2022届湖南省常德市第一中学高三下学期二模物理试题及答案

常德市一中2022届高三考前二模

              物       理

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．科学研究发现，钚（Pu）是一种具有放射性的超轴元素，已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为Pu→X+He+γ，该衰变过程中产生的γ光子照射到逸出功为W0的金属上，逸出光电子最大初动能为Ek0。已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h。下列说法中正确的是

A．衰变产生的γ光子带正电且具有很强的电离能力

B．γ光子的波长为

C．X原子核中含有92个中子

D．80个Pu经过48200年后一定剩余20个

2．滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中

A．合外力做功一定为零             B．机械能始终保持不变

C．所受合外力始终为零             D．所受摩擦力大小不变

3．如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为

4．北京时间2021年12月9日，“天宫课堂”开讲，中国航天员再次进行太空授课。空间站绕地心做近似匀速圆周运动，轨道距离地面高度约3.9102 km，地球半径约6.4103 km，质量约为6.01024 kg，引力常量6.6710-11 N·m2/kg2，则在“天宫课堂”授课的约60 min时间内，空间站在轨道上通过的弧长约

A．7.7103 km B．7.7104 km

C．2.8103 km D．2.8104 km

5．如图所示，某次雷雨天气，带电云层和建筑物上的避雷针之间形成电场，图中虚线为该电场的三条等势线，实线为某带电粒子从A运动到B的轨迹，A、B为运动轨迹上的两点。带电粒子的重力不计，避雷针带负电。则

A．带电粒子带负电

B．避雷针尖端附近电势较高

C．带电粒子在A点的电势能大于在B点的电势能

D．带电粒子在A点的加速度大于在B点的加速度

6．一质最m=4 kg的滑块静止在粗糙的水平面上， t=0时刻起对滑块施加水平向右的拉力F，拉力F按如图所示的规律变化，3 s末撤去拉力。滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是

A．0~3 s内摩擦力的冲量大小为30 N·s 

B．0~3s内拉力做的功为200J

C．滑块的最大动能为200J 

D．滑块的最大位移为36 m

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7．如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，小物块b置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a连接，连接b的一段细绳与斜面平行。在a中的沙子缓慢流出的过程中，a、b、c都处于静止状态，则

A．b对c的摩擦力一定减小

B．b对c的摩擦力方向可能平行斜面向上

C．地面对c的摩擦力方向一定向右

D．地面对c的摩擦力一定减小

8．在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为10Ω。电压表和电流表均为理想电表，变压器为理想变压器，在变压器原线圈两端输入如图乙所示的电压，电压表的示数为25V，下列说法正确的是

   A．该变压器原线圈两端电压的有效值为55V

B．该变压器原、副线圈的匝数之比为22：5

C．电流表的示数为5.5A

D．若增大电阻R的阻值，变压器原线圈的输入功率减小

9．如图所示，在半径为R的圆形区域内有匀强磁场，在边长为2R的正方形区域内也有匀强磁场。两个磁场的磁感应强度大小相同，两个相同的带电粒子以相同的速率分别从M、N两点射入匀强磁场。在M点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在N点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且N点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是

A．带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同

B．带电粒子在磁场中飞行的时间一定相同

C．从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场

D．从N点射入的带电粒子不可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场

10．如图甲所示，长木板B在静止在水平地面上，在t=0时刻，可视为质点、质量为1kg的物块A在水平外力F作用下，从长木板的左端滑上从静止开始运动，1s后撤去外力F，物块A、长木板B的速度一时间图像如图乙所示，g=10m/s2，则下列说法正确的是

A．长木板的最小长度为2m

B．A、B间的动摩擦因数是0.1

C．长木板的质量为0.5kg

D．外力F的大小为4N

三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15、16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共43分。

11. (6分)

某同学用如图甲所示的装置来测量一根细线能承受的最大拉力。把细线的两端固定在滑块上，滑块可在带有刻度尺的轨道上滑动，线两端的固定点的位置可以由滑块上的标志线（位于滑块的中心）所对应的刻度读出。

(1)把轨道调水平，固定左端滑块，移动右滑块，细线拉直时，左端滑块的标志线位置读数为30.00cm，右端的滑块标志线位置读数为80.00cm，算出细线两端之间的距离L0。

(2)把右端滑块移动到图甲所示位置处，在细线中点挂上质量为m=200g的钩码3个。

(3)缓慢移动右端滑块，直到细线被拉断，固定右端滑块，如图乙所示，则右端滑块上的标志线位置处读数为______cm，算出左右两滑块的标志线间的距离L。

(4)重力加速度为g，则细线能承受的最大拉力的表达式为______。( 用m、L、L0、g表示。）

(5)如果重力加速度g取9.8m/s2，则被测细线能承受的最大拉力为___________N。

12. (9分)

某同学用如下图(a)所示的电路测量一根粗细均匀的电阻丝MN的电阻率，同时测量1节干电池的电动势和内阻以及电流表的内阻。图(a)中R0=1.2Ω。

(1)闭合开关前，滑动触头P应置于电阻丝MN的_____ （填“M”或“N”）端。

(2)调节滑动变阻器滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I以及PN对应的长度x，绘制U—I图线和图线，分别如图（b）和图(c)所示。

(3)由图（b）求得电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω（结果保留两位小数）。

(4)图(c)中图像的斜率为k，纵截距为b，如果测得电阻丝横截面积为S，则电阻丝的电阻率ρ=________，电流表的内阻为_________。电流表的内阻对电阻率的测量       （选填“有”或“没有”）影响。

13．(12分)

如图所示，二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。已知重力加速度为g。

(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；

(2)求磁感应强度B的值；

(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B´，则B´的大小为多少？

14．(16分)

如图所示，PQC为高1.8m的固定的三角形斜坡，倾角θ=37°，P点左侧有一平台与半径为1.25m的四分之一圆弧底部相切，平台表面与圆轨道均光滑，一质量为3kg的B球静止在平台右侧紧靠P点处。现让一质量为m的小球A从圆弧左侧与圆心等高处静止释放，A球下滑至平台并与B球发生碰撞，碰后其中一个小球落在斜面上的M点，M点和P点的水平距离为0.15m，另一小球恰好落在斜面的底端Q点，A、B两球可视为质点，g=10m/s2。sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

(1)A球到达圆弧底端时对轨道的压力和重力的比值；

(2)落点分别为M和Q时，小球从P点抛出时的速度大小；

(3)求出符合题意的A球质量m的可能值，并对结果进行合理性论证。

（二）选考题：共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。

15．[物理——选修3-3]（13分）

(1)(5分)下列说法正确的是       （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．在油膜法估测分子大小的实验中，如果有油酸未完全散开会使测量结果偏大

B．相对湿度越大，水蒸气的压强越接近该温度下的饱和气压

C．绕地球运行的“天宫二号”中自由漂浮的水滴成球形，这是表面张力作用的结果

D．一定质量的理想气体在等压压缩的过程中内能可能增大

E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小

(2)(8分)潜水能进入水面以下，处于悬浮状态，让人彻底放松身心，在静谧的海底无言地观赏各种色彩斑斓的奇异珊瑚和鱼类。但由于水压的存在，潜水也存在一定的风险。已知人体肺部空气容积最小可压缩至空气中体积V0的，最大可膨胀至空气中体积V0的2倍，否则会出现危险。水面上的大气压p0相当于深为h0的水柱压强，为了保证潜水时的安全：(肺部气体温度等于人体内温度，视为不变)

(1)求人在安全状态下能下潜的最大深度H(答案用h0表示)；

(2)人在最大安全深度通过吸入压缩空气将肺部体积恢复至V0，返回时为了避免到达水面后出现肺部过度扩张，求返回时应当在最大安全深度吐出压缩空气的最小体积(答案用V0表示)。

16．[物理——选修3-3]（13分）

(1)(5分)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，  此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是       （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．两列波具有相同的波速

B．此时b波上的质点Q正沿y轴正方向运动

C．a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样

D．一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍

E．在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动

(2)(8分) 如图所示，真空中有一截面为等腰直角三角形的三棱镜，一单色光从边上的中点D射入三棱镜，已知三棱镜对此单色光的折射率为，。

(Ⅰ)要使此单色光射到AB面上时恰好发生全反射，则求此时单色光在D点的入射角的正弦值；

(Ⅱ)要使此单色光在D点折射后直接照射到面，则求单色光在D点的入射角正弦值的取值范围。

常德市一中2022届高三考前二模

物理参考答案及评分细则

一、二题答案(44分。1~6题，每题4分，共24分；7~10题，每题5分，选对不全得3分，共20分。）

11. （6分） (3)70.00 （2分）  (4)（2分）    (5) 4.9   （6分）

【解析】（3）由图乙可知，右侧滑块正对刻度尺刻度70位置，由于刻度尺最小刻度为1cm，根据刻度尺读数估读要求，右端滑块位置读数为70.00cm；

（4）设拉断时细线与竖直方向上的夹角为，拉线示意图如下，根据几何关系可得

对钩码进行受力分析，在竖直方向上解得

（5）重力加速度g取9.8m/s2，代入数据可得

12.（9分） （1）M（2分）  （3）1.49（2分）  0.25 （2分）

（4）kS（1分)   b（1分）   没有（1分）

【解析】（1）闭合开关前，滑动触头P应置于电阻丝接入电路的阻值最大，确保电路安全，所以应置于M端。

（3）由可知,纵截距等于E，则E=1.49V斜率的绝对值等于r+R0，则  解得r=0.25Ω

（4）设电流表内阻为RA，PN对应的长度为x时，对应的电阻为，所以有

   由图可知，b=RA  解得，b=RA

由可知，电阻率与电表的内阻无关，因此电流表的内阻对电阻率的测量无影响。

13．（12分）【答案】(1)墨滴带负电，电量为(2)磁感应强度；

(3)B´的大小为

【解析】(1)墨滴在电场区域做匀速直线运动，有：①   (2分） 

由①式得     ②         (1分） 

由于电场方向向下，电荷所受的电场力方向向上，可知墨滴带负电荷。 ③ (1分） 

(2)墨滴垂直进入电磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，有：④    (1分） 

由题意可知粒子做圆周运动的轨道半径R=d ⑤  (2分） 

由②④⑤式得⑥ (1分） 

(3)根据题设，墨滴的运动轨迹如图，设圆周运动的半径为R′，有：

   ⑦      (1分） 

由图示可得   ⑧    (1分） 

得，  ⑨      (1分） 

联立②⑦⑨式可得  (1分） 

14．（16分）

【答案】（1）；（2）v0M=1m/s，v0Q=1m/s；（3）见解析

【解析】（1）根据机械能守恒  代入数据得（1分）

在圆轨道最低点   解得N=3mg   （2分）

由牛顿第三定律可知  则    （2分）

（2）①若碰后两球都向右运动，据平抛运动        

可得（3分）

落点为M时  xM=0.15m       落点为Q时 

代入数据可得vOM=1m/s（1分）   vOQ=4m/s  （1分）

（3）分情况讨论如下

① 碰后AB都向右运动，以水平向右为正，则碰后瞬间A、B的速度为

vA1=vOM=1m/s，vB1=vOQ=4m/s

由动量守恒  得m=3kg   （1分）

碰前总动能

碰后总动能

因为，故结果合理。（1分）

② 若碰后A球向左运动，B球向右运动，以水平向右为正，则碰后瞬间A、B的速度可能为：  ，

由动量守恒     得m=2kg   （1分）

碰前总动能

碰后总动能

因为，故结果合理（为弹性碰撞）。（1分）

③ 若碰后A球向左运动，B球向右运动，以水平向右为正，则碰后瞬间A、B的速度可能为∶，

由动量守恒  得   （1分）

碰前总动能

碰后总动能

因为，故结果合理（为弹性碰撞）（1分）

综上可知：符合题意的A球质量m的可能值为3kg、2kg、1/3kg

（二）选考题：共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。

15．[物理——选修3-3]（13分）

(1)(5分)ABC

(2)(8分)解析：(1)以肺部气体为研究对象，空气中状态有p1＝p0，V1＝V0

人下潜到最大安全深度下，设压强为p2，V2＝0.2V0

由玻意耳定律可得   p1V1＝p2V2  （1分）

解得         p2=5p0      （1分）

设下潜的最大深度为H，此时肺部气体压强p2=p0+p0H/h  （1分）

解得        H=4h    （1分）

(2)人在最大安全深度时肺部气体压强p3=p2＝5p0，体积V3＝V0

人回到水面时肺部气体的压强p4=p0，体积V4=2V0 （1分）
气体温度不变，由玻意耳定律得：p3V3=p4V4   （1分）
      解得： V3=0.4V0    （1分）
在最大安全深度吐出压缩空气的最小体积：

V=V0-V3=V0-0.4V0=0.6V0（1分）

16．[物理——选修3-3]（13分）

（1）ABE【解析】两简谐横波在同一介质中的波速相等，故A正确；由质点P向下振动可得：a波向左传播；故根据两波传播方向一致可得：b波向左传播，故质点Q向上振动，故B正确；由图可得：两波波长不等，故周期不等，那么不能产生稳定的干涉图样，故C错误；简谐横波上质点只在平衡位置附近上下振动，而不随波迁移，故D错误；由图可得

故。那么在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成次全振动，故E正确。故选ABE。

（2）【答案】（Ⅰ）；（2）

【解析】（Ⅰ）根据发生全反射临界角C与介质的折射率n的关系有

     (1分）

如图所示，由几何关系可得 (1分）

根据光的折射定律有

故(2分）

（Ⅱ）此单色光在D点折射后直接照射到B点时，如图所示

由几何关系可得 (1分）   则(1分）

要使此单色光在D点折射后直接照射到面，单色光在D点的入射角正弦值的取值范围为(2分）