2022届河南省郑州市中牟县高三第四次模拟考试物理试卷含解析

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．左手定则中规定大拇指伸直方向代表以下哪个物理量的方向（）A．磁感强度 B．电流强度 C．速度 D．安培力2．如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，，半圆轨道的半径，重力加速度取。则下列说法中正确的是（）A．拉力从到做功为B．物体从到过程中，所受的合外力为0C．物体能够到达点，且速度大小为D．物体能够到达点，且速度大小为3．在竖直平面内有一条抛物线，在抛物线所在平面建立如图所示的坐标系。在该坐标系内抛物线的方程为，在轴上距坐标原点处，向右沿水平方向抛出一个小球，经后小球落到抛物线上。则小球抛出时的速度大小为（取）A． B． C． D．4．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，结果受到激发后的氢原子能辐射出六种不同频率的光子。让辐射出的光子照射某种金属，所有光线中，有三种不同波长的光可以使该金属发生光电效应，则下列有关说法中正确的是（）A．受到激发后的氢原子处于n=6能级上B．该金属的逸出功小于10.2eVC．该金属的逸出功大于12.75eVD．光电子的最大初动能一定大于2.55eV5．如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为RB．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等6．如图，容量足够大的圆筒竖直放置，水面高度为h，在圆筒侧壁开一个小孔P，筒内的水从小孔水平射出，设水到达地面时的落点距小孔的水平距离为x，小孔P到水面的距离为y。短时间内可认为筒内水位不变，重力加速度为g，不计空气阻力，在这段时间内下列说法正确的是（）A．水从小孔P射出的速度大小为B．y越小，则x越大C．x与小孔的位置无关D．当y=，时，x最大，最大值为h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．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压，则下列说法中正确的是（）A．当开关与a连接时，电压表的示数为55VB．当开关与a连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大C．开关由a扳到b时，副线圈电流表示数变为原来的2倍D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为原来2倍8．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、2m、3m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，则需要满足的条件是（）A．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为C．轻绳拉力最大为D．水平拉力F最大为9．如图，从P点以水平速度v将小皮球抛向固定在地面上的塑料筐，小皮球恰好能够入筐。不考虑空气阻力，则小皮球在空中飞行的过程中（）A．在相等的时间内，皮球动量的改变量相同B．在相等的时间内，皮球动能的改变量相同C．下落相同的高度，皮球动量的改变量相同D．下落相同的高度，皮球动能的改变量相同10．关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（）A．非晶体和晶体的物理性质都是各向同性B．自然界中一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性C．布朗运动是由悬浮在液体中的小颗粒之间的相互碰撞引起的D．水的饱和汽压与水面的大气压强无关，只与水的温度有关E.慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来，是因为液体表面存在张力三、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）为了探究当磁铁靠近线圈时在线圈中产生的感应电动势E与磁铁移动所用时间Δt之间的关系，某小组同学设计了如图所示的实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，小车经过光电门时，电脑会自动记录挡光片的挡光时间Δt，以及相应时间内的平均感应电动势E。改变小车的速度，多次测量，记录的数据如下表：次数测量值12345678E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329Δt/×10-3s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646（1）实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离_________________（选填“保持不变”或“变化”），从而实现了控制_________________不变。（2）在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据。第一种是计算法：需要算出_____________________________，若该数据基本相等，则验证了E与Δt成反比。第二种是作图法：在直角坐标系中作出_____________________的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与Δt成反比。12．（12分）利用打点计时器（用频率为的交流电）研究“匀变速直线运动的规律”。如图所示为实验中打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，O是打点计时器打下的第一个点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出（1）相邻两计数点之间的时间间隔为________s（2）实验时要在接通打点计时器电源之________（填“前”或“后”）释放纸带（3）将各计数点至O点的距离依次记为、、、、…，测得，，，。请计算打点计时器打下C点时纸带的速度大小为___；纸带的加速度大小为________（结果均保留两位有效数字）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，一端封闭的薄玻璃管开口向下，截面积S=1cm2，重量不计，内部充满空气，现用竖直向下的力将玻璃管缓慢地压人水中，当玻璃管长度的一半进人水中时，管外、内水面的高度差为△h=20cm。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，大气压强p0相当于高1020cm的水柱产生的压强，取g=10m/s2，求：（不考虑温度变化）(i)玻璃管的长度l0；(ii)继续缓慢向下压玻璃管使其浸没在水中，当压力F2=0.32N时，玻璃管底面到水面的距离h。14．（16分）如图所示，轻质弹簧右端固定，左端与一带电量为+q的小球接触，但不粘连。施加一外力，使它静止在A点，此时弹簧处于压缩状态，小球的质量为m=0.5kg，撤去外力后，小球沿粗糙水平面AC进入竖直的光滑半圆形管道，管道的宽度忽略不计，管道半径r=1m，在边长为2m的正方形BPMN区域内有一匀强电场，电场强度大小为E=，方向与水平方向成45o斜向右上，半圆形轨道外边缘恰好与电场边界相切。水平轨道AB的长度为L=2m，小球与水平面的动摩擦因数μ=0.5，小球到达B点时，速度的大小为m/s，所有的接触面均绝缘，g取10m/s2，求：(1)释放小球前，弹簧的弹性势能大小；(2)求小球过D点的速度；(3)求小球的落地点到C点的距离。15．（12分）如图所示，宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为，宽为的矩形abcd紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O为dc边的中点，P为dc边中垂线上的一点，OP=3L．矩形内有匀强电场，电场强度大小为E，方向由a指向O．电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切．（1）求该粒子经过O点时速度大小v0；（2）求匀强磁场的磁感强度大小B;（3）若在aO之间距O点x处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转n次到达P点，求x满足的条件及n的可能取值．

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】

左手定则内容：张开左手，使四指与大拇指在同一平面内，大拇指与四指垂直，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指的方向与导体中电流方向的相同，大拇指所指的方向就是安培力的方向，故ABC错误，D正确。故选D。2、D【解析】

A．图像与坐标轴所围面积表示功，则拉力从到做功为故A错误；B．物体从到过程中，做圆周运动，合力不变0，故B错误；CD．从A到B由动能定理有解得由于滑轨道在水平面内，则物体从B到C做匀速圆运动，物体能够到达点，且速度大小为，故C错误，D正确。故选D。3、C【解析】

小球做平抛运动，如图所示在竖直方向有在水平方向有由题意得联立解得小球抛出时的速度大小为故A、B、D错误，C正确；故选C。4、B【解析】

A．根据公式可知所以由跃迁规律可得由第4能级向低能级跃迁时，产生6种不同频率的光子，故A错误；BC．由题意及能级差关系可知跃迁到基态的三种光能使其发生光电效应，所以金属逸出功小于由跃迁到产生的光子能量金属逸出功大于由跃迁到产生的光子能量故B正确，C错误；D．由于金属的逸出功不知具体数值，所以根据可知光电子的最大初动能也不能确定具体值，故D错误；故选B。5、B【解析】

A．开普勒第三定律可得：因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。B．根据万有引力提供向心力可得：故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：所以加速度为，又有OA<R，所以，故C错误。D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。故选B。6、D【解析】

A．取水面上质量为m的水滴，从小孔喷出时由机械能守恒定律可知解得选项A错误；BCD．水从小孔P射出时做平抛运动，则x=vth-y=gt2解得可知x与小孔的位置有关，由数学知识可知，当y=h-y，即y=h时x最大，最大值为h，并不是y越小x越大，选项D正确，BC错误。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、ABC【解析】

A．根据输入电压的图像可读出变压器原线圈两端的电压有效值为而变压器两端的电压比等于匝数比，有电压表测量的是副线圈输出电压的有效值为55V，故A正确；B．当开关与a连接时，滑动变阻器触片向下移，因不变，则不变，即电压表的示数不变，负载电阻变小，则副线圈的电流变大，即电流表的示数变大，故B正确；C．开关由a扳到b时，副线圈的电压变为电压变为原来的2倍，负载电阻不变，则电流表的示数变为原来的2倍，故C正确；D．变压器能改变电压和电流，但不改变交流电的频率，则当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率不变，故D错误。故选ABC。8、BC【解析】

AB．设左侧A与C之间的摩擦力大小为，右侧B与D之间摩擦力大小为，设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，对A、C整体分析知轻绳的拉力大小为A刚要滑动时，静摩擦力达到最大值，则有联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故A错误，B正确；CD．对B、D分析知，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，则有，故C正确，D错误。故选BC。9、AD【解析】

A．因物体在空中只受重力，所以在相等的时间间隔内，皮球受到的冲量均为mgt，故皮球受到的冲量相同，根据动量定理可得，皮球动量的改变量相同，故A正确；B．在相等的时间间隔内，皮球下落的高度不同，故重力做的功不相等，即合外力做功不等，故皮球动能的改变量不同，故B错误；C．下落相同的高度，时间并不相等，故皮球受到的重力的冲量不相等，故皮球动量的增量不相同，故C错误；D．下落相同的高度，重力做功均为mgh，故重力做功相等，小球动能的增量相同，故D正确。故选AD。10、BDE【解析】

A．根据晶体的性质可知，单晶体的在某些物理性质上具有各向异性的，而多晶体和非晶体是各向同性的，A错误；B．热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物，即涉及热现象的宏观过程都具有方向性，B正确；C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子无规则碰撞引起的，C错误；D．水的饱和汽压与水面的大气压强无关，只与水的温度有关，随温度降低而减小，D正确；E．由于液体表面存在张力，液体表面像一张橡皮膜，即使水面稍高出杯口，水仍不会流下来，E正确。故选BDE。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、保持不变磁通量的变化量E和Δt的乘积【解析】

（1）[1]为了定量验证感应电动势与时间成反比，我们应该控制磁通量的变化量不变；[2]所以在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变；（2）[3]为了验证与成反比，算出感应电动势和挡光时间的乘积，若该数据基本相等，则验证了与成反比。[4]在直角坐标系中作感应电动势与挡光时间的倒数关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证与成反比。12、0.1后0.240.80【解析】

（1）[1]频率为的交流电，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，所以相邻两计数点之间的时间间隔为。（2）[2]实验时，需先接通电源，后释放纸带。（3）[3]打点计时器打下C点时纸带的速度大小[4]纸带的加速度大小代入数据得四、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、(i)=41.6cm；(ii)274cm【解析】

(i)设玻璃管长度一半压入水后管内气体的压强为，气体程度为，则，由玻意耳定律得=41.6cm(ii)设管内气柱的长度为，压强为，则解得=32c