河东区2022年高三二模考试理科综合物理试卷理科综合共300分，考试用时150分钟。物理试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共120分。第I卷本卷共8题，每题6分，共48分。一、单项选择题(每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)1．下列说法正确的是()A．医学上利用射线治疗肿瘤主要是利用了射线穿透能力强的特点B．观察牛顿环时，若用频率更高的单色光照射，同级牛顿环半径将会变大C．车站、机场等处安检用的非接触式红外温度计利用了红外线的热效应D．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂结构【答案】C【解析】学上利用射线治疗肿瘤主要是利用了射线能量高的特点，A错误；牛顿环是簿膜干涉的结果，当用频率更高的单色光照射时，波长变小，同级环的半径将会变小，故B错误；天然放射现象是贝克勒尔最先发现的，说明原子核具有复杂的内部结构，D错误；选项C说法正确。2．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。以下判断中正确的是()A．这两颗卫星的向心加速度大小相等，均为B．卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为C．如果使卫星l加速，它就一定能追上卫星2D．卫星l由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功【答案】A【解析】根据=ma得，对卫星有=ma，可得a=，取地面一物体由=mg，联立解得a=，可见A正确．根据得，①，又GM=g②，t=③，联立①②③可解得t=，故B错误．若卫星1加速，则卫星1将做离心运动，所以卫星1不可能追上卫星2，C错误。-9-\n卫星1由位置A运动到位置B的过程中，由于万有引力始终与速度垂直，故万有引力不做功，D错误．故选A．3．用长度相同的两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B。两小球，然后用力F作用在小球A上，如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态。不考虑小球的大小，则力F不可能的方向为()A．水平向右B．竖直向上C．沿O→A方向D．沿B→A方向【答案】C【解析】先对B球受力分析，受到重力和OB绳子的拉力，由于OB绳子竖直，故根据平衡条件得到AB绳子的拉力为零；再对A球受力分析，受到重力G=mg、拉力F、OA绳子的拉力F1，如图，根据三力平衡条件，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故拉力方向在G和F1夹角之间的某个方向的反方向上。故选C．4．如图所示，理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，将原线圈接在(V)的交流电源上，已知电阻，电流表A为理想交流电表。则下列说法正确的是()A．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0．2Wb/sB．交流电的频率为50HzC．电流表A的示数为0．4AD．变压器的输入功率是16W【答案】D【解析】接入电压u=200sin120πt（V）可知：U1=200V，T=s，所以f==60Hz，故B错误；根据Em=n得：=Wb/s，故A错误；根据=5得：U2=40V，所以I=A=0.4A，故C错误；副线圈的输出功率P2=U2I2=40×0.4W=16W，而变压器的输入功率P1=P2=16W，故D正确．故选D。5．如图所示，实线为方向未知的三条电场线，a、b两带电粒子从电场中的O点以相同的初速度飞出。仅在电场力作用下，两粒子的运动轨迹如图中虚线所示，则()A．a一定带正电，b一定带负电B．a的加速度减小，b的加速度增大C．a的电势能减小，b的电势能增大D．a的动能减小，b的动能增大【答案】B【解析】由题图-9-\n运动轨迹可知，a、b做曲线运动，由于电场线方向未知，故a、b电性不能确定，故A错误。根据题图知a、b两粒子的电场力、速度的夹角为锐角，电场力对电荷做正功，电势能减小，故C错误。根据a、b两粒子做曲线运动轨迹弯曲程度即电场线的疏密可知，b所处的电场线变密，电场强度变强，所受的电场力在增大，加速度在增大；a所处的电场线变疏，电场强度变弱，所受的电场力在减小，加速度在减小，故B正确。根据题图知a、b两粒子的电场力、速度的夹角为锐角，电场力对电荷做正功，电势能减小，动能增加，故D错误。故选B.二、不定项选择题(每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分)6．氢原子核外电子在能级间跃迁时发出a、b两种频率的单色光，经同一双缝干涉装置得到的干涉图样分别如甲、乙两图所示。若a光是氢原子核外电子从n=3的能级向n=1的能级跃迁时释放的，则()A．b光可能是从n=4的能级向n=3的能级跃迁时释放的B．b光可能是从n=4的能级向n=1的能级跃迁时释放的C．若让a、b光分别照射同种金属，都能发生光电效应。则b光照射金属产生的光电子最大初动能较大D．单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角【答案】BC【解析】由题图知a光的间距大于b光，由△x=λ得，a光的波长大于b光的波长，根据c=λγ知，a光的频率小于b光的频率，a光的折射率小于b光的折射率．根据E=hγ知b光的光子能量大，结合氢原子的能级分布可知故A错误B正确．根据得，b光照射金属产生的光电子最大初动能较大，C正确。由可知，单色光a从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，D错误．故选BC．7．如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，外电阻R1>R2，两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是()A．电源内部产生电热较多的是甲电路B．R1上产生的电热比R2上产生的电热多C．电源做功较多的是甲电路D．电源效率较高的是甲电路【答案】BD【解析】甲、乙两电路中电源完全相同，即电动势E与内电阻r相同，电阻R1＞R2，根据闭合电路欧姆定律I=，得出I1＜I2，再比较I12rt1与I22rt2，而I1t1=I2t2，可知电源内部产生电热较多的是乙电路，故A错．由公式W=qE可知，通过的电量q和电动势E都相同，所以两电源做功相等，故C错．由公式W=qE可知，两电源做功相等，整个电路产生的电热相等，而甲电源内部产生的电热小于乙电源内部产生的电热，所以甲图外电路产生的电热大于乙图外电路产生的电热，而外电路产生的电热就是电阻R上产生的电热，电源效率较高的是甲电路。故BD对．故选BD．8．如图1所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。-9-\n通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图2所示。则()A．第l秒内摩擦力的冲量为零B．前2s内推力F做功的平均功率为3．0WC．第2s内物体克服摩擦力做的功为2．0JD．前3s内物体动量的增量为1.0kg·m／s【答案】CD【解析】由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体做匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，在1-2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a=2m/s2，由牛顿第二定律可得F-f=ma，解得m=0.5kg，0-1s内物体静止，静摩擦力等于推力，由I=Ft知第一秒内摩擦力的冲量是1N•s，A错误。第二秒内物体的位移是x=at2=1m，摩擦力做的功W=fx=-2×1J=-2J，在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动，F也只在第二秒做功，F的功为W=Fx=3×1J=3J，所以前2S内推力F做功的平均功率为1.5W，所以B错误C正确。前3s内物体动量的增量为mv=0.5×2=1.0(kg·m／s)，所以D正确．故选CD．第Ⅱ卷(共4题，共72分)9．(18分)(1)有一列简谐横波在弹性介质中沿x轴正方向以速率v=10m/s传播，某时刻的波形如图所示，把此时刻作为零时刻，质点A的振动方程为y=m.(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来测量匀加速直线运动的加速度。滑块上的左右两端各有一个完全一样的遮光板，若光线被遮光板遮挡，光电传感器会输出高电平。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光板l、2分别经过光电传感器时，通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图像。①实验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，则图乙中的t1、t2、t3、t4间满足关系则说明气垫导轨已经水平。②如图丙所示，用游标卡尺测量遮光板的宽度d=mm。挂上钩码后，将滑块由如图甲所示位置释放，通过光电传感器和计算机得到的图像如图乙所示，若t1、t2、t3、t4和d已知，则遮光板1和遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度分别为、-9-\n。(用已知量的字母表示)③在②情况下，滑块运动的加速度a=．(用已知量的字母表示)(3)为了测一个自感系数很大的线圈L的直流电阻RL，实验室提供以下器材：(A)待测线圈L(阻值约为2，额定电流2A)(B)电流表A1(量程0．6A，内阻r1=0．2)(C)电流表A2(量程3．0A，内阻r2约为0．2)(D)滑动变阻器R1(0～l0)(E)滑动变阻器R2(0～lk)(F)定值电阻R3=10(G)定值电阻R4=100(H)电源(电动势E约为9V，内阻很小)(I)单刀单掷开关两只S1、S2，导线若干。要求实验时，改变滑动变阻器的阻值，在尽可能大的范围内测得多组Al表和A2表的读数I1、I2，然后利用给出的I2-I1图象(如图所示)，求出线圈的电阻RL。①实验中定值电阻应选用，滑动变阻器应选用。②请你画完方框中的实验电路图。③实验结束时应先断开开关。④由I2-I1图象，求得线圈的直流电阻RL=【答案】-9-\n【解析】(1)由题图读出波长和振幅，由波速公式求出频率，由得出角速度，由于质点A开始时刻向下振动，故将相关数据代入可得答案．(2)实验前需要平衡摩擦力，要求不挂钩码时滑块做匀速运动，则两遮光板的挡光时间相等，有。游标卡尺的主尺读数为10mm，游标尺上第15个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.05×15mm=0.75mm，所以最终读数为：主尺读数+游标尺读数=10mm+0.75mm=10.75mm.遮光板1和遮光板2在经过光电传感器过程中的平均速度等于各自挡光时间中间时刻的瞬时速度，由匀变速直线运动的速度公式可知，进而可解得加速度a。(3)①待测电阻额定电压U=IR=2×2=4V，因电流表内阻为定值，应将与定值电阻串联，根据欧姆定律有R==6.7Ω，故定值电阻应选，从图象可知电流从零逐渐增大，故滑动变阻器应用分压式接法，故应选阻值小的变阻器．②根据欧姆定律可知电路图如图所示．③为防止发生断电自感现象而损坏，实验结束时应先断开开关S2． ④根据欧姆定律有，变形为-9-\n，由图象求出其斜率K=6，可解出=2.04Ω .10．(16分)如图所示，离地面高h=5.45m的O处用不可伸长的细线挂一质量为0．4kg的爆竹(火药质量忽略不计)，线长L=0．45m。把爆竹拉起使细线水平，点燃导火线后将爆竹无初速度释放，爆竹刚好到达最低点B时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面A处，抛出的水平距离为x=5m。另一块仍系在细线上继续做圆周运动通过最高点C。空气阻力忽略不计，取g=10m/S2。求：(1)爆炸瞬间反向抛出那一块的水平速度v1的大小；(2)继续做圆周运动的那一块通过最高点时细线的拉力T的大小。【答案】见解析【解析】11．(18分)如图所示，一根电阻为R=12的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感强度为B=0.2T，现有一根质量为m=0.1kg，电阻不计的导体棒，-9-\n自圆形线框最高点静止起沿线框下落，在下落过程中始终与线框良好接触，已知下落距离为时，棒的速度大小为，下落到经过圆心时棒的速度大小为，（取g=10m/s2）试求：(1)下落距离为时棒的加速度；(2)从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的焦耳热。【答案】见解析【解析】12．(20分)静电喷涂与普通刷漆、喷漆或机械喷涂相比有许多优点，其装置可简化如图甲所示。A、B为水平放置的间距d=0.9m的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场，电场强度为E=0.lV/m．在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为v0=8m/s的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为m=ll0-5kg、电荷量均为q=ll0-3C，不计空气阻力，油漆微粒最后都能落在金属板B上。(重力加速度g=10m/s2)(1)求由喷枪P喷出的油漆微粒到达B板的最短时间；(2)求油漆微粒落在B板上所形成的图形面积；(3)若让A、B两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，如图乙所示。磁感应强度B=T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其他条件不变。试求B板被油漆微粒打中的区域的长度。-9-\n【答案】见解析【解析】-9-
