甘肃省高台一中2022年高三第二次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：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。1．2018年12月8日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将嫦娥四号发射；2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面软着陆。如图，嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球，到达近月轨道上P点时的速度为v0，经过短暂“太空刹车”，进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为R，嫦娥四号的质量为m，在近月轨道上运行周期为T，引力常量为G，不计嫦娥四号的质量变化，下列说法正确的是（）A．嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等B．月球的平均密度ρ=C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为D．“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为2．如图甲所示，开口向上的导热气缸静置于水平桌面，质量为m的活塞封闭一定质量气体，若在活塞上加上质量为m的砝码，稳定后气体体积减小了△V1，如图乙；继续在活塞上再加上质量为m的砝码，稳定后气体体积又减小了△V2，如图丙．不计摩擦，环境温度不变，则（）A．△V1＜△V2 B．△V1=△V2C．△V1＞△V2 D．无法比较△V1与△V2大小关系3．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则()A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变4．一静止的原子核发生衰变，变成另一个新的原子核Y，衰变后测得粒子的速率为v，已知粒子的质量为m0，原子核Y的质量为M，下列说法正确的是（）A．原子核Y的符号表示为 B．的比结合能一定大于Y核的比结合能C．原子核Y的速率为 D．原子衰变过程中释放的核能为5．已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是()A．月球质量为B．月球表面重力加速度为C．月球密度为D．月球第一宇宙速度为6．在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其中Q1为正电荷，Q2为负电荷。一带正电的粒子仅在电场力作用下从原点O由静止开始沿x轴运动，其动能Ek随位置x的变化关系如图，则能够正确表示Q1、Q2位置的图像是（）A． B．C． D．二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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．如图是利用太阳能驱动的小车，若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，在这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为f，那么这段时间内()A．小车做加速度逐渐减小的加速运动B．小车做匀加速运动C．电动机所做的功为D．电动机所做的功为8．如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化，内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，如果要求负载上消耗的电动率最大，则下列说法正确的是（）A．该交流电源的电动势的瞬时值表达式为VB．变压器原副线圈匝数的比值为C．电流表的读数为D．负载上消耗的热功率9．如图所示，轻弹簧放置在倾角为的斜面上，下端固定于斜面底端，重的滑块从斜面顶端点由静止开始下滑，到点接触弹簧，滑块将弹簧压缩最低至点，然后又回到点，已知，，下列说法正确的是（）A．整个过程中滑块动能的最大值为B．整个过程中弹簧弹性势能的最大值为C．从点向下到点过程中，滑块的机械能减少量为D．从点向上返回点过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒10．如图，理想变压器上接有3个完全相同的灯泡，其中1个灯泡与原线圈串联，另外2个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压usin100t（V），3个灯泡均正常发光，忽略导线电阻，则变压器（）A．副线圈电压的频率为100HzB．原线圈两端的电压为12VC．原副线圈的电流比为2︰1D．原副线圈的匝数比为2︰1三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）实验小组要测定一个电源的电动势E和内阻r。已知待测电源的电动势约为5V，可用的实验器材有：待测电源；电压表V1（量程0～3V；内阻约为3kΩ）；电压表V2（量程0～6V；内阻约为6kΩ）；定值电阻R1（阻值2.0Ω）；滑动变阻器R2（阻值0～20.0Ω）；开关S一个，导线若干。（1）实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，M、N是电压表，P、Q分别是定值电阻R1或滑动变阻器R2，则P应是_________（选填“R1”或“R2”）。（2）按照电路将器材连接好，先将滑动变阻器调节到最大值，闭合开关S，然后调节滑动变阻器的阻值，依次记录M、N的示数UM、UN。（3）根据UM、UN数据作出如图乙所示的关系图像，由图像得到电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（均保留2位有效数字）（4）由图像得到的电源的电动势值_________（选填“大于”、“小于”、“等于”）实际值。12．（12分）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）（1）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________．（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________．（3）以下能引起实验误差的是________．A、滑块的质量B、当地重力加速度的大小C、长度测量时的读数误差D、小球落地和滑块撞击挡板不同时四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）在室温(27°C)环境中,有一罐压强为9.0标准大气压、容积为0.02m3的氦气，现将它与一气球连通给气球充气。当充气完毕时，气球压强为1.2标准大气压，假若充气过程中温度不变，求：①充气后气球的体积；②充气前罐内氢气的质量。(已知氢气的摩尔质量为4.0g/mol，标况下气体的摩尔体积为22.4L/mol)14．（16分）如图所示，足够长的“U”形框架沿竖直方向固定，在框架的顶端固定一定值电阻R，空间有范围足够大且垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，电阻值均为R的金属棒甲、乙垂直地放在框架上，已知两金属棒的质量分别为m=2.0×10-2kg、m乙=1.0×10-2kg。现将金属棒乙锁定在框架上，闭合电键，在金属棒甲上施加一竖直向上的恒力F，经过一段时间金属棒甲以v=10m/s的速度向上匀速运动，然后解除锁定，金属棒乙刚好处于静止状态，忽略一切摩擦和框架的电阻，重力加速度g=10m/s2。则(1)恒力F的大小应为多大？(2)保持电键闭合，将金属棒甲锁定，使金属棒乙由静止释放，则金属棒乙匀速时的速度v2应为多大？(3)将两金属棒均锁定，断开电键，使磁感应强度均匀增加，经时间t=0.1s磁感应强度大小变为2B此时金属棒甲所受的安培力大小刚好等于金属棒甲的重力，则锁定时两金属棒之间的间距x应为多大？15．（12分）如图所示，在空间直角坐标系中，Ⅰ、Ⅱ象限（含、轴）有磁感应强度为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为，方向竖直向上的匀强电场；Ⅲ、Ⅳ象限（不含轴）有磁感应强度为，方向沿轴负方向的匀强磁场，光滑圆弧轨道圆心，半径为，圆环底端位于坐标轴原点。质量为，带电的小球从处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到点。质量为，带电小球的穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放，与同时运动到点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球（碰撞过程无电荷损失）。小球、、均可视为质点，不计小球间的库仑力，取，求：(1)小球在处的初速度为多大；(2)碰撞完成后瞬间，小球的速度；(3)分析球在后续运动过程中，第一次回到轴时的坐标。

参考答案一、单项选择题：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、B【解析】

A．嫦娥四号在椭圆轨道上P点时要刹车，机械能减小，则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大，选项A错误；B．由于解得选项B正确；C．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为选项C错误；D．根据动能定理，“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为选项D错误。故选B。2、C【解析】

设大气压强为，起初活塞处于平衡状态，所以：解得该气体的压强为：则甲状态气体的压强为：乙状态时气体的压强为：丙状态时气体的压强为：由玻意耳定律得：得：，所以所以：．故本题选C．【点睛】对活塞进行受力分析，由平衡条件分别求出几种情况下的气体压强；由玻意耳定律可以求出气体体积，然后比较体积的变化即可．3、B【解析】

因变压器为降压变压器，原线圈匝数大于副线圈匝数；而当同时减小相同匝数时，匝数之比一定变大；再根据变压器原理进行分析即可．【详解】由变压器相关知识得：，原、副线圈减去相同的匝数n后：，则说明变压器原、副线圈的匝数比变大，则可得出C、D错误．由于原线圈电压恒定不变，则副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A错误，B正确．【点睛】本题考查理想变压器的基本原理，要注意明确电压之比等于匝数之比；而电流之比等于匝数的反比；同时还要注意数学知识的正确应用．4、C【解析】

A．注意区分质量数和质量的物理意义，质量数和质量不能混淆，原子核Y的符号表示为，A错误；B．因反应放出核能，则的比结合能小于Y核的比结合能，B错误；C．根据动量守恒可得得C正确；D．因原子核Y也有动能，则衰变过程中释放的核能大于，D错误．故选C。5、A【解析】

飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式；在月球表面，重力等于万有引力，根据万有引力定律列式；月球的第一宇宙速度等于月球表面的瞬时速度．【详解】飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上做匀速圆周运动，故；在月球表面，重力等于万有引力，故，联立解得，，月球的密度，A正确BC错误；月球第一宇宙速度为，D错误．【点睛】本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．6、A【解析】

由动能定理可知可知图像的斜率等于电场力，由图像可知，在0~x0之间存在一个场强为0的点（设为M点），且在OM之间运动时电场力做正功，在M与x0之间运动时电场力做负功；由此刻判断0~x0区间肯定在两点荷的同一侧，且正电荷Q1距离O点较近，故选项A正确，BCD错误；故选A。二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、AD【解析】

AB．小车电动机的功率恒定，速度不断变大，根据功率与速度关系公式P=Fv可知，牵引力不断减小，根据牛顿第二定律，P/v−f=ma故小车的运动是加速度不断减小的加速运动，故A正确，B错误；CD．对小车启动过程，根据动能定理，有W电−fs=这段时间内电动机所做的功为W电=fS+故C错误，D正确．故选AD.点睛：小车电动机的功率恒定，速度不断变大，牵引力不断减小，故小车的运动是加速度不断减小的加速运动；结合动能定理列式求解电动机所做的功．8、BC【解析】

A．由图可知周期T＝4×10-2s，角速度所以该交流电源的电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin(50πt)故A错误；B．设原副线圈中的匝数分别为n1和n2，电流分别为I1和I2，电压分别为U1和U2，则U1＝E−I1r电阻R消耗的功率P＝U2I2=U1I即P＝(E−I1r)I1＝−I12r−EI1可见I1＝时，P有最大值此时则所以故B正确；C．电流表的读数为有副线圈电流的有效值：原线圈电流有效值为则故C正确；D．负载上消耗的功率故D错误。故选BC.9、BCD【解析】试题分析：当滑块的合力为0时，滑块速度最大，设滑块在点合力为0，点在和之间，滑块从到，运用动能定理得：，，，所以，故A错误；滑块从到，运用动能定理得：，解得：，弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为，故B正确；从点到点弹簧的弹力对滑块做功为，根据功能关系知，滑块的机械能减少量为，故C正确；整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，没有与系统外发生能量转化，弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，故D正确．考点：机械能守恒定律【名师点睛】本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，准确分析能量是如何转化的．10、BD【解析】

A．根据交流电源的电压usin100t（V），可知角速度为：rad/s，则频率为：50HzA错误；CD．设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为2I，原副线圈电流之比为1：2，根据原副线圈中电流之比与匝数成反比得原、副线圈的匝数之比为：故C错误，D正确；B．根据电压与匝数成正比：得原线圈两端电压为：根据闭合电路欧姆定律得交流电源电压为：该交流电的最大值为V，则有效值为18V，所以3U=18V则灯泡的额定电压为6V，原线圈两端得电压等于2U=12V，B正确；故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、R24.90.90～1.0小于【解析】

（1）[1]由电路图可知，电压表M测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V2，N为小量程的电压表V1，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程的滑动变阻器R2，Q为小阻值的定值电阻R1。（3）[2][3]设电压表M的示数为UM，电压表N的示数为UN，由图示电路图可知，电源电动势为整理得：由UM-UN图象可知，电源电动势为E=4.9V，由图可知图线的斜率为：又从UM-UN的关系可知：则电源内阻为：r=kR1=0.94Ω。（4）[4]根据题意可知：变形得：所以图象的纵截距为：则电源电动势为所以根据图象得到的电源电动势值小于实际值。12、CD【解析】

（1）由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，

对滑块，位移：x=at2；对小球，位移：H=gt2，解得：；

（2）设斜面倾角为α，则：sinα=，cosα=，

对滑块，由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma，

加速度：，解得：μ=；

（3）由μ=可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选CD．【点睛】本题考查了测动摩擦因数实验，应用匀加速直线运动和自由落体运动、牛顿第二定律即可正确解题，解题时要注意数学知识的应用；知道实验原理是正确解题的关键．四、计算