2022年河南省南阳市省示范性高中联谊学校高三下学期联合考试物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行不计电阻的金属导轨与水平面夹角为θ，处于方向垂直导轨平面向下且磁感应强度为B的匀强磁场中。将金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放下滑距离x时速度为v。已知金属杆质量为m，定值电阻以及金属杆的电阻均为R，重力加速度为g，导轨杆与导轨接触良好。则下列说法正确的是（）A．此过程中流过导体棒的电荷量q等于B．金属杆ab下滑x时加速度大小为gsinθ－C．金属杆ab下滑的最大速度大小为D．金属杆从开始运动到速度最大时，杆产生的焦耳热为mgxsinθ－2、一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为.下列说法正确的是（）A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量3、如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是A．振子的振幅为4cmB．振子的振动周期为1sC．t=ls时，振子的速度为正的最大值D．t=ls时，振子的加速度为正的最大值4、一颗子弹沿水平方向射向一个木块，第一次木块被固定在水平地面上，第二次木块静止放在光滑的水平地面上，两次子弹都能射穿木块而继续飞行，这两次相比较（）A．第一次系统产生的热量较多B．第一次子弹的动量的变化量较小C．两次子弹的动量的变化量相等D．两次子弹和木块构成的系统动量都守恒5、取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能是重力势能的4倍。不计空气阻力，该物块落地时的位移方向与水平方向夹角的正切值（）A．0.25 B．0.5 C．1 D．26、大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施。如图所示，一次最多可坐四人的浮圈从高为的平台由静止开始沿滑梯滑行，到达底部时水平冲入半径为、开口向上的碗状盆体中，做半径逐渐减小的圆周运动。重力加速度为，下列说法正确的是（）A．人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态B．人和浮圈刚进入盆体时的速度大小为C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧D．人和浮圈进入盆体后，所受支持力与重力的合力大于所需的向心力二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、两根相距为的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，每根杆的电阻均为，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力作用下以速度沿水平方向的导轨向右匀速运动时，杆正以速度沿竖直方向的导轨向下匀速运动，重力加速度为。则以下说法正确的是（）A．杆所受拉力的大小为B．杆所受拉力的大小为C．杆下落高度为的过程中，整个回路中电流产生的焦耳热为D．杆水平运动位移为的过程中，整个回路中产生的总热量为8、一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，此时波恰好传到平衡位置在用x1=2.5m处的P点。已知平衡位置在x2=5.5m处的Q点在0~8s内运动的路程为0.2m，则下列说法正确的是_____。A．P点的起振方向沿y轴正方向B．P点振动的周期为4sC．该波的传播速度大小为1m/sD．质点Q的振动方程为E.若一列频率为1Hz的简谐横波沿x轴负方向传播，与该波相遇时会产生稳定的干涉现象9、在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，则下列说法正确的是_________．A．此时P、Q两点运动方向相同B．再经过0.5s质点N刚好在（-5m，20cm）位置C．在1.5s<t<1.6s时间间隔内，质点N在x轴上方向上运动D．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3HzE.再经过0.5s时间质点M通过的路程大于100m10、在光滑的绝缘水平面上，有一个正三角形abc，顶点a、b、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示，D点为正三角形的中心，E、G、H点分别为ab、ac、bc的中点，F点为E点关于顶点c的对称点，则下列说法中正确的是（）A．D点的电场强度为零B．E、F两点的电场强度等大反向、电势相等C．E、G、H三点的电场强度和电势均相同D．若释放c处的电荷，电荷在电场力作用下将做加速运动（不计空气阻力）三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组同学，用铁架台、弹簧和多个质量均为的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图（甲）所示。(1)该组同学在做该实验时，依次在弹簧下端挂上钩码，并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度，记录数据如下：钩码个数12345弹力0.51.01.52.02.5指针对应刻度12.51_15.3916.1117.30当挂2个钩码时，指针对应刻度如图（甲）所示，将指针示数填入表格；在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度L为横轴的坐标系中，如图（乙）所示。描点画出第2组对应的数据点，并连线得到图像_____。请根据图像分析并得出以下结论①弹簧原长为__________cm。②弹簧的劲度系数__________（保留两位有效数字）。(2)弹簧与绳有一点相似之处，都可以认为是一个传递力的媒介。某位同学根据这个观点推广认为：将两个同样的弹簧串接在一起后，弹簧的劲度系数k与原来一样。你认为他的想法正确么_____？并解释一下你的理由_____。12．（12分）某物理实验小组的同学用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律．（1）为减少阻力对测量结果的影响，实验中应选用__________（填“电磁打点”或“电火花”计时器进行打点．（2）本实验中需要直接测量的物理量是__________，通过计算得到的物理量是__________（均填标号）．A．重锤的质量B．重锤下落的高度C．与下落高度对应的重锤的瞬时速度（3）在实验得到的纸带中，选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证．图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的点，E、F、G到起点O的距离分别为hn-1、hn、hn+1．设打相邻点间的时间间隔为T，如果机械能守恒得到验证，则可根据以上物理量求得当地重力加速度g=__________．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为，宽为的矩形abcd紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O为dc边的中点，P为dc边中垂线上的一点，OP=3L．矩形内有匀强电场，电场强度大小为E，方向由a指向O．电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切．（1）求该粒子经过O点时速度大小v0；（2）求匀强磁场的磁感强度大小B;（3）若在aO之间距O点x处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点，求x满足的条件及n的可能取值．14．（16分）如图(a)，水平地面上固定一倾角为37°的斜面，一宽为l＝0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上，磁场边界与斜面底边平行。在斜面上由静止释放一正方形金属线框abcd，线框沿斜面下滑时，ab、cd边始终与磁场边界保持平行。以地面为零势能面，从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中，线框的机械能E与位移s之间的关系如图(b)所示，图中①、②均为直线段。已知线框的质量为m＝0.1kg，电阻为R＝0.06Ω。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2）求：(1)线框与斜面间的动摩擦因数μ；(2)ab边刚进入磁场时，线框的速度v1；(3)线框刚进入磁场到恰好完全进入磁场所用的时间t；(4)线框穿越磁场的过程中，线框中产生的最大电功率Pm；15．（12分）在光滑绝缘的水平面上，存在平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E，水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A和B，两小球质量均为m，A球带电荷量为，B球不带电，A、B连线与电场线平行，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球与B球发生对心弹性碰撞．设碰撞过程中，A、B两球间无电量转移．(1)第一次碰撞结束瞬间A、B两球的速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中，若要求A在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外)，可以在水平面内加一与电场正交的磁场．请写出磁场B与时间t的函数关系．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、A【解析】

A．根据、、可得此过程中流过导体棒的电荷量为故A正确；B．杆下滑距离时，则此时杆产生的感应电动势为回路中的感应电流为杆所受的安培力为根据牛顿第二定律有解得故B错误；C．当杆的加速度时，速度最大，最大速度为故C错误；D．杆从静止开始到最大速度过程中，设杆下滑距离为，根据能量守恒定律有总又杆产生的焦耳热为杆总所以得：杆故D错误；故选A。2、B【解析】

A．根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，故A错误；B．根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，故B正确；C．铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，故C错误；D．由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误。3、C【解析】

由振动图像可知，该弹簧振子的振幅为2cm，周期为2s，t=1s时，振子在平衡位置，切向y轴正向速度，加速度为零，故C正确。4、B【解析】

ABC．因为第一次木块固定，所以子弹减少的能量全部转化成内能，而第二次木块不固定，根据动量守恒，子弹射穿后，木块具有动能，所以子弹减少的能量转化成内能和木块的动能，因为产热即两次产热相同，所以第二次子弹剩余动能更小，速度更小，而动量变化量等于所以第一次速度变化小，动量变化小，故AC错误，B正确；D．第一次木块被固定在地面上，系统动量不守恒，故D错误。故选B。5、A【解析】

取水平地面为重力势能零点，设抛出时物体的初速度为v0，高度为h，物块落地时的竖直方向的速度大小为vy，落地速度与水平方向的夹角为，位移方向与水平方向的夹角为，根据题有解得竖直方向有解得根据几何关系得代、解得又根据速度夹角正切值与位移夹角正切值的关系有解得故A正确，BCD错误。故选A。6、D【解析】

A．由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中有向下的分加速度，所以人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于失重状态，故A错误。B．若不考虑摩擦阻力，根据机械能守恒有可得。由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中受到了阻力作用，所以人和浮圈刚进入盆体时的速度一定小于，故B错误。C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力为滑动摩擦力，与运动方向相反，故C错误。D．人和浮圈进入盆体后做半径逐渐减小的圆周运动，为向心运动，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

AB．ab杆切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流，大小为①cd杆中的感应电流方向为d→c，cd杆受到的安培力方向水平向右，大小为F安=BIL②cd杆向下匀速运动，有mg=μF安③解①②③式得，ab杆匀速运动的速度为④导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得F=F安+μmg⑤由③⑤解得选项A错误，B正确．

C．设cd杆以v2速度向下运动h过程中，ab杆匀速运动了s距离，则．整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功Q=F安s得选项C错误；D．ab杆水平运动位移为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为ab杆摩擦生热cd杆摩擦生热则总热量选项D正确；故选BD.8、ABD【解析】

A．根据横波的传播方向与振动方向的关系可知，t=0时刻P点的振动方向沿y轴正方向，故A正确；B．由题图可以看出，该波的波长λ=2m、振幅A=0.1m，则说明在0~8s内Q点振动的时间为，该波的传播速度大小结合，解得T=4s、v=0.5m/s故B正确，C错误；D．波从P点传到Q点所用的时间=8s－=6sQ点的振动方向沿y轴正方向，故质点Q的振动方程为(m)(t>6s)即(m)(t>6s)故D正确；E．产生稳定干涉现象的必要条件是顿率相等，故这两列波相遇时不会产生稳定的干涉现象，故E错误。故选ABD。9、ABE【解析】

A.根据对称性可知，此时P（-2m，0cm）、Q（2m，0cm）两点运动方向相同，A正确；B.由图可知波长，周期为，时间，波传到N点的时间为T，波传到N点时，N点向上运动，经过0.5s质点N刚好在波峰，其坐标为（-5m，20cm），B正确；C.在1.5s<t<1.6s时间间隔内，即，由周期性可知其与运动状态相同，可判断质点N在x轴下方向上运动，C错误；D.该波的频率为，能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz，D错误；E.在经过0.5s即个周期，1个完整的周期其通过的路程为80cm，由于内M处于加速阶段，因此通过的路程大于20cm，即总路程大于100cm，E正确．10、AD【解析】

A．D点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在D点的场强大小相同，且夹角互为120°，故D点的场强为0，故A正确；B．由于a、b在E点的场强大小相等方向相反，故E点的场强仅由电荷c决定，故场强方向向左，而电荷c在DF位置的场强大小相同方向相反，但电荷a、b在F点的场强矢量和不为0，故EF两点的电场强度大小不同，方向相反，故B错误；C．E、G、H三点分别为ab、ac、bc的中点，故E的场强仅由电荷c决定，同理G点的场强仅由电荷b决定，H点的场强仅由电荷a决定，故三点的场强大小相同，但方向不同，故C错误；D．若释放电荷c，则a、b在C点的合场强水平向右，故a、b始终对c有斥力作用，故c电荷将一直做加速运动，故D正确。故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、（）（）不正确两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变【解析】

(1)[1]刻度尺的读数为。[2]描点并作图：①[3]弹力为0时，弹簧原长为。②[4]根据胡克定律可知，图像斜率的物理意义为弹簧的劲度系数(2)[5]不正确。[6]两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变。12、电火花；B；C；；【解析】（1）打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器，其中电火花计时器实验误差较小．电火花打点记时器是利用照明电打出的火花而打出点，由于作用快，不会产生托痕，可使实验更精确，误差更小．（2）重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去．需要测量的物理量是B：重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是C：与下落高度对应的重锤的瞬时速度．（3）根据匀变速直线运动直线运动过程中中间时刻速度推论可得，根据机械能守恒定律可得四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）（2）（3）,其中n=2、3、4、5、6、7、8【解析】试题分析：（1）由题意可知aO=L,粒子在aO加速过程中有由动能定理：解得粒子经过O点时速度大小：（2）粒子在磁场区域Ⅲ中的运动轨迹如图，设粒子轨迹圆半径为R0，由几何关系可得：由洛伦兹力提供向心力得：联立以上解得：（3）若粒子在磁场中一共经历n次偏转到达P，设粒子轨迹圆半径为R,由几何关系可得：依题意得:联立解得：，且n取正整数设粒子在磁场中的运动速率为v，则有：在电场中的加速过程，由动能定理：联立解得：,其中n=2、3、4、5、6、7、8考点：带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动．电场对粒子做正功，由动能定理求出粒子经过O点时速度大小；作出粒子运动轨迹，找到圆心、找出半径与磁场宽度的关系即可解题．14、(1)μ＝0.5