2022届安徽省合肥一中高三下学期三模理综物理试卷（解析版）

2022届安徽省合肥一中高三下学期三模

理综物理

一、单选题

1．与原子核相关的下列说法正确的是（　　）

A．粒子轰击，生成，并产生了中子

B．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度

C．放射性射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗

D．经过4次衰变，2次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个

2．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒匀速转动经过a、b、c、d四个位置，这四个位置中，小衣物中的水滴最不容易被甩出的位置是（　　）

A．a位置 B．b位置 C．c位置 D．d位置

3．在x轴上分别固定两个点电荷、，位于坐标原点处。两点电荷形成的静电场中，轴正半轴上的电势随变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．处电势最高，电场强度最大

B．带负电，带正电

C．的电荷量小于的电荷量

D．电子从处沿轴移动到处，电势能增加

4．如图所示，、两端距离为的水平传送带以速度逆时针运转，将小石墨块轻放在传送带右端，当石墨块从左端离开传送带时，传送带上留下了长度为的痕迹，不计绕过传动轮的传送带长度，下列说法正确的是（　　）

A．增大传送带速度，划痕长度一定变长

B．增加传送带的长度，划痕长度一定会变长

C．减小石墨块与传送带间的动摩擦因数，划痕长度可能会减小

D．一定条件下可使

5．晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点，A点高于B点，原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．有风时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等

B．无风时，挂钩左侧绳子与竖直方向的夹角大于右侧绳子与竖直方向的夹角

C．在有风且风力不变的情况下，绳子右端由A点沿杆向下移到C点，绳子的拉力变小

D．相比无风时，在有风的情况下∠AOB大

二、多选题

6．假设火星极地处表面的重力加速度为g0，火星赤道处表面的重力加速度为g1，火星的半径为R。已知物体在火星的引力场中引力势能是，G为引力常量，M为火星的质量，m为物体的质量，r为两者质心的距离。某同学有一个大胆的想法，在火星赤道平面沿着火星半径挖深度为的深井，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，则下列结论正确的是（　　）

A．火星的第一宇宙速度

B．火星的第二宇宙速度

C．火星深井底部的重力加速度为

D．火星的自转周期

7．如图所示为某种电吹风机电路图，图中a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P，可同时接触两个触点，触片P位于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种状态。图示状态刚好为触片P接触c、d两点。已知电吹风吹冷风时的输入功率为，小风扇的额定电压为，正常工作时小风扇的输出功率为，变压器为理想变压器，则下列说法中正确的是：（　　）

A．当扇形金属触片P与触点c、d接触时，电吹风吹热风

B．当扇形金属触片P与触点a、b接触时，电吹风吹冷风

C．小风扇的内阻为

D．变压器原、副线圈的匝数比为

8．如图所示的半径为的半圆内部没有磁场，半圆外部空间有垂直于半圆平面的匀强磁场（未画出），比荷为的带电粒子从直线上任意一点以相同大小的速度垂直于射向圆弧边界，带电粒子进入磁场偏转一次后都能经过直径上的点，下列说法正确的是（　　）

A．磁场方向垂直半圆平面向里

B．带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为

C．若磁场面积足够大，带电粒子从点沿任意方向射入磁场，粒子一定垂直穿过

D．半圆外部磁场的最小面积为

9．我们常用以下实验装置观察水波的干涉现象。在水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，固连在振动片上的两根完全相同的细杆周期性的击打水面，并且两细杆击打的深度和频率完全相同，可看作两个波源。这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样。如图乙所示，振动片以周期T做简谐运动时，两细杆同步周期性地击打水面上的A、B两点，两波源发出的水波在水面上形成稳定的干涉图样。若以线段为直径在水面上画一个半圆，半径与垂直。除C点外，圆周上还有其他振幅最大的点，其中在C点左侧距C点最近的为D点。已知半圆的直径为d，，，，则（　　）

A．水波的波长为

B．水波的波长为

C．水波的传播速度为

D．若减小振动片振动的周期，C点可能为振幅最小的点

E．若让两细杆以原频率分别同步触动线段和的中点，则D点为振幅最小的点

三、实验题

10．某兴趣小组利用手机连拍功能测量当地的重力加速度，方法如下。

（1）在竖直墙壁上沿竖直方向固定一刻度尺，将小球球心与刻度尺0刻度对齐，由静止释放，用手机连拍其下落过程：选取连续拍摄的3张照片如图所示，读出第一张和第二张照片中小球球心对应的刻度分别为、，读得第三张照片中小球球心对应的刻度为　     　cm。

（2）若手机每隔拍摄一张照片，则当地的重力加速度　     　。（保留3位有效数字）

（3）若手机每隔拍摄一张照片，则拍摄第二张照片时，小球的瞬时速度为　     　。

11．某研究性学习小组制作报警器，需要先测量电源的电动势和内阻，利用实验室的现有器材“量程为0～100mA的毫安表，量程为0～3V、内阻很大的电压表，阻值R0＝3Ω、R1＝2Ω的两个定值电阻”设计了如图甲所示的电路。

⑴为得到流经源的电流，需要测出毫安表的内阻；该同学做了如下操作：先把滑动变阻器R调到阻值最大处，然后闭合开关S，再将滑动变阻器R调到电阻为零处，此时电压表的读数为0.80V，毫安表的读数为80.0mA。

⑵在上述操作后该同学多次调节滑动变阻器R的滑片，又记下相应的电压表的示数U和毫安表的示数I，利用实验测得的数据作出了如图乙所示的U-I图像；由图像可得电源的电动势E＝　     　V，内阻r＝　     　Ω（结果均保留2位有效数字）。

⑶此研究性学习小组制作的报警器内部电路的一部分如图丙所示，其中热敏电阻R3的阻值随温度的变化关系如图丁所示，R2为定值电阻，电源E＇为两个上述电源的串联；当输出电压达到或超过4.0V时，便触发报警器（图中未画出报警器）；若要求开始报警时环境温度为50℃，则R2应为　         　Ω（结果保留2位有效数字）。

四、解答题

12．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行放置在倾角为30°的绝缘斜面上，导轨宽度为L，下端接有阻值为R的电阻，导轨处于方向垂直于斜面向上、磁感应强度大小为B0的匀强磁场中.轻绳一端跨过光滑定滑轮，悬吊质量为m的小物块，另一端平行于斜面系在质量为m的金属棒的中点，现将金属棒从PQ位置由静止释放，金属棒与导轨接触良好且电阻均忽略不计，重力加速度为g.

（1）求金属棒匀速运动时的速度大小；

（2）若金属棒速度为v0且距离导轨底端x时开始计时，磁场的磁感应强度B的大小随时间t发生变化，使回路中无电流，请推导出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式.

13．题图是某“极限挑战”项目的示意图，挑战者抱着装备从滑道上O点由静止滑下，经过滑道上P点时做斜抛运动冲出，到达最高点D时，将手中装备在极短时间内沿水平方向抛出，之后挑战者落到下方的缓冲保护区，并要求装备落到宽度为4h的平台AB上，已知D点到平台AB左端A点的水平距离为h，距离平台AB的高度也为h；O点距离平台AB的高度；挑战者的质量为m，装备的质量为km。挑战者抱着装备在滑道上运动过程中克服滑道阻力做功为。挑战者及装备均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求：

（1）到达最高点D时的速度大小v；

（2）若挑战者抛出装备后恰好竖直落下，且装备刚好落到平台AB右端B点，求k应满足的条件；

（3）若k=0.2，要求装备落到平台AB上，且挑战者落入缓冲区，试确定装备被抛出时的速度大小应满足的条件。

14．新冠肺炎疫情防控期，转运新冠病人时需要使用负压救护车，其主要装置为车上的负压隔离舱，它不工作时为密闭状态，工作时通过负压排风净化装置使舱内气压低于外界大气压，空气在流动时只能由高压侧流向舱内低压侧，舱内的污染空气经过滤化和清洁后排到舱外避免传染性生物因子扩散，既为病人提供新鲜空气，同时又保护周围人员及周围环境不受病源体污染。隔离舱内负压（舱内外压强差）为20Pa~50Pa时效果比较理想。已知某负压舱容积为0.6m3，环境温度为t0=7°C，大气压强为，负压隔离舱停止工作且舱内温度为t=25°C时，隔离舱内负压为30Pa，气体均可视为理想气体，求∶（计算结果均保留两位有效数字）

（1）负压隔离舱停止工作且内部温度与外界相同时的内部气体的压强；

（2）已知温度为0°C、大气压强为时，空气的密度为1.29kg/m3，计算负压隔离舱停止工作且温度t=25°C时内部空气的质量。

15．如图所示为截面半径等于R的柱形玻璃砖，图中的虚线为沿竖直方向的直径，外表面除A点外均匀地涂了一层水银，且A点到虚线的距离为，一细光束沿平行于虚线的方向射入玻璃砖，该细光束在玻璃砖内两次经水银面反射后由A点射出。已知光在真空中的速度大小为c，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）该光束在玻璃砖中的传播时间。

五、填空题

16．如图，一定质量的理想气体从a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。在过程ab中气体　     　（选填“吸收”或“放出”）热量；在过程ca中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数　     　。（选填“增加”或“减少”）

答案解析部分

1．【答案】B

【解析】【解答】A．根据质量数守恒和电荷数守恒，粒子轰击，生成，其反应方程为

可知产生了质子，A不符合题意；

B．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，B符合题意；

C．放射性射线其实质是高速电子流，C不符合题意；

D．每次衰变，质量数少4，电荷数少2，所以中子数少2，每次衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，所以中子数少1，经过4次衰变，2次衰变，则有

新核与原来的原子核相比，中子数少了10个，D不符合题意；

故答案为：B。

【分析】核反应方程电荷数和质量数守恒，反应堆中通过控制中子数来控制核反应的强烈程度，通过原子核的衰变进行分析判断。

2．【答案】A

【解析】【解答】在a位置时根据

可得

在c位置时根据

可得

所以水滴在a位置时受筒壁的作用力最小，水滴最不容易被甩出；在c位置受筒壁的作用力最大，水滴最容易被甩出。

故答案为：A。

【分析】当衣服在ac位置时根据牛顿第二定律合力提供向心力从而得胡粗这两点滚筒壁对衣服的支持力，从而结合离心运动得出小衣物中的水滴最不容易被甩出的位置。

3．【答案】D

【解析】【解答】A．根据

可知图像的斜率表示电场强度，处电势最高，电场强度为零，A不符合题意；

B．由图可知，时，，说明带负电，而在整个空间存在的区域，说明带正电，B不符合题意；

C．在处电场强度为零，说明两个点电荷在该处电场强度大小相等，方向相反，根据

可知的电荷量大于的电荷量，C不符合题意；

D．电子从处沿轴移动到处，电场力对电子做负功，电势能增加，D符合题意；

故答案为：D。

【分析】图像的斜率表示电场强度，结合图像判断各点的电场强度，通过点电荷周围电场强度的表达式得出两个点电荷的大小关系，通过电场力做功得出在X轴上运动的过程中电势能的变化情况。

4．【答案】D

【解析】【解答】AD．若石墨块到达时速度小于，说明石墨块一直做匀加速直线运动，加速度大小为

所用时间为

则划痕长度为

若，可得

说明在石墨块到达端前划痕前端就追上石墨块，划痕长度为，之后的划痕与原来划痕重叠，增大传送带速度，划痕长度保持不变，A不符合题意，D符合题意；

B．若石墨块到达端前速度已经等于，则有

则划痕长度为

可知增加传送带的长度，划痕长度保持不变，B不符合题意；

C．若石墨块到达端前速度已经等于，划痕长度为

若石墨块到达时速度小于，划痕长度为（当时，）

可知减小石墨块与传送带间的动摩擦因数，划痕长度会变长或者不变，C不符合题意；

故答案为：D。

【分析】石墨块在运动的过程中根据牛顿第二定律以及匀变速直线运动的规律和几何关系得出传送带上划痕的长度。

5．【答案】C

【解析】【解答】A．由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，则挂钩相当于动滑轮，两端绳子的拉力总是相等，所以A不符合题意；

B．无风时，根据平衡条件可得，两细绳拉力的合力等于重力，则有

两细绳拉力水平方向的分力大小相等，方向相反，有

可知

所以挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相同，则B不符合题意；

D．设绳长为L，两杆之间的距离为d，根据几何关系可得

无风时，根据平衡条件可得

解得

有风后，衣服受力增加一个风力，四力平衡，两个绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡，如图2所示的状态

此时通过A点和B点做平行于合力方向的直线，相对于两根杆的方向（如图红线所示），根据图中几何关系可知两根杆（即两红线）之间的距离d不能确定，则不能确定，故∠AOB不确定，D不符合题意；

C．当在有风的情况下，将A点沿杆稍下移到C点，根据图像可以看出，两端绳子之间的夹角变小，但是两细绳拉力的合力为恒力，则拉力F变小，C符合题意。

故答案为：C。

【分析】无风时，对衣服进行受力分析，根据共点力平衡挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角大小关系，在有风时同理得出两侧绳子拉力的大小关系以及两绳与竖直方向夹角的变化情况。

6．【答案】A,C

【解析】【解答】A．物体在火星附近绕火星做匀速圆周运动的速度，叫作火星的第一宇宙速度，在火星两极万有引力与重力相等，故据万有引力提供圆周运动向心力有可得火星的第一宇宙速度

A符合题意；

B．火星的第二宇宙速度是逃离火星束缚的最小发射速度，若以此发射速度发射航天器至离火星无穷远处，则据重力做功与重力势能变化关系有WG=EpR-Ep∞

在此过种只有重力做功，根据动能定理有WG=Ek∞-EkR

联列两式可得：航天器的发射时的动能EkR=Ek∞-EpR+Ep∞

由题意可知

EP∞=0

代入可得发射时的动能

当Ek∞取零时，发射时的动能有最小值，又据

可以计算得出火星的第二宇宙速度

代入

可得

B不符合题意；

C．星球表面的重力加速度等于星球对物体表面的万有引力，令星球的密度为ρ，则半径为R的星球质量为

据万有引力等于重力可得

可得星球表面的重力加速度即密度相同的情况下，星球表面的重力加速度与星球的半径R成正比，故火星深井底部的重力加速度与火星表面的重力加速度之比等于半径比，即火星深井底部的重力加速度等于火星赤道表面重力加速度的一半，即g′＝g1

C符合题意；

D．火星表面受到的万有引力等于mg0，在火星赤道，万有引力=重力+自转运动的向心力，即

由此可解得火星的自转周期

D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】物体在中心天体表面附近做匀速圆周运动的速度，根据重力等于向心力从而得出第一宇宙速度的表达式，利用动能定理以及功能关系得出火星的第二宇宙速度，根据重力等于万有引力得出重力加速度的表达式，在赤道附近利用重力和向心力的关系得出火星自转的周期。

7．【答案】C,D

【解析】【解答】A．由电路知识可知，当扇形金属触片P与c、d接触时，电吹风的加热电路和吹风电路均没有接通，故此时电吹风处于停机状态，A不符合题意；

B．当扇形金属触片P与触点a，b接触时，电吹风的加热电路和吹风电路均处于接通状态，此时电吹风吹热风，B不符合题意；

C、由于小风扇的额定电压为U2=60V，吹冷风时小风扇的输入功率为60W，故小风扇正常工作时的电流为

小风扇内阻消耗的电功率为

由

代入数据解得，C符合题意；

D．由题意可知，变压器原线圈两端的电压为U1=220V，副线圈两端的电压为U2=60V，故有

D符合题意。

故答案为：CD。

【分析】对电路进行动态分析，从而得出吹风机的工作状态：利用电功率的表达式以及热功率得出小风扇的内阻 ；通过理想变压器原副线圈的匝数比和电压比的关系 得出理想变压器的匝数比。

8．【答案】B,D

【解析】【解答】A．由于带电粒子的电性未知，所以不能确定磁场方向，A不符合题意；

B．如图所示

设带电粒子从点射入磁场，过作速度垂线，令

又平行于，且再的垂直平分线上，可知为菱形，因此，B符合题意；

C．若磁场面积足够大，带电粒子在点沿任意方向射入磁场，带电粒子将逆时针做匀速圆周运动穿过直径，而是轨迹圆弧对应的最长的弦，所以带电粒子不会都垂直穿过，C不符合题意；

D．由几何关系可知磁场最小面积为图中粗实线所包围的面积

粗实线大圆半径为，小圆半径为，则最小面积为

D符合题意；

故答案为：BD。

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，结合粒子在次擦好着呢个红的运动情况判断粒子是否穿过ac以及半圆外部磁场的最小面积。

9．【答案】A,C,E

【解析】【解答】AB．根据题意，与的长度之差等于波长，且有

求得波长为

A符合题意，B不符合题意；

C．水的波速

C符合题意；

D．若减小振动片振动的周期，C点与两波源的距离相等，距离差为零，一定仍为振幅极大点，D不符合题意；

E．若让两细杆以原频率分别同步触动线段和的中点，D点与两波源的长度之差等于半波长，则D点为振幅最小的点，E符合题意。

故答案为：ACE。

【分析】根据几何关系得出该水波的波长，通过波长和周期的关系得出水波的波速；通过两水波干涉的原理进行分析判断。

10．【答案】（1）175.96

（2）9.70

（3）4.89

【解析】【解答】（1）刻度尺的精确值为，则第三张照片中小球球心对应的刻度为；

（2）根据匀变速直线运动的推论“逐差法”，可得重力加速度为

（3）拍摄第二张照片时，小球的瞬时速度为

【分析】（1）根据刻度尺的读数原理得出第三张照片中小球球心对应的刻度：
（2）根据匀变速直线运动相同时间间隔内的位移差得出重力加速度：
（3）根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得出小球的瞬时速度。

11．【答案】3.0；1.2；

【解析】【解答】（2）电压表测的电压为0.8V，毫安表的电流为80.0mA，故内阻

图中与毫安表并联的电阻，由并联电路分流可知，电路中的电流是毫安表中的5倍，由闭合电路欧姆定律有

变形为

对照图中所示的U-I图像，可得电源电动势

解得

（3） 50℃时，热敏电阻，

上的电压

联立解得

【分析】（2）根据电压表和电流表的读数原理得出电压表的示数和电流表的示数，利用欧姆定律得出电表的内阻，利用闭合电路欧姆定律得出电源的内阻和电动势：
（3）50℃时根据欧姆定律得出 R2 的阻值。

12．【答案】（1）解：金属棒匀速运动时，对物块：

对金属棒有：

又：

由欧姆定律：

联立解得：

（2）解：当回路中没有电流时，金属棒不受安培力

对金属棒：

对物块：

回路中无电流，回路中的磁通量不变，则：

联立解得：

【解析】【分析】（1） 金属棒匀速运动时，对物块和金属棒进行受力分析，利用安培力的表达式以及欧姆定律得出金属棒匀速运动时的速度；
（2）当回路中没有电流时 ，对金属棒和物块分别进行受力分析，结合磁通量的表达式得出磁感应强度B的大小随时间t变化的关系式.

13．【答案】（1）解：由动能定理有

即

解得

（2）解：抛出装备的过程中，水平方向上系统动量守恒，即

挑战者竖直落下，则v1=0

装备落到B点，则

解得

（3）解：要使装备到达A点及其右侧，装备抛出时的速度大小v2至少为

当时，由水平方向上系统动量守恒有

解得

而要使挑战者落入缓冲区，其速度需满足

综上，要满足要求

解得

由（2）可知装备不超出B点时

当时

可以落入缓冲区。所以要达到题目要求，装备被抛出时的速度大小需满足

【解析】【分析】（1）物块运动的过程根据动能定理得出到达最高点D时的速度：
（2） 抛出装备的过程中 水平方向上系统的动量守恒，抛出后做平抛运动，利用平抛运动的规律得出k满足的条件；
（3）装备抛出后做平抛运动，结合平抛运动的规律以及动量守恒得出确定装备被抛出时的速度大小应满足的条件。

14．【答案】（1）解：以负压隔离舱内部气体为研究对象，初状态T1=298K，p1=99970Pa；末状态T2=280K，根据查理定律得

代入数据得

（2）解：负压隔离舱内部气体初状态V1=0.6m3，T1=298K，p1=99970Pa。设其在T3=273K，没有束缚条件下的体积为V3，则

代入数据解得V3≈0.55m3

所以其质量为m=ρV3≈0.71kg

【解析】【分析】（1） 以负压隔离舱内部气体为研究对象 ，根据查理定律得出负压隔离舱停止工作且内部温度与外界相同时的内部气体的压强；
（2）对负压隔离舱内部气体 根据理想气体状态方程以及质量和密度的关系得出负压隔离舱停止工作且温度t=25°C时内部空气的质量。

15．【答案】（1）解：由入射点位置可知，光射入玻璃砖的入射角满足

又由题意知，作出光路图如图所示，则玻璃砖内的光路应为正三角形，故有

由折射定律有          联立解得

（2）解：光在玻璃砖内的路程为

光在玻璃砖内的传播速度为

光在玻璃砖内的传播时间满足

联立解得光在玻璃砖内的传播时间为

【解析】【分析】（1）光在玻璃砖中运动的过程中根据折射定律得出玻璃砖的折射率：、
（2）根据光在介质中传播的速度与光速的关系和 光在玻璃砖内的传播时间 和速度的关系得出 光在玻璃砖内的传播时间 。

16．【答案】吸收；增加

【解析】【解答】从a到b气体的体积不变，外界对气体做功为零；压强增大，根据，气体的温度升高，内能增加，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量；

在过程ca中气体的体积减小，则气体分子的密度增大，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数增加。

【分析】根据理想气体状态方程得出内能的变化情况，结合热力学第一定律得出气体的吸放热。