2021-2022学年高三4月月考卷 物理（二） 解析版

此卷只装订不密封班级姓名准考证号此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号物理（二）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。1．铀核（eq\o\al(235,92)U）是获得核能制造核武器的主要材料之一，其中一种核反应方程为eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，下列说法正确的是（）A．X原子核中的核子数为140个，中子数为86个B．该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变C．该核反应是重核裂变，产物的结合能之和小于轴核（eq\o\al(235,92)U）的结合能D．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加【答案】A【解析】X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140，中子数为140－(92－38)＝86，故A正确；该核反应为重核裂变，不是人工转变，故B错误；结合质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的产物为锶核和氙核，并会释放能量，则裂变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故C错误；裂变时释放能量，存在质量亏损，但是质量数不变，故D错误。2．无人驾驶汽车通过车载传感系统识别道路环境，自动控制车辆安全行驶。无人驾驶有很多优点，如从发现紧急情况到车开始减速，无人车需要0.2s，比人快了1s。人驾驶汽车以某速度匀速行驶，从发现情况到停下的运动距离为44m，汽车减速过程视为匀减速运动，其加速度大小为10m/s2。同样条件下，无人驾驶汽车从发现情况到停下的运动距离为（

）A．24m B．26m C．28m D．30m【答案】A【解析】设汽车运动的速度为v0，则人驾驶时运动距离，即，得v0＝20m/s，无人驾驶汽车时发现情况到停下的运动距离，故选A。3．如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（）A．安装时A端比B端更远离圆心B．高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光C．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光【答案】C【解析】要使物体做离心运动，MN接触，则应该A端靠近圆心，故A错误；转速越大，所需要的向心力越大，弹簧拉伸越长，MN接触就会发光，不能说物体受到离心力，故B错误；在最低点时，解得，增大质量，可以使LED灯在较低转速下也能发光，故C正确；在最高点时，匀速行驶时，最低点弹簧弹力大于最高点弹簧弹力，因此最高点不一定发光，故D错误。4．如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，其下端有一垂直于斜面的固定挡板。轻质弹簧的一端与挡板相连，另一端连接一质量为0.4kg的光滑小球（可视为质点）。现将小球由平衡位置O沿斜面向上拉动15cm至P点，使其在P、P′之间做简谐运动，M、N为斜面上关于O点对称的两点。规定沿斜面向上为正方向，已知弹簧的劲度系数为20N/m且弹簧始终处于弹性限度内，取g＝10m/s2。则（）A．小球在P点的回复力为－5NB．小球在P′点时弹簧的形变量为25cmC．小球从N点向上运动，经四分之三个周期，其运动的路程小于45cmD．在M、N两点，小球的速度大小相等，弹簧的弹性势能也相等【答案】B【解析】O点为平衡位置，沿斜面向上拉动15cm后，小球受到的合力为，则小球在P点的回复力为－3N，故A错误；由简谐运动的对称性可知，小球在P′点的回复力为3N，有，解得，故B正确；小球经平衡位置O时，速度最大，前四分之一周期内运动的路程要大于15cm，后二分之一周期内运动的路程为30cm，总路程大于45cm，故C错误；根据简谐运动的对称性可知，小球在M、N两点速度大小相等。由系统机械能守恒可知，小球在N点时弹簧的弹性势能大于小球在M点时弹簧的弹性势能，故D错误。5．如图所示，一定量的理想气体从状态A开始，经历两个过程，先后到达状态B和C，下列说法正确的是（）A．状态A和状态B温度相同，状态C温度最高B．状态B和状态C温度相同，状态A温度最高C．从状态A到状态B温度升高，气体对外界做功，不断吸热D．从状态B到状态C温度升高，气体对外界做功，不断吸热【答案】C【解析】由图可知，状态A到状态B是一个等压过程，根据，因为VB＞VA，则有TB＞TA，而状态B到状态C是一个等容过程，则有，因为pB＞pC，则有TB＞TC，对状态A和C，依据理想气体状态参量方程，则有，即，解得TA＝TC，故AB错误；从状态A到状态B温度升高，内能增大，体积膨胀，气体对外界做功，根据热力学第一定律，可知气体不断吸热，故C正确；从状态B到状态C温度降低，内能减少，体积不变，气体不做功，根据热力学第一定律可知气体不断放热，故D错误。6．如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值u＝110eq\r(2)sin100πt（V），降压变压器的原、副线圈匝数之比为50∶11，两变压器间输电线路的总电阻为25Ω。降压变压器副线圈接入一台额定电压为220V、额定功率为1000W的电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A．电压表的示数为156VB．电流表的示数为20AC．两变压器间输电线电阻消耗的功率为25WD．升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶14【答案】C【解析】电压表的示数为交流电源电压的有效值为110V，A错误；根据，代入数据可得，求得U3＝1000V，在降压变压器的输入端，且输入功率P＝1000W，由可得I3＝1A，即电流表读数为1A，B错误；由得输电线上损失功率，C正确；升压变压器副线圈的电压为U2＝U3＋I3r＝1025V，由得升压变压器原、副线圈的匝数比为，D错误。7．在真空中有一竖直向上的匀强电场E1，一个带电液滴在电场中O点处于静止状态。现将E1突然增大到E2，方向不变，作用一段时间。再突然使E2反向，保持E2大小不变，再经过一段同样长的时间，液滴恰好返回到O点。在这两段相同的时间里（）A．重力做功相同 B．动能的变化量相等C．合力冲量大小相等 D．电场强度大小E2＝2E1【答案】D【解析】液滴在重力和电场力作用下静止，由平衡条件知，电场力方向竖直向上，且，将增大为后，电场力，则反向前液滴将沿竖直向上的方向运动，设反向前液滴运动的时间为t，未速度为，运动的加速度大小为，此过程发生的位移大小为，反向后液滴返回O点过程的加速度大小为，则，，，联立可得。反向前重力做功，反向后重力做功，可见重力做功不相同，故A错误；由动能定理可知，反向前动能变化量大小为，反向后动能变化量大小为，结合，可知B错误；反向前合力的冲量大小为，反向后合力的冲量大小为，结合可知C错误；根据牛顿第二定律，，又，，联立解得，故D正确。8．如图所示，A、B两点是赤道圆上的两点且相距为R，P是地球的同步卫星，并在A、B的中垂线上。若地球质量为M，半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G，光速为c，则下列说法正确的是（

）A．地球同步卫星都具有相同的公转周期、环绕速度和质量B．该同步卫星P离地面的高度为C．若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为D．若同步卫星轨道半径为r，则A、B两点通过P传递信息的时间为【答案】BC【解析】地球同步卫星都具有相同的公转周期、环绕速度，卫星质量可以不同，A错误；由牛顿第二定律，解得，B正确；AP之间的距离为，A、B两点通过P传递信息的时间为，C正确、D错误。9．如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，下列说法正确的是（）正离子在纵向场中沿逆时针方向运动B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移【答案】AD【解析】根据左手定则可判断出正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A正确；因为左右两边磁场强度不一样，导致左右的半径不同，所以发生偏移；根据，得，发现B越大，R越小，所以右边部分的R大于左边部分的R，结合左手定则判断出正离子就会向下侧漂移，电子向上侧漂移，故C错误，D正确。10．如图所示，竖直边界MN的右侧存在区域足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。有一均质导线制成的半径为r的单匝圆形线圈，质量为m，总电阻为R，边界MN上有一垂直于纸面的光滑转轴，线圈上的a点与转轴连接并可绕转轴在竖直平面内自由摆动。将线圈向右拉至左侧与MN相切的位置后由静止释放，线圈向左摆到最高点时，直径ab转过的角度为150°，不计摆动过程中线圈受到的一切摩擦阻力，重力加速度为g，则（）A．线圈摆动时，所受安培力的方向始终和边界MN垂直B．从释放到第一次摆至左侧最高点的过程中，安培力对线圈做的功为0.5mgrC．从释放到最后静止，线圈中产生的焦耳热为2mgrD．从释放到最后静止的过程中，通过线圈导线横截面的电荷量为【答案】AD【解析】线圈向左摆动时，线圈中垂直纸面向里的磁通量减小，由楞次定律知，安培力阻碍线圈的相对运动，安培力与线框运动方向相反。线框在磁场中的等效长度为线圈与MN相交的弦长，安培力的方向始终垂直于该弦，故A正确；从释放到第一次摆至最高的过程中，安培力对线圈做的功为等于其重力势能的变化量，线圈的重心位置等效在环的圆心，所以重力势能的减少量为，所以安培力对线圈做的功为，故B错误；从释放到静止，线圈的重力势能通过感应电流转化为焦耳热，所以线圈产生的焦耳热等于减少的重力势能，大小为，故C错误；从释放到最后静止的过程中，通过线圈导线横截面的电荷量为，故D正确。11．甲、乙两同学在课外活动时进行乒乓球比赛，已知乒乓球的质量为m且可视为质点，球桌的长度为L，甲同学在球桌左边缘上方高H处沿水平方向发球，在桌面上反弹后恰好过网，之后乒乓球落在球桌的右边缘上。乒乓球第一次落在桌面上时的水平位移为eq\f(3,8)L，已知第一次与桌面接触的过程乒乓球与桌面相互作用的时间为t，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力。下列说法正确的是（）A．乒乓球第一次与桌面作用过程中损失的能量为B．乒乓球第一次落在桌面上后反弹上升的最大高度为C．第一次与桌面接触的过程中，乒乓球受到桌面提供的平均作用力为D．球网的高度为【答案】BC【解析】设乒乓球第一次落在桌面上后反弹上升的最大高度为h，因为不计摩擦和空气阻力，所以在水平方向上乒乓球的速度不变，根据平抛运动规律得，，，，解得，B正确；则第一次与桌面作用的过程中，乒乓球损失的能量为，A错误；乒乓球第一次与桌面接触前瞬间在竖直方向的速度大小为，第一次与桌面接触后在竖直方向的速度大小为，根据动量定理得，解得，C正确；设球网的高度为，结合B项分析和运动学公式可知，，联立解得，球网的高度为，D错误。二、非选择题：本题共5小题，共56分。12．(7分)某同学根据机械能守恒定律，探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系，实验过程如下：①用游标卡尺测出挡光片的宽度d与弹簧秤测出滑块和遮光条的总质量M；②将轻弹簧一端固定在气垫导轨左侧，如图甲，调整导轨至水平；③用带有挡光片的滑块压缩弹簧（不栓接），记录弹簧的压缩量x；用计算机记录滑块通过光电门的挡光时间；④重复③的操作，得到与x的关系如图乙。(1)该实验可以用（用M、、d）表示弹簧弹性势能为__________。(2)用游标卡尺测出遮光条的宽度d，示数如图丙，则d＝__________cm。(3)由图乙知，滑块速度v与位移x成__________比；由上述实验可得结论，对同一根弹簧，弹性势能Ep与弹簧的__________成正比。【答案】(1)

(2)1.16或1.17

(3)正

压缩量（或形变量）的平方【解析】(1)有机械能守恒定律可知：弹簧弹性势能转化为滑块的动能，弹簧弹性势能为。(2)游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为。(3)图线是过原点的倾斜直线，所以滑块的速度v与位移x成正比；弹性势能转化为动能，即弹性势能与速度平方成正比，则弹性势能与压缩量平方成正比。13．(9分)某同学了解到，给大货车“称重”，是利用了如压阻应变片这样的元件，当改变对压阻应变片压力时，其阻值发生变化，这种效应称为“压阻效应”。现用如图甲所示的电路研究某压阻应变片Rx的压阻效应。已知Rx的阻值变化范围为几欧姆到几十欧姆，所用电源的电动势为3V，内阻忽略。除图甲中的器材外，实验室还提供了如下器材可供选择：电压表V（量程为0～15V，内阻约为20k，其读数用U表示）电流表A1（量程为0～0.6A，内阻r1＝1.5Ω，其读数用I1表示）电流表A2（量程为0～0.6A，内阻约为2Ω，其读数用I2表示）(1)请完成电路图甲中虚线框内的部分，并用相应的符号标注元件。(2)在电阻Rx上加压力F，闭合开关S，记下电表读数，可得Rx＝_________（用题目中给出的字母表示）。(3)改变压力F，得到不同的Rx值，绘成图像如图乙所示，可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx＝_________。(4)该同学用提供的器材设计了如图丙所示电路，想把电流表改成简单压力表，即直接在电流表盘上对应电流位置处标上压力大小。在0.15A处标0，则调零电阻R0＝_________，此压力表最大能测压力Rm＝_________。（结果均保留两位有效数字）【答案】(1)见解析

(2)

(3)18－2F

(4)0.50

7.5N【解析】(1)由于电压表V量程过大，读数精确度低，所以用电流表A2作电压表使用（A2满偏电压大于A1），如图所示。(2)根据欧姆定律得。(3)与所受压力F成一次函数，根据图线与坐标轴的截距以及斜率可知结合图像中（0,18）与（4,10）两点可知＝18－2F。(4)由闭合电路欧姆定律，若F＝0，I＝0.15A，代入得R0＝0.5Ω，当I＝0.6A时，代入得Fm＝7.5N。14．(9分)如图所示为一圆筒截面，两筒内外是空气，两筒之间充满折射率为eq\r(3)均匀透明介质，内圆筒半径为R，外圆筒半径为2R，从M点光源处向介质内发射一细光束恰好与内圆相切，光束到达外圆边界时发生反射和折射，反射光线又经外圆边界反射后最终返回到M点，可以证明两条反射光线均与内圆相切。已知光在真空中的速度为c，求：(1)光线到达外圆P点发生折射时的折射角α；(2)光线经外圆边界反射后，在介质中第一次返回M点传播的时间。【解析】(1)光路如图，过O点作MP垂线，与MP相交于S点，由三角形几何关系得解得β＝30°由折射定律则α＝60°。(2)由角度关系可知：反射光纤经外圆边界再次反射后最终返回M点，反射光线构成一正三角形MPQ，有光线在介质中的速度为即。15．(15分)如图（一）所示，质量mA＝4.0kg的物块A与质量mB＝2.0kg的长木板B并排放置在粗糙的水平面上，二者之间夹有少许塑胶炸药，长木板B的右端放置有可视为质点的小物块C。现引爆塑胶炸药，爆炸后物块A可在水平面上向左滑行s＝1.2m，小物块C的速度随时间变化图像如图（二）所示。已知物块A和长木板B与水平面间的动摩擦因数均为μ0＝eq\f(1,6)，物块C未从长木板B上掉落，重力加速度g取10m/s2，求：(1)炸药爆炸后瞬间长木板B的速度大小；(2)小物块C的质量mC；