2022届天津市和平区高三(下)高考一模考试物理试题解析版.pdf

试卷第 1 页，共 8 页 2022 届天津市和平区高三（下）高考一模考试物理试题 本试卷满分 100 分考试用时 75 分钟 注意事项：1答卷前，考生务必用黑色字迹的签字笔在答题卡指定位置填写自己的学校、姓名和考生号，并将条形码正向准确粘贴在答题卡的贴条形码区，请保持条形码整洁、不污损 2选择题每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答案涂在答题卷相应的位置上 3非选择题必须用 0.5 毫米黑色字迹的签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液不按以上要求作答的答案无效 4考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卡交回 一、单项选择题 1在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。对下列实验描述正确的是（）A卢瑟福通过 A 图所示的实验，发现了质子和中子 B汤姆孙通过 B 图所示的气体放电管，提出了原子的核式结构模型 CC 图所示的实验中，验电器因为带上负电指针张开 DD 图放射源产生的三种射线中，射线 1 的电离本领最强 2雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次，就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光，下列说法正确的是（）试卷第 2 页，共 8 页 Aa 光线是红光，b 光线是紫光 B遇到同样的障碍物，b光比 a 光更容易发生明显衍射 Ca 光在水滴中的传播时间比 b 光在水滴中的传播时间短 D增大太阳光在水滴表面的入射角，则可能没有光线从水滴中射出 32022 年 1 月 22 日，我国实践二十一号卫星（SJ-21）将一颗失效的北斗 2 号卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的轨道上，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行。这颗失效的北斗 2 号卫星原本运行在高度约36000 公里的地球同步静止轨道上，SJ-21 在失效卫星旁边进行了近距离操作，几个小时后将其拖离了同步轨道，经过转移轨道抬升了 1500km 高度后，最终将其送到圆形卫星墓地轨道，完成任务后 SJ-21 随即返回到地球静止轨道。如图所示为这个过程中几个轨道示意图，其中 1 为地球同步静止轨道，2 为转移轨道，3 为墓地轨道，M 为1、2 轨道的切点，N为 2、3 轨道的切点，下列判断正确的是（）A北斗 2 号在轨道 1 运行时的速度为 7.9km/s B北斗 2 号在轨道 1 运行时的周期大于在轨道 3 运行时的周期 CSJ-21 俘获北斗 2 号后需要在 M点加速才能进入轨道 2 DSJ-21 返回时需要在 N点加速才能进入轨道 2 4如图甲所示，气缸内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体），可移动活塞与容器壁光滑接触，开始时活塞处于位置静止，经历某个过程后，活塞运动到位置（图中未标出）重新静止，活塞处于这两个位置时，气缸内各速率区间的气体分子数 n 占总分子数 N的百分比（100%nN）与分子速率 v之间的关系分别如图乙中（实线）和（虚线）所示，忽略大气压强的变化，则下列说法中正确的是（）试卷第 3 页，共 8 页 A气体在状态时温度较高 B气体在状态时压强较大 C在此过程中外界对气体做正功 D在此过程中气体从外界吸热 5如图所示，向前行驶的车厢内有一面向行驶方向的乘客，乘客在自身重力 G与车厢（含座椅）的作用力 F 的作用下与车厢保持相对静止，座椅旁边有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上，悬线与竖直方向成角也与车厢相对静止，下列说法中正确的是（）A乘客受到的合力方向与运动方向相同 B车厢的速度越大，悬线与竖直方向的夹角越大 C车厢对乘客的作用力 F 一定大于乘客的重力 G D悬线与竖直方向夹角增大，车厢对乘客作用力 F 可能不变 二、多选题 6直角坐标系的 y轴为两种均匀介质的分界线，由位于坐标原点 O的一波源发出的两列机械波 a、b 同时分别在两种介质中传播，某时刻的波形如图所示，此刻 a波恰好传到4mx 处，P为1.5mx 处的质点，下列说法正确的是（）A波源的起振方向沿 y 轴正方向 试卷第 4 页，共 8 页 B两列波的频率关系为4abff C此刻 b 波传到16mx 处 D质点 P在这段时间内通过的路程为 50cm 7如图所示，KLMN 是一个竖直的匝数为 n的矩形线框，全部处于磁感应强度为 B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R，线框绕竖直固定轴以角速度匀速转动（俯视逆时针方向），当 MN 边与磁场方向的夹角为 30时（图示位置），下列说法正确的是（）A导线框中产生的瞬时感应电动势大小是32nBS B导线框中电流的方向是KLMNK C再转过 60时导线框中产生的电流达到最大值 D再转过 60时穿过导线框的磁通量变化率为 0 8如图所示，由两水平面（虚线）所夹的区域内，有水平向右的匀强电场，自该区域上方的 A 点，将质量相等、带等量异种电荷的小球 a、b 先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力的作用下从 B 点进入电场区域，并从该区域的的下边界离开，已知 a 球在电场中做直线运动之后从 M 点离开电场，b 球从 N点离开电场且离开电场时速度方向竖直向下，根据上述信息，下列判断正确的是（）Aa 球带负电，b球带正电 Ba 球和 b 球在电场中运动的时间相等 CM 点到 B 点的水平距离是 N点到 B点的水平距离的 3 倍 Db 球离开电场时比其进入电场时电势能大 三、实验题 9利用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，即研究半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写试卷第 5 页，共 8 页 纸，记下重垂线所指的位置 O。（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，必须使用的是_；A刻度尺 B天平 B打点计时器 D秒表（2）关于本实验，下列说法正确的是_；A同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放 B入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 C轨道倾斜部分必须光滑 D轨道末端必须水平放置（3）实验时先让入射球多次从斜轨上位置 S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置 P。然后，把被碰球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射球从斜轨上位置 S由静止释放，与被碰球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为 M、N。不同小组的同学分别进行实验，所用的入射球质量均为被碰球质量的 2倍，下列各组白纸上记录的小球落点位置结果，由于误差较大明显不符合动量守恒规律的是_；A B C D 10在学校社团活动中，某实验小组欲将一只量程为0 250 A的微安表头 G 改装为量程为 015V 的电压表，首先利用如图所示的电路测量微安表的内阻，可供选择的实验器材有：A待改装的微安表头 G（量程为0 250 A，内阻约为几百欧姆）试卷第 6 页，共 8 页 B微安表1G（量程为0 300 A）C滑动变阻器1R（0 10k）D滑动变阻器2R（0 50k）E.电阻箱R（09999）F.电源 E（电动势约为 9V）G.开关、导线若干（1）为顺利完成实验，变阻器 1 应选择_，变阻器 2 应选择_（填器材前序号）；（2）实验时，除了微安表1G的示数1I和微安表 G 的示数2I，还需要记录的数据是_；（3）改装完成后，实验小组利用电流表 A 和改装后的电压表 V，用伏安法测量某未知电阻的阻值，测量时电流表的示数为 0.2A，改装的电压表指针指在原200 A处，则该电阻的测量值为_。四、解答题 11遥控 F3P 模型是一种固定翼模型飞机，通过安装在机头位置的电机带动螺旋桨转动向后推动空气为飞机提供动力，可以通过控制副翼和尾翼实现各种复杂的 3D 动作，因此目前正得到越来越多航模爱好者的喜爱。现对模型进行飞行试验，已知模型的质量为0.2kgm，取210m/sg，sin370.6，cos370.8，求：（1）通过控制，使无人机在某一高度沿水平面做匀速圆周运动，需要使机翼与水平方向成一定的角度“侧身”飞行。如图所示，机翼与水平方向的夹角为37，若想无人机在半径不超过4.8mR 的范围内运动，其飞行速度不能超过多少；（2）控制模型使其沿竖直方向爬升，在地面上从静止开始以恒定升力竖直向上运动，经时间2st时离地面的高度为8mh，设运动过程中所受空气阻力大小恒为2Nf，求此过程动力系统的升力 F；（3）从（2）中达到的状态开始，模型通过不断调整升力继续上升，在距离地面高度为18mH 处速度恰为 0，求无人机从 h 上升到 H的过程中，动力系统所做的功 W为多少？试卷第 7 页，共 8 页 12两根平行相距为 L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面，导轨的水平部分光滑。金属细杆 ab静止在水平导轨上，金属杆 cd紧贴竖直导轨，两金属杆与导轨垂直接触形成闭合回路，整个装置处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向上的匀强磁场中。已知两根金属细棒的质量均为m、电阻均为 R，cd杆与竖直导轨之间的动摩擦因数为，导轨电阻不计。现用平行于水平导轨的恒力 F（大小未知）作用在 ab 杆上使 ab 杆由静止开始向右运动，同时由静止放 cd 杆，过一段时间后，两金属杆同时达到最大速度，重力加速度为 g，求：(1)杆 ab的最大速度 v；(2)拉力 F的大小；(3)若 ab杆从开始运动到获得最大速度移动过的距离为 x，求此过程中 cd 杆上产生的焦耳热 Q。13质谱仪是一种检测同位素的仪器，利用电场和磁场可以将同位素进行分离。现有氕 11H、氘 21H两种带电粒子从容器 A 下方的狭缝1S飘入电势差为0U的加速电场，其初速度几乎为零，然后沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为0B的足够大匀强磁场中，最后打到照相底片上。已知带电粒子从狭缝3S进入磁场时与垂直磁场边界方向存在一个很小的散射角，所有粒子均打在底片区域内，所能到达的最远点为 M。已知氘粒子的质量为 m、电荷量为 q，忽略带电粒子的重力及粒子间相互作用力，求：（1）M 点与狭缝3S之间的距离 d；（2）若某些氘粒子进入磁场后，形成等效电流为 I的粒子束，最终垂直打在照相底片上的 P点（图中未画出）形成一个曝光点，粒子均被吸收。求氘粒子束单位时间内对P 点的冲击力大小 F；（3）若考虑磁感应强度在0BB到0BB之间波动，要使在底片上能完全分辨氕、氘两种粒子，求B应满足的条件。试卷第 8 页，共 8 页 答案第 1 页，共 8 页 参考答案：1D【解析】【详解】A卢瑟福通过 A 图所示的实验确立了原子的核式结构理论，并没有发现质子和中子，选项 A 错误；B汤姆孙通过 B 图所示的气体放电管发现了电子，选项 B 错误；CC 图所示的实验中，从锌板中逸出光电子，则锌板带上正电，验电器因为带上正电指针张开，选项 C 错误；DD 图放射源产生的三种射线中，射线 1 是 粒子，其电离本领最强，选项 D 正确。故选 D。2B【解析】【详解】A由光路图可知，a光线的偏折程度较大，则折射率较大，频率较大，则 a是紫光，b 光线是红光，选项 A 错误；B红光的波长比紫光长，则遇到同样的障碍物，b光比 a 光更容易发生明显衍射，选项 B正确；C根据 cvn 可知，a光在水滴中的传播速度较小，但是在水滴中传播距离较大，则 a光在水滴中的传播时间比 b 光在水滴中的传播时间长，选项 C 错误；D增大太阳光在水滴表面的入射角，则光线在水滴的背面的入射角变大，光线仍能在水滴的背面发生全反射，从而从水滴中射出，选项 D 错误。故选 B。3C【解析】【详解】A北斗 2 号在轨道 1 运行时，运行轨道半径远大于地球的半径，根据 答案第 2 页，共 8 页 GMvr 可知，其速度小于 7.9km/s，选项 A 错误；B根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大，则周期越大，则北斗 2 号在轨道 1 运行时的周期小于在轨道 3 运行时的周期，选项 B 错误；CSJ-21 俘获北斗 2 号后需要在 M点加速做离心运动，才能进入轨道 2，选项 C 正确；DSJ-21 返回时需要在 N点减速做向心运动才能进入轨道 2，选项 D 错误。故选 C。4D【解析】【详解】A由图像乙可知，气体在状态时，速率较大的分子占据的比例较大，则分子平均速率较大，温度较高，选项 A 错误；B气体进行等压变化，则气体在两个状态的压强相等，选项 B 错误；C在此过程中气体的体积变大，则气体对外界做功，选项 C 错误；D在此过程中气体对外做功，温度升高，内能变大，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，选项 D 正确。故选 D。5C【解析】【详解】A由图可知，小球受合外力方向与车厢运动方向相反，可知车厢做匀减速运动，乘客受到的合力方向与运动方向也相反，选项 A 错误；B对小球，根据牛顿第二定律可知 tanmgma 可得 tanag 则车厢的加速度越大，悬线与竖直方向的夹角越大，但是速度大，不一定大，选项 B错误；C对乘客受力分析可知，车厢对乘客的作用力 答案第 3 页，共 8 页 22()()Fmgmamg 即 F 一定大于乘客的重力 G，选项 C 正确；D悬线与竖直方向夹角增大，则加速度 a变大，车厢对乘客作用力 F增大，选项 D 错误。故选 C。6CD【解析】【详解】A因此刻 a 波恰好传到4mx 处，可知该质点起振方向沿 y 轴负向，则波源的起振方向也是沿 y 轴负方向，选项 A 错误；B两列波由同一波源发出，则频率相等，选项 B 错误；C此刻 a 波向右传播 4a，则 b 波向左传播 4b=16m，即此刻 b 波传到16mx 处，选项C 正确；D此刻质点 P振动了 2.5 个周期，则质点 P 在这段时间内通过的路程为 10A=50cm，选项D 正确。故选 CD。7AD【解析】【详解】A导线框中产生的瞬时感应电动势大小是 3cos302enB SnBS 选项 A 正确；B根据右手定则可知，导线框中电流的方向是KNMLK，选项 B 错误；CD再转过 60时导线框到达中性面位置，此时线框中磁通量的变化率为零，产生的电流为零，选项 C 错误，D 正确。故选 AD。8BCD【解析】【详解】答案第 4 页，共 8 页 A由题意可知，b 球进入水平电场后在水平方向做减速运动，出离电场时水平速度减为零，则 b 球带负电，a 球带正电，选项 A 错误；B从开始抛出到出离电场，两球在竖直方向只受重力作用，加速度相同，则两球在竖直方向的运动相同，即 a 球和 b 球在电场中运动的时间相等，选项 B 正确；C设两粒子进入电场时水平速度为 v0，经过电场的时间为 t，则对 a 球从 M点射出时水平位移 2012MBxv tat 对 b 球从 N点射出时水平位移 2012NBxv tat 其中对 b 球 0vat 解得 3MBNBxx 即 M点到 B点的水平距离是 N 点到 B 点的水平距离的 3 倍，选项 C 正确；Db 球在电场中运动时，电场力做负功，则电势能增加，即离开电场时比其进入电场时电势能大，选项 D 正确。故选 BCD。9 AB#BA AD#DA AD#DA【解析】【详解】1）1要测量碰撞前后的动量，在质量要用天平测量，而速度是用水平位移代替，刻度尺也是必须的，故选 AB；（2）2AC同一组实验中，入射小球必须从同一位置释放，才能保证两次碰撞前的速度相同，轨道倾斜部分不必光滑，故 A 正确，C 错误；B为了避免入射球反弹，入射球的质量必须大于被碰小球的质量，故 B 错误；D轨道末端必须水平，才能使小球做平抛运动，故 D 正确；故选 AD；（3）3根据题意结合动量守恒定律得出 答案第 5 页，共 8 页 22m OPm OMm ON 整理得 22OPOMON 即 2MPON 结合图象可知，AD 明显不符合。故选 AD。10 D E 变阻器 2 的阻值 60【解析】【详解】（1）12在该实验中，首先要闭合 S1，断开 S2，调节变阻器 1 使得，电流计 G1和 G2偏转到满刻度的23以上（设为 I1），然后闭合 S2，保持变阻器 1 的电阻不变，调节变阻器 2，使得电流计 G 读数为 I2，则通过变阻器 2 的电流为 I1-I2，通过变阻器 2 的阻值以及电流关系可求解电流 G 的内阻；则认为当闭合 S2时，电路中的电流 I1保持不变，这就需要变阻器1 的阻值较大，因不需要读出变阻器 1 的阻值，则变阻器 1 可选择阻值较大的 D；变阻器 2必须要用电阻箱，故选 E；（2）3由上述分析可知，实验时，除了微安表1G的示数1I和微安表 G 的示数2I，还需要记录的数据是变阻器 2 的阻值；（3）4将满偏电流为 250A 的电流计改装为 15V 量程的电压表，当电流计读数为 200A时，对应的电压值为 12V，则待测电阻阻值为 12600.2URI 11（1）6m/s；（2）4.8N；（3）33.6J【解析】【详解】（1）无人机做圆周运动的向心力由重力和机翼升力的合力提供，则 2tan37vmgmR 解得 tan376m/svgR 答案第 6 页，共 8 页（2）无人机上升的加速度 222222 8m/s4m/s2hat 根据牛顿第二定律可知 Fmgfma 解得 F=4.8N（3）无人机在 h=8m 处的速度 8m/svat 由动能定理 21()()02Wmg Hhf Hhmv 解得 W=33.6J 12(1)222mgRB Lv；(2)mgF；(3)3222442mgxm g RQB L【解析】【详解】(1)取 cd棒为研究对象，设当两金属杆同时达到最大速度 v 时，回路中的电流为 I，ab 杆产生的感应电动势为 E，则根据平衡条件有 BILmg 根据闭合电路欧姆定律有 2EIR 根据法拉第电磁感应定律有 E=BLv 联立解得 222mgRB Lv (2)取 ab棒为研究对象，当两金属杆同时达到最大速度 v时，根据平衡条件有 F=BIL 联立解得 答案第 7 页，共 8 页 mgF (3)设 ab杆从开始运动到获得最大速度的过程中，系统产生的总焦耳热为 Q，则由能量守恒定律得 212mxQvF总 由于通过两金属杆的电流始终相等，则根据焦耳定律可得 12QQ总 联立解得 3222442mgxm g RQB L 13（1）0081U mdBq；（2）02U mFIq；（3）02cos12cos1BB【解析】【详解】（1）设氘粒子进入磁场时的速度为v，根据动能定理得 2012qUmv 氘粒子在磁场中偏转半个圆周后打在底片上的最远点M，根据几何关系得 2dr 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则 20mvqvBr 联立解得 0081U mdBq（2）设t时间内打到P点的氘粒子个数为N，在 ItNq 根据动量定理有 0F tNmv 结合 答案第 8 页，共 8 页 2012qUmv 结合牛顿第三定律得 02U mFFIq（3）要使氕、氘两种粒子在底片上没有重叠，则氘粒子打在底片上距离狭缝3S的最小距离应比氕粒子打在底片上距离狭缝氕的最大距离大，即 12 cos2rr 对氘粒子由动能定理有 2012qUmv 对氕粒子由动能定理有 20112 2mqUv 进入磁场后由洛伦兹力提供向心力，则有 20()mvqv BBr 21101()mvqv BBr 联立解得 02cos12cos1BB