陕西省咸阳市泾阳县2022年高考压轴卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体P接触，但未与物体P连接，弹簧水平且无形变。现对物体P施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为I0，测得物体P向右运动的最大距离为x0，之后物体P被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x0处。已知弹簧始终在弹簧弹性限度内，物体P与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A．物体P与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能B．弹簧被压缩成最短之后的过程，P先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做匀减速运动C．最初对物体P施加的瞬时冲量D．物体P整个运动过程，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反2、如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=5Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m，ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1︰n2=l︰3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t（V）B．交流电压表的示数为20VC．电阻R上消耗的电动率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的2倍3、如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨4、如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是（）A．b点场强大于d点场强B．b点场强为零C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能5、某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图(a)所示．通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图(b)所示．由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会（）A．偏大 B．偏小 C．一样 D．都有可能6、如图所示，直线1和曲线2分别是汽车a和b在同一平直公路上行驶的位置－时间（x－t）图像，由图像可知（）A．在t1时刻，a、b两车的运动方向相同B．在t2时刻，a、b两车的运动方向相反C．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速率相等D．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速度相等二、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、如图所示，B和C两个小球均重为G，用轻绳悬挂而分别静止于图示位置上，则以下说法中正确的是（）A．AB细绳的拉力为G B．CD细绳的拉力为GC．绳BC与竖直方向的夹角θ=60° D．绳BC与竖直方向的夹角θ=45°8、下列有关原子和原子核的认识，正确的是（）A．平均结合能越大，原子核越稳定B．氢原子辐射光子后，电子绕核运动的动能增大C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究，发现了中子.D．光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比9、如图所示，圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上，Oc与Oa的夹角为60°，轨道最低点a与桌面相切．一轻绳两端分别系着质量为m1和m2的小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道边缘c的两边，开始时，m1在c点从静止释放．设轻绳足够长，不计一切摩擦．则()A．在m1下滑过程中，两球速度大小始终相等B．m1在由c下滑到a的过程中重力的功率逐渐增大C．若m1恰好能沿圆弧下滑到a点，则m1=2m2D．若m1=4m2，则m1下滑到a点速度大小为10、我国研发的磁悬浮高速实验样车在2019年5月23日正式下线，在全速运行的情况下，该样车的时速达到600千米。超导体的抗磁作用使样车向上浮起，电磁驱动原理如图所示，在水平面上相距的两根平行导轨间，有垂直水平面前等距离分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，每个磁场的宽度都是，相间排列。固定在样车下方宽为、阻值为R的导体线框abcd悬浮在导轨上方，样车运行过程中所受阻力恒为，当磁场以速度v0向右匀速运动时，下列说法正确的是（）A．样车速度为零时，受到的电磁驱动力大小为B．样车速度为零时，线圈的电热功率为C．样车匀速运动时，克服阻力做功的功率为D．样车匀速运动时，速度大小为三、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）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中。（1）某组同学用如图甲所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到合力的关系。下列措施中不需要和不正确的是_____；A．平衡摩擦力的方法就是在砝码盘中添加砝码，使小车能匀速滑动；B．每次改变拉小车拉力后不需要重新平衡摩擦力；C．实验中通过在砝码盘中添加砝码来改变小车受到的拉力；D．每次小车都要从同一位置开始运动；E.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源；（2）实验使用频率为50Hz的交流电源，得到的一条纸带如图乙所示。从比较清晰的点起，每4个点取一个计数点，第1与第2个计数点的间距为s=3.58cm，第3与第4个计数点的间距为=4.71cm，该小车的加速度大小a=_____m/s2（保留两位有效数字）。12．（12分）利用图示装置可以做力学中的许多实验．（1）以下说法正确的是____________.A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响B．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a-M关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响(2).小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钧码个数的增加将趋近于__________的值.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，在匀强磁场中水平放置两根平行的金属导轨，导轨间距L＝1.0m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.20T。两根金属杆ab和cd与导轨的动摩擦因数μ＝0.5。两金属杆的质量均为m＝0.20kg，电阻均为R＝0.20Ω。若用与导轨平行的恒力F作用在金属杆ab上，使ab杆沿导轨由静止开始向右运动，经过t＝3s，达到最大速度v，此时cd杆受静摩擦力恰好达到最大。整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)ab杆沿导轨运动的最大速度v；(2)作用在金属杆ab上拉力的最大功率P；(3)ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q。14．（16分）彩虹的产生原因是光的色散，如图甲所示为太阳光射到空气中小水珠时的部分光路图，光通过一次折射进入水珠，在水珠内进行一次反射后，再通过一次折射射出水珠．现有一单色光束以入射角θ1＝45°射入一圆柱形玻璃砖，在玻璃砖内通过一次折射、一次反射、再一次折射射出玻璃砖，如图乙所示，已知射出光线与射入光线的夹角φ＝30°，光在真空中的速度为c，求：①该单色光的折射率；②该单色光在玻璃中传播速度的大小．15．（12分）如图所示，光滑的水平面AB与半径R=0.5m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D点为半圆轨道最高点，A点的右侧连接一粗糙的水平面，用细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质压缩弹簧，弹簧与甲、乙两物体不拴接，甲的质量m1=4kg，乙的质量m1=5kg，甲、乙均静止．若烧断细线，甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道，过D点时对轨道的压力恰好为零．取g=10m/s1．甲、乙两物体可看做质点，求：(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小vB；(1)烧断细线吋弹簧的弹性势能EP；(3)若固定甲，将乙物体换为质量为m的物体丙，烧断细线，丙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数μ=0.5的粗糙水平面，AF是长度为4l的水平轨道，F端与半径为l的光滑半圆轨道FCH相切，半圆的直径FH竖直，如图所示.设丙物体离开弹簧时的动能为6mgl，重力加速度大小为g，求丙物体离开圆轨道后落回到水平面BAF上的位置与F点之间的距离s；(4)在满足第(3)问的条件下，若丙物体能滑上圆轨道，且能从GH间离开圆轨道滑落（G点为半圆轨道中点)，求丙物体的质量的取值范围

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、C【解析】因物体整个的过程中的路程为4x0，由功能关系可得：,可知，，故C正确；当弹簧的压缩量最大时，物体的路程为x0，则压缩的过程中由能量关系可知：，所以：EP＝−μmgx0（或EP=3μmgx0）．故A错误；弹簧被压缩成最短之后的过程，P向左运动的过程中水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知物体先做加速度先减小的变加速运动，再做加速度增大的变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故B错误；物体P整个运动过程，P在水平方向只受到弹力与摩擦力，根据动量定理可知，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量的和等于I0，故D错误．故选C.点睛：本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的．运用逆向思维研究匀减速运动过程，求解时间比较简洁．2、B【解析】

A．线圈绕垂直磁场的虚线轴匀速转动，产生正弦式交流电，交变电动势最大值：Em=NBSω=50×0.2×0.1×0.2×200V=40V图示位置为与中性面垂直的位置，感应电动势为最大，则从此时开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40cos200t（V）故A错误；B．线圈内阻不计，则电压表示数为交变电动势的有效值故B正确；C．根据变压比可知，副线圈输出电压：电阻R上消耗的功率：故C错误；D．变压器不会改变交流电的频率，故D错误。故选：B。3、B【解析】

AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．4、C【解析】

A.在两等量异种点电荷连线上中点的场强最小，在两等量异种点电荷连线的中垂线上中点的电场强度最大。所以b点的场强小于连线中点的场强，d点的场强大于中点的场强，则b点场强小于d点场强，选项A错误；B.根据适矢量的叠加，b点的合场强由b指向c，不为零，选项B错误；C.由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，选项C正确；D.因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项D错误。故选C。5、C【解析】

根据单摆的周期公式：得：，T2与L图象的斜率，横轴截距等于球的半径r．故根据以上推导，如果L是实际摆长，图线将通过原点，而斜率仍不变，重力加速度不变，故对g的计算没有影响，一样，故ABD错误，C正确．故选C．6、D【解析】

AB．由图像的斜率正负表示速度方向，由图像可知，t1时刻，a、b两车的运动方向相反，t2时刻，a、b两车的运动方向相同，故AB错误；C．由图像可知，b汽车的路程大于a汽车的路程，由于时间相同，所以b车的平均速率大于a车的平均速率，故C错误；D．在t1到t3这段时间内，两汽车的位移相同，时间相同，故a、b两车的平均速度相等，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、BC【解析】

AB．对B、C两球整体受力分析，正交分解得FABcos30°＋FCDcos60°＝2GFABsin30°＝FCDsin60°联立解得FAB＝GFCD＝G选项A错误，B正确；CD．对C球受力分析，正交分解得FBCcosθ＋FCDcos60°＝GFBCsinθ＝FCDsin60°联立解得θ＝60°选项C正确，D错误。故选BC。8、AB【解析】

A．平均结合能越大，原子核越稳定，故A正确；B．氢原子辐射光子后，原子的能级降低，电子的轨道半径减小，根据则可得动能为可知电子绕核运动的动能增大，故B正确；C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究，建立了原子的核式结构理论，故C错误；D．光电效应现象中，根据则光电子的最大初动能与入射光的频率不是成正比关系，故D错误。故选AB。9、CD【解析】

A．m1由C点下滑到a点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故A错误；

B．重力的功率就是P=mgv，这里的v是指竖直的分速度，一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，最后运动到A点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零，但是在这个c到a的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率mgv也是先增大后减小的过程，故B错误；

C．若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：m1gR（1-cos60°）=m2gR，解得：m1=2m2选项C正确；

D．若m1=4m2，设m1下滑到a点速度大小为v，则解得故D正确。

故选CD。10、AC【解析】

A．当磁场以速度v0向右匀速运动且样车速度为零时，线框前、后边切割磁感线产生的总感应电动势由闭合电路欧婿定律可知，线框中的感应电流样车受到的安培力即电磁驱动力联立解得选项A正确；B．样车速度为零时，线圈的电热功率选项B错误；CD．设样车匀速运动的速度为当样车以速度v匀速运动时，线框前后边切割磁感线的速度为v0-v，产生的总感应电动势由闭合电路欧姆定律可知，线框中的感应电流样车受到的安培力即电磁驱动力由平衡条件有联立解得克服阻力做功的功率选项D错误，C正确。故选AC。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、ADE0.88【解析】

（1）[1]AB．平衡摩擦力时，不是在砝码盘中添加砝码，而是通过调节垫板使重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力，故A错误，符合题意；B正确，不符合题意；C．实验中通过在砝码盘中添加砝码来改变小车受到的拉力，故C正确，不符合题意；D．实验中每次小车不需要从同一位置开始运动，故D错误，符合题意；E．.实验中应先开打点计时器的电源，然后再放小车，故E错误，符合题意；故选ADE。（2）[2]每4个点取一个计数点，则两个相邻计数点的时间间隔为根据得代入数值解得12、（1）C（2）g【解析】

（1）A．此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，所以A不准确；B．曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若a﹣M图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出a﹣图象，故B错误；C．探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故C正确．（2）设小车质量为m，钩码质量为M，则对小车有：对钩码有：联立解得：将上式变形为：可见当Mm时，加速度a趋近于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、(1)10m/s(2)20W(3)5C【解析】

(1)金属杆cd受力平衡：F安=μmg根据电磁感应定律，金属杆ab上产生的感应电动势为：E感=BLv根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆ab的电流：I=，F安=BIL由以上四式可得：v=10m/s。