2022年山东省潍坊市高三下学期5月模拟（二）物理试题及答案

试卷类型：A

2022年潍坊市高三模拟

物理试题（二）

2022.5

注意事项：

1．答卷前，考生务必将学校、班级、姓名、考号、座号填写在相应位置．

2．考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题纸各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先画掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液．不按以上要求作答无效．

3．考生必须保证答题纸的整洁．考试结束后，将试卷和答题纸一并交回．

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．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变，放射出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R，以m、q分别表示粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示，真空中光速为c，下列说法正确的是（    ）

A．新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为

B．粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为

C．若衰变过程中释放的核能都转化为粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损为

D．发生衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相内切的圆

2．如图所示，一定质量的理想气体，经一系列的状态变化，经最终回到状态a，下列说法正确的是（    ）

A．过程气体从外界吸热     B．过程气体对外界做功

C．过程气体从外界吸热     D．过程气体的温度升高

3．物理学中有一些经典实验通过巧妙的设计使用简陋的器材揭示了深刻的物理本质．加利略的斜面实验揭示了匀变速直线运动规律．某同学用现代实验器材改进伽利略的经典斜面实验．如图甲所示，他让一小球从固定斜面顶端O处静止释放，小球经过A处到达斜面底端B处，通过A、B两处安装传感器测出A、B间的距离x及小球在段运动的时间t．改变A点及A处传感器的位置，重复多次实验，计算机作出图像如图乙所示．下列说法正确的是（    ）

A．小球在斜面上运动的平均速度大小为     B．小球运动到斜面底端时速度大小为

C．小球在斜面上运动的加速度大小为     D．小球在斜面上运动的时间为

4．新疆是我国最大的产棉区，自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下．放下棉包的过程可以简化为如图所示模型，质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为固定不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动，在使板由水平位置逆时针缓慢转动的过程中，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A．当板转过时，棉包对板的作用力大小为

B．当板转过时，棉包对板的作用力大小为

C．当板转过时，棉包受到三个力的作用

D．棉包对板的压力先增大后减小

5．如图甲所示，电压表和电流表均为理想电表，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，定值电阻、与的阻值相等，E、F两端接入如图乙所示的交流电源，当开关断开时，电阻和消耗的功率相等，现将开关K闭合，下列说法正确的是（    ）

A．在时，电压表示数为零     B．电流表中电流方向每秒改变50次

C．                        D．电源的输出功率为

6．北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b、以及比它们轨道低一些的中轨道卫星c组成，它们均为圆轨道卫星．若某中轨道卫星与地球同步静止轨道卫星运动轨迹在同一平面内，下列说法正确的是（    ）

A．卫星b运行的线速度大于卫星c的线速度

B．卫星a与卫星b一定具有相同的机械能

C．可以发射一颗地球同步静止轨道卫星，每天同一时间经过北京上空同一位置

D．若卫星b与卫星c的周期之比为3∶1，某时刻两者相距最近，则约12小时后，两者再次相距最近

7．如图甲所示，为一梯形平台截面图，为粗糙水平面，为斜面，小物块置于粗糙水平面上的O点，每次用水平拉力F将物块由O，点从静止开始拉动，当物块运动到斜面顶端P点时撤去拉力．小物块在大小不同的拉力F作用下落在斜面上的水平射程x不同，其图如图乙所示，若物块与水平面间的动摩擦因数为0.4，斜面与水平地面之间的夹角，g取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法中正确的是（    ）

A．小物块每次落在斜面上的速度方向不同     B．O、P间的距离

C．小物块质量                    D．不能求出小物块质量

8．如图所示，光滑地面放置一足够长的不带电绝缘木板，空间中存在水平向右的匀强电场和垂直向里的匀强磁场，匀强电场场强为E，匀强磁场磁感应强度为B，木板上表面静止释放一个带电种类未知的物块，二者质量均为m，它们间的动摩擦因数为．物块的电量大小为q，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．已知刚开始木板和物块一起运动，之后能发生相对滑动，则（    ）

A．一起运动时，共同向右做匀加速直线运动              B．一起运动时，两物体间的摩擦力逐渐减小

C．恰好发生相对滑动时，物块速度大小为     D．两物体间的压力为零时，恰好发生相对滑动

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

9．如图所示，扇形为透明柱状介质的横截面，圆心角，两束平行于角平分线的单色光a和b由面射入介质，经面折射的光线相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于，以下说法正确的是（    ）

A．该介质对a光的折射率为

B．a光的折射光线在面发生全反射

C．在同一介质中，a光的传播速度大于b光的传播速度

D．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距

10．如图所示，波源O沿y轴作简谐运动，形成两列简谐横波，一列波在介质Ⅰ中沿x轴正方向传播，另一列波在介质Ⅱ中沿x轴负方向传播．时波形如图，此时两列波分别传到和处．时质点M位移不变，振动方向相反，已知波源振动周期大于．则（    ）

A．波源的起振方向沿y轴正方向           B．两列波传播的周期之比为3∶2

C．波在介质Ⅱ中的传播速度可能为

D．的质点与质点M的振动方向始终相反

11．如图所示，A、B两小球通过绕过轻质光滑定滑轮的不可伸长的细线相连，A球放在足够长的固定光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上．现用手控制住A球，并使连接A、B球的细线刚刚拉直但无拉力作用，且保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A球的质量为，B、C球的质量均为，取重力加速度大小，开始时整个系统处于静止状态．释放A球后，A球沿斜面下滑至速度最大时C球恰好离开地面．弹簧一直在弹性限度内，下列描述正确的是（    ）

A．斜面的倾角为         B．A球的最大速度为

C．C球刚离开地面时，B球的加速度最大

D．从释放A球到C球刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能先增加后减少

12．光滑水平面上有两个相邻互不影响的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，磁场方向为垂直纸面，两磁场的磁感应强度大小相等方向相反，如图所示，磁场宽度均为，有一边长也为L的正方形闭合线框，从磁场外以速度进入磁场，当线框边进入磁场Ⅰ时施加向右的水平恒力，边进入磁场Ⅰ过程线框做匀速运动，进入磁场Ⅱ区域某位置后线框又做匀速运动，已知线框的质量，以下说法正确的是（    ）

A．线框边刚进入磁场Ⅱ时加速度大小为

B．线框第二次匀速运动的速度大小为

C．线框边在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动时间为

D．线框边在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动时整个线框产生的内能为

三、非选择题：本题共6小题，共60分．

13．（6分）用图甲数字化机械能守恒实验器验证机械能守恒定律．N为内置了光电门的摆锤，通过白色轻质杆悬挂于转轴M处，仪器上嵌有10个相同的白色圆柱体．当摆锤通过某个白色圆柱体时，光电门能测出通过该圆柱体所用的时间（即圆柱体遮光的时间），将轻杆拉至水平，由静止开始释放摆锤，记录摆锤通过①~⑩圆柱体所用的时间t，分别为，用左侧刻度尺测出①~⑩圆柱体与摆锤释放点间的高度差h分别为．重力加速度为g．

（1）关于该实验，下列说法正确的是_________．

A．实验中还需要测出摆锤的质量m

B．实验时应使左侧刻度尺处于竖直位置

C．白色圆柱体应沿圆弧等距均匀分布

D．若未从静止释放摆锤将不能验证机械能守恒定律

（2）用游标卡尺测量圆柱体的直径d如图乙，读数为_______．

（3）若有关系式_________（用题中所给字母表示）成立，则可验证摆锤从②运动到⑧的过程机械能守恒．

（4）实验中发现摆锤重力势能的减小量略大于摆锤动能的增加量，则可能的原因是_________．

（5）由实验数据，通过描点作出了如图丙所示的线性图像，图像的纵坐标应为___________（选填、或），根据图像说明机械能守恒的依据是________．

14．（8分）某科技活动中想利用如图甲所示电路研究某玩具电池的内阻，同时还打算测出某未知电阻的阻值．提供的器材如下：

A．待测电源（电动势E约为）

B．待测电阻

C．电阻箱

D．电压表（量程为，内阻约为）

E．电压表（量程为，内阻约为）

该同学实验过程如下（所有结果均保留两位有效数字）：

①按图甲连接好电路．

②合上开关，调节电阻箱的阻值R，读出电压表和的读数分别为和，并将R、和的值填在设计好的表格中（表格未画出）．

③多次重复实验步骤②．

（1）如果纵坐标表示，横坐标表示，获得图像如图乙所示，则电源内阻为________．

（2）如果纵坐标表示，横坐标表示R，实验结果的图像如图丙所示，则待测电阻_______．由于电压表均不是理想表，待测电阻的测量值比真实值_________（填“大”，“小”或“不变”）．

（3）为消除（2）中的系统误差，实验时可以引入辅助电源，如图丁所示，闭合开关和，调节电路中的两个滑动变阻器，使灵敏电流计G的示数为0，读出电压表读数为，电流表A读数为，则待测电阻的阻值为________．

15．（8分）如图所示，水平地面上一竖直放置的气缸开口向下，气缸内有间距为的卡环a、b、a距离上端缸底和下端开口的距离均为h，厚度可忽略不计的两活塞A、B分别封闭一定质量的理想气体Ⅰ和Ⅱ．A活塞只能在间移动．已知两活塞的质量均为m，气缸的质量为，面积为S，活塞和气缸侧壁均绝热，气缸上端缸底导热，不计一切摩擦．开始时Ⅰ、Ⅱ气体压强均为，温度均为，活塞静止在a处．已知大气压强为，气缸外环境温度为，且保持不变，重力加速度为g．现缓慢加热气体Ⅰ，求：

（1）A活塞刚好到达b处时，气体ⅠI的压强；

（2）继续加热，直至气缸刚要离开地面，此时气体Ⅰ的温度．

16．（10分）2022年2月8日，18岁的中国选手谷爱凌在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛中以绝对优势夺得金牌，这是中国代表团在北京冬奥会上的第三枚金牌，被誉为“雪上公主”的她赛后喜极而泣．现将比赛某段过程简化成如图可视为质点小球的运动，小球从倾角为的斜面顶端O点以飞出，已知，且与斜面夹角为．图中虚线为小球在空中的运动轨迹，且A为轨迹上离斜面最远的点，B为小球在斜面上的落点，C是过A作竖直线与斜面的交点，不计空气阻力，重力加速度取．求：

（1）小球从O运动到A点所用时间t；

（2）小球离斜面最远的距离L；

（3）O、C两点间距离x．

17．（12分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序．如图甲所示是离子注入工作原理示意图，一质量为m，电量为q的正离子经电场由静止加速后沿水平虚线射入和射出速度选择器，然后通过磁场区域、电场区域偏转后注入处在水平面内的晶圆（硅片）．速度选择器和磁场区域中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器和电场区域中的匀强电场场强大小均为E，方向分别为竖直向上和水平方向（沿x轴）．电场区域是一边长为L的正方形，其底边与晶圆所在水平面平行，间距也为．当电场区域不加电场时，离子恰好通过电场区域上界中点竖直注入到晶圆上x轴的O点．整个系统置于真空中，不计离子重力．求：

（1）加速电场的电压大小；

（2）若虚线框内存在一圆形磁场，求圆形磁场的最小面积；

《3）若电场区域加如图乙所示的电场时（电场变化的周期为，沿x轴向右为正），离子从电场区域飞出后，注入到晶圆所在水平面x轴上的范围．

18．（16分）小车C静止在光滑的水平面上，距离小车C的右侧s处有一固定光滑的斜面和光滑平台组成的装置，斜面底端与小车C等高，平台P点与斜面平滑连接，不影响滑块经过时运动的速率．平台上O点固定一竖直的弹性挡板，滑块B静止于Q点，间距离为，间距离为L．当滑块A以的速度滑上小车，运动到小车C右端时恰好与之共速（小车未碰到平台）．当滑块A经斜面进入平台时，始终受到水平向右的恒力作用，当滑块B在该区域内向左运动时受到同样的恒力F作用，向右运动则合力为零．已知滑块A、B及小车C的质量相等，即，斜面高，A、C间的动摩擦因数，滑块A、B均可看成质点，且A、B之间以及B与挡板之间的碰撞为弹性碰撞．

（1）为保证小车C与平台碰撞时A、C能共速，s至少多长；

（2）当滑块A经斜面进入平台后，若A不能在滑块B匀速运动过程中追上滑块B发生第二次碰撞，则k需要满足的条件；

（3）若满足（2）问的k值，求A、B从第一次碰撞开始到第二次碰撞经历的时间．

2022年潍坊市高三模拟

物理试题（二）参考答案及评分标准

2022.5

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．

1-5 CBDAD  6-8 DBC

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

9．AD  10．AD  11．ABD  12．BC

三、非选择题：本题共6小题，共60分．

13．B 0.620 

实验中存在阻力（其他答案合理即给分）    图像的斜率为（每空1分，共6分）

14．6.0  8.0  小8.1（每空2分，共8分）

15．（8分）解：（1）Ⅱ气体作等温变化，有

可得

A活塞刚好到达b处时，由平衡关系可得

可得

（2）由平衡关系可知

可得此时气体Ⅰ的压强为

由理想气体状态方程可得

则可得

16．（10分）解：（1）垂直斜面方向

（2）垂直斜面方向匀减速至0时有

代入数据得

（3）解法1：由垂直斜面方向运动对称性可得小球从O到A与A到B所用时间相等

平行斜面方向

小球在水平方向做匀速直线运动，C为中点，则

代入数据解得

解法2：小球在水平方向做匀速直线运动

由几何关系可得

解得

17．（12分）解：（1）离子通过速度选择器时，有

可得

离子在加速电场中运动时有

可得

（2）离子在圆形磁场运动时，有

可得

由几何关系可知磁场的最小半径为

圆形磁场的最小面积

（3）当离子进入电场区域时，电场刚好变为正方向，则离子做类平抛运动，有，，

联立可得

离子离开电场时，沿电场方向的速度为

则有

可得

则离子落在x轴正方向离O点的最远距离为

同理，如果落在进入电场时，电场刚好变为负方向，则离子向左做类平抛运动，落在x轴负方向离O点的最远距离为

离子从电场区域飞出后，注入到品圆所在水平面x轴上的范围为

18．（16分）解：（1）设A、C获得共同速度为，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得

代入数据解得

若A、C共速时C刚好运动到斜面底端，对C应用动能定理得

代入数据解得

则保证C运动到斜面底端前A、C能够共速，s应满足条件是

（2）滑块A冲上斜面，到斜面顶端时速度为，由动能定理

解得

A上到高台后受力为，A开始做初速度为零的匀加速运动，由牛顿第二定律可知

解得

设与B碰前A的速度为，有

A与B发生弹性碰撞，由动量守恒定律可知

由机械能守恒定律可知

联立解得，

A、B第一次碰后，B合力为零，沿斜面做匀速直线运动，B运动到O点所用时间为

碰后A的加速度不变，A运动到O点所用时间为

由题意得：，解得

A与B同向运动不能相撞，此时有

（3）当时，A与B反向相撞（即B先与挡板碰撞，然后与A发生第二次碰撞）根据题意，B与挡板碰后速率仍为，设B向左运动时加速度大小为，则

解得

设B与挡板碰撞后向左运动到与A第二次碰撞的时间为，则

解得

B反向减速至零的时间

因为，故所求合理，则．