2021-2022学年河北省衡水市高三最后一卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，一理想变压器原线圈匝数n1＝1000匝，副线圈匝数n2＝200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u＝220sin100πt(V)．副线圈中接一电动机，电阻为11Ω，电流表2示数为1A．电表对电路的影响忽略不计，则()A．此交流电的频率为100HzB．电压表示数为220VC．电流表1示数为5AD．此电动机输出功率为33W2．如图，装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车，当车速v满足3.6km/h≤v≤36km/h、且与前方行人之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与行人相撞。若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是4~6m/s2，则该系统设置的安全距离约为（）A．0.08m B．1.25m C．8.33m D．12.5m3．在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB=2BC，如图所示，由此可知（）A．小球带正电B．电场力大小为3mgC．小球从A到B与从B到C的运动时间相等D．小球从A到B与从B到C的速度变化相等4．如图所示为某一电场中场强E-x图像，沿x轴正方向，电场强度为正，则正点电荷从x1运动到x2，其电势能的变化是A．一直增大B．先增大再减小C．先减小再增大D．先减小再增大再减小5．匀强电场中有一条直线，M、N、P为该直线上的三点，且。若MN两点的电势分别为、，则下列叙述正确的是（）A．电场线方向由N指向MB．P点的电势不一定为C．正的检验电荷从M点运动到N点的过程，其电势能不一定增大D．将负的检验电荷以初速度为0放入该电场中的M点，检验电荷将沿直线运动6．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是A．若增大入射角i，则b光先消失B．在该三棱镜中a光波长小于b光C．a光能发生偏振现象，b光不能发生D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低二、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．在《流浪地球》的“新太阳时代”，流浪2500年的地球终于定居，开始围绕比邻星做匀速圆周运动，己知比邻星的质量约为太阳质量的，目前地球做匀速圆周运动的公转周期为1y，日地距离为1AU（AU为天文单位）。若“新太阳时代"地球的公转周期也为1y，可知“新太阳时代”（）A．地球的公转轨道半径约为AUB．地球的公转轨道半径约为AUC．地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶2D．地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为1∶48．如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）一端固定在A点，弹性绳自然长度等于AB，跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的绝缘带正电、电荷量为q的小球。空间中还存在着水平向右的匀强电场（图中未画出），且电场强度E=。初始时A、B、C在一条竖直线上，小球穿过水平固定的杆从C点由静止开始运动，滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为L，D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是A．小球在D点时速度最大B．若在E点给小球一个向左的速度v，小球恰好能回到C点，则v=C．弹性绳在小球从C到D阶段做的功等于在小球从D到E阶段做的功D．若保持电场强度不变，仅把小球电荷量变为2q，则小球到达E点时的速度大小v=9．如图所示，在竖直纸面内有四条间距均为L的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间与L3，L4之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。现有一矩形线圈abcd，长边ad=3L，宽边cd=L，质量为m，电阻为R，将其从图示位置（cd边与L1重合）由静止释放，cd边经过磁场边界线L3时恰好开始做匀速直线运动，整个运动过程中线圈始终处于同一竖直面内，cd边始终水平，已知重力加速度g=10m/s2，则（）A．ab边经过磁场边界线L1后线圈要做一段减速运动B．ab边经过磁场边界线L3后线圈要做一段减速运动C．cd边经过磁场边界线L2和L4的时间间隔大于D．从线圈开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程中，线圈产生的热量为2mgL－10．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动已知A球细线跟竖直方向的夹角为，B球细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是A．细线和细线所受的拉力大小之比为：1B．小球A和B的向心力大小之比为1：3C．小球A和B的角速度大小之比为1：1D．小球A和B的线速度大小之比为1：三、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）如图所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图．其中包括电源E，开关S1和S2，电阻箱R，电流表A，保护电阻Rx．该同学进行了如下实验步骤：(1)将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合S1、S2，读出电流表示数为I，电阻箱读数为9.5Ω，断开S2，调节电阻箱的阻值，使电流表示数仍为I，此时电阻箱读数为4.5Ω．则保护电阻的阻值Rx＝________Ω．（结果保留两位有效数字）(2)S2断开，S1闭合，调节R，得到多组R和I的数值，并画出图象，如图所示，由图象可得，电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω．（结果保留两位有效数字）(3)本实验中，内阻的测量值________（填“大于”或“小于”）真实值，原因是_____________．12．（12分）用电流表和电压表测定2节干电池串联组成的电池组的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。（1）实验电路应该选择下图中的________（选填“甲”或“乙”）。（2）现有电压表（）、开关和导线若干，以及以下器材：A．电流表（）B．电流表（）C．滑动变阻器（）D．滑动变阻器（）实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用____________。（选填相应器材前的字母）（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，请在坐标系上标出6组数据的对应点，画出图线____________________________________。序号123456电压2.802.502.201.901.601.30电流0.120.320.500.680.881.06（4）根据（3）中所画图线可得出电池组的电动势___________，内电阻_______。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，竖直光滑的半圆轨道ABC固定在粗糙水平面上，直径AC竖直。小物块P和Q之间有一个被压缩后锁定的轻质弹簧，P、Q和弹簧作为一个系统可视为质点。开始时，系统位于4处，某时刻弹簧解锁（时间极短）使P、Q分离，Q沿水平面运动至D点静止，P沿半圆轨道运动并恰能通过最高点C，最终也落在D点。已知P的质量为m1=0.4kg，Q的质量为m2=0.8kg，半圆轨道半径R=0.4m，重力加速度g取l0m/s2，求：（I）AD之间的距离；（2）弹簧锁定时的弹性势能；（3）Q与水平面之间的动摩擦因数。（结果保留两位小数）14．（16分）如图所示，在坐标系第一象限内I、Ⅱ区域有磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，I区域有与磁场正交的匀强电场，电场强度大小，方向未知。现有一质量、电荷量的带负电的粒子以某一速度v沿与x轴正方向夹角为的方向从O点进入第一象限，在I区域内做直线运动，而后进入Ⅱ区域，由右侧射出，一段时间后，粒子经过x轴上的D点（图中未画出）。已知A点坐标为、C点坐标为，，，不计粒子重力。求：（1）粒子速度的大小v；（2）粒子运动轨迹与x轴的交点D的坐标；（3）由O运动到D点的时间。15．（12分）右端开口，左端封闭的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，长为10cm的水银柱封闭了长为30cm的空气柱，尺寸如图甲所示，现用注射器（开始时活塞在底部）缓慢地将水银抽出，如图乙所示．已知注射器管横截面积是玻璃管横截面积的10倍，大气压强为76cmHg，整个过程不漏气且温度不变．求：(1)当水银恰好被抽出时玻璃管内空气的压强（单位用cmHg表示）；(2)注射器管有效长度的最小值（结果保留3位有效数字）．

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】A、由表达式可知，交流电源的频率为50Hz，变压器不改变交变电流的频率，A错误；B、交变电源电压，而电压表读数为有效值，即电压表的示数是，B错误；C、电流表A2示数为1A，由电流与匝数成反比得通过电流表A1的电流为0.2A，，C错误；D、通过电阻R的电流是1A，电动机两端的电压等于变压器的输出电压，由得，变压器的输出电压为：，此电动机输出功率为：，D正确；故选D．2、D【解析】

由题意知，车速3.6km/h≤v≤36km/h即，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为4~6m/s2，最后末速度减为0，由推导公式可得故ABC错误，D正确。故选D。3、B【解析】

根据小球从B点进入电场的轨迹可看出，小球带负电，故A错误；因为到达C点时速度水平，所以C点速度等于A点速度，因为AB=2BC，设BC的竖直高度为h，则AB的竖直高度为2h，由A到C根据动能定理：mg×3h-Eqh=0，即Eq=3mg，故B正确；小球从A到B在竖直方向上的加速度为g，所用时间为：；在从B到C，的加速度为向上，故所用时间：，故t1=2t2，故C错误；小球从A到B与从B到C的速度变化大小都等于，但方向相反，故D错误。4、C【解析】

沿x轴正方向，电场强度为正，由图可得，从x1到x2电场强度先沿x轴正方向再沿x轴负方向；顺着电场线方向电势降低，则从x1到x2电势先降低后升高，所以正点电荷从x1运动到x2，电势能是先减小再增大；故C项正确，ABD三项错误。5、D【解析】

A．在匀强电场中，沿电场线的电势变化，沿其他方向的直线电势也变化，N点电势高于M点电势，但直线MN不一定是电场线，选项A错误。B．匀强电场中沿任意非等势面的直线电势均匀变化，则有解得选项B错误；C．电势有，正的检验电荷在高电势处电势能大，则在M点的电势能小于在N点的电势能，选项C错误。D．匀强电场的电场线是直线，将负的检验电荷以初速度为0放入M点，该电荷在恒定电场力的作用下，沿场强的反方向做匀加速直线运动，选项D正确；故选D。6、D【解析】设折射角为α，在右界面的入射角为β，根据几何关系有：，根据折射定律：，增大入射角i，折射角α增大，β减小，而β增大才能使b光发生全反射，故A错误；由光路图可知，a光的折射率小于b光的折射率（），则a光的波长大于b光的波长（），故B错误；根据光电效应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能，再根据动能定理：，即遏止电压，可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，，则a光的频率小于b光的频率（），a光的遏止电压小于b光的遏止电压，故D正确；光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C错误．点睛：本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系．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】

AB．根据万有引力提供向心力可知：解得公转半径为：比邻星质量约为太阳质量，公转周期相同，则“新太阳时代”，地球的公转轨道半径约为AU，A正确，B错误；CD．根据解得公转速率比邻星质量约为太阳质量，公转半径之比为1：2，则公转速率之比为1：2，C正确，D错误。故选AC。8、ABD【解析】

A.对小球分析可知，在竖直方向由与，故支持力为恒力，即，故摩擦力也为恒力大小为从C到E，由动能定理可得由几何关系可知，代入上式可得在D点时，由牛顿第二定律可得由，将可得，D点时小球的加速度为故小球在D点时的速度最大，A正确；B.从E到C，由动能定理可得解得故B正确；C.由于弹力的水平分力为，和均越来越大，故弹力水平分力越来越大，故弹性绳在小球从C到D阶段做的功小于在小球从D到E阶段做的功，C错误；D.将小球电荷量变为，由动能定理可得解得故D正确；故选ABD。9、BC【解析】

A．cd边经过磁场边界线L3时恰好开始做匀速直线运动，cd边从L3到L4的过程中做匀速直线运动，cd边到L4时ab边开始到达L1，则ab边经过磁场边界线L1后做匀速直线运动，故A错误；B．ab边从L2到L3的过程中，穿过线圈的磁通量没有改变，没有感应电流产生，不受安培力，线圈做匀加速直线运动，则ab边进入下方磁场的速度比cd边进入下方磁场的速度大，所受的安培力增大，所以ab边经过磁场边界线L3后线圈要做一段减速运动，故B正确；C．cd边经过磁场边界线L3时恰好做匀速直线运动，根据平衡条件有而联立解得cd边从L3到L4的过程做匀速运动，所用时间为cd边从L2到L3的过程中线圈做匀加速直线运动，加速度为g，设此过程的时间为t1，由运动学公式得得故cd边经过磁场边界线L2和L4的时间间隔为故C正确；D．线圈从开始运动到cd边经过磁场边界线L4过程，根据能量守恒得故D错误。故选BC。10、BC【解析】A项：两球在水平面内做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由：TAcos30°=mg，TBcos60°=mg，则，TB=2mg，所以，故A错误；B项：小球A做圆周运动的向心力FnA=mgtan30°=，小球B做圆周运动的向心力FnB=mgtan60°=，可知小球A、B的向心力之比为1：3，故B正确；C、D项：根据mgtanθ=m•htanθ•ω2=得，角速度，线速度可知角速度之比为1：1，线速度大小之比为1：3，故C正确，D错误．点晴：小球在水平面内做圆周运动，抓住竖直方向上的合力为零，求出两细线的拉力大小之比．根据合力提供向心力求出向心力大小之比，结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式，从而得出线速度和角速度之比．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、5.03.02.2大于电流表也有内阻【解析】

(1)[1]由题意可知，闭合S1和S2时只有电阻箱接入电路，闭合S1、断开S2时，电阻箱与R串联接入电路，两种情况下电路电流相等，由欧姆定律可知，两种情况下电路总电阻相等，所以保护电阻的阻值Rx＝9.5Ω-4.5Ω＝5.0Ω(2)[2][3]根据闭合电路的欧姆定律可得，E＝I(R+Rx+r)，整理可得可见图线的斜率图线的纵截距结合图象中的数据可得E＝3.0V，r＝2.2Ω．(3)[4][5]本实验中，内阻的测量值大于真实值，原因是电流表也有内阻，测量值等于电源内阻和电流表内阻之和．12、乙BC3.00（2.96-3.02）1.60（1.58-1.62）【解析】

(1)[1]干电池内阻较小，为减小实验误差，相对电源来说，电流表应采用外接法，应选择图乙所示电路图。

(2)[2][3]一节干电池电动势约为1.5V，两节干电池电动势约为3V，电路最大电流为1A左右，电流A量程太小，电流表应选择B；为方便实验操作，应选阻值小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选C；

(3)[4]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示：

(4)[5][6]由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是3.0，则电源电动势E=3.00V，斜率表示电源内阻：。四、计算题：本题共2小题，共26分。把