福建省泉州第一中学2022届高三物理下学期第一次模拟考试四月试题含解析

泉州一中2022届高三下学期第一次模拟考试（四月）理科综合物理能力测试二、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14-17题只有一项符合题目要求，第18-21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，有选错的得0分。1.根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是A.相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大B.已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV，则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态C.在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固D.铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，中子数减少21个【答案】C【解析】A．根据光电效应方程，金属的逸出功越大，逸出的光电子的最大初动能就越小，故A错误；B．根据动量守恒，若使另一个初速度不为零的氢原子与这个氢原子发生碰撞，则碰后动总量不为0，总动能不为零，无法使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态，故B错误；C.根据比结合能的含义可知，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，C正确；D．由质量数守恒和电荷数守恒知铀核()衰变为铅核( )的过程中，质量数减小32，而质子数减小10，因此中子减小22，故D错误。故选：C。2.有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小(偏转距离减小)，下列措施可行的是（）-14-\nA.减小墨汁微粒的质量B.减小偏转电场两板间的距离C.减小偏转电场的电压D.减小墨汁微粒的喷出速度【答案】C【解析】试题分析：要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y，根据牛顿第二定律和运动学公式结合推导出偏转量y的表达式，再进行分析．微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有：水平方向；竖直方向；加速度，联立解得，要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y，由上式分析可知，采用的方法有：增大墨汁微粒的质量、增大两极板间的距离、减小比荷、增大墨汁微粒进入偏转电场时的初动能（增大喷出速度）、减小极板的长度L、减小偏转极板间的电压U，故C正确．3.水平面上放置一个斜面足够长的斜劈A，小物块B静止在斜面上，如图所示。现对B施加一个沿斜面向上的拉力F，F的大小从零随时间均匀增大，斜劈A一直处于静止状态。设A、B之间的摩擦力大小为f1，A与地面之间的摩擦大小为f2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则整个过程中摩擦力大小随时间变化的图象可能正确的是()A.-14-\nB.C.D.【答案】B【解析】对B受力分析可知，当F小于重力沿斜面向下的分力时，根据平衡条件可知，当F随时间均匀增大时摩擦力随时间均匀减小，当F等于重力沿斜面向下的分力时摩擦力为0，当F大于重力沿斜面向下的分力时，根据平衡条件可知，当F随时间均匀增大时摩擦力随时间均匀增大，一直达到最大静摩擦力之后，B物体将沿斜面向上滑动，摩擦力将保持不变，且大于刚开始静止时的摩擦力，故A错误，B正确；当AB都静止时，对AB整体受力分析可，A与地面之间的摩擦大小与F在水平方向的分力大小相等，当F随时间均匀增大时摩擦力也随时间均匀增大，当B相对A滑动时，AB不能当成一个整体，AB间的摩擦力为滑动摩擦力保持不变，此时F随时间均匀增大，对摩擦力没有影响，故此时摩擦力保持不变，故CD错误；故选B.4.有人设想在遥远的宇宙探测时，给探测器安上反射率极高(可认为100%)的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，蒋膜面积为S，每秒每平方米面积获得的太阳光能为E，若探测器总质量为M，光速为c，则探测器获得的加速度大小的表达式是(光子动量为）A.B.C.D.【答案】A【解析】设光反射对薄膜表面产生的压力为F，由动量定理得 Ft=2NESt， 以探测器为研究对象，根据牛顿第二运动定律有  F=Ma，由以上两式解得：，故A正确。5.如图所示，等边三角形框架在竖直平面内，底边AB固定在水平面上，在A1-14-\n处交错相切的两个圆形由一条金属轨道制成，大圆轨道与BC和AC边分别相切于A2、A3，A4和A5分别为大圆轨道和小圆轨道的最高点，轨道首尾对接平滑良好。质量为m的小球在大圆轨道内侧运动恰能过A4点，小圆半径为r，大圆半径为2r。不计摩擦。则（）A.运动过程中，小球动能最大为5mgrB.运动过程中，小球对轨道的压力最大为6mgC.小球在A1处由小轨道过渡到大轨道时，角速度变大D.小球在A1处由小轨道过渡到大轨道时，向心加速度变小【答案】AD【解析】【详解】小球在大圆轨道内侧运动恰能过A4点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得：，从A4到A1的过程，由动能定理得：，联立解得：，故A正确；小球经过小圆通过A1点时对轨道的压力最大，由牛顿第二定律得：，解得轨道对小球最大的支持力为N=11mg，则小球对轨道的压力最大为11mg，故B错误；小球在A1处由小轨道过渡到大轨道时，速率不变，轨道半径变大，由v=rω知，角速度变小，故C错误；小球在A1处由小轨道过渡到大轨道时，速率不变，轨道半径变大，由，可知向心加速度变小，故D正确。所以AD正确，BC错误。6.某人在春分那天（太阳光直射赤道）站在地球赤道上用天文望远镜观察他正上方的一颗同步卫星，他发现在日落后连续有一段时间t观察不到此卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，圆周率为π，仅根据g、t、T、π可推算出A.地球的质量B.地球的半径-14-\nC.卫星距地面的高度D.卫星与地心的连线在t时间内转过的角度【答案】BCD【解析】D、根据光的直线传播规律，日落有t时间该观察者看不见此卫星图示如图所示：同步卫星相对地心转过角度为θ=2α，，结合，可解得出卫星与地心的连线在t时间内转过的角度θ，故D正确。B、对同步卫星根据和，可得，联立，可解除地球半径R和轨道半径r，则卫星的高度可求出，故B、C均正确。A、由可知由于引力常量G未知，故地球质量M无法求出，A错误。故选BCD。【点睛】解决天体问题把握两条思路：一是万有引力提供向心力，二是重力等于万有引力．针对本题关键还要分析好几何关系来求解．7.如图所示，由导体材料制成的闭合线框，曲线部分PNQ满足函数y=0.5sin(0.5πx)，其中x、y单位为m，x满足0≤x≤2，曲线部分电阻不计，直线部分PMQ的电阻为R=10Ω.将线框从图示的位置开始(t=0)，以v=2m/s的速度匀速通过宽度为d=2m、磁感应强度B=1T的匀强有界磁场，在线框穿越磁场的过程中，下列说法正确的是A.线框穿越磁场的时间为4sB.线框穿越磁场的过程中，PQ两点间的最大电压为1VC.线框穿越磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为0.1JD.线框穿越磁场的过程中，感应电流变化规律为i=0.1sin(0.5πt)-14-\n【答案】BC【解析】线框穿越磁场的时间为，选项A错误；当y最大时，PQ两点间的电压最大，最大值为，选项B正确；线框通过磁场过程中产生正弦交流电，最大值为Em=1V，则有效值为，产生的热量为，选项C正确；因，x=vt=2t，则线框穿越磁场的过程中，感应电流变化规律为i=0.1sin(πt)A，选项D错误；故选BC.点睛：解决本题关键要理解有效切割的长度与感应电动势的关系，判断出感应电动势作正弦变化，要有运用数学知识解决物理问题的能力．8.如图所示，轻质弹簧和一质量为M的带孔的小球套在一光滑竖直固定杆上，弹簧一端固定在地面上，另一端与小球在A处相连（小球被锁定），此时弹簧处于原长。小球通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与一个质量为m的物块相连，到达C处速度为零，此时弹簧压缩了h。弹簧一直在弹性限度内，重力加速度为g，则下列说法正确的是A.在小球下滑的过程中，小球的速度始终大于物块的速度B.从A→C小球和物块重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加C.从A→C小球和物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小D.小球下滑到C处时，弹簧的弹性势能为【答案】ABD【解析】小球A的速度可分解为沿绳子方向上的速度和垂直绳子方向上的速度，根据几何知识可得（其中v为小球的速度，为绳子与竖直方向的夹角），而物块的速度等于绳子的速度，所以，A正确；从A→C过程中，速度从零到零，故动能变化量为零，所以小球和物块重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加，，而-14-\n，所以，BD正确；从A→C过程中，速度从零到零，故动能先增大后减小，而恒定，所以先减小后增大，C错误．三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答。9.用如图甲装置来验证机械能守恒定律。带有刻度的玻璃管竖直放置，光电门的光线沿管的直径并穿过玻璃管，小钢球直径略小于管的直径，该球从管口由静止释放。完成下列相关实验内容：(1)如图乙用螺旋测微器测得小球直径d=____________mm；如图丙某次读得光电门测量位置到管口的高度h=_________cm。(2)设小球通过光电门的挡光时间为，当地重力加速度为g，若小球下落过程机械能守恒，则h可用d、、g表示为h=______________。【答案】(1).4.000(2).5.60(3).【解析】【详解】（1）螺旋测微器的固定刻度读数为4.0mm，游标读数为0.000mm，则小球的直径d=4.000mm。光电门测量位置到管口的高度h=5.60cm。（2）小球通过光电门的瞬时速度，根据速度位移公式得：。10.某小组要测量一节干电池的电动势和内阻，已知该干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.50Ω；实验室提供了电压表V(量程为0~3V，內阻约为3kΩ)、电流表A(量程为0~0.6A，内阻为0.70Ω)、滑动变阻器R(10Ω，2A)、开关和导线若干。-14-\n(1)为了尽可能减小实验误差，请在图甲中完善实物图的连接____________。(2)通过多次测量并记录对应的电流表示数Ⅰ和电压表示数U，利用这些数据在图乙中画出了U-I图线。由图线可以得出此干电池的电动势E=___________V(保留3位有效数字)，内阻r=_________Ω(保留2位有效数字)。(3)实验过程中，发现电流表发生了故障，于是又找来一个电压表和一个定值电阻R0，组成如图丙所示的电路，移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1-U2图线，如图丁所示，图线斜率为k，与横轴的截距为a，则电源的电动势E=_________，内阻r=_________(用k、a、R0表示)。【答案】(1).(2).1.45；(3).0.60；(4).；(5).；【解析】（1）电路直接采用串联即可，电压表并联在电源两端，由于电流表内阻已知，则应采用电流表相对电源的内接法，连接完整的实物图如图所示：-14-\n（2）根据以及图象可知，电源的电动势为：E=1.45V，图线的斜率，解得：电源的内阻为；（3）由闭合电路欧姆定律可知，，变形得：，则，，联立解得：，.11.“跳台滑雪”是冬奥会中一项极为壮观的运动，其运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和着陆四个阶段（如图甲）。其中的助滑过程可简化如下：如图乙，助滑道由长为L、倾角为θ的斜坡AB和弧形坡BCD构成，AB和BCD在B处相切，A与D的高度差为h，运动员（可视为质点的滑块）着滑雪板从A端无初速下滑，沿助滑道滑至D端起跳。假设滑雪板与AB间的动摩擦因数为μ，运动员在BCD上克服摩擦力做的功是在AB上克服摩擦力做功的k（k<1）倍，不计空气阻力，重力加速度为g。求：(1)运动员在斜坡AB上滑行的时间；(2)运动员在D端起跳前的速度大小。【答案】（1）（2）【解析】(1)运动员在斜坡AB上做匀加速运动所受摩擦力为：垂直斜坡方向，由平衡条件有：平行斜坡方向，由牛顿运动定律有：联立得：由运动学规律有：联立得：(2)运动员在斜坡AB上克服摩擦力做的功为：-14-\n在弧形坡BCD上克服摩擦力做的功为：全过程由动能定理有：联立得：【点睛】本题关键是明确运动员的受力情况和运动情况，结合动能定理和匀变直直线运动的规律列式求解．12.如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限中，的空间存在着沿y轴正方向的匀强电场，在x>d的空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴上的A点，以速度v0沿x轴正方向进入电场，带电粒子在电磁场作用下，从A点依次经过B点和C点，A、B、C三点的坐标分别为（0，）、（d，d）、（2d，0），不计带电粒子重力。求：(1)匀强电场的电场强度E的大小；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(3)带电粒于从A到C的运动时间t。【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动d=v0t解得：-14-\n(2)带电粒子刚进入磁场时偏角θ，速度为v解得：θ=30°，带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由山几何关系：d=Rsinθ+Rcosθ解得：(3)带电粒子在电场中运动的时间：由几何关系，带电粒子在磁场中转过的圆心角为150°，将B代入解得：所以带电粒子从A到C的运动时间：点睛：本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力情况，再通过受力情况分析粒子的运动情况，熟练掌握圆周运动及平抛运动的基本公式．13.如图所示为两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系曲线，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是________。-14-\nA．r>r0时，F随r的减小而增大B．r<r0时，F随r的减小而增大C．r=r0时，F为零，分子势能最小D．r>r0时，分子势能减小，分子动能增加，分子势能比分子动能变化得快E．r<r0时，分子势能增加，分子动能减小，分子势能的增加量等于分子动能的减小量【答案】BCE【解析】【详解】在r＞r0时，分子力表现为引力，F随r的减小，先增大后减小，故A错误；由图可知，r<r0时，F随r的减小而增大，故B正确；r=r0时，F为零，分子势能最小，故C正确；r>r0时，分子势能增大，分子动能减小，分子势能的增加量等于分子动能的减小量，故D错误；r<r0时，分子势能增加，分子动能减小，分子势能的增加量等于分子动能的减小量，故E正确。所以BCE正确，AD错误。14.如图，一个上下都与大气相通的竖直放置的圆筒，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦上下滑动且不漏气，B与轻质弹簧相连，轻质弹簧另一端固定在水平面上，初始时A、B间的距离为l0。现用竖直向下的力F压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡（气体温度保持不变）。已知A的质量不计，B有一定质量，直圆筒内部的横截面积S=0.01m2，弹簧劲度系数k=5×103N/m，大气压p0=1×105Pa，l0=0.6m，F=500N。求A下移的距离。【答案】l＝0.3m【解析】-14-\n【分析】由于A的质量可不计，初态时，封闭气体的压强等于大气压，以B为研究对象，求出弹簧的压缩量。当用力压A时，再以B为研究对象，求出弹簧的弹力，由胡克定律求出弹簧的压缩量，根据玻意耳定律求出活塞A向下移动的距离。【详解】设A下移距离为l，B下移距离为x，由玻意耳定律得根据胡克定律得F＝kx联立解得：l＝0.3m【点睛】题考查了玻意耳定律与力学知识的综合，搞清初末状态，运用力学平衡和玻意耳定律综合求解。15.如图，由a、b两种单色光组成的平行复色光，从空气中垂直射向玻璃半球的左侧平面上，在玻璃半球的右侧球面上会出现一个单色环形光带，已知玻璃半球的半径为R，a光在玻璃中的折射率为，a的频率小于b的频率，由此可知，环形光带是（选填“a”或“b”）色光，环形光带的外边缘半径为。【答案】a，【解析】试题分析：a的频率小于b的频率，则玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，由临界角公式知，a光的临界角大于b光的临界角．环形光带外侧边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C，则知环形光带是a光．环形光带的外边缘半径考点：全反射【名师点睛】本题关键要掌握全反射的条件和临界角公式．对于临界角，当光线从光密介质射入光疏介质恰好发生全反射时，入射角等于临界角．16.如图，弹簧振子以O点为平衡位置，在相距25cm的B、C两点间做简谐运动。规定从O点向B点运动为正方向。t=0时，振子从P点以速度v向B点运动；t=0.2-14-\ns时，振子速度第一次变为-v；t=0.5s时，振子速度第二次变为-v。(1)求振子振动周期T;(2)求振子在4.0s内通过的路程;(3)从振子向正方向运动经过O点开始计时，写出振子位移随时间变化的关系式.【答案】(1)T＝1.0s(2)s＝200cm(3)x＝12.5sin2πt(cm)【解析】【分析】在t=0时刻，振子从OB间的P点以速度v向B点运动，经过0.2s它的速度大小第一次与v相同，方向相反，再经过0.5s它的速度大小第二次与v相同，方向与原来相反，质点P运动到关于平衡位置对称的位置，求出周期；由B、C之间的距离得出振幅，从而求出振子在4.0s内通过的路程；结合振子开始计时的位置，写出振子位移表达式。【详解】（1）根据已知条件分析得：弹簧振子振动周期：。（2）振幅振子4.0s内通过的路程（iii）设简谐振动方程联立可得x＝12.5sin2πt(cm)振动图像为：【点睛】本题在于关键分析质点P的振动情况，确定P点的运动方向和周期．写振动方程时要抓住三要素：振幅、角频率和初相位。-14-