动员腾空中离着陆坡的最大距离为25m
C. O、C两点间的距离为200m
D. 到达C点后沿着陆坡下滑的初速度为
【8题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．从A到O根据机械能守恒定律得
解得
故A错误；
B．当垂直于斜面的分速度为零时，运动员腾空中离着陆坡有最大距离，垂直于斜面的分速度
垂直于斜面的加速度
则运动员腾空中离着陆坡的最大距离为
故B错误；
C．把运动分解为水平向右的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，则有
由几何关系得
又
联立解得
故C正确；
D．从点到点的时间
到达C点后沿，垂直斜面方向的分速度变为零，沿着斜面方向的速度为
解得
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 实践课中，一位同学设计了如图的电路给浴室供电。理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈接到的交变电路中。已知照明灯的额定功率为，排气扇电动机的内阻为。已知各用电器均正常工作时，理想电流表的示数为，则（ ）
A. 理想电压表的示数为B. 交流电的频率为
C. 排气扇输出功率为D. 保险丝中的电流为
【9题答案】
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A．变压器原线圈的输入电压为，由可得，A错误；
B．由交流电表达式可得
解得，B正确；
C．对于灯泡，满足
对于排气扇满足
联立代入数据可解得，C正确；
D．已知I2=4A，由可得，即保险丝中的电流为，D错误。
故选BC。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P是介质中的质点，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波速可能为50m/s
B. 质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
C. 若周期，则在时刻，质点b、P的位移相同
D. 若周期，从时刻开始计时，则质点c的振动方程为
【10题答案】
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由波形图可知波长，且
解得
当时，，波速
故A正确；
B．由传播方向沿x轴正方向可知质点a在t时刻向上运动，当时，，则质点a在这段时间内通过的路程小于30cm，当时，，质点a在这段时间内通过的路程大于30cm，故B错误；
C．，时刻，结合质点b、P的位移均为负值，大小相等，故C正确；
D．若，从时刻开始计时，则质点c的振动方程为
故D错误。
故选AC。
11. 如图，一带负电的圆环套在倾斜固定的粗糙绝缘长直杆上，圆环的直径略大于杆的直径，杆处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现给圆环一沿杆向上的初速度v0，在以后的运动过程中，下列关于圆环的速度v随时间t的变化关系图线，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【11题答案】
【答案】BC
【解析】
【详解】当时，圆环受到FN先变小后变大，摩擦力Ff=μFN也先变小后变大，圆环减速的加速度
也先变小后变大；当速度变小为零时，若时，圆环静止，若时，圆环将向下做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速，当圆环受到FN变大，摩擦力Ff=μFN变大，物体减速的加速度
变大，速度变小为零时，若μ＞tanθ时，物体将静止；若μ＜tanθ时，圆环将向下做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速，故BC正确，AD错误。
故选BC。
12. 如图，质量均为m的小球A、B用一根长为l的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，质量也为m的小球C挨着小球B放置在地面上。扰动轻杆使小球A向左倾倒，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球B和C分离，已知C球的最大速度为v，小球A落地后不反弹，重力加速度为g。下面说法正确的是（ ）
A. 球B、C分离前，A、B两球组成的系统机械能逐渐减小
B. 球B、C分离时，球B对地面的压力大小为2mg
C. 从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功为
D. 小球A落地时的动能为
【12题答案】
【答案】AD
【解析】
【详解】A．球B、C分离前，求C对球B做负功，所以A、B两球组成的系统机械能逐渐减小，故A正确；
B．球B、C分离时，对A、B两球组成的系统，球A有向下的加速度，求A处于失重状态，所以球B对地面的压力大小小于2mg，故B错误；
D．A、B、C三球在水平方向不受外力作用，所以A、B、C三球在水平方向动量守恒，设在A落地瞬间A、B水平方向速度为，取向右为正方向有
解得
对A、B、C三球组成系统由机械能守恒得
解得
故D正确；
C．从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功等于球B和球C的动能之和为
故C错误。
故选AD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图2所示，由此读出b=_____mm；
（2）某次实验测得倾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为_____，系统的重力势能减少量可表示为 _____，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒；（用题中字母表示）
（3）在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2﹣d图象如图3所示，并测得M=m，则重力加速度g=_____m/s2．
【13题答案】
【答案】 ①. 3.85 ②. ③. ④. 9.7
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]宽度b的读数为
3mm+16×0.05mm=3.80mm
（2）[2][3]由于光电门的宽度b很小，故用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，则滑块通过光电门B速度为
滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量为
系统的重力势能减少量可表示为
比较和，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的
（3）[4]根据系统机械能守恒有
则
在图象中，则图线的斜率为
由图象可知
则有
代入数据得
14. 目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度>0.8mg/mL”。一兴趣小组现要利用一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，组装一个酒精测试仪，此传感器的电阻R，随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。提供的器材有：
A.二氧化锡半导体型酒精传感器∶
B.直流电源（电动势为6V，内阻不计）：
C.电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用）：
D.电阻箱（最大阻值为999.9Ω）∶
E.定值电阻（阻值为20Ω）：
F.定值电阻（阻值为10Ω）：
G.单刀双掷开关一个，导线若干。
（1）图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线________：
（2）电路中R应选用定值电阻________（填R1或R2）
（3）为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：
①电路接通前，先将电阻箱调为40.0Ω，然后开关向______（填“c”或“d"）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为________mg/mL；
②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大，按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”。当电阻箱调为________Ω时，电压表指针满偏，将电压表此时指针对应的刻度线标记为_________mg/mL；
③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。
【14题答案】
【答案】 ①. ②. ③. ④. 0.1 ⑤. 10 ⑥. 0.8
【解析】
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图如图所示
（2）[2]由于电压表量程为3V，本实验电压表并联在定值电阻两端，由欧姆定律可得，定值电阻两端的电压为
由图甲可知
又，得
则
故选R2。
（3）①[3][4]本实验采用替代法，用电阻箱的阻值代替传感器的电阻，故应先调节电阻箱到40Ω，结合电路可知，开关应向c端闭合；结合图甲可知，此时的酒精气体浓度为0.1mg/mL；
②[5][6]根据
可知，电压表满偏时，电阻箱电阻为
电压表指针满偏，结合图像可知，将电压表此时指针对应的刻度线标记为。
15. 气压式升降椅通过气缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为m=6kg，横截面积为S=30cm2的柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，稳定后测得封闭气体柱长度为L=20cm，设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，室内温度T1=308K，重力加速度为g=10m/s2，求：
（1）若质量M=54kg的人盘坐在椅面上，室内温度保持不变，稳定后椅面下降了多少？
（2）人盘坐稳定后再打开空调，在室内气温缓慢降至T2=300.3K的过程中，外界对缸内气体所做的功。
【15题答案】
【答案】（1）8cm；（2）1.8J
【解析】
【详解】（1）初始状态时，以圆柱形气缸与椅面整体为研究对象，根据平衡条件得
解得
把质量为M=54kg的重物放在椅面上，稳定后，根据平衡条件得
解得
稳定后缸内气体柱长度为，由玻意耳定律得
p1LS=p2L'S
解得
L'=8cm
则椅面下降了
L-L'=20cm-8cm=12cm
（2）根据
解得室内气温缓慢降至K时气柱长
外界对缸内气体所做的功
解得
16. 如图所示，甲、乙两水平面高度差为2h，甲水平面内有间距为2L的两光滑金属导轨平行放置，乙水平面内有间距分别为2L、L的光滑金属导轨平行放置，光滑的绝缘斜导轨紧挨甲、乙两个平面内的水平轨道放置，斜轨道的倾角为53°，斜轨道底端有一小段高度可忽略的光滑圆弧与金属导轨平滑连接。水平面甲内轨道左端连接一充满电的电容器C，右边缘垂直轨道放置长度为2L，质量为m，电阻为R的均匀金属棒ab，在水平面乙内垂直间距为L的轨道左端放置与ab完全相同的金属棒cd，导轨与、与均足够长，所有导轨的电阻都不计。所有导轨的水平部分均有竖直向下的、磁感应强度为B的匀强磁场，斜面部分无磁杨。闭合开关S，金属棒αb迅速获得水平向右的速度做平抛运动，刚好落在斜面底端，没有机械能损失，之后沿着水平面乙运动。已知重力加速度为g，，。求：
（1）金属棒ab做平抛运动的初速度v0；
（2）电容器C释放的电荷量q；
（3）从金属棒ab开始沿水平面乙内的光滑轨道运动起，至匀速运动止，这一过程中金属棒ab、cd上产生的热量。
【16题答案】
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）金属棒ab落到斜面底端时，在竖直方向上有
解得
由几何关系
解得
（2）金属棒ab弹出瞬间，根据动量定理得
又
联立解得电容器C释放的电荷量
（3）金属棒ab落在水平轨道时，根据动能定理有
解得
最终匀速运动时，电路中无电流，所以金属棒ab和金属棒cd产生的感应电动势相等，即
此过程中，对金属棒ab根据动量定理得
对金属棒cd分析，根据动量定理得
解得
该过程中ab、cd产生总热量为
解得
则棒ab上产生的热量
棒cd上产生的热量
17. 如图所示，某粒子分析器由区域I、区域Ⅱ和检测器Q组成。两个区城以垂直x轴的平面P为界，其中区域I内有沿着z轴正方向的匀强磁场和匀强电场，区城Ⅱ内只有沿着z轴正方向的匀强磁场，电场强度大小为E，两个区域内的磁感应强度大小均为B。当粒子撞击检测器Q时，检测器被撞击的位置会发光。检测器中心在轴上，在检测器所在平面上建立与xOy坐标系平行的坐标系。一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子从A点沿x轴正方向以初速度v0射入，若区域I内只存在匀强磁场，粒子轨迹圆的圆心恰好是O点，平面P到O点的距离，运动过程中粒子所受重力可以忽略不计。
（1）求A点的位置，用坐标（x，y）表示：
（2）若区城I只有匀强电场E，当检测器Q置于平面P所在位置时，求检测器上发光点的位置，用坐标（，）表示：
（3）当检测器距O点的距离为d时，求检测器上发光点的位置，用坐标（，）表示。
【17题答案】
【答案】（1）；（2）；（3）当时坐标为，当时，坐标为
【解析】
【详解】（1）由洛伦兹力提供向心力有
解得
则A点坐标为；
（2）粒子做类平抛运动，有
解得
则
则发光点的位置为；
（3）①当时，粒子的运动可以分解为沿z轴方向初速度为零的匀加速直线运动和xOy平面内速度为的匀速圆周运动
解得
根据
解得
则
发光点的位置坐标为；
②当时，在区域Ⅱ内粒子的运动可以分解为沿轴方向的匀速直线运动和平面内速度为的匀速圆周运动，刚出区域Ⅰ时，粒子的坐标为，沿轴的速度为
粒子在区域Ⅱ运动的时间
根据几何关系可知，打在检测器上的坐标为
发光点位置为。
18. 游乐场是年轻人都爱去的娱乐场所，某设计单位为测试待建滑行轨道的性能，建立了如图所示的测试模型。模型左边是半径为4.5m的圆弧轨道，轨道末端B水平，且与皮带等高。皮带保持的速度逆时针转动，C点是皮带的最右端，C点右边是一放在光滑水平地面上的木板，木板与皮带等高，且长度为1m，质量为1.2kg。试验时，让质量为2kg的物块甲从A点由静止释放，测得甲到B点时对轨道的压力大小为56N，甲到达B点的同时，在皮带右侧C点轻轻放置质量为0.4kg的物块乙，甲、乙碰撞前瞬间甲的速度大小，甲、乙碰撞后粘成一体继续沿皮带向右滑行，最后滑上木板。已知甲、乙及甲乙整体与皮带间的动摩擦因数均为，甲乙整体与木板间的动摩擦因数为，重力加速度。求：
（1）从A滑到B的过程中，甲克服摩擦力做的功；
（2）皮带的长度l
（3）甲乙整体到达C点时的速度大小；
（4）判断甲乙整体能否和木板达到共速？若能，求出甲乙在木板上滑行的距离；若不能，为使甲乙和木板能共速，需要在木板右端粘接上至少多长的同种规格（相同高度、宽度和材料）的木板。
【18题答案】
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）对甲物块在B点，根据牛顿第二定律
解得
甲物块由A到B过程由动能定理得
解得
（2）甲和乙以及甲乙整体在传送带上的加速度大小为
则甲从B点到甲乙碰撞瞬间的时间为
此过程中，甲向右运动的距离为
乙物块加速到与传送带共速的时间
则乙沿传送带向左运动的距离为
则传送带的长度为
（3）以向右正方向，甲、乙碰撞过程由动量守恒定律得
解得
甲乙碰撞后向右匀减速到C点，根据
解得
（4）甲乙以3m/s的速度上到木板上，假设甲乙到木板能达共速，则系统动量守恒，即
系统动能定理
解得
所以甲乙和木板不能共速，为使甲乙和木板能共速，假设需在木板右端接上长为d的木板，则木板质量为
当甲乙和木板刚好能共速时，系统动量守恒
能量守恒
代入数据得