2022届山东省滕州一中高三下学期二模（枣庄市三模）物理试题（解析版）

这是一份2022届山东省滕州一中高三下学期二模（枣庄市三模）物理试题（解析版），共24页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

本试卷8页。总分100分：考试时间90分钟。
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. 氢原子的能级图如图所示。现有一群处于能级的氢原子，则这群氢原子（ ）
A. 只可能辐射2种频率的光子
B. 辐射光子的最大能量为
C. 辐射光子的最大能量为
D. 若被光照射后，发生了电离，则电离氢原子的光子能量至少为
【1题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．一群处于能级的氢原子，最多可辐射的光子种数为
故A错误；
BC．辐射光子的最大能量为
故BC错误；
D．若被光照射后，发生了电离，则电离氢原子的光子能量至少为
故D正确。
故选D。
2. 喷洒酒精消毒是抗击新冠肺炎疫情的重要手段。某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下按压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后，按下按柄B打开阀门K，消毒液会经导管自动从喷嘴处喷出。设喷液过程中，储气室内气体温度保持不变，若储气室内气体可视为理想气体，则下列说法正确的是（ ）
A. 喷液过程中，储气室内气体内能减小
B. 喷液过程中，储气室内气体放出热量
C. 喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力逐渐减小
D. 只要储气室内气体压强大于外界大气压强，消毒液就能从喷嘴喷出
【2题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．喷液过程中，温度不变，储气室内气体内能不变，A错误；
B．喷液过程中，气体膨胀对外做功，但内能不变，由热力学第一定律可知，储气室内气体吸收热量，B错误；
C．由于喷液过程中温度保持不变，气体分子的平均动能不变，故分子热运动剧烈程度不变，但是气体压强增小，所以储气室内气体分子对器壁单位面积的平均撞击力逐渐减小，故C正确；
D．只有当储气室内气体压强大于外界大气压强与导管内液体压强之和，消毒液才能从喷嘴喷出，故D错误。
故选C。
3. 是“电子不停车收费系统”的简称，常用于高速公路出入口的通道。装有打卡装置的汽车，从通道驶入、驶出高速公路时，系统能在汽车行驶中实现自动快速计、缴费。如图所示是一辆汽车通过直线通道运动过程的位移一时间（）图像．其中和时间段内的图像是直线段，下列说法正确的是（ ）
A. 在时间段内，汽车做匀加速直线运动
B. 在时刻，汽车的速度最大
C. 在时间段内，汽车做加速直线运动
D. 在和两时间段内，汽车的加速度方向相同
【3题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A．由“位移-时间”图像切线的斜率表示瞬时速度，0～t1图像的斜率不变，则汽车做匀速直线运动，A错误；
B．t1～t2图像切线的斜率（表示瞬时速度）越来越小，在时刻，汽车的速度最小，B错误；
C．t2～t3图像切线的斜率越来越大，则汽车做加速直线运动，C正确；
D．t1～t2和t2～t3汽车先做减速后做加速，所以加速度方向相反，D错误。
故选C。
4. 用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【4题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为
△x=2d
即光程差为薄膜厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为λ，在图中相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，则薄膜层的厚度之间变小，因条纹宽度先是保持不变，然后突变变宽，再保持不变，则厚度先不变再突然变小再保持不变。
故选C。
5. 如图所示，、、、是真空中正四面体的四个顶点，E点为的中点。现在、两点分别固定电荷量为、的两个点电荷。下列说法正确的是（ ）
A. 点的场强比点的大
B. 点的电势比点的高
C. 、两点的场强不相同
D. 将另一带负电的检验电荷从点沿直线移动到点，电场力对它不做功
【5题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】BC．在、两点分别固定电荷量为、的两个点电荷，则通过的中垂面是一等势面，、、处在同一等势面上，、、三点的电势相等，、两点的场强方向都与平行，方向指向的一侧，即方向相同，根据对称性可知场强的大小相等，故、两点的场强相同，选项BC错误；
D．由于、、处在同一等势面上，故将另一带负电的检验电荷从点沿直线移动到点，电场力对它不做功，选项D正确；
A．假设连线的中点为，由等量异种电荷电场分布特点可知，在通过的中垂面上，离连线的中点越近，场强越大，离越远，场强越小，根据图中几何关系可知垂直于，故的距离大于的距离，点的场强比点的小，选项A错误。
故选D。
6. 如图所示，蜘蛛在竖直墙壁与地面之间结网时，为拉出的第一根直线蛛丝，与水平地面之间的夹角为．A点到地面的距离为。取重力加速度，空气阻力不计，。若蜘蛛从竖直墙壁上距地面的C点以水平速度跳出，要落到蛛丝上，则水平速度至少为（ ）
A. B.
C. D.
【6题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】平抛的运动轨迹如下所示：
AC之间的距离为
1.2m-1m=0.2m
由图可知
x=（y+0.2）tan37°
根据平抛运动规律有：
x=v0t
y=gt2
联立解得
v0=1.5m/s
C正确，ABD错误。
故选C。
7. 如图（a）所示，倾角为的传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带的长度。一个可视为质点的质量的物块，自A点无初速度的放在传送带底端，其被传送至B端的过程中，动能与位移x的关系（）图像如图（b）所示。取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.25
B. 整个过程中合外力对物块做的功为
C. 整个过程中摩擦力对物块做的功为
D. 整个过程中摩擦力对物块做的功等于物块机械能的增加量
【7题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A．开始时物块在传送带的作用下动能不断增大，根据动能定理有
在5m后动能不变，可知物块与传送带相对静止，即，带入动能表达式可得
A错误；
B．由动能定理可知，整个过程中合外力对物块做的功等于动能的变化量，则有
B错误；
CD．由功能关系可知，整个过程中摩擦力对物块做的功等于物块机械能的增加量，即
C错误，D正确。
故选D。
8. 一含有理想变压器电路如图所示，图中电阻和的阻值分别为和，A为理想交流电流表，u为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当开关S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A. 7B. 6C. 5D. 4
【8题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】设变压器原、副线圈匝数之比为k，则可知，开关断开时，副线圈电流为；则根据理想变压器原理可知
同理可知
代入解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
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. 我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成，如图所示。设三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径关系为。下列说法正确的是（ ）
A. 的线速度比的小
B. 的角速度比的小
C. 和的周期之比为
D. 和的线速度之比为
【9题答案】
【答案】BD
【解析】
【详解】AD．根据万有引力提供向心力可得
解得
可得和的线速度之比为
由于与的轨道半径相等，所以与的线速度大小相等，A错误，D正确；
B．根据万有引力提供向心力可得
解得
由于的轨道半径大于的轨道半径，所以的角速度比的小，B正确；
C．根据万有引力提供向心力可得
解得
可得和的周期之比为
C错误。
故选BD。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是时刻的波形图，图乙和图丙分别是x轴上某两处质点的振动图象。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是（ ）
A. B. C. D.
【10题答案】
【答案】CD
【解析】
【详解】由图甲可知波长
振幅
图乙所示质点在时在正向最大位移处，图丙所示质点在时，，运动方向沿y轴正方向，结合波形图找到对应的点，如图所示
四分之一波长为，若在左边，两平衡位置距离为
若在右边，两平衡位置的距离为
考虑周期性得
或
可得CD正确，AB错误。
故选CD。
11. 足够大的光滑水平面上，一根不可伸长的细绳一端连接着质量为的物块，另一端连接质量为的木板，绳子开始是松弛的。质量为的物块放在长木板的右端，与木板间的滑动摩擦力的大小等于最大静摩擦力大小。现在给物块水平向左的瞬时初速度，物块立即在长木板上运动。已知绳子绷紧前，、已经达到共同速度；绳子绷紧后，、总是具有相同的速度；物块始终未从长木板上滑落．下列说法正确的是（ ）
A. 绳子绷紧前，、达到的共同速度大小为
B. 绳子刚绷紧后的瞬间，、的速度大小均为
C. 绳子刚绷紧后的瞬间，、的速度大小均为
D. 最终、、三者将以大小为的共同速度一直运动下去
【11题答案】
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．绳子绷紧前，、已经达到共同速度，设、达到的共同速度大小为，根据动量守恒定律可得
解得
A正确；
BC．绳子刚绷紧后的瞬间，、具有相同的速度，、组成的系统满足动量守恒，则有
解得
B错误，C正确；
D．、、三者最终有共同的速度，、、组成的系统满足动量守恒，则有
解得
D正确；
故选ACD。
12. 如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨足够长，底部Q、N之间连接阻值为的电阻，磁感应强度为、足够大的匀强磁场与导轨平面垂直。质量为、电阻值为的金属棒放在导轨上，且始终与导轨接触良好。导轨的上端点P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行。开关闭合后，金属棒恰能保持静止。取重力加速度，其余部分的电阻不计。则（ ）
A. 匀强磁场的磁感应强度均匀减小
B. 金属棒中的电流为
C. 匀强磁场的磁感应强度的变化率为
D. 断开之后，金属棒下滑的最大速度为
【12题答案】
【答案】BC
【解析】
【详解】A．金属棒处于静止状态，则金属棒受到的安培力竖直向上，根据左手定则可知通过金属棒的电流方向由到，根据楞次定律可知匀强磁场的磁感应强度均匀增加，A错误；
B．设金属棒中的电流为，根据受力平衡可得
解得
B正确；
C．设匀强磁场的磁感应强度的变化率为，则线圈产生的感应电动势为
金属棒中的电流为
联立解得
C正确；
D．断开之后，当金属棒受力再次到达平衡时下滑速度最大，设最大速度为，则有
联立解得
D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某学习小组的同学用图甲所示装置做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验，测量弹簧原长时，为了方便测量，他们把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，弹簧顶端与刻度尺零刻线对齐，用刻度尺测出弹簧的原长如图乙所示。然后把弹簧悬挂在铁架台上，仍使顶端的同一位置对齐刻度尺的零刻线，将6个完全相同的钩码逐个加挂在弹簧的下端，测出每次弹簧的长度，结合图乙测得的原长，得出对应的伸长量x，测量数据见下表。
（1）由图乙可知，弹簧的原长为________。
（2）在答题卡给出的坐标纸上作出弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像_______。
（3）由于测量弹簧原长时没有考虑弹簧自重，使得到的图像不过坐标原点0。那么，由于弹簧自重而引起的弹簧的伸长量为___________。
【13题答案】
【答案】 ①. 20.00 ②. ③. 1.00
【解析】
【详解】（1）[1]刻度尺的分度值为1mm，所以其读数为20.00cm；
（2）[2]根据描点法得出弹簧的伸长量x与钩码质量m的关系图像如图
（3）[3]由图可知，当没有挂钩码时，弹簧的伸长量为1.00cm，可得由于弹簧自重而引起的弹簧的伸长量为1.00cm。
14. 随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。纯净水的电导率（电阻率的倒数）是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某探究实验小组查阅国家2020版药典标准得知：合格纯净水的电导率，为方便检测，实验小组把电导率换算为电阻率，得知合格标准为电阻率。为测量某纯净水的电阻率，他们将水样装入一个绝缘性能良好的圆柱形塑料容器内，容器两端用圆片状金属电极密封。测得该容器两电极间长度为，圆柱内径圆面积为。除待测水样外，实验室还提供如下器材：
A．电流表：量程
B．电压表V：量程
C．滑动变阻器R：阻值范围，允许的最大电流
D．电源E：电动势为，内阻不计
E．开关和导线若干
（1）实验电路原理图如图甲所示。该小组正确连接实验电路后，将电压表的不固定接头分别与b、c接触，观察电压表和电流表指针偏转情况，发现电流表的指针偏转变化明显，电压表指针偏转几乎不变，则应将电压表接头接在_________（选填“b”或“c”）点。
（2）请用笔画线代替导线，在答题卡上将实物图乙连接成实验电路，其中电压表的接头要跟（1）中的选择一致_______。
（3）根据实验中测得的多组电压表和电流表的示数，在坐标系中描点连线，得到图像如图丙所示。根据图像可得，水样的电阻值__________。
（4）结合题目给出的数据可知，该水样的电导率__________（填“合格”或“不合格”）。
【14题答案】
【答案】 ①. c ②. 见解析 ③. 60000Ω ④. 不合格
【解析】
【详解】（1）[1]实验过程利用试触法发现电流表的指针偏转变化明显，电压表指针偏转几乎不变，说明电流表分压不明显，电压表分流现象明显，为提高实验的准确性，减小实验误差，电流表应该内接，故电压表接头接在c点；
（2）[2]滑动变阻器分压式连接，电流表内接，电源电动势12V，电压表选择大量程接入，故实物图连接如下图所示：
（3）[3]根据部分电路的欧姆定律可知
（4）[4]根据电阻的决定式可得
小于合格标准的电阻率，故不合格。
15. 为防止文物展出时因氧化而受损，需抽出存放文物的展柜中的空气，充入惰性气体，形成低氧环境。如图所示，为用活塞式抽气筒从存放青铜鼎的展柜内抽出空气的示意图。已知展柜容积为，开始时展柜内空气压强为，抽气筒每次抽出空气的体积为；抽气一次后，展柜内压强传感器显示内部压强为需；不考虑抽气引起的温度变化。求：
（1）青铜鼎材料的总体积；
（2）抽气两次后，展柜内剩余空气与开始时空气的质量之比。
【15题答案】
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由玻意耳定律得
解得
（2）设第二次抽气后气体压强p2
设剩余气体压强为p0时体积为V，则
剩余气体与原气体的质量比
解得
16. 如图所示，水池的底面与水平面所成夹角为，一尺寸很小的遥控船模某时刻从A点沿以的速度匀速向岸边O点行驶，此时太阳位于船模的正后上方，太阳光线方向与水平面的夹角。已知水的折射率，。
（1）求该时刻太阳光线在水中的折射角；
（2）如图所示，B点为连线上的一点，在遥控船模从A点驶向B点的过程中，其在水池底面的影子从C点移向D点。请在答题纸图中作图确定并标出C点和D点；
（3）求遥控船模在水池底面的影子沿水池底面向O点运动速度的大小；
（4）若图中太阳光线方向与水平面的夹角变大（），则遥控船模在水池底面的影子沿水池底面向O点运动的速度将如何变化（不要求推导过程，仅回答“增大”“减小”或“不变”）？
【16题答案】
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）减小
【解析】
详解】（1）由折射定律得
解得
（2）由（1）求出的折射角结合几何关系可得下图
（3）光路图如图所示
由几何关系可得
解得
（4）由光路图可知，遥控船模在水池底部的影子沿水池底面向O点运动的速度将减小。
17. 某离子发动机简化结构如图甲所示，其横截面半径为R的圆柱腔分为I、Ⅱ两个工作区：I区为电离区，其内有沿轴向分布的匀强磁场，磁感应强度的大小，其中，m为电子质量，e为电子电荷量。Ⅱ区为加速区，其内电极P、Q间加有恒定电压U，形成沿轴向分布的匀强电场。在Ⅰ区内离轴线处的C点垂直于轴线持续射出一定速率范围的电子，过C点的圆柱腔横截面如图乙所示（从左向右看），电子的初速度方向与的连线成角。
（1）向Ⅰ区注入某种稀薄气体，电子要电离该气体，电子的速率至少应为。电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，其电离气体的效果越好。为取得好的电离效果，请判断Ⅰ区中的磁场方向（按图乙说明是“垂直于纸面向外”或“垂直于纸面向里”）；
（2）不考虑电子间的碰撞及相互作用，电子碰到器壁即被吸收。在取得好的电离效果下，当时，求从C点射出的电子速率v的最大值；
（3）Ⅰ区产生的离子以接近0的初速飘入Ⅱ区，被速后形成离子束，从右侧喷出。已知气体被电离成质量为M的1价正离子，且单位时间内飘入Ⅱ区的离子数目为定值n；求推进器获得的推力。
【17题答案】
【答案】（1）垂直纸面向里；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据左手定则，为取得好的电离效果，磁场方向是垂直纸面向里；
（2）
如图所示，当电子轨迹与横截面圆内切时，电子能到达的区域最大，电离效果最好。
根据几何关系
根据余弦定理
若为时，解得
根据洛伦兹力提供向心力
解得
（3）动量定理
离子动能定理
牛顿第三定律
联立得
18. 如图所示，质量的长直木杆竖直静止在水平面上，但跟水平面并不黏合；另一质量、可视为质点的小橡胶环套在长直木杆上。现让小橡胶环以的初速度从长直木杆顶端沿长木杆滑下，小橡胶环每次跟水平面的碰撞都是瞬间弹性碰撞；而长直木杆每次跟水平面碰撞瞬间都会立即停下而不反弹、不倾倒。最终小橡胶环未从长直木杆上端滑出。已知小橡胶环与长直木杆之间的滑动摩擦力大小，认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，取重力加速度。求：
(1)长直木杆的最小长度；
(2)长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能；
(3)长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式；
(4)小橡胶环在长直木杆上运动的总路程。
【18题答案】
【答案】(1)3.75m；(2)；(3)；(4)大于或等于（或13.4m）
【解析】
【详解】(1)设长直木杆的最小长度为，小橡胶环沿长直木杆下滑时，长直木杆静止不动，根据受力分析和运动分析可得小橡胶环做匀速直线运动；小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，对小橡胶环有
对长直木杆有
根据题意则有
代入数据，联立解得
即长直木杆的最小长度3.75m
(2)小橡胶环与长直木杆共速后一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第一次碰撞前，则有
解得长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间前的速度大小为
长直木杆跟水平面第一次碰撞瞬间损失的机械能为
(3)长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆做匀速下滑，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，小橡胶环做匀减速直线运动，长直木杆做匀加速直线运动，第二次共速后又一起做竖直上抛，直到长直木杆跟水平面第二次碰撞，则有
联立可得长直木杆跟水平面第二次将要碰撞时的速度大小为
所以可得长直木杆跟水平面第n次将要碰撞时的速度大小表达式为
(4)小橡胶环沿长直木杆第一次下滑的最小路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆，在长直木杆上第一次上滑的路程为
长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，小橡胶环跟水平面碰撞后小橡胶环沿长直木杆上滑时，在长直木杆上第二次上滑的路程为
长直木杆跟水平面第一次碰撞后，小橡胶环先沿长直木杆在长直木杆上做匀速下滑的路程为，以此类推小橡胶环在长直木杆上运动的总路程
即小橡胶环在长直木杆上运动的总路程大于或等于（或13.4m）
钩码质量
10
20
30
40
50
60
弹簧伸长量
3.00
5.00
7.00
9.00
11.00
13.00