2022届山西省山西大学附属中学高三（下）三模诊断考试理综物理试题（解析版）

1、 山西大学附中20212022学年高三第二学期5月（总第七次）模块诊断理科综合物理试题一、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14题第18题只有一项符合题目要求，第19题第21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。1. 关于物理学史和物理概念，下列说法正确的是（）A. 在光电效应中，入射光的频率越大，金属的逸出功越大B. 卢瑟福通过粒子散射实验，得到原子中带正电部分体积很小，但几乎占有全部质量C 按照玻尔理论，氢原子核外电子轨道半径越大，其电子动能越大，但总能量越低D. 原子核的结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越

2、稳定【答案】B【解析】【详解】A金属的逸出功是金属本身的属性，与外界光源的频率无关，A错误；B卢瑟福通过粒子散射实验，得到原子中带正电部分体积很小，但几乎占有全部质量，即原子核占原子核的空间尺寸是很小的，原子内部其实很空旷，B正确；C按照玻尔理论，氢原子核外电子轨道半径越大，其电子速度越小，但是电势能会更大，而总能量也是越大，C错误；D原子核的比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，D错误。故选B。2. 如图所示，一固定的直木棒与水平面的夹角=37，穿在直木棒上的两个小球A、B通过一条跨过定滑轮的轻绳相连接，定滑轮通过轻杆固定于天花板下方，且它的转轴为O，平衡时OA绳与直木棒的夹

3、角也为，OB绳竖直。定滑轮的大小、质量均不计，小球孔的内径略大于直木棒的直径，所有摩擦均可忽略，cos37=0.8，sin37=0.6，下列说法正确的是（）A. 平衡时，轻绳对B球的作用力大于B球的重力B. 轻杆对定滑轮的作用力竖直向上C. 小球A、B的质量之比为3：4D. 小球A的重力与轻绳的拉力大小之比为4：3【答案】D【解析】【详解】A对B球受力分析可知，B球受到重力、轻绳的拉力，如果直木棒对B球有弹力，B球不可能平衡，故直木棒对B球没有作用力，轻绳对B球的拉力等于B球的重力，A错误；B定滑轮受两侧轻绳的拉力和轻杆对它的作用力而平衡，由于两个拉力大小相等，合力在角平分线上，根据平衡条件可

4、知，轻杆对定滑轮的作用力应斜向左上方，B错误；CD设轻绳的拉力大小为T，则有分析A球受力情况可知联立解得，C错误、D正确。故选D。3. 图1中，单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场B中绕垂直磁场的轴OO匀速转动。当线圈的转速为和时，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中甲、乙的正弦规律变化，已知线圈的电阻为5.0，则（）A. 0.2s时，甲、乙对应的线圈平面均垂直于磁感线B. 0.05s时，乙对应的线圈中产生的感应电动势最大C. 甲、乙对应的线圈的转速之比D. 甲对应的线圈中交变电流的最大值为A【答案】D【解析】【详解】A由图可知，在t=0.2s时，穿过的磁通量都为零，因此甲，乙对应的线圈平面平行

5、于磁感线，故A错误；B在t=0.05s时，图线乙对应穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，因此产生的感应电动势最小为零，故B错误；C有图可知甲对应的周期为0.16s，图线乙对应的周期为0.2s，二者的转速比等于周期比的反比，即5：4，故C错误；D甲对应产生的感应电动势的最大值因此=A故D正确。故选D。4. 如图所示，空间有一正三棱，点是边上的中点，点是底面的中心，现在顶点点固定一负的点电荷，则下列说法正确的是（）A. 底面为等势面B. A，三点的电场强度相同C. 若，三点的电势为、，则有D. 将一正的试探电荷从点沿直线经过点移到点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功【答案】C【解析】【详解

6、】AO到P点距离比ABC三点到P点距离短，故电势比ABC三点电势低，又O点为底面ABC上的一点，故底面ABC不为等势面，故A错误；BA、B、C三点到P点距离相同，故三点电场强度大小相等，但方向不同，故A、B、C三点的电场强度不相同，故B错误；CBC两点到P点距离相等，两点电势相等，则B-D=C-D，故C正确；DBC两点到P点距离相等，两点电势相等，D点到P点距离比BC两点小，故D电电势低于BC两点电势，故正试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，电势能先减小后增加，故静电力对该试探电荷先做正功后做负功，故D错误。故选C。5. 2022年4月16日09时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着

7、陆场成功着陆，在空间站驻留6个月的航天员翟志刚、王亚平、叶光富，创造了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录。如图所示，神舟十三号载人飞船与空间站对接后所绕轨道视为圆轨道，绕行角速度为，距地高度为，R为地球半径，万有引力常量为G。下列说法中正确的是（）A. 神舟十三号在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天宫空间站实现对接B. 对接后的组合体的运行速度应大于C. 地球表面重力加速度为D. 地球的密度为【答案】C【解析】【详解】A神舟十三号对接需要沿径向和切向方向都提供加速度才能实现对接，故A错误：B第一宇宙速度是卫星环绕地球做圆周运动的最大速度，所以对接后组合体的运行速度应小于7.9km/s，故B错误

8、；C由万有引力提供向心力地球表面物体所受万有引力等于重力，有联立以上两式得故C正确；D根据得地球的质量则地球的密度为故D错误。故选C。6. 无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。为了得到某款无线蓝牙耳机在运动时的最大连接距离，甲和乙两位同学做实验如下：乙佩戴无线蓝牙耳机，甲携带手机检测，二人间隔17.5m且之间无障碍，某时刻起甲追乙的图像如图所示。发现手机在3s末开始检测到蓝牙耳机信号，则下列判断正确的是（）A. 4s时甲、乙相距最近为8mB. 4s时甲、乙相距最近为9.5mC. 手机与蓝牙耳机连接上的时间为3sD. 最远连接距离为10m【答案】BD【解析】【详解】AB根据题图

9、可知，4s时甲、乙速度相等，此时相距最近，4s内则有 初始位置乙在甲前方17.5m，故此时相距9.5m，选项A错误，B正确；D由题图可知乙的加速度为在3s内则有则有最远连接距离为x17.5m7.5m=10m选项D正确；C根据图像的对称性可知，3s内与5s内甲、乙相距的距离相等，即5s末手机与蓝牙耳机信号断开，连接上的时间为2s，选项C错误。故选BD。7. 如图，在竖直平面内，一半径为R的圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为，。一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力

10、外，小球还一直受到一水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球轨道的压力恰好为零。不计一切摩擦，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（）A. 小球在A点时速度最大B. 小球在B点时对轨道的压力最大C. 小球受到的水平恒力的大小为D. 小球到达C点时速度的大小为【答案】BCD【解析】【详解】C设小球受到的水平恒力大小为F，由题意，根据力的合成与分解可得解得故C正确；AB小球所受合力方向始终沿CB方向，小球在从A运动至B的过程中，合力与速度方向的夹角始终小于90，则小球速度增大，而当小球通过B点之后，合力与速度方向的夹角将大于90，小球速度将减小，所以当小球在B点时速度最大

11、，所需向心力最大，受到轨道的支持力最大，对轨道的压力最大，故A错误，B正确；D设小球到达C点时速度的大小为v，根据牛顿第二定律有解得故D正确。故选BCD。8. 如图所示，在直角坐标xOy平面内，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向里，边界与x、y轴分别相切于a、b两点，ac为直径。一质量为m，电荷量为q的带电粒子从b点以某一初速度（大小未知）沿平行于x轴正方向进入磁场区域，从a点垂直于x轴离开磁场；该粒子第二次以相同的初速度从圆弧bc的中点d沿平行于x轴正方向进入磁场，不计粒子重力。下列判断正确的是（）。A. 该粒子的初速度为B. 该粒子第二次在磁场中运动的时

12、间是第一次运动的时间1.5倍C. 该粒子第二次在磁场中运动轨迹的圆心角为145D. 该粒子以相同的初速度从圆弧cd中点e沿平行于x轴正方向进入磁场，从a点离开磁场。【答案】BD【解析】【详解】A粒子从b点沿平行于x轴正方向进入磁场区域，从a点垂直于x轴离开磁场，可知粒子圆周运动的半径为R，根据洛伦兹力提供向心力有可得，该粒子的初速度为故A错误；BC该粒子第二次以相同的初速度从圆弧bc的中点d沿平行于x轴正方向进入磁场，其轨迹半径不变也为R，轨迹如下图所示有几何知识可知，其运动轨迹所对应的圆心角为则粒子第二次在磁场中运动的时间为粒子第一次在磁场中运动的时间为则该粒子第二次在磁场中运动的时间是第一

13、次运动的时间1.5倍，故B正确；D该粒子从圆弧cd中点e沿平行于x轴正方向进入磁场，则其轨迹如下图所示由于是以相同的初速度，则轨迹半径也为R，根据几何知识可知，四边形为一个菱形，则粒子从a点离开磁场，故D正确。故选BD。第II卷（非选择题）9. 如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、低压交流电源、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材是_。A.刻度尺 B.秒表 C.天平（2）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_。A.速度变化量与高度变化量 B.

14、重力做功与重力势能变化量C.动能变化量与重力势能变化量 D.合外力做的功与动能变化量（3）下列关于该实验的一些说法正确的是_。A.做实验时，要先释放重物，再接通电源B.实验中误差主要是由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的C.若某同学通过描绘图像研究机械能是否守恒，合理的图像应该是过原点的一条直线，并且该直线的斜率应约为9.8D.可以用来计算重物下落的速度（4）安装好实验装置，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、。设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，应满足下面的

15、哪个等式_（用题中所给字母表示）。A. B.C D.都不正确【答案】 . A . C . B . A【解析】【详解】（1）1 已准备的器材有打点计时器（带导线）、低压交流电源、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需的器材有毫米刻度尺；不需要天平，因为验证机械能守恒定律两边的质量可以消掉。故选A。（2）2要验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，如果在误差允许的范围内两者相等，就验证了机械能守恒。故选C。（3）3AB在验证机械能守恒定律的实验中，要要先接通电源，再释放重物，实验中重力势能的减小量会稍大于动能的增加量，其误差原因主要是由于存在空气阻力和

16、摩擦阻力引起的，故A错误，B正确；C若通过描绘v2-h图像研究机械能是否守恒，合理图像应该是过原点的一条直线，由机械能守恒定律可知得到该直线的斜率应约为2g，故C错误；D重物下落的速度需要用平均速度法求解，与某点相邻的两点间的距离除以两点间对应的时间，来求该点的瞬时速度，而不能用匀变速直线运动公式求解，故D错误。故选B。（4）4从O点到B点，重力势能的减小量为动能的增加量如果即满足就验证了机械能守恒定律，故A正确。故选A。10. 某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻Rx的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻Rx的阻值变化范围为50250。供选择的实验器材

17、如下：A电源E（电动势为3V，内阻不计）B电流表A1（量程为3mA，内阻r1=10）C电流表A2（量程为30mA，内阻r2约为1）D电压表V（量程为15V，内阻约为5k）E电阻箱R1（09999.9）F定值电阻R0=50G开关S及导线若干（1）为了较准确地测量电阻Rx，请在图甲中虚线框内将测量电阻Rx的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。（ ）（2）要测量电阻Rx，在电阻Rx上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有_。A通过电流表A1的电流I1 B通过电流表A2的电流I2C电压表V两端的电压U D电阻箱R1的电阻R1（3）所测电阻Rx的表达式为

18、Rx=_（用题目所给物理量和（2）中所选物理量的字母表示）。（4）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻Rx随所加外力F的RxF图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻Rx与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源E=4V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻R=_，电压表2V刻度对应压力表_N的刻度。这样改装的压力表的压力刻度_（选填“均匀”或“不均匀”）。【答案】 . . ABD . . 150 . 50 . 不均匀【解析】【详解】(1)1因电源电动势只有3V，则电压表量程过大，可用已知内阻的电流表A

19、1和电阻箱串联来代替，则电路如图所示(2)2 由实验原理可知，电流表A1和串联后和并联，根据欧姆定律得故需要读取的数据为电流表A1和A2的读数、，电阻箱的阻值R1。故选ABD。(3)3所测电阻Rx的表达式 (4)4由乙图可知 由丙图利用欧姆定律得 联立得 由题意，时，得5 电压表2V刻度对应压力6由整理得 知与不是线性关系，故压力表的刻度不是均匀的。11. 如图所示，一个半圆形竖直圆轨道与水平地面相切，水平地面上有一质量为m1 = 0.99kg的小球（可视为质点），一颗子弹水平向右射入小球并留在小球中。小球向右运动到A点后沿半圆形竖直圆轨道运动并恰好能够通过最高点B。已知子弹质量为m2 = 0

20、.01kg，半圆轨道的半径为r = 0.32m，水平地面和半圆轨道均光滑。求：（1）小球经过A点时的速度大小；（2）子弹射入小球过程产生的热量。【答案】（1）4m/s；（2）792J【解析】【详解】（1）由题知小球向右运动到A点后沿半圆形竖直圆轨道运动并恰好能够通过最高点B，则有则小球经过A点时的速度解得（2）设子弹射中小球前的速度为v0，子弹击中小球过程满足动t守恒定律由能量守恒定律可知，子弹射中小球产生的热量等于子弹和小球系统机械能的减少t解得Q = 792J12. 如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨、，相距为，右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平向下，磁感应强度

21、B的大小如图乙变，开始棒和棒锁定在导轨如图甲位置，棒和棒平行，棒离水平面高度为，棒与时之间的距离也为L，棒的质量为，有效电阻，棒的质量为有效电阻为（设a、b棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计），在末解除对棒和棒的锁定。问：（1）时间段通过棒的电流大小与方向；（2）进入磁场后两棒的速度和加速度如何变化？（3）求从解除锁定到最终稳定状态，棒产生的热量为多少？（4）棒和棒速度相同时，它们之间的距离为多大？（保留两位有效数字）【答案】（1）；（2）见解析；（3）；（4）【解析】【详解】（1）由楞次定律可得，电流方向为：d到c方向，代入数据得由公式代入数据得（2）设ab棒刚进入

22、磁场时的速度为，由动能定理或机械能守恒有得对ab棒受力分析可得，带入可得由分析可知，ab棒进入磁场后由左手定则，安培力方向与运动方向相反，阻碍物体运动，v减小，同时a也减小，故ab棒做加速度减小的减速运动，同理对cd棒受力分析可得cd棒进入磁场后由左手定则，安培力方向与运动方向相同，v增加， a减小，故cd棒做加速度减小的加速运动，而由ab、cd棒组成的回路感应电动势越来越小，最终ab、cd达到共同速度做匀速直线运动，系统稳定；（3）以ab、cd为系统，从解除锁定开始到ab、cd棒稳定运动过程，考虑能量转化情况：系统损失的机械能转化为系统两电阻上的内能考虑两电阻串联关系（4）以ab棒为研究对象

23、，研究ab从进入磁场到达到稳定速度过程，由动量定理有计算得分析可知为这个过程中两棒相对靠近的距离，所以，稳定时两棒之间的距离为13. 对固体、液体性质以及特点的理解，下列说法正确的是（）A. 从微观角度解释气体的压强时，气体分子的平均动能和密集程度决定气体压强的大小B. 分子间距离减小，分子势能可能增大也可能减小C. 某溶液在相同温度下，形成的未饱和汽、饱和汽的压强不同，则该溶液分子的平均动能一定不同D. 当科技达到一定程度时，内能也不可能全部转化为机械能而不引起其他变化E. 水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银一定是一种不浸润液体【答案】ABD【解析】【详解】A根据气体压强的微观解释，可知

24、气体分子的平均动能和密集程度决定气体压强的大小，A正确；B当r小于平衡距离时，r减小，分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，当r大于平衡距离时，r减小，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，B正确；C温度是分子平均动能的标志，同种液体在相同温度下形成的未饱和汽、饱和汽的分子平均动能相同，C错误；D根据热力学第二定律，内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化，D正确；E浸润与不浸润是由液体和固体共同决定的，液体浸润固体，附着层面积要扩张，不浸润固体附着层面积要收缩；水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，E错误。故选ABD。14. 如图甲所示，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置，管长为L，管里一段长L的水银柱封住一段长L的气柱，温度为T0，大气压强为p0。若L水银柱产生的压强为p0。（1）现通过升高气体温度，使水银柱上端恰好到达管口，则气体温度应升为多少？（2）保持气体温度不变，在管口加一个厚度、重力均不计活塞，给活塞加一个向下的力，使活塞缓慢向下移动，当水银柱下降L时，活塞下降的距离为多少？【答案】（1）2T0；（2）【解析】【详解】（1）气柱发生等压变化，由盖吕萨