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15分．每小題只有一個選項符合題意1.（多選）勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，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，帶電粒子穿過的時間可忽略．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，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的最大動能與加速電壓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(含兩個質(zhì)子，兩個中子)加速參考答案：AC2.（單選）如圖甲所示，兩個點電荷Q1、Q2固定在x軸上距離為L的兩點，其中Q1帶正電荷位于原點O，a、b是它們的連線延長線上的兩點，其中b點與O點相距3L.現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點開始經(jīng)b點向遠處運動(粒子只受電場力作用)，設(shè)粒子經(jīng)過a，b兩點時的速度分別為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帶負電且電荷量小于Q1B．粒子從a點運動到b點電場力做正功C．a(chǎn)點的電勢比b點的電勢高D．粒子在a點的電勢能比b點的電勢能大參考答案：A。由v－t圖象知，粒子從a點向遠處運動先減速再加速，在b處速度最小，b點左右兩側(cè)電場方向相反，b點處電場強度為0，根據(jù)點電荷場強公式和電場的疊加知識得Q2帶負電且電荷量小于Q1，A正確；從速度圖像可知：粒子從a點運動到b點電場力做負功，B錯；根據(jù)粒子受力方向知b點左側(cè)場強向左，故a點電勢較b點低，C錯；粒子從a點到b點動能減小，則電場力做負功，電勢能增加，D錯誤．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之間放有一個光滑均勻的小圓柱體Q，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖是這個裝置的截面圖，若用外力使MN繞O點緩慢地逆時針轉(zhuǎn)動，在Q到達最高位置前，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Q的彈力大小保持不變B．MN對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.氮原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(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點正上方高度為6m處的O點，以lm/s的速度水平拋出一個小球，飛行一段時間后撞在斜面上，則可以求出

A、撞擊點離地面高度為5m

B、撞擊點離地面高度為1m

C、飛行所用的時間為ls

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

Hz，D11點的速度為

m/s。參考答案：10，0.2

解析：設(shè)打點計時器的打點時間間隔為T，由于D1是任選的第一點，D11、D21是第11點和第21點，所以相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為10T，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2，得：△x=（25-15）×10-2

m=at2，解得：t=1s，所以兩點之間的間隔為0.1s，再根據(jù)打點計時器打點時間間隔與頻率關(guān)系：T=解得：f==10Hz，7.一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖象如圖中a、b所示，波長大于10m，再經(jīng)過6s，質(zhì)點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兩點相距，該簡諧橫波波長為40m,周期為4s。故波速為10m/s。8.某同學(xué)做了一次測定勻加速直線運動的加速度的實驗，實驗所得到的紙帶如圖所示，設(shè)O點是計數(shù)的起始點，兩計數(shù)點之間的時間間隔為，則第一個計數(shù)點與O點的距離應(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定大氣壓強．實驗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，U形管兩臂中的水銀面出現(xiàn)高度差．實驗的部分數(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)，在右圖中畫出該實驗的h－1/V關(guān)系圖線；（2）實驗環(huán)境下的大氣壓強p0=

cmHg；

（3）如果實驗開始時氣體的熱力學(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是一個正方形的勻強磁場區(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，均從C點射出，已知。則它們的速率

▲

，它們通過該磁場所用時間

▲

。參考答案：

【答案】11.某同學(xué)的質(zhì)量為60kg，在一次野營中，他從岸上以2m/s的速度，跳到一條以0.5m/s的速度正對著他飄來的小船上，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，則人與小船共同運動的速度大小為_______m/s，運動方向為________。（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。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。整個裝置放在磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向下。現(xiàn)對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運動。若施加的水平外力功率恒定，且棒達到穩(wěn)定時的速度為1.5m/s，則水平外力的功率為

W，此時電壓表讀數(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、簡答題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.（選修3—4）（7分）如圖甲所示為一列簡諧橫波在t＝2s時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖線，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為……………(1分)

由乙圖知該波的振動周期為……………(1分)

設(shè)該波的傳播速度為V，有……………(1分)

又由乙圖知，P點在此時的振動方向向上，……………(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)性強的優(yōu)勢，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、計算題：本題共3小題，共計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，塑料長方體空心盒子B位于水平地面上，與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1．B上表面的下方存在著豎直向上的勻強電場，場強大小E=2×103N/C，B上表面的上方存在著豎直向下的勻強電場，場強大小為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、足夠高且上表面的厚度忽略不計，取g=10m/s2，A恰能順次從各個小孔進出B．試求：（1）從A第一次進入B至B停止運動的過程中，B通過的總路程s；（2）B上至少要開多少個小孔，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：牛頓第二定律；勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系；勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系．專題：牛頓運動定律綜合專題．分析：（1）盒子做勻減速運動，求出盒子的加速度，根據(jù)勻變速直線運動位移速度公式即可求解；（2）分別求出小球在盒內(nèi)和盒外時的盒子的加速度，進而求出小球運動一個周期盒子減少的速度，再求出從小球第一次進入盒子到盒子停下，小球運動的周期數(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；（3）由于B向右做勻減速直線運動，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動了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)、外運動時，B的加速度大小a==μg=1m/s2B全過程做勻減速直線運動，所以通過的總路程

s==0.18m（2）A第二次進入B之前，在B內(nèi)運動的加速度大小

a1==10m/s2運動的時間

t1=2×=0.2s在B外運動的加速度大小a2=20m/s2運動的時間

t2=2×=0.1sA從第一次進入B到第二次進入B的時間

t=t1+t2=0.3sA運動一個周期B減少的速度為△υ=at=0.3m/s）從小球第一次進入B到B停下，A運動的周期數(shù)為

n===2故要保證小球始終不與B相碰，B上的小孔個數(shù)至少為

2n+1=5（3）由于B向右做勻減速直線運動，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動了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第一次進入B至B停止運動的過程中，B通過的總路程s=0.18m；（2）B上至少要開5個小孔，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點評：該題是較為復(fù)雜的往復(fù)運動，要求同學(xué)們能正確分析每個過程的受力情況，求出加速度、時間和位移，要求較高，難度較大．17.如圖所示，有一光滑、不計電阻且較長的“"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)軌平面的勻強磁場?，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)強度隨時間變化滿足B=2+0.2t(T)，金屬桿由距導(dǎo)軌頂部lm處釋放，求至少經(jīng)過多長時間釋放，會獲得沿斜面向上的加速度；(2)若勻強磁場大小為定值，對金屬桿施加一個平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)為金屬桿運動的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m／s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運動，求勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大?。?3)若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足時刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端So=lm處靜止釋放，同時對金屬桿施加一個外力，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所用的時間。參考答案：（1）若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足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，會獲得沿斜面向上的加速度；（2）若勻強磁場大小為定值，對金屬桿施加一個平行于導(dǎo)軌斜面向下的外力F，其大小為產(chǎn)F=v+0.4（N），v為金屬桿運動的速度，使金屬桿以恒定的加速度a=10m/s2沿導(dǎo)軌向下做勻加速運動，勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大??；（3）若磁感應(yīng)強度隨時間變化滿足B=（T），t=0時刻金屬桿從離導(dǎo)軌頂端S0=1m處靜止釋放，同時對金屬桿施加一個外力，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所用的時間．（1）金