2022届高考物理三模试卷（含答案） (12)

这是一份2022届高考物理三模试卷（含答案） (12)，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2022届高考物理三模试卷一、选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。1.我国的托卡马克技术又有了新的突破，距离“人造太阳”的梦想更近一步。核聚变中，一种常见的核反应方程为（式中E为能量），则(   )A.X是质子，反应后总质量减少 B.X是中子，反应后总质量减少C.X是中子，反应后总质量增加 D.X是质子，反应后总质量增加2.喷洒药物消杀是预防新冠肺炎病毒传播的重要环节，常见的便携式喷壶如图所示。当按下手柄，从外界充入壶内的气体达到一定压强后，壶内的药水即可从喷口喷出。气体可视为理想气体。在此过程中，关于壶内气体的说法正确的是(   )A.充入足够多的气体主要是通过提高温度来提高壶内气体的压强B.若不考虑壶内气体与外界的热传递因素，则壶内气体的内能逐渐减小C.若在药水喷出的过程中认为壶内气体温度不变，则气体的压强变大D.若在药水喷出的过程中认为壶内气体温度不变，则气体对外放热3.从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压（即图甲所示的电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光的频率ν，由此算出普朗克常量h。按照密立根的方法我们利用图甲所示装置进行实验，得到了某金属的图像如图乙所示。下列说法正确的是(   )
 A.该金属的截止频率约为 B.该金属的截止频率约为C.该图线的斜率为普朗克常量 D.该图线的斜率为这种金属的逸出功4.北京时间2021年10月16日，我国长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空，11月8日两名航天员圆满完成出舱活动全部既定任务。下图为三舱做匀速圆周运动的在轨简图，已知三舱飞行周期为T，地球半径为，轨道舱的质量为m，距离地面的高度为，引力常量为G，则下列说法正确的是(   )
 A.返回舱和轨道舱对接时各自受力平衡B.长征二号F运载火箭需要把神舟十三号载人飞船加速到第二宇宙速度，然后停止加速C.三舱在轨运行的速度大小为D.由已知数据可以求出地球的质量和密度5.如图（a）所示，一质量为m的物体在沿粗糙斜面向上的力F持续作用下以一定的初速度向上运动，物体的机械能E随位移x的变化关系如图（b）所示，其中的图线为一段倾斜的直线，的图线为一段平行于x轴的直线，的图线为一段曲线，则下列说法错误的是(   )
 A.在过程中物体可能做匀减速运动 B.在过程中物体的动能不可能增加C.在过程中物体一定做匀减速运动 D.在过程中F在不断减小6.如图所示，水平面内有一边长为a的正方形点为正方形的几何中心，P点为O点正上方的一点，P点到四点的距离均为a。现将四个电荷量均为Q的正点电荷分别固定在处，已知静电力常量为k，无穷远处为零电势点。则下列说法正确的是(   )
 A.O点的电场强度大小为 B.O点的电势为零C.P点的电势比O点的电势高 D.P点的电场强度大小为7.边长为a的等边三角形玻璃砖的横截面如图所示，其中底面镀银，两点分别为边的中点，一束位于横截面所在平面内的光线自中点M垂直方向射入，刚好在中点N位置发生反射，已知光在真空中传播的速度为c，则从M点射入到第一次射出过程，光在玻璃砖中传播的时间为(   )
 A. B. C. D.8.如图所示，在直角三角形的A点和B点分别固定一电流方向垂直纸面向外和向里的无限长直导线，其电流强度分别为，。已知通电长直导线在空间某点的磁感应强度大小为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流强度。当一小磁针在C点N极指向沿方向时，两长直导线的电流强度和之比以及长直导线A对长直导线B的作用力与长直导线B对长直导线A的作用力大小之比分别为(   )
 A. B. C.4，1 D.4，29.如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电，输出端可以通过调节触头的位置来改变输出端匝数，同时在输出端并联一个指示灯L，输出电路中接入滑动变阻器R，调节的位置可以改变R的阻值，两电表均为理想交流电表，以下说法正确的是(   )
 A.指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次B.不论开关S状态如何，电压表示数为C.闭合开关S，仅向下滑动，输入功率变小D.闭合开关S，仅向下滑动，电表示数不变10.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，其中Q质点的平衡位置在处，已知波的周期，下列说法正确的是(   )
 A.该波的波速可能是8m/sB.该波的周期可能是1.2sC.再经过4s时间，平衡位置在处的质点，运动的路程一定是4mD.时，Q质点的位移一定是0二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11.（15分）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准。某次实验中，待测金属丝接入电路部分的长度为50.00cm，电阻约几欧。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数应为_______mm（该值与多次测量的平均值相等）。
 （2）实验电路如图乙所示，请用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接。
 （3）实验中，调节滑动变阻器的滑片，电压表和电流表示数记录如下：1.051.401.802.302.600.220.280.360.460.51请在图丁中作出图线。
（4）由图线可知，金属丝的电阻__________Ω（结果保留两位有效数字）。（5）根据以上数据可以算出金属丝的电阻率________（结果保留两位有效数字）。12.（8分）如图所示，在竖直平面内，与水平面夹角为45°的光滑倾斜轨道与半圆轨道平滑连接。质量为m的小球从倾斜轨道上滑下，恰好通过半圆轨道最高点后水平抛出垂直打在倾斜轨道上。若小球平抛运动的时间为t，当地的重力加速度为g。求：
 （1）小球经过半圆轨道最低点时对轨道的压力大小；（2）小球从倾斜轨道上由静止滑下时距离半圆轨道最低点的高度。    13.（8分）实验室内有一个体积为的带塞储气罐，内部装有压强为、初始温度为300K的氮气，当把储气罐加热到400K时，塞子刚好被氮气顶开，此时立即停止加热并塞好塞子，稍后储气罐慢慢降温到原来的温度。设外界大气压强。求：（1）塞子刚要被顶开时，罐内氮气的压强；
（2）塞子被顶开后外泄的氮气体积。      14.（13分）如图所示，在竖直平面内，为光滑圆轨道的一部分，半径竖直，与间的夹角为水平地面，与轨道在C点平滑连接。一质量、表面光滑的物体P在上方以的速度向左水平抛出，物体P恰好从B点沿切线方向进入轨道，与另一质量、静止于C点的物体Q发生碰撞，两物体间的碰撞为弹性碰撞，已知物体Q与地面间的动摩擦因数足够长，物体均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，求：
 （1）物体P与Q碰撞前对轨道的压力；（2）物体Q第一次碰撞后停止时距C点的距离x；（3）物体Q最终停止的位置到C点的距离L。      15.（16分）如图所示，与水平面夹角为、间距为的足够长光滑金属导轨倾斜放置，质量均为的金属棒垂直导轨放置且与导轨保持良好接触（最初静止时金属棒放在垂直于斜面的光滑绝缘立柱上），棒接入电路的阻值均为。整个装置处在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。现棒在平行于导轨平面向上的恒力F作用下由静止开始向上运动，当棒沿导轨运动距离为时速度达到最大值，此时棒对绝缘立柱的压力恰好为零。取，，导轨阻值可忽略，在棒由静止达到最大速度的过程中，求：
 （1）棒达到最大速度的瞬间所具有的动量；（2）通过金属棒的电荷量；（3）棒机械能的变化量W和因棒运动回路产生的焦耳热Q。

        
答案以及解析1.答案：B解析：本题考查核聚变。设X的电荷数为x，质量数为y，根据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒，有，解得，所以X是中子，由质能方程有，可知反应后总质量减少，故B正确。2.答案：B解析：本题考查气体实验定律和热力学第一定律。当按下手柄后，从外界向壶内充气，当充入足够多的气体时，气体体积不变，温度不变，可知壶内气体压强增大，A错误；若不考虑壶内气体与外界的热传递因素，则在药水不断喷出的过程中，气体对外做功，根据热力学第一定律，可知壶内气体的内能逐渐减小，B正确；在药水不断喷出的过程中，壶内气体温度始终保持不变，根据玻意耳定律可知，气体体积增加，则压强减小，根据热力学第一定律可知，气体温度不变，，气体对外做功，，则，气体从外界吸收热量，故C、D错误。3.答案：A解析：本题考查光电效应。根据爱因斯坦光电效应方程，当时，可得，此时根据题图乙可知，，即该金属的截止频率约为，A正确，B错误；联立上式有，故图线的斜率为，C、D错误。4.答案：D解析：本题考查万有引力与航天知识。返回舱和轨道舱对接时二者相对静止，并非处于受力平衡状态，A错误；第一宇宙速度为地球卫星的最小发射速度也是最大环绕速度，当卫星的速度达到第二宇宙速度时，人造卫星将脱离地球的束缚，B错误；三舱在轨飞行的速度大小为，C错误；设地球质量为M，地球密度为ρ，由得，，D正确。 5.答案：B解析：本题考查牛顿运动定律、功能关系等知识点。过程中物体的机械能均匀增大，由功能关系可得，外力F恒定，物体做匀变速运动，若，物体做匀加速直线运动，动能增加，若，物体做匀减速直线运动，动能减少，A正确，B错误；过程中物体的机械能不变，，外力F恒定，，物体做匀减速直线运动，C正确；过程中物体的机械能随位移的增加而减小，而且变化越来越快，则，且增大，所以F减小，故D正确。本题选错误的，故选B。6.答案：D解析：本题结合立体模型考查电场的性质。四个电荷量均为Q的正点电荷在O点产生的电场强度的大小相等，由点电荷的电场叠加原理和对称性可知，O点的电场强度大小为零，故A错误；以无穷远处为零电势点，正电荷周围空间电势为正值，可判断O点的电势不为零，又因为沿着电场线方向电势降低，故P点的电势比O点的电势低，故B、C错误；四个电荷量均为Q的正点电荷在P点产生的电场强度的大小均为，方向与均成45°角，根据对称性可知P点电场强度的方向沿方向，根据叠加原理可求出P点的电场强度大小为，故D正确。7.答案：B解析：本题考查几何光学相关知识。根据对称原理，光线通过玻璃砖的光路图如图所示，由几何知识可得，光线在M点射入时入射角为60°，折射角为30°，则折射率，则临界角，光可以从边射出，光在玻璃砖中传播的速度，由几何知识可得，从M点射入到第一次射出过程，光在玻璃砖中传播的路程，则光在玻璃砖中传播的时间为，B正确。
  8.答案：C解析：本题考查磁感应强度、安培力。设间的距离为点处的通电长直导线、B点处的通电长直导线在C点产生磁场的磁感应强度大小分别为，如图所示，合磁感应强度方向沿方向，根据几何关系有，解得；通电长直导线A对通电长直导线B的作用力与通电长直导线B对通电长直导线A的作用力是一对作用力与反作用力，方向相反，大小之比为1，故C正确。
 9.答案：C解析：本题考查自耦变压器的动态分析。指示灯L不经过开关S与一小段线圈连接，不论S状态如何，灯L常亮，由题意可知，交流电周期，且一个周期电流方向改变2次，故每秒钟通过指示灯的电流方向改变100次，A错误；不论开关S状态如何，电压表示数都为有效值220V，B错误；闭合开关S，仅向下滑动，输出端匝数减小，根据电压比可知，输出端电压减小，由可知，输出端的功率变小，输入功率变小，C正确；闭合开关S，仅向下滑动，接入电路的电阻阻值减小，电压表示数不变，输出端电压不变，由欧姆定律可知，电流表示数变大，D错误。10.答案：D解析：本题考查波的传播方向、波长、周期和波速的关系。由波形图可知，该波波长，由于,当波沿x轴正方向传播时，，解得，波速；当波沿x轴负方向传播时，，解得，波速，所以该波波速可能是，也可能是10m/s，周期可能是2.4s，也可能是0.8s，故A、B错误；经过，平衡位置在处的质点运动的路程，同理，，平衡位置在处的质点运动的路程，故C错误；，实线波沿x轴正方向平移时，Q质点正好到达平衡位置，同理，实线波沿x轴负方向平移,Q质点在平衡位置，故时，Q质点的位移一定是0，故D正确。11.答案：（1）0.400（0.398~0.402均正确）（2）见解析（3）见解析（4）5.0（4.8~5.2）（5）（均正确）解析：本题考查“测量金属丝的电阻率”实验。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径为。
（2）实物电路的连接如图（a）所示。

（3）根据数据作出图线如图（b）所示。
 （4）由图线可知，金属丝的电阻。（5）根据，解得，代入数据可得金属丝的电阻率。12.答案：（1）（2）解析：本题考查平抛运动、圆周运动和机械能守恒定律。
（1）小球垂直打在倾斜轨道上，有，
解得
小球打在倾斜轨道前瞬间的速度大小为

小球恰好通过半圆轨道最高点，有，
解得
小球沿半圆轨道从最低点运动到最高点，
由机械能守恒定律，有
设小球经过半圆轨道最低点时轨道的支持力为F，在最低点有
，
解得
由牛顿第三定律可知，小球经过半圆轨道最低点时对轨道的压力大小为
（2）由，
解得13.答案：（1）
（2）解析：本题考查气体实验定律和理想气体状态方程。
（1）储气罐内氮气的初始状态，，
设塞子刚要被顶开时罐内氮气压强为，体积由查理定律得
代入数据得，塞子刚要被顶开时，罐内氮气的压强
（2）塞子被顶开后罐内剩余氮气的状态参量为
,，
因塞子被顶开而外泄的氮气状态参量为

由理想气体状态方程，结合前后气体状态变化得

解得
 14.答案：（1），方向竖直向下（2）1.5m（3）2m解析：本题考查牛顿运动定律和动量守恒定律的综合应用。
（1）物体P从抛出到B点的过程中做平抛运动，恰好以B点沿切线方向进入轨道，则有

物体P从B点运动到C点，由动能定理得

解得，
在C点，由牛顿第二定律得，
由牛顿第三定律得，
解得，方向竖直向下
（2）物体发生弹性碰撞，以水平向左为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律有


解得，
物体Q在水平地面上运动，由动能定理有

解得
（3）物体P以返回光滑圆弧轨道，
由动能定理得
解得
物体P将沿轨道返回水平地面，根据能量守恒定律有

解得15.答案：（1），方向沿导轨平面向上（2）0.05C（3）；解析：本题考查金属棒切割磁感线以及动量、功与能的关系。
（1）棒达到最大速度时，由棒对绝缘立柱的压力恰好为零，有
由闭合电路欧姆定律知
联立解得，
此时棒所具有的动量，方向沿导轨平面向上
（2）棒由静止达到最大速度的过程中通过棒的电荷量
其中平均电流
根据法拉第电磁感应定律得，
联立解得
棒为串联形式，所以通过二者的电荷量相等，即通过棒的电荷量
（3）当棒达到最大速度时，根据平衡条件，对棒有

联立解得,
棒机械能的变化量W为棒增加的动能和重力势能之和，
即
解得
由功能关系可得
联立解得