湖北省武漢市蔡甸柏林中學(xué)2022年高三物理模擬試卷含解析

湖北省武漢市蔡甸柏林中學(xué)2022年高三物理模擬試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（多選）勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響．則下列說法正確的是()A．質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB．質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓U成正比C．質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為∶1D．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能用于α粒子(含兩個(gè)質(zhì)子，兩個(gè)中子)加速參考答案：AC2.（單選）如圖甲所示，兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在x軸上距離為L(zhǎng)的兩點(diǎn)，其中Q1帶正電荷位于原點(diǎn)O，a、b是它們的連線延長(zhǎng)線上的兩點(diǎn)，其中b點(diǎn)與O點(diǎn)相距3L.現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)(粒子只受電場(chǎng)力作用)，設(shè)粒子經(jīng)過a，b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb，其速度隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示，則以下判斷正確的是(

)．A．Q2帶負(fù)電且電荷量小于Q1B．粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做正功C．a(chǎn)點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高D．粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比b點(diǎn)的電勢(shì)能大參考答案：A。由v－t圖象知，粒子從a點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)先減速再加速，在b處速度最小，b點(diǎn)左右兩側(cè)電場(chǎng)方向相反，b點(diǎn)處電場(chǎng)強(qiáng)度為0，根據(jù)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式和電場(chǎng)的疊加知識(shí)得Q2帶負(fù)電且電荷量小于Q1，A正確；從速度圖像可知：粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，B錯(cuò)；根據(jù)粒子受力方向知b點(diǎn)左側(cè)場(chǎng)強(qiáng)向左，故a點(diǎn)電勢(shì)較b點(diǎn)低，C錯(cuò)；粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)動(dòng)能減小，則電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，D錯(cuò)誤．故本題選擇A答案。3.(雙選)半圓柱體P放在粗糙的水平面上，有一擋板MN，延長(zhǎng)線總是過半圓柱體的軸心O，但擋板與半圓柱不接觸，在P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖是這個(gè)裝置的截面圖，若用外力使MN繞O點(diǎn)緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在Q到達(dá)最高位置前，發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止，在此過程中，下列說法中正確的是

A．MN對(duì)Q的彈力大小保持不變B．MN對(duì)Q的彈力一直減小至零C．P、Q間的彈力一直增大D．Q所受的合力逐漸增大參考答案：CB4.氮原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫倫力和核力，則3種力從大到小的排列順序是A．核力、萬有引力、庫倫力

B．萬有引力、庫倫力、核力C．庫倫力、核力、萬有引力

D．核力、庫倫力、萬有引力參考答案：D解析：核力是強(qiáng)力，它能將核子束縛在原子核內(nèi)。萬有引力最弱，研究核子間相互作用時(shí)萬有引力可以忽略。5.如圖所示，斜面與水平面之間的夾角為45o，在斜面底端A點(diǎn)正上方高度為6m處的O點(diǎn)，以lm/s的速度水平拋出一個(gè)小球，飛行一段時(shí)間后撞在斜面上，則可以求出

A、撞擊點(diǎn)離地面高度為5m

B、撞擊點(diǎn)離地面高度為1m

C、飛行所用的時(shí)間為ls

D、飛行所用的時(shí)間為2s參考答案：BC二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.如圖所示為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的一輛做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車的紙帶的一部分，D1是任選的第1點(diǎn)，D11、D21是順次選取的第11點(diǎn)和第21點(diǎn)，由于實(shí)驗(yàn)選用特殊電源，若加速度的值是10cm/s2，則該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率是

Hz，D11點(diǎn)的速度為

m/s。參考答案：10，0.2

解析：設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔為T，由于D1是任選的第一點(diǎn)，D11、D21是第11點(diǎn)和第21點(diǎn)，所以相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為10T，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2，得：△x=（25-15）×10-2

m=at2，解得：t=1s，所以兩點(diǎn)之間的間隔為0.1s，再根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔與頻率關(guān)系：T=解得：f==10Hz，7.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖中a、b所示，波長(zhǎng)大于10m，再經(jīng)過6s，質(zhì)點(diǎn)a通過的路程是___cm，這列波的波速是_____m/s．參考答案：60

10（2分，每空1分）由題意可知a、b兩點(diǎn)相距，該簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)為40m,周期為4s。故波速為10m/s。8.某同學(xué)做了一次測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所得到的紙帶如圖所示，設(shè)O點(diǎn)是計(jì)數(shù)的起始點(diǎn)，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為，則第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)的距離應(yīng)為__________，物體的加速度=_________.參考答案：4，19.某小組同學(xué)嘗試用下圖所示裝置測(cè)定大氣壓強(qiáng)．實(shí)驗(yàn)過程中溫度保持不變．最初U形管兩臂中的水銀面齊平，燒瓶中無水．當(dāng)用注射器往燒瓶中注入水時(shí)，U形管兩臂中的水銀面出現(xiàn)高度差．實(shí)驗(yàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄在下表中．

氣體體積V(ml)800674600531500水銀面高度差h(cm)014.025.038.045.0

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在右圖中畫出該實(shí)驗(yàn)的h－1/V關(guān)系圖線；（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的大氣壓強(qiáng)p0=

cmHg；

（3）如果實(shí)驗(yàn)開始時(shí)氣體的熱力學(xué)溫度為T0，最終氣體的體積為500ml，現(xiàn)使U型管中的水銀面回到初始齊平狀態(tài)，應(yīng)使容器中的氣體溫度降低到_________．參考答案：（1）右圖所示

（2分）（2）75（±2）

（3分）（3）

（3分）10.如圖，ABCD是一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)相等加速電壓加速后的甲、乙兩種帶電粒子分別從A、D射入磁場(chǎng)，均從C點(diǎn)射出，已知。則它們的速率

▲

，它們通過該磁場(chǎng)所用時(shí)間

▲

。參考答案：

【答案】11.某同學(xué)的質(zhì)量為60kg，在一次野營(yíng)中，他從岸上以2m/s的速度，跳到一條以0.5m/s的速度正對(duì)著他飄來的小船上，跳上船后他又走了幾步，最終停在船上。已知小船的質(zhì)量為140kg，則人與小船共同運(yùn)動(dòng)的速度大小為_______m/s，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)開_______。（填“向左”或“向右”）參考答案：0.25；向右12.如圖所示，水平設(shè)置的三條光滑平行金屬導(dǎo)軌a、b、c位于同一水平面上，a與b、b與c相距均為d=1m，導(dǎo)軌ac間橫跨一質(zhì)量為m=1kg的金屬棒MN，棒與三條導(dǎo)軌垂直，且始終接觸良好。棒的電阻r=2Ω，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌bc間接一電阻為R=2Ω的燈泡，導(dǎo)軌ac間接一理想電壓表。整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)對(duì)棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)。若施加的水平外力功率恒定，且棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為

W，此時(shí)電壓表讀數(shù)為

V。參考答案：13.氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：，式中x是某種粒子。已知：、、和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是__________，該反應(yīng)釋放出的能量為_________MeV（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；參考答案：（1）

；17.6；（2）

；；

（1）根據(jù)核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律可得：；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(2.0141+3.0161－4.0026－1.0087)×931.5MeV＝17.6MeV三、簡(jiǎn)答題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.（選修3—4）（7分）如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝2s時(shí)的波形圖，圖乙是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線，求該波的傳播速度的大小，并判斷該波的傳播方向。

參考答案：解析：依題由甲圖知該波的波長(zhǎng)為……………(1分)

由乙圖知該波的振動(dòng)周期為……………(1分)

設(shè)該波的傳播速度為V，有……………(1分)

又由乙圖知，P點(diǎn)在此時(shí)的振動(dòng)方向向上，……………(1分)

所以該波的傳播方向水平向左?！?2分)15.（10分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。(1)核反應(yīng)方程式，是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，為X的個(gè)數(shù)，則X為________，=__________，以、分別表示、、核的質(zhì)量，，分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光的真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能（2）有一座發(fā)電能力為的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率為。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能，核的質(zhì)量，求每年(1年=3.15×107s)消耗的的質(zhì)量。參考答案：解析：(1)

(2)反應(yīng)堆每年提供的核能

①其中T表示1年的時(shí)間以M表示每年消耗的的質(zhì)量，得：

②解得:代入數(shù)據(jù)得：M=1.10×103（kg）

③四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示，微粒A位于一定高度處，其質(zhì)量m=1×10﹣4kg、帶電荷量q=+1×10﹣6C，塑料長(zhǎng)方體空心盒子B位于水平地面上，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．B上表面的下方存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=2×103N/C，B上表面的上方存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E．B上表面開有一系列略大于A的小孔，孔間距滿足一定的關(guān)系，使得A進(jìn)出B的過程中始終不與B接觸．當(dāng)A以υ1=1m/s的速度從孔1豎直向下進(jìn)入B的瞬間，B恰以υ2=0.6m/s的速度向右滑行．設(shè)B足夠長(zhǎng)、足夠高且上表面的厚度忽略不計(jì)，取g=10m/s2，A恰能順次從各個(gè)小孔進(jìn)出B．試求：（1）從A第一次進(jìn)入B至B停止運(yùn)動(dòng)的過程中，B通過的總路程s；（2）B上至少要開多少個(gè)小孔，才能保證A始終不與B接觸；（3）從右到左，B上表面各相鄰小孔之間的距離分別為多大？參考答案：考點(diǎn)：牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系；勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系．專題：牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專題．分析：（1）盒子做勻減速運(yùn)動(dòng)，求出盒子的加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式即可求解；（2）分別求出小球在盒內(nèi)和盒外時(shí)的盒子的加速度，進(jìn)而求出小球運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期盒子減少的速度，再求出從小球第一次進(jìn)入盒子到盒子停下，小球運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)n，要保證小球始終不與盒子相碰，盒子上的小孔數(shù)至少為2n+1個(gè)；（3）由于B向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.6s速度減為零，由逆向思維可知，B向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)了0.6s，每經(jīng)過0.1s，其位移大小之比為1：3：5：7：9：11，共有（1+3+5+7+9+11）份即36份．解答：解：（1）A在B內(nèi)、外運(yùn)動(dòng)時(shí)，B的加速度大小a==μg=1m/s2B全過程做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以通過的總路程

s==0.18m（2）A第二次進(jìn)入B之前，在B內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度大小

a1==10m/s2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t1=2×=0.2s在B外運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2=20m/s2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t2=2×=0.1sA從第一次進(jìn)入B到第二次進(jìn)入B的時(shí)間

t=t1+t2=0.3sA運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期B減少的速度為△υ=at=0.3m/s）從小球第一次進(jìn)入B到B停下，A運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)為

n===2故要保證小球始終不與B相碰，B上的小孔個(gè)數(shù)至少為

2n+1=5（3）由于B向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.6s速度減為零，由逆向思維可知，B向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)了0.6s，每經(jīng)過0.1s，其位移大小之比為1：3：5：7：9：11，共有（1+3+5+7+9+11）份即36份，所以，從右到左，B上表面各相鄰小孔之間的距離分別為S1=s=0.1m

S2=s=0.035mS3=s=0.04m

S4=s=0.005m答：（1）從A第一次進(jìn)入B至B停止運(yùn)動(dòng)的過程中，B通過的總路程s=0.18m；（2）B上至少要開5個(gè)小孔，才能保證A始終不與B接觸；（3）從右到左，B上表面各相鄰小孔之間的距離分別為0.1m，0.035m，0.04m，0.005m點(diǎn)評(píng)：該題是較為復(fù)雜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，要求同學(xué)們能正確分析每個(gè)過程的受力情況，求出加速度、時(shí)間和位移，要求較高，難度較大．17.如圖所示，有一光滑、不計(jì)電阻且較長(zhǎng)的“"平行金屬導(dǎo)軌，間距L=lm，導(dǎo)軌所在的平面與水平面的傾角為37°，導(dǎo)軌空間內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=2的金屬桿水平靠在導(dǎo)軌處，與導(dǎo)軌接觸良好。(g=l0m／s2sin37°=0.6

cos37°=0.8)(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=2+0.2t(T)，金屬桿由距導(dǎo)軌頂部lm處釋放，求至少經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間釋放，會(huì)獲得沿斜面向上的加速度；(2)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值，對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m／s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(3)若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足時(shí)刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端So=lm處靜止釋放，同時(shí)對(duì)金屬桿施加一個(gè)外力，使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，求金屬桿下滑5m所用的時(shí)間。參考答案：（1）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=2+0.2t（T），金屬桿由距導(dǎo)軌頂部lm處釋放，至少經(jīng)過20s釋放，會(huì)獲得沿斜面向上的加速度；（2）若勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為定值，對(duì)金屬桿施加一個(gè)平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)F=v+0.4（N），v為金屬桿運(yùn)動(dòng)的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m/s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。唬?）若磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化滿足B=（T），t=0時(shí)刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端S0=1m處靜止釋放，同時(shí)對(duì)金屬桿施加一個(gè)外力，使金屬桿沿導(dǎo)軌下滑且沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則金屬桿下滑5m所用的時(shí)間．（1）金