2022年山东省普通高中学业水平等级考试物理模拟试题

试卷日期：2022-04-04 考试类型：高考模拟

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 已知 $_{92}^{235}$ U的裂变反应方程为 $_{92}^{235}$ U+ $0_{1}$ n→ $38_{90}$ Sr+ $54_{144}$ Xe+2 $0_{1}$ n，其反应产物 $38_{90}$ Sr会发生β衰变，且半衰期为28.5年。则下列说法正确的是（）

A、 $_{92}^{235}$ U的平均结合能比裂变产物 $54_{144}$ Xe的平均结合能大 B、 $38_{90}$ Sr衰变产生的β射线是其核外电子吸收能量后跃迁产生的 C、 $38_{90}$ Sr的β衰变方程为 $38_{90}$ Sr→ $39_{90}$ Y+ ${- 1}_{0}$ e D、密闭容器中装有1g $38_{90}$ Sr，经过28.5年容器中剩余物质质量为0.5g

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2. 如图所示，气缸置于水平面上，用活塞密封一定质量理想气体。已知气缸及活塞导热性能良好，在理想气体等压膨胀过程中，下列说法正确的是（）

A、气体对外做功，吸热 B、气体对外做功，放热 C、外界对气体做功，吸热 D、外界对气体做功，放热

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3. 在燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入竖直的炮筒中，然后点燃发射部分，通过火药剧烈燃烧产生高压燃气，将礼花弹由筒底射向空中。若礼花弹在由筒底发至筒口的过程中，克服重力做功为W₁ ，克服炮筒阻力及空气阻力做功为W₂ ，高压燃气对礼花弹做功为W₃ ，则礼花弹在筒中的运动过程中（设礼花弹的质量不变）（）

A、动能增加量为 W₃—W₂—W₁ B、动能增加量为W₁+ W₂ +W₃ C、机械能增加量为W₃—W₂—W₁ D、机械能增加量为W₃+W₂

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4. 如图所示为一定质量的理想气体的 $p - V$ 图线，其中图A是双曲线，其余为直线，下列图像中表示气体在状态A的温度一定高于状态B的是（）

A、 B、 C、 D、

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5. 质量为m的物体从高度为h的高空由静止开始竖直下落，下落过程中受到的阻力与速率成正比，k为比例系数，经过时间t物体到达地面，重力加速度为 g，则对于该过程，下列表述正确的是（）

A、物体加速度一直在减小，速率一直在增大 B、物体的最大速率一定为 $\frac{m g}{k}$ C、阻力的冲量大小为 $m g t - \frac{m^{2} g}{k}$ D、重力做功的平均功率一定为 $\frac{m g h}{t}$

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6. 如图所示，用两根长均为0.3 m的轻质绝缘细线M、N把带电小球甲悬挂在水平天花板上，两线之间的夹角为θ=60°。小球甲电荷量2.0×10^-6C、质量0.1 kg，沿N延长线距甲0.3 m处的水平地面上固定有一带等量同种电荷的小球乙。开始整个装置处于静止状态，小球甲、乙均可视为点电荷，静电力常量k=9×10⁹ N·m²/C² ，重力加速度取10 m/s²。某时刻剪断线N，则（）

A、剪断线N前，N上拉力大小为 $\frac{5 \sqrt{3} - 6}{15}$ N B、剪断线N前，N上拉力大小为 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ N C、剪断线N后，小球甲仍在原位置静止 D、剪断线N后，小球甲移动很小一段距离内电势能减小

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7. a、b两种单色光用同一双缝干涉裝置在空气中实验得到的干涉图像分别如图甲、乙所示，则下列说法正确的是（）

A、在水中，单色光a比单色光b传播速度大 B、从水中斜射进入空气，单色光a比单色光b全反射临界角大 C、将原双缝干涉实验装置放入水中做实验，得到的干涉图样条纹间距变大 D、将原双缝干涉实验装置放入水中做实验，适当调小双缝间距，可使干涉图样条纹间距不变

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8. 在星球A上将一小物块P竖直向上抛出，P的速度的二次方v²与位移x间的关系如图中实线所示；在另一星球B上将另一小物块Q竖直向上抛出，Q的v²-x关系如图中虚线所示。已知星球A、B的半径相等，若两星球均为质量均匀分布的球体，两星球上均没有空气，不考虑两星球的自转，则下列说法正确的是（）

A、星球A表面的重力加速度是星球B表面的重力加速度的 $\frac{1}{3}$ B、A的密度是B的密度的3倍 C、P抛出后落回原处的时间是Q抛出后落回原处的时间的 $\frac{1}{3}$ D、A的第一宇宙速度是B的第一宇宙速度的 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ 倍

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

9. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机（内阻不计）输出的正弦交流电压的有效值为250V，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻 $R_{0} = 4 Ω$ ，降压变压器的原、副线圈匝数之比 $n_{3} ： n_{4} = 4 ： 1$ ，降压变压器的副线圈与阻值 $R = 11 Ω$ 的电阻及电压表组成闭合电路，理想电压表的示数为220V。变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（）

A、通过 $R_{0}$ 的电流的有效值为5A B、升压变压器的原、副线圈匝数之比 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 4$ C、输电线电阻 $R_{0}$ 两端电压的最大值为 $20 \sqrt{2} V$ D、发电机的输出功率为4500W

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10. “战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图甲所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图乙所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的 $\frac{2}{3}$ ，此时质点a的位移为 $8 \sqrt{2}$ cm。已知绳子长度为20m，下列说法正确的是（）

A、a、b两质点振动的相位差为 $\frac{4}{3} π$ B、t= $\frac{1}{8}$ s时，质点a的位移仍为 $8 \sqrt{2}$ cm，且速度方向向下 C、健身者抖动绳子端点，经过5s振动恰好传到P点 D、健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间

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11. 如图所示，足够宽的水平传送带以 $v_{0} = 2 m / s$ 的速度沿顺时针方向运行，质量 $m = 0.4 k g$ 的小滑块被光滑固定挡板拦住静止于传送带上的A点， $t = 0$ 时，在小滑块上施加沿挡板方向的拉力F，使之沿挡板做加速度大小 $a = 1 m / s^{2}$ 的匀加速直线运动，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数 $μ = 0.2$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，则下列说法正确的是（）

A、 $t = 0$ 时，拉力F的大小为0.4N B、小滑块在运动过程中始终受到沿挡板方向的摩擦力 C、 $t = 2 s$ 时，滑块受到挡板的弹力大小为 $\frac{2 \sqrt{2}}{5} N$ D、 $t = 2 s$ 时，拉力F的大小为 $\frac{2 + 2 \sqrt{2}}{5} N$

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12. 如图所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，间距为 $L$ ，两导轨的左端通过一单刀双掷开关可分别与电容为 $C$ 的电容器和阻值为 $R$ 的电阻连接，导轨的电阻忽略不计。导轨上放一质量为 $m$ 、电阻为 $r$ 的金属杆，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 $B$ ，方向垂直导轨平面向下。现将单刀双掷开关与充满电的电容器接通，金属杆速度增加到 $v_{0}$ 后开始匀速运动，再将单刀双掷开关与电阻连接。在金属杆的运动过程中，下列说法正确的是（）

A、开关与电容器连接后，金属杆做加速度增大的加速运动，直至速度达到 $v_{0}$ B、电容器最终的带电量为 $C B L v_{0}$ C、开关与电阻连接后，金属杆做减速运动直至速度为0，此过程中速度随位移的增加而均匀减小 D、开关与电阻连接后，金属杆运动的位移大小为 $\frac{m v_{0} (R + r)}{B^{2} L^{2}}$

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三、非选择题：6+8+7+9+14+16

13. 如图所示，用“碰撞实验器”可以探究碰撞中的不变量，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的关系。

(1)、图中 $O$ 点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球 $m_{1}$ 多次从斜轨上 $S$ 位置静止释放，找到其平均落地点的位置 $P$ ，测量平抛射程 $O P$ 。然后，把被碰小球 $m_{2}$ 静置于轨道的水平部分，再将入射球 $m_{1}$ 从斜轨上 $S$ 位置静止释放，与小球 $m_{2}$ 相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是___________。（填选项前的符号）

A、测量小球 $m_{1}$ 开始释放的高度 $h$ B、用天平测量两个小球的质量 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ C、测量平抛射程 $O M$ 、 $O N$ D、测量抛出点距地面的高度 $H$

(2)、在某次的实验中，得到小球的落点情况为 $O M = 7.75 cm$ ， $O P = 12.75 cm$ ， $O N = 20.00 cm$ ，假设碰撞中系统动量守恒，则入射小球的质量 $m_{1}$ 和被碰小球的质量 $m_{2}$ 之比为。

(3)、若碰撞中系统动量守恒， $O M$ 、 $O P$ 、 $O N$ 三者再满足关系式，则可证明碰撞是弹性碰撞。

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14. 某同学从电动自行车上拆下一块废旧电池，他要测量这块电池的电动势和内阻。实验室可提供以下器材：
A．多用电表
B．电压表（量程15V，内阻约为8kΩ）
C．电流表（量程3A，内阻为3Ω）
D．滑动变阻器（最大阻值为50Ω）
E.电阻箱（最大阻值为9999.9Ω）
F.开关和导线若干

(1)、该同学先用多用电表直流50V挡测量电池正负极之间的电压，测量时，多用电表的指针位置如图甲所示，则读数为V。

(2)、该同学认为用多用电表测量误差较大，于是他首先利用部分实验器材连接成如图乙所示的电路，将电压表与电阻箱串联改装成一个量程为30V的电压表。
①将滑动变阻器触头移至最左端，电阻箱的阻值调为零，闭合开关，然后调节滑动变阻器，使电压表示数达到满偏；
②保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，调节电阻箱（电阻箱阻值变化对电路总电阻的影响可忽略不计），只需将电压表示数调为V，即可得到一个量程为30V的电压表。

(3)、该同学将（2）中调好的电阻箱与其他实验器材连接成如图丙所示的电路，用伏安法测量电池的电动势和内阻。
根据测得的实验数据，该同学作出了电压表示数U和电流表示数I的关系图像如图丁所示，则该电池的电动势E=V，内阻r=Ω。（结果保留3位有效数字）

(4)、如果不考虑读数和作图造成的偶然误差，本实验电源电动势的测量值E测电动势的真实值E实，内阻的测量值r测内阻的真实值r实。（填“大于”、“小于”或“等于”）

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15. ⁶⁰Co是金属元素钴的一种放射性同位素，用中子辐照金属钴（ ${}_{27}^{59}C o$ ）可得到⁶⁰Co．质量为m₀、速度大小为v₀的中子打进一个质量为m₁的原子核 ${}_{27}^{59}C o$ ，形成一个处于激发态的新核 ${}_{27}^{60}C o$ ，新核辐射光子后跃迁到基态．已知真空中光速为c，不考虑相对论效应．
①求处于激发态新核⁶⁰Co的速度大小v；

②已知原子核⁶⁰Co的质量为m₂ ，求整个过程中由于质量亏损释放的核能ΔE．

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16. 2021年12月9日，王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，如图所示。一束单色光从外球面上的A点以与AO连线成i角度射入球中。已知水的折射率为 $\frac{4}{3}$ ，内球面半径为3R，外球面半径为5R，光速为c，sin37°=0.6。求：

(1)、光在水中的传播速度v；

(2)、能使光在内球表面上发生全反射的入射角i的取值范围。

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17. 如图所示，在坐标系中第一象限中存在与 x 轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E = 400 $\sqrt{3}$ N/C，第四象限中存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，x轴方向的宽度 $x_{O A} = \frac{\sqrt{3}}{5} m ， y$ 轴负方向无限大。现有一电荷量为 q=3.2×10⁻¹⁹C，质量为 m=1.6×10⁻³⁰kg的带正电的粒子，以速度v₀=4×10⁶m/s 从 O点射入磁场，α = 60°，粒子通过磁场后刚好从 A点射出，之后进入电场。不考虑粒子重力对问题的影响，求：

(1)、磁感应强度场 B的大小；

(2)、粒子进入电场后，再次到达 x轴上时沿电场方向上的分速度大小；

(3)、若粒子进入磁场 B后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使粒子做完整的圆周运动，求所加磁场磁感应强度的最小值。

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18. 如图所示，装置由光滑的四分之一圆弧轨道 $A B$ 、水平传送带 $B C$ 组成，圆弧轨道和传送带在B点平滑连接。一质量为 $m = 0.2 k g$ 的滑块在圆弧轨道上距离B点高度为h的某处由静止释放，经过传送带，最后落地。已知滑块与传送带的动摩擦因数为 $μ = 0.1$ ，传送带 $B C$ 长 $L = 2.5 m$ ，圆弧轨道半径为 $R = 1 m$ ，传送带一直向右做匀速运动，速度大小为 $v = 3 m / s$ ， C端距地面的高度 $H = 1.8 m$ 。（传送带的轮子半径很小，滑块可视为质点，其余阻力不计，g取 $10 m / s^{2}$ ）

(1)、若小滑块全程匀速通过传送带，求滑块经过圆弧底端对轨道的压力。

(2)、操作中发现，当滑块从距离B点高度为 $h_{1}$ 和 $h_{2}$ 之间 $(h_{1} < h_{2})$ 下滑，最后都会落到地上同一点，求 $h_{1}$ 和 $h_{2}$ 。

(3)、若滑块始终从A点释放，传送带的长度L可以在0到足够大之间调节（B点位置不变，C点位置可以左右调节），求滑块落地点至B点的水平距离x与传送带长度L之间的关系。（注：滑块运行期间传送带长度是不变的）

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