福建省三明市永安第一中学2022年高考压轴卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（）A．空气柱的压强变大B．空气柱的长度不变C．水银柱b左边液面要上升D．水银柱b的两个水银面的高度差h不变2．在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是（）A．饱和光电流 B．遏止电压C．光电子的最大初动能 D．逸出功3．如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（）A．粒子在三点所受的电场力不相等B．粒子必先过a，再到b，然后到cC．粒子在三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞EkcD．粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜Epb4．如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向，偏角为θ，电源的内阻不能忽略，则下列判断正确的是（）A．小球带负电B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变小C．当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从下向上D．当滑动头停在b处时，电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率5．如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，则下列说法不正确的是（）A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:886．图示为两质点、做匀速圆周运动的向心加速度大小随半径变化的图线，其中表示质点的图线是一条双曲线，表示质点的图线是过原点的一条直线。由图线可知，在半径逐渐增大的过程中（）A．质点的线速度大小保持不变B．质点的线速度大小保持不变C．质点的角速度不断增大D．质点的角速度不断增大二、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．光滑绝缘的水平地面上，一质量m=1.0kg、电荷量q=1.0×10-6C的小球静止在O点，现以O点为坐标原点在水平面内建立直角坐标系xOy，如图所示，从t=0时刻开始，水平面内存在沿x、y方向的匀强电场E1、E2，场强大小均为1.0×107V/m；t=0.1s时，y方向的电场变为-y方向，场强大小不变；t=0.2s时，y方向的电场突然消失，x方向的电场变为-x方向，大小。下列说法正确的是（）A．t=0.3s时，小球速度减为零B．t=0.1s时，小球的位置坐标是（0.05m，0.15m）C．t=0.2s时，小球的位置坐标是（0.1m，0.1m）D．t=0.3s时，小球的位置坐标是（0.3m，0.1m）8．下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的热运动B．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小E.一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行9．下列说法中正确的是__________。A．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变B．对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度相同C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理10．如图所示，正方形ABCD位于竖直平面内，E、F、G、H分别为四条边的中点,且GH连线水平，O为正方形的中心。竖直平面内分布有一匀强电场、电场方向与水平面成45°角。现自O点以初速度水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G点。若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．电场方向一定由O指向DB．粒子从O到G，电势能逐渐减小C．粒子返回至H点时速率也为D．若仅将初速度方向改为竖直向上，粒子一定经过DE间某点三、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）实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。（1）在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，则次级线圈的匝数为________匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，则初级线圈的匝数为________匝。（2）若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt(V)，则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V。12．（12分）某同学利用如图甲所示的实验装置，通过研究纸带上第一个点到某一个点之间的运动来验证机械能守恒定律。通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差，为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中球心正好经过光电门B时，通过与光电门B相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径，重力加速度为g。请回答下列问题：(1)小铁球经过光电门时的瞬时速度v=______（用题中所给字母表示）。(2)如果d、t、h、g满足关系式______，就可验证机械能守恒定律。(3)比较两个方案，改进后的方案相比原方案主要的两个优点是______。A．不需要测出小铁球的质量B．电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0C．消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响D．数据处理大大简化四、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，水平轨道AB和CD分别与水平传送带左侧和右侧理想连接，竖直光滑圆形轨道与CD相切于点E，一轻质弹簧原长，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为的小物块P由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与小物块P接触但不连接。弹簧原长小于光滑轨道AB的长度，轨道靠近B处放置一质量为的小物块Q。传送带长，沿顺时针方向以速率匀速转动，轨道CE长为。物块与传送及轨道CE之间的动摩擦因数均为。现用小物块P将弹簧压缩至长度为，然后释放，P与Q弹性碰撞后立即拿走物块P，Q恰好可以到达与光滑圆形轨道圆心等高的F点，取。（1）求P与Q碰撞后Q的速度；（2）求光滑圆形轨道的半径R。14．（16分）如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场。有一质量为m，电荷量为q，带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y轴负方向成45°角。当粒子第一次进入电场到达P点时速度大小为v0，方向与x轴正方向相同，P点坐标为（4L，L）。求：（1）粒子从O点射入磁场时速度v的大小；（2）磁感应强度B的大小；（3）粒子从O点运动到P点所用的时间。15．（12分）如图甲所示，水平足够长的平行金属导轨MN、PQ间距L＝0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R＝0.8Ω的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量m＝0.01kg、电阻r＝0.4Ω的金属杆cd，整个装置处于磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨平面的外力F沿水平方向拉金属杆cd，使之由静止开始运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图乙所示。求：（1）在t＝4s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；（2）4s内金属杆cd位移的大小；（3）4s末拉力F的瞬时功率。

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．外界大气压不变，被封闭气体压强始终不变，气体做等压变化，温度升高，则气体体积增大，故AB错误；CD．被封闭气体压强始终不变，水银柱b两液面高度差h不变，则液面位置也不会发生变化，故C错误，D正确。故选D。2、A【解析】

A．饱和光电流和光的强度有关，这个实验可以通过控制光的强度来实现饱和光电流相同，A正确；CD．不同的金属其逸出功是不同的，根据光电效应方程：用同种频率的单色光，光子能量相同，光电子的最大初动能Ek不同，CD错误；B．根据遏止电压和最大初动能关系：可知光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B错误。故选A。3、D【解析】

A．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等。选项A错误。B．由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹。选项B错误。CD．带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小。选项C错误，D正确。4、B【解析】

A．根据题图电路可知A板电势高于B板电势，A、B间电场强度方向水平向右。小球受力平衡，故受电场力也水平向右，即小球带正电，所以A项错误；B．当滑动头从a向b滑动时，电阻值减小，路端电压减小，故R1两端的电压减小，极板间电场强度随之减小，小球所受电场力减小，故细线的偏角变小，所以B项正确；C．当极板间电压减小时，极板所带电荷量将减小而放电，又由于A板原来带正电，故放电电流从上向下流过电流表，所以C项错误；D．由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定，所以无法判断电源的输出功率的变化规律，所以D项错误。故选B。5、D【解析】

微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动；由得：，若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：，对反冲核：，由于，根据，解得，反冲核的核电荷数为，它们的速度大小与质量成反比，由于不知道质量关系，无法确定速度大小关系，故A、B、C正确，D错误；6、A【解析】

A．由向心加速度可知若与成反比，即图线是双曲线，则线速度大小保持不变，选项A正确；C．由角速度，线速度不变，则的角速度与半径成反比，选项C错误；BD．根据，若与成正比，即图线是过原点的直线，则角速度保持不变，即质点的角速度保持不变，而线速度，可见的线速度与半径成正比，选项BD错误。故选A。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】

从t=0时刻开始，水平面内存在沿+x、+y方向的匀强电场E1、E2，场强大小均为，则由牛顿第二定律可知小球沿+x、+y方向的加速度的大小均为经过1s，t=0.1s时，小球沿+x、+y方向的速度大小均为小球沿+x、+y方向的位移大小均为在第2个0.1s内，小球沿x方向移动的距离沿y方向移动的距离沿y方向移动的速度t=0.2s时，y方向的电场突然消失，x方向的电场变为-x方向，则在第3个0.1s内小球沿+x方向做匀减速直线运动，由可知，在第3个0.1s内，小球沿+x方向移动的距离t=0.3s时，小球的速度微综上分析可知，AD正确，BC错误。故选AD。8、BDE【解析】

A．布朗运动是固体小微粒的运动，不是分子的运动，A错误；B．温度升高，平均动能增大，但不是物体内所有分子的动能都增大，B正确；C．根据热力学第二定律，内能可以不全部转化为机械能而不引起其他变化，理想热机的效率也不能达到100%，C错误；D．根据分子势能和分子之间距离关系可知，当分子间距离等于分子间平衡距离时，分子势能最小，D正确；E．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，E正确。故选BDE。9、ACE【解析】

A．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，选项A正确；B．对同一种光学材料，不同颜色的光在该材料中的传播速度不同，选项B错误；C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项C正确；D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D错误；E．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，选项E正确；故选ACE。10、AD【解析】

A．自O点以初速度水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G点，可知粒子沿OG方向做匀减速运动，粒子受到的合外力沿GO方向水平向右，因重力竖直向下，则电场力斜向右上方，即电场方向一定由O指向D，选项A正确；B．粒子从O到G，电场力做负功，则电势能逐渐增加，选项B错误；C．粒子返回至O点时速率为，则到达H点的速度大于v0，选项C错误；D．设正方形边长为2L，粒子速度方向向左时，粒子所受的合外力水平向右，其大小等于mg,加速度为向右的g，因粒子恰能到达G点，则仅将初速度方向改为竖直向上，粒子的加速度水平向右，大小为g，则当粒子水平位移为L时，则：竖直位移则粒子一定经过DE间某点，选项D正确；故选AD。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、200400110【解析】

(1)[1][2]．由理想变压器的电压与匝数关系可知次级线圈的匝数为匝初级线圈的匝数匝(2)[3]．因交流电压表的示数为电压有效值该变压器初级、次级线圈的匝数比为2：1，由可知与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为110V.12、BC【解析】

(1)[1]用平均速度代替小铁球经过光电门时的瞬时速度，即(2)[2]若小铁球机械能守恒，则有可得(3)[3]比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点：一是消除了纸带与打点计时器之间的摩擦力影响；二是电磁铁控制小铁球，更易保证小铁球的初速度为0，故BC正确，AD错误。故选BC。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）4m/s（2）1m【解析】

（1）将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为的小物块P由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为，则此时弹簧具有的弹性势能为弹簧水平放置时，小物块P将弹簧压缩至长度为，然后释放，可知此时弹簧具有的弹性势能仍为EP=18J，则物体P脱离弹簧后的速度满足解得v0=6m/s物块P与Q碰撞满足动量守恒的能量守恒，则：解得v1=4m/s（2）物块滑上传送带上时的加速度加速到共速时的距离为可知物块Q将以6m/s的速度滑离传送带，即到达C点的速度vC=6m/s则由C点到F点由动能定理：解