2022屆河南省新鄉(xiāng)市高三上學(xué)期第一次模擬考試?yán)砭C物理試卷（解析版）

這是一份2022屆河南省新鄉(xiāng)市高三上學(xué)期第一次模擬考試?yán)砭C物理試卷（解析版），共16頁。試卷主要包含了單選題，多選題，實驗題，解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
 2022屆河南省新鄉(xiāng)市高三上學(xué)期第一次模擬考試試卷一、單選題1．在火星上，太陽能電池板的發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車供電。中的Pu元素是，發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為，其中X原子核的中子數(shù)為（　?。?。A．139 B．140 C．141 D．1422．如圖所示，水平放置的鋁制圓盤與蹄形磁鐵的轉(zhuǎn)軸在同一豎直線上，圓盤位于磁鐵上方，磁鐵以角速度勻速旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（　?。?/span>A．圓盤與磁鐵同方向旋轉(zhuǎn)，且角速度大于B．圓盤與磁鐵反方向旋轉(zhuǎn)，且角速度大于C．圓盤與磁鐵同方向旋轉(zhuǎn)，且角速度小于D．圓盤與磁鐵反方向旋轉(zhuǎn)，且角速度小于3．2021年5月30日，我國“天舟二號”貨運飛船B攜帶物資與在固定軌道上的空間站A成功交會對接，如圖所示，二者對接前分別在各自的軌道上做圓周運動。若用s、θ分別表示A、B在時間t內(nèi)通過的弧長和轉(zhuǎn)過的角度，則在下列圖像中，可能正確的是（　　）A． B．C． D．4．如圖所示，光滑半球固定在水平面上，球心O的正上方固定小定滑輪C，細(xì)繩一端拴一小球甲，小球甲置于半球面上的A點，細(xì)繩另一端繞過定滑輪拴有另一小球乙，小球乙置于半球面上的B點，平衡時AC與BC的長度之比為k。兩球均視為質(zhì)點，甲、乙兩球的質(zhì)量之比為（　?。?/span>A． B．k C．k2 D．5．如圖甲所示，水平地面上疊放著小物塊B和木板A（足夠長），其中A的質(zhì)量為，整體處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對木板A施加方向水平向右的拉力F，木板A的加速度a與拉力F的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知A、B間以及A與地面間的動摩擦因數(shù)相同，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小。下列說法正確的是（　?。?/span>A．當(dāng)拉力大小為5N時，A，B開始相對滑動B．A與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2C．B的質(zhì)量為D．圖乙中的二、多選題6．如圖所示，銳角三角形PMN中，∠PMN是最大的內(nèi)角，一電荷量為q的負(fù)點電荷固定在P點?，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷從M點沿MN移動到N點，對于該過程，下列說法正確的是（　?。?/span>A．試探電荷的電勢能先減小后增大B．試探電荷的電勢能先增大后減小C．靜電力對試探電荷做的總功為負(fù)D．靜電力對試探電荷做的總功為正7．如圖所示，左側(cè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2：5，輸入電壓有效值為10V的正弦交變電流。連接兩理想變壓器的輸電線的總電阻為10Ω，右側(cè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2：1，輸電線上損失的功率為10W。下列說法正確的是（　?。?/span>A．負(fù)載電阻的阻值為3.75Ω B．負(fù)載電阻的阻值為7.5ΩC．負(fù)載電阻的電功率為15W D．負(fù)載電阻的電功率為25W8．如圖所示，長度為L的豎直輕桿上端連著小球A（視為質(zhì)點），輕桿的下端用鉸鏈固接在水平地面上的O點，置于同一水平地面上的物體B恰好與A接觸。在微小擾動下，輕桿向右傾倒，A、B脫離接觸的瞬間，輕桿與地面的夾角為30°，且此時輕桿與A球間無彈力，重力加速度大小為g，不計一切摩擦。下列說法正確的是（　?。?/span>A．脫離接觸的瞬間，A，B的速率之比為1：2B．脫離接觸的瞬間，B的速率為C．A落地前瞬間的速率為D．A，B的質(zhì)量之比為1：49．下列說法正確的是（　　）A．食鹽具有確定的熔點B．分子間的引力隨分子間距離的減小而增大C．葉面上的大露珠呈橢球形，僅是液體表面張力作用的結(jié)果D．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)壓強(qiáng)和體積不變時，其內(nèi)能一定不變10．下列說法正確的是（　?。?/span>A．做簡諧運動的物體，振動的周期越大，振動系統(tǒng)的能量越大B．彈簧振子的振動方程為，在時刻，振子的速度為零C．根據(jù)多普勒效應(yīng)，比較接收與發(fā)射的超聲波頻率的變化，可測量心臟血液的流速D．在磨制各種鏡面或其他精密的光學(xué)平面時，可利用光的干涉檢查平面的平整程度E．5G信號和4G信號的頻率不同，若把通信用的5G信號和4G信號疊加，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象三、實驗題11．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置研究勻變速直線運動，細(xì)線平行于水平桌面，遮光片的寬度為d，用手（圖中未畫出）托住托盤，滑塊靜止，光電門豎直中線到遮光片豎直中線的距離為L。現(xiàn)將手拿開，測得遮光片通過光電門的時間為t。（1）若用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度時，示數(shù)如圖乙所示，則遮光片的寬度為　     　。（2）遮光片的豎直中線通過光電門時的速度大小為　     　。（用題中涉及的物理量表示）（3）滑塊運動的加速度大小為　     　。（用題中涉及的物理量表示）12．某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測量一電源的電動勢和內(nèi)阻，其中電壓表V的內(nèi)阻很大，電流表A的內(nèi)阻為 。  （1）請根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙中實物間的連線補充完整。（2）為保證電路安全，實驗開始前，應(yīng)使電阻箱的阻值　     　（選填“最大”或“最小”）（3）改變電阻箱的阻值，記錄多組電壓表的示數(shù) 以及電流表對應(yīng)的示數(shù) ，作出 圖像，如圖丙所示。則該電源的電動勢為　     　 、內(nèi)阻為　     　 。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）  四、解答題13．如圖所示，質(zhì)量M=2kg（含擋板）的長木板靜止在足夠大的光滑水平面上，其右端擋板固定一勁度系數(shù)k=225N/m的水平輕質(zhì)彈簧，彈簧自然伸長時，其左端到木板左端的距離L=1.6m，小物塊（視為質(zhì)點）以大小v0=10m/s的初速度從木板的左端向右滑上長木板，已知物塊的質(zhì)量m=0.5kg，彈簧的彈性勢能Ep=kx2（其中x為彈簧長度的形變量），彈簧始終在彈性限度內(nèi)，取g=10m/s2。（1）若木板上表面光滑，求彈簧被物塊壓縮后的最大彈性勢能Epm；（2）若木板上表面粗糙，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，請判斷物塊是否會壓縮彈簧，若物塊不會壓縮彈簧，求最終物塊到木板左端的距離s；若物塊會壓縮彈簧，求彈簧的最大形變量xm。14．如圖所示，在坐標(biāo)系的第二象限內(nèi)存在半徑為、方向垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ，區(qū)域Ⅰ與x軸相切于坐標(biāo)為的B點，在第四象限內(nèi)存在垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ，在第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場區(qū)域Ⅲ，區(qū)域Ⅱ、Ⅲ的范圍均足夠大。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從A點沿半徑平行于y軸負(fù)方向以大小為v0的初速度射入?yún)^(qū)域Ⅰ，并恰好從坐標(biāo)原點O進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ，粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ后，當(dāng)粒子的速度第一次沿x軸正方向時，粒子經(jīng)過坐標(biāo)為的C點。不計粒子受到的重力。求：（1）區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；（2）區(qū)域Ⅱ內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小以及區(qū)域Ⅲ內(nèi)電場的電場強(qiáng)度大小E；（3）從粒子經(jīng)過原點O至粒子第n（粒子經(jīng)過原點O那次計為第0次，，2，3，…）次經(jīng)過x軸的時間。15．如圖所示，在熱力學(xué)溫度的室內(nèi)將一空玻璃水瓶的瓶蓋蓋上（不漏氣），現(xiàn)將水瓶放到室外陽光下暴曬，使水瓶內(nèi)空氣的溫度升至。大氣壓強(qiáng)恒為，將水瓶內(nèi)的空氣視為理想氣體。（i）求暴曬后水瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p；（ii）若暴曬后在室外將瓶蓋打開，使水瓶內(nèi)、外的壓強(qiáng)相同，水瓶內(nèi)氣體的溫度不變，求水瓶內(nèi)放出的空氣質(zhì)量與原來水瓶內(nèi)的空氣質(zhì)量之比。16．如圖所示，某透明體的橫截面為直角三角形，，邊的長度為L。光線從邊的中點P沿與面夾角的方向射入透明體，恰好垂直面射出。真空中的光速為c。求：（i）透明體對光線的折射率n；（ii）光線從P點射入至射到面的時間t。
答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為因此X原子核是，它的中子數(shù)為ABC不符合題意，D符合題意。故答案為：D。
【分析】利用質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以判別其X的原子核符號，利用質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)的大小可以求出中子數(shù)的大小。2．【答案】C【解析】【解答】根據(jù)楞次定律的推論可知，電磁感應(yīng)產(chǎn)生的現(xiàn)象總是阻礙兩物體間的相對運動，但阻礙不是阻止，磁鐵旋轉(zhuǎn)時，磁鐵相對圓盤旋轉(zhuǎn)，則圓盤也跟著同向旋轉(zhuǎn)，即阻礙磁鐵相對圓盤的旋轉(zhuǎn)運動，但不會阻止，若圓盤角速度為，則磁鐵相對圓盤同方向旋轉(zhuǎn)，且角速度小于，ABD不符合題意，C符合題意。故答案為：C。
【分析】根據(jù)楞次定律得出圓盤的轉(zhuǎn)動方向，并得出圓盤角速度和磁鐵角速度的大小關(guān)系。3．【答案】B【解析】【解答】AB．對于弧長，有而  即為  圖像的斜率，根據(jù)  可得  則有  由于  則  可得B圖像的斜率大于A圖像的斜率，A不符合題意，B符合題意。CD．根據(jù)  故  圖像的斜率為  ，而  則有  故  可得  圖像為直線，CD不符合題意。故答案為：B。
【分析】根據(jù)弧長的表達(dá)式得出s-t的斜率為線速度，利用萬有引力提供向心力得出AB兩點線速度的大小關(guān)系和角速度大小關(guān)系。4．【答案】A【解析】【解答】對置于A點的甲球受力分析，如圖所示可知N與T的合力F等于甲球的重力mAg，甲球處于平衡狀態(tài)，由相似三角形可得解得由于同一條繩上拉力大小相等，對乙球同理可得聯(lián)立可得，甲、乙兩球的質(zhì)量之比為故答案為：A。
【分析】利用小球的平衡條件結(jié)合矢量三角形定則可以求出兩個小球質(zhì)量之比。5．【答案】C【解析】【解答】A．由圖可知，當(dāng)時，木板A的加速度增加的更快，說明此時A和B發(fā)生相對滑動，A不符合題意；B．當(dāng)  時，B的加速度達(dá)到最大，此時有  則  B不符合題意；C．對A和B整體，當(dāng)  時，有  解得  C符合題意；D．A開始滑動時，可得  則  D不符合題意。故答案為：C。
【分析】根據(jù)a-F的圖像判斷AB是否相對滑動，根據(jù)牛頓第二定律得出A與地面間的動摩擦因數(shù)；對AB的整體根據(jù)牛頓第二定律得出B物體的質(zhì)量；A開始滑動時根據(jù)最大靜摩擦力得出圖乙中的x。6．【答案】A,C【解析】【解答】AB．由如圖三角形的幾何關(guān)系可知，帶正電的試探電荷與在P點的負(fù)電荷距離先減小后增大，故電場力先做正功后做負(fù)功，由功能關(guān)系可知，試探電荷的電勢能先減小后增大，A符合題意，B不符合題意；CD．由于N點離P點的負(fù)電荷較遠(yuǎn)，可知電場力先做的正功較少，后做的負(fù)功較多，故靜電力對試探電荷做的總功為負(fù)，C符合題意，D不符合題意。故答案為：AC。
【分析】根據(jù)試探電荷與P點距離 的變化情況得出電場力做功的變化情況，同理得出N離P點的距離變化情況得出靜電力做的總功。7．【答案】A,C【解析】【解答】設(shè)左側(cè)變壓器線圈上的電壓為，且電流為  ，副線圈上的電壓為  ，電流為  ，右側(cè)變壓器原線圈上的電壓為  ，電流為  ，且  副線圈上的電壓為  ，電流為  ，由題意可知，損耗的功率為  代入數(shù)據(jù)，解得  故  有  代入數(shù)據(jù)，解得  故負(fù)載電阻功率為  又  而  則  故  BD不符合題意，AC符合題意。故答案為：AC。
【分析】根據(jù)原副線圈中電流和電壓的變化情況以及電動率的計算得出損耗的功率，利用理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比與電流比的關(guān)系得出左側(cè)變壓器中的電流以及負(fù)載電阻的功率；同理得出右側(cè)線圈中輸出的電流，結(jié)合熱功率得出負(fù)載電阻的組織。8．【答案】B,D【解析】【解答】A．對A進(jìn)行運動分解如圖所示設(shè)小球速度為  ，立方體速度為  ，分離時刻，小球的水平分速度與立方體速度相同，即解得  A不符合題意；B．A、B分離瞬間，B的速度最大，合力為零，據(jù)此可判定此時桿對A球的作用力為零，對A球，根據(jù)牛頓第二定律有  解得  B符合題意；C．A從分離到落地，小球機(jī)械能守恒，則有  解得  C不符合題意；D．在桿從豎直位置開始倒下到A與B恰好分離的過程中，A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有  解得A、B的質(zhì)量之比為1：4，D符合題意。故答案為：BD。
【分析】對A物體的速度進(jìn)行分解從而得出AB速度的關(guān)系；AB分離的瞬間根據(jù)牛頓第二定律合力提供向心力得出A的速度，進(jìn)一步得出B的速度；A從分離到落地，根據(jù)機(jī)械能守恒得出落地瞬間的速度，桿從豎直位置開始倒下到A與B恰好分離的過程中利用機(jī)械能守恒得出AB的質(zhì)量之比。9．【答案】A,B,D【解析】【解答】A．食鹽屬于晶體，故具有確定的熔點，A符合題意；B．根據(jù)分子間的引力與距離的關(guān)系可知，分子間的引力隨分子間距離的減小而增大，B符合題意；C．葉面上的大露珠呈球形，僅是液體表面張力作用的結(jié)果，C不符合題意；D．一定質(zhì)量的理想氣體，若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程可得氣體的溫度也不會變化，則氣體的分子動能、分子勢能都不變，其內(nèi)能也一定不變，D符合題意。故答案為：ABD。
【分析】晶體具有確定 的熔點；分子間的引力隨分析距離的減小而增大，露珠是由于液體表面張力，結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行分析判斷。10．【答案】B,C,D【解析】【解答】A．做簡諧運動的物體，振幅越大，振動系統(tǒng)的能量越大，A不符合題意；B．將  代入振動方程得  此時振子處于最大正位移處，其速度為零，B符合題意；C．根據(jù)多普勒效應(yīng)，比較接收和發(fā)射超聲波頻率的變化，可用于測量心臟血液的流動速度，C符合題意；D．檢查平面平整度利用光的干涉原理，D符合題意；E.5G信號和4G信號的頻率不同，疊加不能發(fā)生穩(wěn)定干涉，E不符合題意。故答案為：BCD。
【分析】簡諧運動物體振幅越大系統(tǒng)能量越大，結(jié)合振動方程得出位移和速度的大??；利用多普勒效應(yīng)測量心臟血液的流動速度，檢查平面平整度利用光的干涉原理，兩個電磁波發(fā)生干涉的條件是頻率相同。11．【答案】（1）6.4（2）（3）【解析】【解答】（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可得，圖乙所示的遮光片的寬度為（2）經(jīng)過光電門時，位移為遮光片寬度d，時間為t，平均速度為  由于t很小，平均速度近似等于過光電門時的瞬時速度，即有  （3）根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式可得  解得 
【分析】（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理得出遮光片的寬度；
（2）利用短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度得出遮光片通過光電門的速度；
（3）根據(jù)勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系得出滑塊的加速度。12．【答案】（1）（2）最大（3）5.90；7.50【解析】【解答】（1）根據(jù)原理圖連接實物圖如下圖所示（2）為保證電路安全，實驗開始前，應(yīng)使電阻箱的阻值最大；（3）由電路圖可知 則可知圖像的縱截距為電源的電動勢，因此 圖像斜率 則 【分析】（1）利用電路圖進(jìn)行實物圖連接；
（2）為了保護(hù)電路其電阻箱的阻值應(yīng)該保持最大值；
（3）利用圖像斜率和截距的大小可以求出電動勢和內(nèi)阻的大小。13．【答案】（1）解：經(jīng)分析可知，彈簧的彈性勢能最大時，物塊和木板具有共同速度，設(shè)為v，有:解得:v=2m/s根據(jù)能量守恒定律有:解得:（2）解：假設(shè)物塊不會壓縮彈簧，且物塊在木板上通過的距離為s1，有:解得:由于s1＞L，故物塊會壓縮彈簧，由能量守恒定律有解得:【解析】【分析】（1） 物塊和木板系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)動量守恒以及能量守恒得出彈簧被物塊壓縮后的最大彈性勢能；
（2）物塊在木板上運動的過程中根據(jù)動能定理得出物塊在木板上通過的距離，從而判斷彈簧的狀態(tài)，利用能量守恒得出彈簧的最大形變量。14．【答案】（1）解：粒子的運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知，粒子在區(qū)域I內(nèi)做圓周運動的半徑又解得（2）解：設(shè)圓形區(qū)域I的圓心和原點O的連線與x軸負(fù)方向的夾角為，由幾何關(guān)系有解得根據(jù)對稱性，粒子經(jīng)過D點時的速度方向與x軸正方向的夾角也為，粒子在區(qū)域Ⅲ內(nèi)的運動可視為類平拋運動的逆運動，設(shè)粒子從D點運動到C點的時間為，粒子從D點運動到C點的過程中沿x軸方向的位移大小為s，有解得設(shè)粒子在區(qū)域Ⅱ內(nèi)做圓周運動的半徑為，有解得又解得設(shè)粒子在區(qū)域Ⅲ內(nèi)運動的加速度大小為a，有又解得（3）解：粒子在區(qū)域Ⅱ內(nèi)做圓周運動的周期粒子從原點O運動到D點的時間解得當(dāng)n為大于零的偶數(shù)時，有，，4，6，…解得，，4，6，…當(dāng)n為大于零的奇數(shù)時，有，，3，5，…解得，，3，5，…【解析】【分析】（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)幾何關(guān)系得出軌道的半徑，利用洛倫茲力提供向心力得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式；
（2）粒子在區(qū)域Ⅲ內(nèi)做類平拋運動的逆運動，結(jié)合幾何關(guān)系得出D點運動到C點的過程中沿x軸方向的位移以及運動的時間；在區(qū)域Ⅱ利用幾何關(guān)系得出軌道半徑的表達(dá)式，結(jié)合洛倫茲力提供向心力得出磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式，在區(qū)域Ⅲ內(nèi)利用牛頓第二定律以及速度與時間的關(guān)系得出電場強(qiáng)度的表達(dá)式；
（3）根據(jù)粒子在磁場中運動的時間和和周期的關(guān)系得出粒子經(jīng)過原點O至粒子第n次經(jīng)過x軸的時間 。15．【答案】解：（i）對水瓶中的空氣，根據(jù)查理定律有解得（ii）設(shè)水瓶的容積為V，打開瓶蓋后水瓶中及放出的空氣的總體積為，根據(jù)玻意耳定律有經(jīng)分析可知解得【解析】【分析】（1）對水平中得水根據(jù)查理定理得出暴曬后水瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)；
（2）打開瓶蓋后根據(jù)玻意耳定律得出水瓶內(nèi)放出的空氣質(zhì)量與原來水瓶內(nèi)的空氣質(zhì)量之比。16．【答案】解：（i）光路如圖所示，由幾何關(guān)系可知，光線從P點射入透明體的入射角與折射角分別為又解得（ii）根據(jù)幾何關(guān)系可知，P、D兩點間的距離為光在透明體中傳播的速度大小又解得【解析】【分析】（1）根據(jù)光在介質(zhì)中傳播的光路圖得出入射角和折射角的大小，利用折射定律得出該透明體的折射率；
（2）根據(jù)幾何關(guān)系以及光在介質(zhì)中傳播的速度和折射率的關(guān)系以及光傳播的時間以及傳播速度的關(guān)系得出光線從P點射入至射到面的時間。