河南省平顶山市汝州市实验中学新高考物理二模试卷及答案解析

河南省平顶山市汝州市实验中学新高考物理二模试卷请考生注意：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、如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现从ab边的中点O处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad边长为3ι，则下列说法中正确的是A．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为BB．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为BC．离子穿过磁场和电场的时间之比tD．离子穿过磁场和电场的时间之比t2、一个单摆在海平面上的振动周期是T0，把它拿到海拔高度很高的山顶上，该单摆的振动周期变为T，关于T与T0的大小关系，下列说法中正确的是（）A．TT0 B．TT0C．TT0 D．无法比较T与T0的大小关系3、氢原子部分能级的示意图如图所示，不同金属的逸出功如下表所示：

铯

钙

镁

铍

钛

金

逸出功W/eV

1.9

2.7

3.7

3.9

4.1

4.8

大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的所有光子中，能够使金属铯发生光电效应的光子有几种A．2B．3C．4D．54、在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，副线圈接有阻值为10的定值电阻R，原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压。下列分析正确的是A．变压器原线圈通过的电流为B．变压器副线圈通过的电流为C．电阻R两端的电压为10VD．电阻R消耗的功率为40W5、如图所示的x­t图象，甲质点做初速度为0的匀变速直线运动，图象为曲线，B（t2，x1）为图象上一点，AB为过B点的切线，与t轴相交于A（t1，0），乙质点的图象为过B点和原点的直线，则下列说法正确的是（）A．0～t2时间内甲的平均速度大于乙B．t2时刻甲、乙两质点的速度相等C．甲质点的加速度为D．t1时刻是0～t2时间内的中间时刻6、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，边长为L的等边三角形abc为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，三角形外的磁场范围足够大、方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为B。顶点a处的粒子源沿∠a的角平分线发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，其初速度大小v0=，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．粒子第一次返回a点所用的时间是B．粒子第一次返回a点所用的时间是C．粒子在两个有界磁场中运动的周期是D．粒子在两个有界磁场中运动的周期是8、如图所示，在光滑的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向运动，从如图实线位置Ⅰ进入磁场开始到线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度始终为v，则下列说法正确的是（）A．在位置Ⅱ时外力F为B．在位置Ⅱ时线框中的总电流为C．此过程中回路产生的电能为D．此过程中通过导线横截面的电荷量为09、一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8m，周期为2s，t＝0s时刻波形如图甲所示，a、b、d是波上的三个质点。图乙是波上某一点的振动图象，则下列说法正确的是A．图乙可以表示质点b的振动B．在0~0.25s和0.25~0.5s两段时间内，质点b运动位移相同C．该波传播速度为v＝16m/sD．质点a在t=1s时位于波谷E.质点d简谐运动的表达式为y=0.1sinπt（m）10、有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压，图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两瑞按正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是（）A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大三、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）如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强传感器读数为，则此时气球体积为______。(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______。（保留3位小数）12．（12分）如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为10，满偏电流为100mA。电压表量程为3V，R0、R1、R2为定值电阻，其中的R0=2。(1)已知R1=0.4，R2=1.6。若使用a和b两个接线柱，电流表量程为________A；若使用a和c两个接线柱，电流表量程为________A。(2)实验步骤：①按照原理图连接电路；②开关S拨向b，将滑动变阻器R的滑片移动到________端（填“左”或“右”）。闭合开关S1；③多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的毫安表的示数I和电压表的示数U。(3)数据处理：①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的图像；②由图像的电源的电动势E=________V，内阻r=________（E和r的结果均保留2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）如图甲，一竖直导热气缸静置于水平桌面，用销钉固定的导热活塞将气缸分隔成A、B两部分，每部分都密闭有一定质量的理想气体，此时A、B两部分气体体积相等，压强之比为，拔去销钉，稳定后A、B两部分气体体积之比为，如图乙。已知活塞的质量为M，横截面积为S，重力加速度为g，外界温度保持不变，不计活塞和气缸间的摩擦，整个过程不漏气，求稳定后B部分气体的压强。14．（16分）如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为37°，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示.金属棒和导轨的电阻不计，，求：（1）拉力F做功的最大功率（2）回路中的最大电功率15．（12分）如图所示，Ⅰ、Ⅲ区域（足够大）存在着垂直纸面向外的匀强磁场，虚线MN、PQ分别为磁场区域边界，在Ⅱ区域内存在着垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场边界恰好与边界MN、PQ相切，S、T为切点，A、C为虚线MN上的两点，且AS=CS=R，有一带正电的粒子以速度v沿与边界成30°角的方向从C点垂直磁场进入Ⅰ区域，随后从A点进入Ⅱ区域，一段时间后粒子能回到出发点，并最终做周期性运动，已知Ⅱ区域内磁场的磁感应强度B2为Ⅰ区域内磁场的磁感应强度B1的6倍，Ⅲ区域与Ⅰ区域磁场的磁感应强度相等，不计粒子的重力。求：(1)粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域中转过的圆心角；(2)粒子从开始运动到第一次回到出发点所经历的总时间。

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、D【解析】

根据某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出可知，本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心和几何关系求解；若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出可知，本题也考查带电粒子在电场中的偏传，根据类平抛运动列方程求解。【详解】A、B项：粒子在磁场中运动，由题意可知，粒子做圆周运动的半径为r=由公式qvB=mv2r联立两式解得：B=2mv粒子在电场中偏转有：3l=vtl2联立解得：E=2m所以BEC、D项：粒子在磁场中运动的时间为：t粒子在电场中运动的时间为：t2所以t1故选：D。2、B【解析】

单摆的周期公式，其放在高度很高的山顶上，重力加速度变小，其振动周期一定大，即故ACD错误，B正确。故选B。3、C【解析】

氢原子由量子数n=4的能级跃迁低能级时辐射光子的能量有6种；其中：E4-E1=-0.8+13.6eV=12.8eV；E4-E2=-0.8+3.40eV=2.6eV；E4-E3=-0.85+1.51eV=0.66eV；E3-E2=-1.51+3.40eV=1.89eV；E3-E1=-1.51+13.6eV=12.09eV；E2-E1=-3.40+13.6eV=10.2eV；金属铯的逸出功为1.9eV，则能够使金属铯发生光电效应的光子有4种，故选C.4、B【解析】

由原线圈接的正弦交变电压的u-t图像可读出最大值为，可得输入电压的有效值为；，由理想变压器的电压比等于匝数比，有：可得副线圈的两端的电压为：AB．对副线圈的电路由欧姆定律可得副线圈的电流为：结合电流比等于匝数的反比，可得原线圈流过的电流为：故A项错误，B项正确；C．电阻R并联在副线圈两端，则电压即为副线圈两端的电压为，故C错误；D．电阻R消耗的功率为：，故D项错误。故选B。5、D【解析】

A．0～t2时间内甲、乙两质点的位移相等，而所用时间也相等，则平均速度相等，A错误；BD．x­t图象切线的斜率表示速度，由图线可知t2时刻甲、乙两质点的速度不相等。又因甲质点做初速度为0的匀变速运动，t2时刻的速度等于0～t2时间内平均速度的2倍，即：，解得：t2=2t1，B错误D正确；C．对甲质点，有，解得加速度为，C错误。故选D。6、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。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、AD【解析】

AB．若v0＝，带电粒子垂直进入磁场，做匀速圆周运动，则由牛顿第二定律可得：qvB＝m，T＝将速度代入可得：r＝L由左手定则可知粒子在三角形内的区域内偏转的方向向左，从a射出粒子第一次通过圆弧从a点到达c点的运动轨迹如下图所示，可得：tac＝＝粒子从c到b的时间：tcb＝带电粒子从b点到达a点的时间也是，所以粒子第一次返回a点所用的时间是t1＝tac+tcb+tba＝＝故A正确，B错误；CD．粒子第一次到达a点后沿与初速度方向相反的方向向上运动，依次推理，粒子在一个周期内的运动；可知粒子运动一个周期的时间是3个圆周运动的周期的时间，即：故C错误，D正确；故选AD。8、AD【解析】

AB．在位置Ⅱ时，根据右手定则可知线框左右边同时切割磁感线产生的电流同向，所以总电流为根据左手定则可知线框左右两边所受安培力的方向均向左，为联立可得故A正确，B错误；C．金属线框从开始到位移为L过程中，只有一边切割磁感线，故电流为产生的电能为从位移为L到过程中，线框两边切割磁感线，电流为I，产生的电能为所以整个过程产生的电能为故C错误；D．此过程穿过线框的磁通量变化为0，根据可得故D正确。故选AD。9、ADE【解析】

A．由图乙知，t=0时刻质点经过位置向下运动，图甲是t=0时刻的波形，此时a位于波峰，位移最大，与图乙中t=0时刻质点的状态不符，而质点b在t=0时刻经过平衡位置向下运动，与图乙中t=0时刻质点的状态相符，所以图乙不能表示质点d的振动，可以表示质点b的振动，故A正确；B．由于质点做简谐振动，并不是匀速直线运动，则在0～0.25s和0.25～0.5s两段时间内，质点b运动位移不相同，故B错误；C．由图可知，波的波长为8m，周期为2s，故传播速度故C错误；D．因周期T=2s，那么质点a在t=1s时，即振动半个周期，其位于波谷，故D正确；E．根据平移法可知，质点d下一时刻沿着y轴正方向运动，振幅而因此质点d简谐运动的表达式为故E正确。故选ADE。10、AC【解析】

A．当不变，滑动触头顺时针转动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数减少，两端的电压减小，总电流减小，滑动变阻器两端的电压将变小，电流表的读数变小，故A正确；B．当不变，滑动触头逆时针转动时，副线圈匝数增大，电压增大，电流表读数变大，电压表读数变大，故B错误；CD．保持的位置不动，即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则两端的电压不变，当将触头向上移动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而总电流减小，分担的电压减小，并联支路的电压即电压表的示数增大，通过的电流增大，流过滑动变阻器的电流减小，所以电流表读数变小，电压表读数变大，故C正确，D错误；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、玻意耳1.027【解析】

(1)[1]用DIS研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律；(2)[2]将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得：所以读出此时注射器内剩余气体的体积为，所以时气球体积为；(3)[3]由题可知，若初始时注射器内仅有体积为、压强为p0的气体，气体全部压入气球后气球的压强与初始时注射器内有体积为、压强为p0的气体中的气体压入气球，结合题中图乙可知，剩余的气体的体积约在左右，压强略大于p0，所以剩余的气体的体积略小于0.5V0。由图可以读出压强约为1.027p0。【点睛】本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。另外，还要注意思维方式的转化，即可以将初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体，气体全部压入气球，与初始时注射器内有体积为V0、压强为p0的气体中的气体压入气球是等效的。12、0.63.0左3.02.5（2.3~2.7均可）【解析】

(1)[1]若使用a和b两个接线柱，根据并联电路分流规律解得量程为[2]若使用a和