福建省南平市2022年高三下学期联合考试物理试题含解析

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、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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．如图所示，两个内壁光滑的圆形管道竖直固定，左侧管道的半径大于右侧管道半径。两个相同小球A、B分别位于左、右管道上的最高点，两球的半径都略小于管道横截面的半径。由于微小的扰动，两个小球由静止开始自由滑下，当它们通过各自管道最低点时，下列说法正确的是（）A．A球的速率等于B球的速率B．A球的动能等于B球的动能C．A球的角速度大于B球的角速度D．A球、B球对轨道的压力大小相等2．我国计划于2020年发射火星探测器，如图是探测器到达火星后的变轨示意图，探测器在轨道Ⅰ上的运行速度为，在轨道Ⅱ上P点的运行速度为v2，Q点的运行速度为，在轨道Ⅲ上P点的运行速度为v4，R点的运行速度为v5，则下列关系正确的是A． B．C． D．3．如图所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上．弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行．若物块在斜面上做简谐运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象是图中的A． B．C． D．4．某跳水运动员在3m长的踏板上起跳，踏板和运动员要经历如图所示的几个位置，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时的平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，已知板形变越大时板对人的弹力也越大，在人由C到B的过程中（）A．人向上做加速度大小减小的加速运动 B．人向上做加速度大小增大的加速运动C．人向上做加速度大小减小的减速运动 D．人向上做加速度大小增大的减速运动5．如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O．人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是（）A．OA绳中的拉力先减小后增大B．OB绳中的拉力不变C．人对地面的压力逐渐减小D．地面给人的摩擦力逐渐增大6．如图所示，D是一只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电流只能从a流向b，A、B为间距很小且正对的平行金属板，现有一带电粒子（不计重力），从B板的边缘沿平行B板的方向射入极板中，刚好落到A板正中央，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，表示粒子电势能的减少量，若保持极板B不动，粒子射入板间的初速度不变，仅将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是A．E变小B．U变大C．不变D．若极板间距加倍，粒子刚好落到A板边缘二、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．图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.2s时的波形图，质点P、Q的平衡位置分别位于x=2m和x=4m处。图乙为介质中某一质点的振动图像，则（）A．该简谐横波的传播速度为10m/sB．乙图可能是质点Q的振动图像C．t=0时质点P的速度沿y轴负方向D．t=0.25s时，质点P的位移为1cmE.t=0.1s时，质点P的加速度与质点Q的加速度相同8．如图所示，一列简谐横波正沿x轴传播，实线是t=0时的波形图，虚线为t=0.1s时的波形图，则以下说法正确的是（）A．若波速为50m/s，则该波沿x轴正方向传播B．若波速为50m/s，则x=4m处的质点在t=0.1s时振动速度方向沿y轴负方向C．若波速为30m/s，则x=5m处的质点在0时刻起0.8s内通过的路程为1.2mD．若波速为110m/s，则能与该波发生干涉的波的频率为13.75Hz9．大量天文观测表明宇宙中的恒星（其实是银河系中的恒星）超过70%是以双星形式存在的。如图所示为某星系中由两颗恒星A。B组成的双星系统，两恒星环绕连线上的O点（未画出）做匀速圆周运动，观测到它们球心间的距离为L，转动的周期为T，已知引力常量为G，根据观测结果可以确定的物理量是（）A．两恒星的线速度之和B．两恒星的线速度之比C．两恒星的质量之比D．两恒星的质量之和10．如图所示，相距、长为的两平行金属板正对放置，其间有正交的匀强电场（竖直向上）和匀强磁场（垂直纸面向外），一带正电的离子以初速度从两金属板中间（到极板的距离为）沿垂直于电场和磁场的方向射入，恰好在极板间沿直线运动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，离子的质量为，所带电荷量为，不计离子重力，则下列说法正确的是（）A．两极板的电势差为B．若撤去磁场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为C．若撤去电场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为D．若撤去电场，离子恰好从极板右端离开三、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）小明同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，轻绳两端跨过转轴光滑的轻滑轮系着质量均为M的重物A和B，将质量为m的小砝码C挂在在物体B上，B下方距离为h处固定一个光电门，物块B装有一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为d，将系统静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间△t。改变高度差h，重复实验，采集多组h和△t的数据。(1)若某次记录的挡光时间为△t1，则挡光片到达光电门处时B的速度大小为__。(2)小明设想，为了确定△t与h的关系，可以分别对△t与h取对数，并以lg△t为纵轴，以lgh为横轴建立坐标系，得到的lg△t﹣lgh图线为一直线，该直线的斜率为__。(3)若lg△t﹣lgh图线与纵轴交点坐标为c，若机械能守恒，可以得到该地重力加速度g=__。12．（12分）用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。(1)下列实验条件必须满足的有_____________。A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道要尽量光滑些C．斜槽轨道末端必须保持水平D．本实验必需的器材还有刻度尺和停表(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_____________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时_____________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。(3)伽利略曾硏究过平抛运动，他推断∶从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，只要下落高度相同，在空中飞行的时间都一样。这实际上是因为平抛物体_____________。A．在水平方向上做匀速直线运动B．在竖直方向上做自由落体运动C．在下落过程中机械能守恒四、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，在竖直圆柱形绝热气缸内，可移动的绝热活塞a、b密封了质量相同的A、B两部分同种气体，且处于平衡状态。已知活塞a、b的横截面积之比Sa:S①求A、B两部分气体的热力学温度TA②若对B部分气体缓慢加热，同时在活塞a上逐渐增加细砂使活塞b的位置不变，当B部分气体的温度为65TB时，活塞a、b间的距离h'A与hA之比为k:1，求此时14．（16分）如图甲，匀强电场的电场强度为E，电场中沿电场线方向上两点A和B距离为d。（1）一个点电荷+q从A点移动到B点，请你用功的定义、电场力做功与电势差的关系证明；（2）若以B处为零势能位置，计算负点电荷-q，在A处具有的电势能EpA；（3）某一带正电的点电荷周围的电场线如图乙所示，其中一条电场线上的三点M、N、P，N是MP的中点。请你判断M、N两点间电势差UMN与N、P两点间电势差UNP是否相等，并阐述你的理由。15．（12分）如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为。（1）求桅杆到P点的水平距离；（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

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】

AB．对于任意一球，根据机械能守恒得解得由于左侧管道的半径大于右侧管道半径，所以A球的速率大于B球的速率，A球的动能大于B球的动能，故A、B错误；C．根据可得则有即A球的角速度小于B球的角速度，故C错误；D．在最低点，根据牛顿第二定律可得解得根据牛顿第三定律可得A球、B球对轨道的压力大小相等，故D正确；故选D。2、C【解析】

A．在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，选项A错误；B．在轨道Ⅰ上的速度大于经过Q点的圆轨道上的速度，即大于轨道Ⅱ上Q点的速度，选项B错误；C．探测器在轨道Ⅰ上运行，若经过P点时瞬时加速，就变成椭圆轨道，而且在P点加速时获得的速度越大，椭圆轨道的远火星点就越远，轨道Ⅲ的远火星点R比轨道Ⅱ上的远火星点Q更远，因此，选项C正确；D．设P点到火星中心的距离为r，Q点到火星中心的距离为r1，R点到火星中心的距离为r2，由开普勒第二定律有：，，，则，选项D错误.故选C.3、C【解析】

设斜面的倾角为θ。物块在光滑的斜面上做简谐运动，对斜面的压力N1等于物块重力垂直于斜面的分力，即N1=mgcosθ以斜面体为研究对象，做出力图如图所示，地面对斜面体的摩擦力f=N1sinθ=mgsinθcosθ因为m，θ不变，所以f不随时间变化，故C正确，ABD错误。故选C。4、A【解析】

人由C到B的过程中，重力不变，弹力一直减小，弹力大于重力，向上做加速运动，合力逐渐减小，加速度逐渐减小，所以人向上做加速度大小减小的加速运动，故A正确，BCD错误。故选A。5、D【解析】解：将重物的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大；OA拉力变大，则绳子拉力水平方向分力变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变；故选D．【点评】本题考查了动态平衡问题，用图解法比较直观，还可以用函数法．6、B【解析】

由可知d增大，电容器要放电，但二极管使电容器无法放电，Q不变，U增大，B正确；又可得，E不变，A错误；粒子电势能减少量，，所以增大，C错误；对类平抛运动，得，第一次落在位置，d加倍，第二次落在位置，D错误．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．从甲图中可知，根据图乙可知，故波速为A正确；B．根据走坡法可知图甲中的P点在t=0.2时正向上运动，而Q点在t=0.2s时正向下振动，而图乙中t=0.2s时质点正通过平衡位置向下振动，所以乙图可能是质点Q的振动图像，B正确；C．因为周期为0.4s，故在t=0时，即将甲图中的波形向前推半个周期，P点正向下振动，C正确；D．根据题意可知0.1s为四分之一周期，质点P在0.2s~0.3s内的位移为2cm，0.25s为过程中的中间时刻，质点从平衡位置到波峰过程中做减速运动，所以前一半时间内的位移大于后一半时间内的位移，即0.25s时的位移大于1cm，D错误；E．P点和Q点相距半个波长，两点为反相点，振动步调总是相反，在任意时刻两点的加速度方向总是相反，E错误。故选ABC。8、BCD【解析】

A．由图可得，该波的波长为8m；若波向右传播，则满足3+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=30+80k若波向左传播，则满足5+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=50+80k当k=0时v=50m/s，则则该波沿x轴负方向传播，故A错误；B．若波向左传播，x=4m处的质点在t=0.1s时振动速度方向沿y轴负方向，故B正确；C．若v=30m/s，则则0.8s=3T，即经过3个周期，所以x=5m处的质点在0时刻起0.8s内通过的路程为1.2m，故C正确；D．若波速为110m/s，则发生干涉，频率相等，故D正确。故选BCD。【点睛】根据两个时刻的波形，分析时间与周期的关系或波传播距离与波长的关系是关键，要抓住波的周期性得到周期或波传播速度的通项，从而得到周期或波速的特殊值．9、AD【解析】

AB．设两恒星的轨道半径分别为、，双星系统有相同的周期，则有联立可得故无法确定两恒星的线速度之比，而两恒星的线速度之和可以确定，选项A正确，选项B错误；CD．又联立解得故可以确定两恒星的质量之和，但无法确定两恒星的质量之比，选项D正确，C错误。故选AD。10、BC【解析】

A．因为离子恰好在极板间沿直线运动，所以离子在极板间受到的电场力与受到的洛伦兹力大小相等，则：，解得：，故A错误；B．若撤去磁场，离子在电场中做类平抛运动，则:，y=，解得:，故B正确；CD．若撤去电场，离子在磁场中做圆周运动，则半径为，可得:，由几何关系知：，可得：；故C正确，D错误。故选BC。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、【解析】

(1)[1]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，挡光片到达光电门处的速度大小为：(2)[2]系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，有：即：整理可得：若图线为一直线，则该图线的斜率为(3)[3]根据得：则有：所以有：可知纵轴截为：解得：12、AC球心需要B【解析】

(1)[1]．ABC．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的。同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点；故B错误，AC正确；

D．本实验必需的器材还有刻度尺，但不需要停表，选项