2022届辽宁省大连市第二十四中学高三（下）最后一模物理试题（解析版）

2022年大连市第二十四中学高考模拟考试物理科试卷

命题人：高三物理备课组   校对人：高三物理备课组

本卷满分100分，考试时间75分钟。

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，直杆弯折成90°固定在竖直面内，段竖直，段水平，绕过光滑滑轮C的不可伸长的细线两端D、E分别固定在、上，质量为m的小球吊在滑轮下，静止时，段细线与竖直方向的夹角60°，不计滑轮及细线的重力，重力加速度为g，则（　　）

A. 细线上拉力大小为

B. 仅将D端缓慢沿杆向上移，细线上拉力不变

C. 仅将E端缓慢沿杆向左移，细线上拉力增大

D. 仅将D端缓慢沿杆向下移，在滑轮到达A端前，段细线有可能变水平

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据力的平衡，设细线上的拉力为T，则

解得

故A错误；

B．仅将D端缓慢沿杆向上移，根据几何关系可知，细线与竖直方向的夹角不变，因此拉力大小不变。故B正确；

C．仅将E端缓慢沿杆向左移，细线与竖直方向的夹角变小，因此拉力减小。故C错误；

D．仅将D端缓慢沿杆向下移，在滑轮到达D端前，由于滑轮两边细线与竖直方向的夹角总是相等，因此段细线始终不可能变成水平。故D错误。

故选B。

2. A、B两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们速度的平方（v2）随位置（x）的变化图像如图所示，下列判断正确的是（　　）

A. 汽车A的加速度大小为4m/s2 B. 汽车A、B经4s相遇

C. 汽车A，B在x=6m处相遇 D. 汽车A、B在x=m处相遇

【答案】C

【解析】

【详解】A.根据匀变速直线运动的速度位移关系公式

可得

可知图像的斜率等于2a，对于汽车A，则有

故A错误；

BCD. 对于汽车A，由图知A的初速度

A汽车停止的时间为

4s时A车的位移为6m。对于汽车B，由图知初速度为0，加速度为

汽车B要是行驶6m的距离所用的时间为

所以汽车A、B经s相遇时，是汽车A静止后B才追上A的，所以汽车A、B在处相遇，故C正确，B、D错误。

故选C。

3. 研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（　　）

A. 近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大

B. 近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小

C. 同步卫星的运行速度比现在小

D. 同步卫星向心加速度与现在相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．因为地球的质量、半径都不变，则根据近地卫星的速度表达式

可知近地卫星的速度不变，选项A错误；

B．近地卫星的向心加速度

故近地卫星的向心加速度不变，选项B错误；

D．同步卫星的周期等于地球自转的周期，故若干年后同步卫星的周期变大，由

可知

则同步卫星的高度增大，故卫星的万有引力减小，向心加速度减小，选项D错误；

C．根据

可知同步卫星的运行速度比现在小，故C正确。

故选C。

4. 如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同（均大于1），截面为圆周，半径均为R，对接成半圆。一细光束从a点垂直射入甲中，在甲的边界b点发生全反射，在乙的边界d点同时发生反射和折射。不考虑光线在界面上的反射，，则（　　）

A. 介质甲的折射率小于乙的 B. 光在甲中的频率大于在乙中的

C. 光在甲中的速度小于在乙中的 D. 光在甲中的波长大于在乙中的

【答案】C

【解析】

【详解】A．在甲的边界b点发生全反射，在乙的边界d点同时发生反射和折射。光路图如图所示。

由题意可知，

光在介质乙中的临界角大于光在介质甲中的临界角，又

得

A错误；

B．同一种光在不同介质中频率不变，B错误；

C．光在介质中的速度

得

C 正确；

D．光的在介质中传播速度和波长的关系

得

D错误。

故选C。

5. 海水中含有丰富的氘，核反应中的氚可以利用地球上储量丰富的锂来制取。一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个粒子），辐射出一个光子。已知氘核、氚核、氦核的质量分别为，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　）

A. 此核反应辐射出的光子在真空中的波长

B. 反应过程中释放出了核能，同时反应后核子的总结合能也会增大

C. 该核反应前后核子的电荷数守恒、质量也守恒

D. 该核反应必须依靠核子之间的库仑引力，使核子间距达到核力作用范围才能发生

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒，结合题意可得，该核反应方程为

设中子的质量为，根据爱因斯坦质能方程可知，辐射出的光子能量为

又

所以此核反应辐射出的光子在真空中的波长为

故A错误；

B．反应后的原子核更稳定，比结合能增加，因此反应过程中释放出了核能，由于核子总数不变，则反应后核子的总结合能增大，故B正确；

C．该核反应前后核子的电荷数守恒、质量数守恒。由于反应释放出巨大能量，则根据爱因斯坦质能方程可知一定有质量亏损，所以该反应质量不守恒，故C错误；

D．该核反应需要使原子核有足够大的动能来克服巨大的库仑斥力，使核子间距达到核力作用范围才能发生，故D错误。

故选B。

6. 如图所示是某一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A. 质点振动的周期为 B. 末质点受到的回复力改变方向

C. 时与时质点速度相同 D. 质点振动方程为

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，质点振动的周期为，故A错误；

B．末前后质点受到的回复力都沿轴负方向，故B错误；

C．由 图象斜率表示速度可知，时与时质点速度大小相同，方向相反，故C错误；

D．由A选项可得

设质点振动方程为

时

代入数据解得

可得

故D正确。

故选D。

7. 如图甲所示，在平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示，两列波的波速均为。0时刻两波源产生的波均已到达质点和处，则（  ）

A. 质点A位于振动加强区 B. 质点A比质点B振动得快

C. 0至内，质点A的最小位移为 D. 0至内，质点B的最大位移为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据题意可知，两波传播到A点的路程差为

两列波的波速均为

v=0.5m/s

由图可得

T=4s

所以波长为

=0.5×4m=2m

所以

根据图乙和图丙可知，两列波的起振是反向的，所以质点A位于振动减弱区，故A错误；

B．两波源的振动频率相等，则质点A与质点B振动快慢相同，故B错误；

D．两波传播到B点的路程差为0，B点为振动减弱点，B点的振幅为

A=A2-A1=4m-2m=2m

0至内，质点B的最大位移为，故D正确；

C．A点为振动减弱点， 0至内，质点A的最小位移为0，故C错误。

故选D。

8. 卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子的核反应为：。已知氮核质量为，氦核质量，氧核的质量为，质子（氢核）质量为。（已知：）；假设入射氦核以的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为。则（　　）

A. 卢瑟福通过该反应发现了原子的核式结构 B. 该反应吸收能量

C. 反应生成物的比结合能增大 D. 反应后氧核的速率为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．卢瑟福通过粒子散射实验发现了原子的核式结构，故A错误；

B．该反应吸收能量

故B正确；

C．因为该反应吸收能量，生成物更不稳定，比结合能更小，故C错误；

D．设反应后氧核的速率为v，则质子速率为50v，质子质量为m，根据动量守恒有

解得

故D正确。

故选BD。

9. 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，已知试探电荷q在场源电荷Q的电场中所具有电势能表达式为（式中k为静电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中有两个点电荷分别固定在x坐标轴的和的位置上。x轴上各点的电势随x的变化关系如图所示，A、B是图线与x轴的交点，A点的坐标是，图线上C点的切线与x轴平行，则下列说法正确的是（　　）

A. 为正电荷，为负电荷

B. 电荷的电量之比为

C. 电子沿x轴从运动到的过程中，电子的电势能先减小后增加

D. C点对应位置的坐标是

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．根据电势能

可知电势为

则场源电荷附近的电势正负与场源电荷的正负相反，结合图像可知，电荷带正电，带负电，故A正确；

B．由图可知A点电势为零，则有

其中

，

解得电荷的电量之比为，故B正确；

C．电子沿x轴从运动到过程中，由图可知电势一直升高，则电子的电势能一直减小，故C错误；

D．图线上C点切线与x轴平行，则由图像斜率

可知，两场源电荷在C点的电场强度之和为零，而点电荷周围的电场强度为

由于两电荷电性相反，则两电荷在C点的电场强度大小相等，设C点的坐标为，则有

解得

故D正确。

故选ABD。

10. 如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点O，半径为R的圆形区域Ⅰ内有方向垂直平面向里的匀强磁场，环形区域Ⅱ内（包括其外边界）有方向垂直平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子若以速度由A点沿y轴负方向射入磁场区域Ⅰ，则第一次经过Ⅰ、Ⅱ区域边界处的位置为p，p点在x轴上，速度方向沿x轴正方向。该粒子从A点射入后第5次经过Ⅰ、Ⅱ区域的边界时，其轨迹与边界的交点为Q，连线与x轴夹角为（未知）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）

A. 在Ⅰ、Ⅱ区域内粒子做圆周运动的轨迹圆的半径之比为

B. 连线与x轴夹角

C. 粒子从A点运动到Q点的时间为

D. 若有一群相同的粒子以相同的速度大小从A点入射时，速度方向分布在与y轴负向成范围内，则若想将所有粒子束缚在磁场区域内，环形区域大圆半径R至少为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由

可得在Ⅰ、Ⅱ区域内粒子做圆周运动的轨迹圆的半径之比为

A错误；

B．粒子每次从Ⅱ区域返回Ⅰ区域通过两区域边界时速度偏角都为α，为图中所示角，由几何关系

得

则

该粒子从A点射入后第4次经过Ⅰ、Ⅱ区域的边界时, 即第二次从Ⅱ区域返回Ⅰ区域通过两区域边界，此时速度偏离A点入射速度。此后在Ⅰ区域转过圆周，即从A点射入后第5次经过Ⅰ、Ⅱ区域边界处的位置为Q。由几何关系可知，连线与x轴夹角

B正确；

C．粒子从A点运动到Q点的时间为

每次偏转运动时间为

C正确；

D．速度方向分布在与y轴负向成向x轴正向偏转时，则若想将所有粒子束缚在磁场区域内，环形区域大圆半径R最小为如图所示的OD长度。

由几何关系可得

由余弦定理可得

D错误；

故选BC。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某实验小组利用如图（a）所示的实验装置验证动量守恒定律。实验的主要步骤如下：

①用游标卡尺测量小球A、B的直径d，其示数如图（b）所示，用天平测量小球A、B的质量分别为、；

②用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上；

③将球A向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为时由静止释放，与球B碰撞后，测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。

回答下列问题：

（1）小球的直径________；

（2）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式可表示为________（用①③中测量的量表示）；

（3）完成实验后，实验小组进一步探究。用质量相同的A、B两球重复实验步骤②③，发现A球与B球碰撞后，A球静止，B球向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角几乎等于，由此他们判断A、B两球的碰撞是________（填“弹性碰撞”“非弹性碰撞”“完全非弹性碰撞”）。

【答案】    ①. 2.20    ②.     ③. 弹性碰撞

【解析】

【详解】（1）[1]小球的直径为2.20cm。

（2）[2]假设细绳长度为l，碰撞后A、B有

，

解得

，

碰撞前对A有

解得

若两球碰撞前后的动量守恒，则

即

（3）[3] 碰撞后B球向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角几乎等于，可知碰撞中能量几乎没有损失，所以碰撞为弹性碰撞。

12. 某同学将一量程为的电压表改装成可测量电阻的仪表-欧姆表。

（1）先用如图（a）所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到时，电压表V恰好满偏；将电阻箱阻值调到时，电压表指针指在如图（b）所示位置，则电压表的读数为_______V。由以上数据可得电压表的内阻_______

（2）将图（a）的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图（c）所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：将两表笔断开，闭合开关，调节电阻箱，使指针指在“”处，此处刻度应标阻值为_______（填“0”或“”）；

（3）再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则改表完毕；则“”处对应的电阻刻度应为_______；（保留两位有效数字）

【答案】    ①.     ②. 18    ③.     ④. 1.3

【解析】

【详解】（1）[1] 图（b）所示电压表表盘可知，其分度值为0.1 V，示数为1.50 V； [2] 电源内阻不计，由图a所示电路图可知，电源电动势：

E＝U＋IR＝U＋R

由题意可知：

E＝3＋×3 000

E＝1.5＋×24 000

解得RV＝18000 Ω＝18kΩ，E＝3.5V

（2）[3] 两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞。

（3）[4] 当指针指向3V时，电路中的电流为

Ig＝A＝

此时滑动变阻器的阻值

R＝

当电压表示数为1 V时，有

1＝

解得

Rx＝1.3kΩ.

13. 如图所示，一根长、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用长的水银柱封闭了一段长的空气柱。已知大气压强为，玻璃管周围环境温度为。求：（所有结果保留整数）

（1）若使玻璃管开口水平放置，缓慢升高管内气体温度，温度最高升高到多少摄氏度时，管内水银不能溢出。

（2）若在（1）之后，保持温度不变，将玻璃管缓慢倒转至开口向下，且此过程中管中封闭气体没有泄漏，最终玻璃管中气柱将变成多长？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由理想气体状态方程得

其中

得

则

（2）设最终管内剩余水银长度为

由

其中

得

14. 如图所示，光滑圆弧轨道的圆心角，竖直半径大小为，轨道在B点与水平传送带相切。在同一竖直面内，将质量的小球以大小为的初速度水平抛出，恰好无碰撞的经A点进入圆弧轨道，过最低点B滑上传送带。传送带足够长且以的速度逆时针匀速运行，小球与传送带间的动摩擦因数，重力加速度。

（1）若以抛出点为原点、小球初速度方向为x轴正方向、竖直线下为y轴正方向（图中未画出），求小球抛出后到达A点前的轨迹方程；

（2）求小球经过B点时对圆弧轨道的压力；

（3）求小球从B点滑上传送带至第一次返回B点所需要的时间。

【答案】（1），；（2），方向竖直向下；（3）8s

【解析】

【详解】（1）由题意可知，当小球到达A处时

可知

竖直方向上

可知

由

得

可知此过程中水平方向位移

对小球抛出后的运动为平抛运动，则有

，

可知轨迹方程为

，

（2）对小球从A到B的过程应用动能定理，则有

由此可知

对小球在B点时受力分析可知

得

由牛顿第三定律可知，小球对B点的压力，方向竖直向下。

（3）小球在传送带上运动时，由牛顿第二定律

得

，与速度方向相反

则小球减速至0时，经过时间，位移为x1

，

解得

，（方向向右）

随后小球向左加速至与传送带共速，设此过程时间为，位移为x2

，

解得

，（方向向左）

接下来小球将匀速运动至传送带左端。设此过程时间为

解得

则运动总时间

15. 如图甲所示，在倾角的光滑斜面上有一矩形线框，质量，电阻，边长，边长。斜面上和是相距的两条水平边界线，和之间充满垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示，在时刻线框从距为处由静止开始运动，运动过程中边始终与边平行，求：

（1）线框边进入磁场时的速度v；

（2）线框由静止开始运动到边至处过程中通过截面的电量；

（3）线框由静止开始运动到边至处过程中产生的热量。

【答案】（1）；（2）5C；（3）3.5J

【解析】

【详解】（1）线框进入磁场前，根据牛顿第二定律可知加速度

根据匀变速直线运动规律

解得

（2）线框刚开始向下匀加速时间

线框进入磁场时，感应电动势

感应电流

安培力

因为

线框进入磁场先做匀速运动，匀速运动时间

当线框全部进入磁场后，无论是否有感应电流，仍做加速度为的匀加速度运动，时间为

无电流的时间

磁感应强度开始变化后，有电流的时间为

线框由静止开始运动到边至处过程中通过截面的电量

（3）线框由静止开始运动到边至处过程中产生的热量