2022届鄂豫晋冀陕五省高三第六次模拟考试物理试卷含解析

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．电容为C的平行板电容器竖直放置，正对面积为S，两极板间距为d，充电完成后两极板之间电压为U，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d，下列说法正确的是（）A．电容变为原来的两倍 B．电场强度大小变为原来的一半C．电场能变为原来的两倍 D．外力做的功大于电场能的增加量2．某静电场中有电场线与x轴重合，x轴上各点电势φ分布如图所示，图线关于纵轴对称,则()A．x1处和－x1处场强方向相同 B．x1处和－x2处场强大小相等C．某带电粒子在x2处和－x2处电势能相等 D．某带电粒子在x2处的电势能大于在－x2处的电势能3．理想变压器的输入端、输出端所连接电路如图所示，图中交流电源的电动势e=311sin(100πt)V，三只灯泡完全相同。当电键S1、S2均断开时，交流电源的输出功率为理想变压器输出功率的3倍。下列各说法中正确的是（）A．理想变压器的匝数比为1：3B．灯泡L1消耗的功率是灯泡L2消耗功率的4倍C．断开电键S1，闭合电键S2时，灯泡L1两端的电压有效值为110VD．断开电键S2，闭合电键S1时，灯泡L1的亮度与C项情况下相比较较暗4．如图所示，由绝缘轻杆构成的正方形ABCD位于竖直平面内，其中AB边位于水平方向，顶点处分别固定一个带电小球。其中A、B处小球质量均为m，电荷量均为2q(q>0)；C、D处小球质量均为2m，电荷量均为q。空间存在着沿DB方向的匀强电场，在图示平面内，让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则四个小球所构成的系统（）A．电势能增加，重力势能增加B．电势能不变，重力势能不变C．电势能减小，重力势能减小D．电势能不变，重力势能增加5．一根重为G的金属棒中通以恒定电流，平放在倾角为30°光滑斜面上，如图所示为截面图。当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒处于静止状态，此时金属棒对斜面的压力为FN1，安培力大小为F1，保持磁感应强度的大小不变，将磁场的方向改为竖直向上时，适当调整电流大小，使金属棒再次处于平衡状态，此时金属棒对斜面的压力为FN2，安培力大小为F2。下列说法正确的是（）A．金属棒中的电流方向垂直纸面向外B．金属棒受到的安培力之比C．调整后电流强度应比原来适当减小D．6．淄博孝妇河湿地公园拥有山东省面积最大的音乐喷泉。一同学在远处观看喷泉表演时，估测喷泉中心主喷水口的水柱约有27层楼高，已知该主喷水管口的圆形内径约有10cm，由此估算用于给主喷管喷水的电动机输出功率最接近A． B．C． 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．如图所示，用橡胶锤敲击音叉，关于音叉的振动及其发出的声波，下列说法正确的有（）A．在空气中传播的声波是纵波B．声波在空气中传播的速度随波频率增大而增大C．音叉周围空间声音强弱的区域相互间隔D．换用木锤敲击，音叉发出声音的音调变高8．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9．如图所示，两根间距为L、电阻不计、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平故置。导轨所在空间存在方向与导轨所在平面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场。平行金属杆ab、cd的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，长度均为L，且始终与导轨保持垂直。初始时两金属杆均处于静止状态，相距为x0。现给金属杆ab一水平向右的初速度v0，一段时间后，两金属杆间距稳定为x1，下列说法正确的是（）A．全属杆cd先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动B．当全属杆ab的加速度大小为a时，金属杆cd的加速度大小为C．在整个过程中通过金属杆cd的电荷量为D．金属杆ab、cd运动过程中产生的焦耳热为10．如图所示，正方形ABCD的四个顶点各固定一个点电荷，所带电荷量分别为+q、-q、+q、-q，E、F、O分别为AB、BC及AC的中点．下列说法正确的是A．E点电势低于F点电势B．F点电势等于O点电势C．E点电场强度与F点电场强度相同D．F点电场强度大于O点电场强度三、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）某同学要测定一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。(1)该同学设计实验的原理表达式是E=________（用r、I、R表示）。(2)该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到________（选填“最大值”“最小值”或“任意值”），实验过程中，将电阻箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω。(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的－R图象，则由图象可求得，该电源的电动势E=______V，内阻r=________Ω。（结果均保留两位有效数字）12．（12分）课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线。(1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行侧量，当红表笔接A端、黑表笔同时接B端时，指针几乎不偏转，则可以判断二极管的正极是_______端(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线，要求准确测出二极管两端的电压和电流。有以下器材可供选择：A．二极管RxB．电源电压E＝4V(内电阻可以忽略)C．电流表A1(量程0～50mA，内阻为r1＝0.5Ω)D．电流表A2(量程0～0.5A，内阻为r2＝1Ω)E.电压表V(量程0～15V，内阻约2500Ω)F.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)C．滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω)H.定值电阻R3＝7ΩI.开关、导线若干实验过程中滑动变限器应选___________(填“F”或“G”)，在虚线框中画出电路图_______(填写好仪器符号)(3)假设接入电路中电表的读数：电流表A1读数为I1，电流表A2读数为I2，则二极管两瑞电压的表达式为__________(用题中所给的字母表示)。(4)同学们用实验方法测得二极管两端的电压U和通过它的电流I的一系列数据，并作出I－U曲线如图乙所示。(5)若二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电，则需要在电路中串联一个电限R才能使其处于最佳工作状态，请根据所画出的二极管的伏安特性曲线进行分析，申联的电阻R的阻值为_______________Ω(结果保留三位有效数字)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，A、B和M、N为两组平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子，自A板中央小孔进入A、B间的电场，经过电场加速，从B板中央小孔射出，沿M、N极板间的中心线方向进入该区域。已知极板A、B间的电压为U0，极板M、N的长度为l，极板间的距离为d。不计粒子重力及其在a板时的初速度。（1）求粒子到达b板时的速度大小v；（2）若在M、N间只加上偏转电压U，粒子能从M、N间的区域从右侧飞出。求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y；（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场，粒子恰好从N板的右侧边缘飞出，求磁感应强度B的大小和方向。14．（16分）如图所示，水平光滑轨道AB与半径为R的竖直光滑半圆形轨道BC相切于B点．质量为2m和m的a、b两个小滑块（可视为质点）原来静止于水平轨道上，其中小滑块a与一轻弹簧相连．某一瞬间给小滑块a一冲量使其获得的初速度向右冲向小滑块b，与b碰撞后弹簧不与b相粘连，且小滑块b在到达B点之前已经和弹簧分离，不计一切摩擦，求：（1）a和b在碰撞过程中弹簧获得的最大弹性势能；（2）小滑块b与弹簧分离时的速度；（3）试通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C．若能，求出到达C点的速度；若不能，求出滑块离开圆轨道的位置和圆心的连线与水平方向的夹角．（求出角的任意三角函数值即可）．15．（12分）高空杂技表演中，固定在同一悬点的两根长均为L的轻绳分别系着男、女演员，他们在同一竖直面内先后从不同高度相向无初速摆下，在最低点相拥后，恰能一起摆到男演员的出发点。已知男、女演员质量分别为M、m，女演员的出发点与最低点的高度差为，重力加速度为g，不计空气阻力，男、女演员均视为质点（1）求女演员刚摆到最低点时对绳的拉力大小；（2）若两人接着从男演员的出发点一起无初速摆下，到达最低点时男演员推开女演员，为了使女演员恰能回到其最初出发点，男演员应对女演员做多少功？

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】

A．极板间距变为原来两倍，根据可知电容减半，A错误；B．电荷量和极板正对面积不变，则电场强度大小不变，B错误；C．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q不变，根据电容减半，两极板间电压加倍，根据可知，电场能加倍，C正确；D．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，D错误。故选C。2、C【解析】

AB．φ—x图象的斜率大小等于电场强度，x1处和-x1处场强大小相等，方向相反，x1处和-x2处场强大小不相等，故AB错误；CD．在x2处和-x2处电势相等，根据Ep=qφ知某带电粒子在x2处和-x2处电势能相等，故C正确，D错误。

故选C。3、B【解析】

AB．变压器的输出功率等于输入功率，电源的输出功率等于灯泡L1的功率和变压器的输入功率之和，所以由已知条件知灯泡L1的功率等于变压器输入功率的2倍，也就是灯泡L1的功率等于灯泡L2、L3的功率之和的2倍，所以灯泡L1的功率是灯泡L2功率的4倍，则变压器原线圈的电流是副线圈电流的2倍，由理想变压器电流与匝数成反比，可得匝数比为1：2，故A错误，B正确；C．断开电键S1，闭合电键S2时，由上面分析知，则UL1=2UL2变压器的输入电压和输出电压关系为U2=2U1而U2=UL2UL1+U1=V=220V所以UL1=176V，UL2=88V故C错误；D．断开电键S2，闭合电键S1时，U1=220V，则U2=440V，所以UL2=220V与C中相比电压升高，灯泡变亮，故D错误。故选B。4、D【解析】

让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则电场力对四个小球做总功为：则系统电势能不变；系统重力势能变化量：则重力势能增加；A．电势能增加，重力势能增加，与结论不相符，选项A错误；B．电势能不变，重力势能不变，与结论不相符，选项B错误；C．电势能减小，重力势能减小，与结论不相符，选项C错误；D．电势能不变，重力势能增加，与结论相符，选项D正确；故选D.5、B【解析】

A．根据题意可知，当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的安培力沿着斜面向上，根据左手定则可知，金属棒中的电流方向垂直纸面向里，故A错误；BD．当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的力如图所示根据平衡条件可知当磁场的方向改为竖直向上时，金属棒受力如图所示，根据三角形定则有所以有，故B正确，D错误；C．根据以上分析可知F1＜F2，所以I1＜I2，故C错误。故选B。6、C【解析】

管口的圆形内径约有10cm，则半径r=5cm=0.05m，根据实际情况，每层楼高h=3m，所以喷水的高度H=27h=81m，则水离开管口的速度为：v==m=18m/s设驱动主喷水的水泵功率为P，在接近管口很短一段时间△t内水柱的质量为：m=ρ•v△tS=ρπr2v△t根据动能定理可得：P△t=mv2解得：P=代入数据解得：P≈2.4×105WA．。故A不符合题意。B．。故B不符合题意。C．。故C符合题意。D．。故D不符合题意。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、AC【解析】

A．根据音叉振动发出声波的原理可知，音叉振动方向与波的传播方向在同一直线上，故在空气中传播的声波是纵波，故A正确；B．声波在空气中的传播速度，与介质有关，不会随波的频率变化而变化，故B错误；C．音叉振动发音时两个叉股是两个频率相同的波源，它们产生的波发生干涉，所以音叉周围空间声音强弱的区域相互间隔，故C正确；D．音调与音叉的材料有很大关系，音叉材料没变，所以音叉发出的声音的音调没变，而换用木锤敲击时没有缓冲减震作用，音叉振幅较大，所以音叉的响度较大，故D错误。故选AC。8、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。9、CD【解析】

A．因为最终两金属杆保持稳定状态，所以最终两金属杆所受的安培力均为零，即回路中无感应电流，穿过回路的磁通量不再改变，则两金属杆最终的速度相同，所以金属杆ab先做加速度逐渐减小。的减速直线运动，最后做匀速直线运动，金属杆cd先做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动，A项错误；B．两金属杆中的电流大小始终相等，根据安培力公式F安=BIL可知两金属杆所受的安培力大小时刻相等，再根据牛顿第二定律F=ma可知当金属杆ab的加速度大小为a时，金属杆cd的加速度大小为，B项错误；C．设从金属杆ab获得一水平向右的初速度v0到最终达到共同速度所用的时间为t。则在这段时间内，回路中的磁通量的变化量=BL（x1-x0）根据法拉第电磁感应定律有由闭合电路欧姆定律有设在这段时间内通过金属杆cd的电荷量为q，所以有联立以上各式解得q=C项正确；D．设两金属杆最终的共同速度为v，根据动量守恒定律有设金属杆ab、cd产生的焦耳热为Q，则由能量守恒定律有解得Q=D项正确。故选CD。10、BD【解析】A、对A、B位置的两个电荷而言，E、O在中垂线上，电势等于无穷远电势，为零；对C、D位置的两个电荷而言，E、O同样在中垂线上，电势依然等于无穷远电势，为零；根据代数合成法则，E、O点的电势均为零，相等；

同理，对A、D位置的两个电荷而言，F、O在中垂线上，电势等于无穷远电势，为零；对B、C位置的两个电荷而言，F、O同样在中垂线上，电势依然等于无穷远电势，为零；根据代数合成法则，F、O点的电势均为零，相等，故A错误，B正确；

C、先考虑O点场强，对A、C位置的电荷而言，O点场强为零；对B、D位置的电荷而言，O点场强同样为零；故根据矢量合成法则，O点的场强为零；

再分析E点，对A、B位置的两个电荷，在E位置场强向下，设为E1；对C、D位置的两个电荷而言，在E位置场强向上，设为E2；由于E1＞E2，故E点的合场强向下，为E1-E2，不为零；

再分析F点，对B、C位置的两个电荷，在EF置场强向左，大小也为E1；对A、D位置的两个电荷而言，在F位置场强向右，大小也为E2；由于E1＞E2，故E点的合场强向左，为E1-E2，不为零；

故E点场强等于F点场强，但大于O点场强，故C错误，D正确．点睛：本题考查电场强度的和电势的合成，关键是分成两组熟悉的电荷，同时区分矢量合成和标量合成遵循的法则不同．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、I（R＋r）最大值216.3（6.1~6.4）2.5（2.4~2.6）【解析】

(1)[1]根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E=I(R＋r)(2)[2]根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值[3]根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为2×10Ω＋1×1Ω=21Ω(3)[4][5]由E=I（R＋r）可得图像斜率等于得由于误差(6.1~6.4)V均正确，图像的截距得由于误差(2.4~2.6)均正确12、AF119【解析】

(1)[1]当红表笔接端、黑表笔同时接端时，指针几乎不偏转，说明电阻很大，二极管反向截止，根据欧姆表的工作原理可知，黑表笔应与欧姆表内部电池的正极相连，由二极管的单向导电性可知，端应是二极管的正极；(2)[2]由图乙可知，实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压接法；所以滑动变阻器应选阻值小的，即滑动变限器应选F；[3]在测量正向加电压的伏安特性曲线时，实验中最大电压约为3V，所以电压表V(量程0～15V，内阻约2500Ω)不符合题意，故需要电流表A2(量程0～0.5A，内阻为)与定值电阻串联改装成量程为二极管两端的电压在3V以内，电流在40mA以内，电流表应选用电流表A1(量程0～50mA，内阻为)；因二极管的正向电阻较小，故采用电流表外接法，同时二极管正极应接电源正极；因实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压接法，所以电路图为(3)[4]根据电路结构特点可得解得二极管两瑞电压的表达式为(5)[5]二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电，根据图乙可知在电路中电流为21mA，根据欧姆定律和电路结构可得申联的电阻的阻值为四、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）,磁感应强度方向垂直纸面向外。【解析】

（1）粒子在加速电场中加速，由动能定理可以求出粒子的速度。（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，应用类平抛运动求出粒子的偏移量。（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，求粒子的轨道半径，应用牛顿第二定律可以求出磁感应强度。【详解】