陕西省2022年高三压轴卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

请考生注意：

1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答

案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。

2.答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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。

1.2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。嫦娥四号登陆月球前，在环月

轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S,已知月球的质量为引力常量为G,不

考虑月球的自转，则环月轨道的半径大小为（）

,4s23s2c2S2nS2

A.-------DB.------C・-------D,-------

GMGMGMGM

2.甲、乙两个质点沿同一直线运动，它们的位移一时间图象如图所示。对05时间内甲、乙两质点的运动情况，下列

说法正确的是

A.甲运动得比乙快

B.甲运动的位移比乙运动的位移小

C.乙先沿负方向运动后沿正方向运动

D.甲、乙两质点间的距离先增大后减小

3.某LED灯饰公司为保加利亚首都索非亚的一家名为“cosmos（宇宙）”的餐厅设计了一组立体可动的灯饰装置，装

置生动模仿了行星运动的形态，与餐厅主题相呼应。每颗“卫星/行星”都沿预定轨道运动，从而与其他所有“天体”一起

创造出引人注目的图案。若这装置系统运转原理等效月亮绕地球运转（模型如图所示）；现有一可视为质点的卫星B

距离它的中心行星A表面高/I处的圆轨道上运行，已知中心行星半径为R,设其等效表面重力加速度为g,引力常量

为G,只考虑中心行星对这颗卫星作用力，不计其他物体对这颗上星的作用力。下列说法正确的是（）

.....、、

ZX

；0/16B

V一/

A.中心行星A的等效质量”=等

G

+A)3

B.卫星B绕它的中心行星A运行的周期T=

C.卫星B的速度大小为y=3-

h+R

D.卫星B的等效质量y=

4.如图所示，四个等量异种的点电荷，放在正方形的四个顶点处。4、5、C、。为正方形四个边的中点，。为正方形

的中心，下列说法正确的是（）

;I

III

4•……\o……,

II•

（।i

&--i-…-6

A.A、C两个点的电场强度方向相反

B.。点电场强度等于零

C.将一带正电的试探电荷从5点沿直线移动到。点，电场力做正功

D.。点的电势低于A点的电势

5.如图所示，足够长的两平行金属板正对竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连。闭合开关后，

一个带电的液滴从两板上端的中点处无初速度释放，最终液滴落在某一金属板上。下列说法中正确的是（）

A.液滴在两板间运动的轨迹是一条抛物线

B.电源电动势越大，液滴在板间运动的加速度越大

C.电源电动势越大，液滴在板间运动的时间越长

D.定值电阻的阻值越大，液滴在板间运动的时间越长

6.如图所示，斜面固定在水平面上，斜面上一个物块在沿斜面向下拉力为作用下匀速下滑，某时刻在物块上再施加

一个竖直向下的恒力尸2,则之后较短的一段时间内物块的运动状态是（）

A.仍匀速下滑B.匀加速下滑

C,匀减速下滑D.不确定，这与接触面摩擦系数的大小有关

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.回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的。形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时

间可以忽略不计，磁感应强度为8的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为机、电荷量为+g的粒子，在加速电

压为。的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为3m和加速

电场频率的最大值为。则下列说法正确的是（）

出口处

A.粒子获得的最大动能与加速电压无关

B.粒子第n次和第〃+1次进入磁场的半径之比为疝T:G

c.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为。=竺&

2U

D.若力,〈妙，则粒子获得的最大动能为后加=2兀2"矿

8.如图所示，质量为m=245g的物块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑

水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为〃=0.4,质量为雨0=5g的子弹以速度300m/s沿水平方向射入物块并

留在其中（时间极短），g=10m/s2,则在整个过程中

山

%M

A.物块和木板组成的系统动量守恒

B.子弹的末动量大小为0.01kg・m/s

C.子弹对物块的冲量大小为0.49N・s

D.物块相对木板滑行的时间为1s

9.如图，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B,用平行于斜面的力尸拉B,使之沿斜面

匀速上滑。现改变力尸的方向至与斜面成一定的角度，仍使物体B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A

始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的有（）

A.A对B的摩擦力可能不变

B.拉力F可能增大

C.物体B对斜面的作用力减小

D.地面受到的摩擦力大小可能变大

10.质量均匀分布的导电正方形线框向cd总质量为桃，边长为/,每边的电阻均为线框置于上以光滑水平面上，

处在磁感应强度大小为3的匀强磁场中。如图，现将成通过柔软轻质导线接到电压为。的电源两端（电源内阻不计,

导线足够长），下列说法正确的是

4BIU

A.若磁场方向竖直向下，则线框的加速度大小为三一

3mr0

B.若磁场方向沿“轴正方向，则线框保持静止

C.若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则。＞等

D.若磁场方向沿y轴正方向，线框以〃边为轴转动且〃边未离开水平面，则线框转动过程中的最大动能为

Bl2Umgl

ro2

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）如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置，长木板置于水平桌面上，一端系有

砂桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连，拉力传感器可显示绳中拉力F的大小，改变桶中砂的质量进行多次实

验。完成下列问题：

iTAHat*

⑴实验时，下列操作或说法正确的是;

A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量

B.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数

C.选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小

D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

⑵实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz,

则打点计时器打B点时砂桶的速度大小为_m/s；

（3）以拉力传感器的示数b为横坐标，以加速度。为纵坐标，画出的“一尸图像可能正确的是（—一）

（4）若作出a—尸图线，求出其“斜率”为鼠则小车的质量为o

12.（12分）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系.实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬

挂，7个指针Po、Pl、P2、P3、P4、p5>P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖

直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，Po指向0刻度.设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为xo；挂有质量为

0.100kg的祛码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80

m/s2）.已知实验所用弹簧总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.

（1）将表中数据补充完整：①;②

P1P2P3P4P5P6

xo(cm)2.044.066.068.0510.0312.01

x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41

n102030405060

k(N/m)163@56.043.633.828.8

(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347

(2)以n为横坐标，为纵坐标，在答题卷给出的坐标纸上画出1/k-n图像.

(3)题(2)图中画出的直线可近似认为通过原点.若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度

系数k与其圈数n的关系的表达式为k=N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度1。(单位为m)的关系的表达

式为k=N/m.

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，用手捏住细线，让质量机=2kg的小球在光滑水平桌面上以v=lm/s的速率做匀速圆周运动，其半

径xO.3m。某时刻突然松手，使细线迅速放长0.2m后，又迅速用手捏住细线，保证小球在更大半径的新轨道做匀速

圆周运动，已知大半径的圆与小半径的圆为同心圆。求:

(1)细线迅速放长0.2m所经历的时间

(2)在大半径新轨道上运动时小球的角速度

(3)在大半径新轨道上运动时，细线对小球的拉力

14.(16分)如图所示，真空中有一个半径片0.5m的圆形磁场区域，与坐标原点O相切，磁场的磁感应强度大小3=2x10

-4T,方向垂直于纸面向外，在x=lm处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板M、N,板间距离为d=0.5m,

板长乙=lm,平行板的中线的延长线恰好过磁场圆的圆心若在。点处有一粒子源，能向磁场中不同方向源源不断

的均匀发射出速率相同的比荷为g=lxl08c/kg,且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正

m

方向射入磁场的粒子，恰能从沿直线。2。3方向射入平行板间。不计重力及阻力和粒子间的相互作用力，求：

（1）沿y轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度v和粒子在磁场中的运动时间to,

（2）从V、N板左端射入平行板间的粒子数与从0点射入磁场的粒子数之比；

（3）若在平行板的左端装上一挡板（图中未画出，挡板正中间有一小孔，恰能让单个粒子通过），并且在两板间加上

如图示电压（周期To）,N板比M板电势高时电压值为正，在x轴上沿x轴方向安装有一足够长的荧光屏（图中未画

出），求荧光屏上亮线的左端点的坐标和亮线的长度

4

AD是一个平面镜，一束平行光线垂直于A5边从空气射入玻璃砖，通过RD边的光线中，只有占50长度二的光线可

以从圆弧射出，光在真空中传播速度为c,贝!J：（可能用到的数值：0!174。=0.96,结果用分数表示）

⑴玻璃砖对光线的折射率”；

⑵恰好没有从圆弧面CZ＞射出的光线在玻璃中的传播的时间t.

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】

根据万有引力提供向心力

GMm4万2r

一厂=〃？—厂

r2T2

解得该人造卫星做圆周运动的周期为

人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆的面积为为m2,所以人造卫星与地心连线在单位时间内所扫过的面积为

解得环月轨道的半径大小为：

4s2

r=-----

GM

4s2

A.a,与结论相符，选项A正确；

GM

B.3_,与结论不相符，选项B错误；

GM

c.2-,与结论不相符，选项c错误；

GM

q2

D.一,与结论不相符，选项D错误。

GM

2、B

【解析】

C.由图可知，甲、乙做的是同向运动，C错误；

D.由图可知，甲、乙间的距离在逐渐减小，D错误；

A.图线的斜率为速度，因此中运动得比乙慢，A错误；

B.乙运动的位移比甲的位移大，B正确。

3、B

【解析】

A.卫星绕中心行星做圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力得

GMm

~^=mS

据此分析可得M=，故A错误;

G

B.根据万有引力提供圆周运动的向心力得

GMm4/

=mr——,r=R+h

T2

解得T=，故B正确;

C.根据万有引力提供圆周运动的向心力得

GMmmv2

r=R+h

r

解得V故C错误;

\R+h

D.卫星B是中心行星A的环绕卫星，质量不可求，故D错误。

故选B。

4、D

【解析】

AB.利用点电荷场强的合成A、0、C三点的合场强均水平向右，AB错误；

C.在3。直线上场强方向垂直3。向右，则沿着3。移动正电荷电场力不做功，C错误；

D.沿着电场线方向电势降低，则。点的电势低于A点的电势，选项D正确.

故选D。

5、B

【解析】

A.液滴在磁场中受重力及电场力，电场力沿水平方向，重力沿竖直方向。因液滴由静止释放，故合力的方向一定与

运动方向一致，故液滴做直线运动，故A错误；

B.两板间的电势差等于电源电压，当电动势变大时，两板上的电压变大，由。=诩可知，板间的电场强度增大，电

场力变大，合力变大，故加速度增大，故B正确；

C.因粒子最终打在极板上，故运动时间取决于水平方向的加速度，当电动势变大时，其水平方向受力增大，加速度

增大，运动时间减小，故c错误；

D.定值电阻在此电路中只相当于导线，阻值的变化不会改变两板间的电势差，故带电粒子受力不变，加速度不变，

运动时间不变，故D错误。

故选B。

6、C

【解析】

设物块与斜面间的动摩擦因数为〃，斜面倾角为仇以物体为研究对象进行受力分析如图所示:

沿斜面方向根据共点力的平衡条件可得：

Fi+mgsmO-fimgcosO

所以当物块上再施加一个竖直向下的恒力则有：

FismO<2cos，

所以某时刻在物块上再施加一个竖直向下的恒力反后，物块将匀减速下滑，故ABD错误、C正确。

故选C。

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、ACD

【解析】

2

A.当粒子出D形盒时，速度最大，动能最大，根据公必=机匕，得

R

qBR

v=-----

m

则粒子获得的最大动能

XeUi

22m

粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A正确。

B.粒子在加速电场中第n次加速获得的速度，根据动能定理

1,

nqU=­mvn

可得

\2nqU

Vn=

m

同理，粒子在加速电场中第〃+1次加速获得的速度

2(〃+l”U

Vn+1=

m

mvl.-----

粒子在磁场中运动的半径片一；，则粒子第〃次和第〃+1次进入磁场的半径之比为6：而1，故B错误。

qB

C.粒子被电场加速一次动能的增加为qUf则粒子被加速的次数

EkmqB2R2

n-----=--------

qU2mU

粒子在磁场中运动周期的次数

"/二厘

24mU

27rm

粒子在磁场中运动周期,则粒子从静止开始到出口处所需的时间

qB2R22兀mTIBR1

t=nrT=----------x--------=---------

4mUqB2U

故C正确。

D.加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即/=©,当磁感应强度为3m时，加速电场的频

率应该为fBm=瞥，粒子的动能为Ek=-mv\

2兀加2

当心2售时，粒子的最大动能由5m决定，则

2兀7篦

mv-

Mm'=—

K

解得粒子获得的最大动能为

F邮押

2m

当力,＜妙时，粒子的最大动能由启决定，则

2兀加

vm=2nfmR

解得粒子获得的最大动能为

Ekm=27r2m/m2^2

故D正确。

故选ACD.

8、BD

【解析】

A.子弹进入木块的过程中，物块和木板的动量都增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒.故A错误;

B.选取向右为正方向，子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：

movo=(ino+m)vi.......①

木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：

(nto+m)(mo+m+M)V2........②

联立可得：

5X10-3X300

m/s=2m/s

m^+m+M5X103+245X10-3+0.5

所以子弹的末动量：

p=moV2=5X10-3X2=0.01kg-m/s.

故B正确；

C.由动量定理可得子弹受到的冲量：

/=△p—p-po—0.01kg-m/s-5X10-3X300kg-m/s—1.49kg-m/s=1.49N-s.

子弹与物块作用力的时间相等，相互作用力大小始终相等，而方向相反，所以子弹对物块的冲量大小也是1.49N-S.故

C错误；

D.对子弹木块整体，由动量定理得：

(zno+»i)gU(机o+机)(V2-V1)........(3)

由①②③式可得，物块相对于木板滑行的时间

t=———=ls.

一〃g

故D正确.

9、BC

【解析】

AB.拉力尸平行斜面向上时，先对物体5受力分析如图

根据平衡条件，平行斜面方向

F=f+mgsinO

垂直斜面方向

N=mgcosO

其中：f=juN

解得

F=mg（sin，+"cos，）①

f-pmgcosO②

拉力改变方向后，设其与斜面夹角为用根据平衡条件,

平行斜面方向

Ffcosa=f^-mgsinO

垂直斜面方向

Nf+Ffsina=mgcos0

其中：

解得

,_机g(sin6+4cos6)

i—③

cos8+〃sine

f=（i（mgcos，一F'sina）④

由②④两式得到滑动摩擦力减小；由①③两式得到，拉力F可能变大，也可能减小，故A错误，B正确；

CD.对物体A受力分析，受重力、支持力、5对A的压力、B对A的滑动摩擦力、地面对A的静摩擦力，如图:

f.V

根据平衡条件，水平方向有

/静=Nsin处/bos，

结合前面AB选项分析可知，当拉力改变方向后，N和7都减小，故/和N的合力一定减小（B对A的力就是/和N

的合力）。静摩擦力也一定减小，故C正确，D错误；

故选BC.

10、ACD

【解析】

A.根据左手定则，安培力的方向沿+y轴方向

,_U___

ab

ro

U

de

3%

根据歹=5〃，线框所受的安培力的合力为:

F=FjFdc=Bie+3

ro34

线框的加速度大小为:

F4BIU

a=—二------------

m3mrG

故A正确;

B.若磁场方向沿x轴正方向，〃边受到的安培力竖直向下，cd边受到的安培力竖直向上，故线框不可能处于静止,

故B错误;

C.若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以〃边为轴转动，贝!根据动能定理可得

BIU-I-mg-；1>0

%

解得:

2BI

故C正确;

D.在转动过程中，由于成边的安培力大于线框的重力，故在安培力作用下，线框的动能一直增大，故有:

7IBl2Umgl

•/—mg•—=--------------

%42

故D正确;

故选ACDO

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。

2

11、B0.832A-

k

【解析】

d)[l].AD.由于有拉力传感器可显示绳中拉力尸的大小，则不需要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要砂和砂

桶的质量远小于小车的质量，选项AD错误；

B.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数，选项B正确；

C.电火花计时器与纸带之间的摩擦力较小，则选用电火花计时器比选用电磁打点计时器实验误差小，选项C错误；

故选B.

(2)[2].已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上相邻计数点间的时间间隔为：T=5x0.02s=0.1s。

B点对应的速度为

=^^cm/s=41.6cm/s=0.416m/s

BIT0.2

则此时砂桶的速度为

2VB=0.832m/s

(3)[3].因长木板放在水平桌面上，则由于没平衡摩擦力，对小车根据牛顿第二定律

2F-f2厂/

a--------二——F---

mmm

则得到的a—F图像可能正确的是Ao

2F-f2f

(4)[4].由〃=----人=一b—L可知

mmm

-=k

m

解得

m=—2

k

3

12、(1)①81.7②0.0122(2)如图所示(3)(1.67—1.83)xl0/n,(3.31—3.62)/Io

【解析】

试题分析:

,mg0.1X9.8N

⑴①中人逋=81.7N/m.

(5.26-4.06)x102m9

@-=——m/N=0.0122m/N

k81.7

(2)图线如图：

（3）③由图线可知直线的斜率为等，故直线方程满足）=萼*即3=1,1x10（N/m）（在

60k,60〃

1.67xlO31.83X1CP“5、

〜之间均可）

n------n

_n60171xl03

④由于60匝弹簧的总长度为11.88cm；则n匝弹簧的原长满足丁=1ggxlCT?，代入人=可得:

,3.383.313.62

k=------.（在1------厂之间均可）

4"00

考点：测量弹簧的劲度系数实验;

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）0.4s（2）1.2rad/s（3）1.44N

【解析】

（1）突然松手，小球将沿着小半径的圆轨道相切飞出去，如图所示

即沿着图中AB方向做匀速直线运动，

直角三解形OAB中，r=0.3m；R=0.5m,则=JR?-H=0.4m

则细线迅速放长0.2m所经历的时间为：t=^=OAs

(2)依题意，小球刚运动B点时速度大小为lm/s,方向沿AB方向，如图，此时，可将速度分解为沿半径OB方向

的v〃和垂直半径OB方向的乙。由于小球到达B点时又迅速捏住细线，沿OB方向的v〃突然消失，小球将以〜在大半

径上作匀速圆周运动，

V.v

根据AOABsA5v±v,一=---

R§AB

代入数据得：v±=y=0.6m/s

所以：0>=—==1.2rad/s

R0.5

(3)半径增大后，仍有细线拉力提供向心力，

F=marR=2xl.22x0.5N=1.44N

1254

14、(1)IxlO4m/s,7.85x10-5s；(2)-；(3)(一m,0),亮线长为一m。

363

【解析】

(1)由题意可知，沿y轴正向射入的粒子运动轨迹如图示

则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径必定为

J?=r=0.5m

根据洛伦兹力提供向心力有

V2

Bqv=m——

R

代入数据解得粒子进入电场时的速度为

v=lxl04m/s

在磁场中运动的时间为

1nm

t0=-T=~—=7.85x10-5s

42Bq

(2)