河北省衡水2021-2022学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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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．某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是A．粒子一定带负电B．粒子在x1处受到的电场力最大C．粒子从原点运动到x1过程中，电势能增大D．粒子能够运动到x2处2．下列说法正确的是（）A．“康普顿效应”说明光具有能量，“光电效应”说明光具有动量B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率是恒定的，且与入射光的强度无关D．中子与质子结合成氘核时，需要吸收能量3．如图所示，为某静电除尘装置的原理图，废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区、图中虚线是某一带负电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点，不考虑尘埃在迁移过程中的相作用和电荷量变化，则以下说法正确的是A．A点电势高于B点电势B．尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度C．尘埃在迁移过程中做匀变速运动D．尘埃在迁移过程中电势能始终在增大4．如图所示，A、B、C是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h1、h2、h3，将三个相同的小球分别从A、B、C三点以相同的速度v0水平抛出，最终都能到达A的下一级台阶的端点P处，不计空气阻力。关于从A、B、C三点抛出的小球，下列说法正确的是（）A．在空中运动时间之比为tA∶tB∶tC=1∶3∶5B．竖直高度之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3C．在空中运动过程中，动量变化率之比为=1∶1∶1D．到达P点时，重力做功的功率之比PA：PB：PC=1：4：95．已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式：，其中r0是该点到通电直导线的距离，I为电流强度，μ0为比例系数（单位为N/A2）．试推断，一个半径为R的圆环，当通过的电流为I时，其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为（）A． B．C． D．6．如图所示，在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点，另一端从墙壁上的B点先沿着墙壁缓慢移到C点，后由C点缓慢移到D点，不计一切摩擦，且墙壁BC段竖直，CD段水平，在此过程中关于轻绳的拉力F的变化情况，下列说法正确的是（）A．F一直减小 B．F一直增小C．F先增大后减小 D．F先不变后增大二、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．下列有关光学现象的说法正确的是________。A．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射B．光从光密介质射人光疏介质，其频率不变，传播速度变小C．光的干涉，衍射现象证明了光具有波动性D．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小E.频率相同、相位差恒定的两列波相遇后能产生稳定的干涉条纹8．两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为2.50Hz，图示时刻平衡位置x＝3m处的质点正在向上振动。则下列说法正确的是（）A．实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播B．两列波在相遇区域发生干涉现象C．两列波的波速均为25m/sD．从图示时刻起再过0.025s，平衡位置x＝1.875m处的质点将位于y＝30cm处9．下列说法正确的是（）A．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的引力和斥力都减小B．根据恒量，可知液体的饱和汽压与温度和体积有关C．液晶具有液体的流动性，同时其光学性质具有晶体的各向异性特征D．在不考虑分子势能的情况下，1mol温度相同的氢气和氧气内能相同E.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部10．下列说法正确的是（）A．固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的B．液态物质浸润某固态物质时，附着层中分子间的相互作用表现为斥力C．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，当它的体积减小时，在单位时间内、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增大D．理想气体实验定律对饱和汽也适用E.有的物质在物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高三、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）某同学用如图甲所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数。打点计时器固定在木板上端，滑块拖着穿过打点计时器限位孔的纸带从木板上滑下。图乙是打出的一段纸带。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为，选取至的7个点为计数点，且各计数点间均有4个点没有画出，测得各点到点的距离依次是。由此可知滑块下滑的加速度________（结果保留三位有效数字）。（2）为了测量动摩擦因数，还应测量的物理量有_____________。A．木板的长度B．木板的末端被垫起的高度C．木板的质量D．滑块的质量E.滑块运动的时间（3）滑块与木板间的动摩擦因数______（用题中各物理量的字母代号及重力加速度表示）。由于该测量装置存在系统误差測量的动摩擦因数会____________（填“偏大”或“偏小”）。12．（12分）某实验小组利用如图所示的装置验证“碰撞过程中的动量守恒”和探究“碰撞过程中的动能是否守恒”。水平的气垫导轨上有两滑块A、B，滑块A上有宽度为d的遮光板；滑块B上固定一支架，支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管，金属管右侧用金属板封闭，管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出，测得滑块A第一次经过光电门的时间为t1，后与静止的滑块B相碰，碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t2，滑块B与左侧挡板刚接触时，立即被安装的锁止装置锁止，同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O点(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M1、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M2、小球的质量m，重力加速度为g。请回答以下问题：（1）除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________。（2）小球离开金属管口时的速度大小为________(用题中已知和(1)问中物理量符号表示)。（3）要验证碰撞过程中的动量守恒，本实验需要验证的表达式为________。（4）要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒，需要比较表达式________与表达式________在误差允许范围内是否相等。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，质量为kg、足够长的长木板放在水平面上，其上表面水平，质量为kg的物块放在长木板上距板右端处，质量为的物块放在长木板上左端，地面上离板的右端处固定一竖直挡板。开始、长木板处于静止状态，现用一水平拉力作用在物块上，使物块相对于长木板滑动，当长木板刚要与挡板相碰时，物块刚好脱离木板，长木板与挡板碰撞后以与碰撞前大小相同的速度返回。已知两物块与长木板间的动摩擦因数均为，长木板与地面间的动摩擦因数为，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计物块大小，求：（1）拉力的大小；（2）物块滑离长木板后，长木板运动多长时间才会停下来。14．（16分）力是改变物体运动状态的原因，力能产生加速度。力在空间上的积累使物体动能发生变化；力在时间上的积累使物体动量发生变化。如图所示，质量为m的物块，在水平合外力F的作用下做匀变速直线运动，速度由变化到时，经历的时间为t，发生的位移为x。(1)请根据牛顿第二定律和相关规律，推导动能定理；(2)请根据牛顿第二定律和相关规律，推导动量定理。15．（12分）了测量所采集的某种植物种子的密度，一位同学进行了如下实验：①取适量的种子，用天平测出其质量，然后将几粒种子装入注射器内；②将注射器和压强传感器相连，然后缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V，压强传感器自动记录此时气体的压强p；③重复上述步骤，分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p；④根据记录的数据，作出﹣V图线，并推算出种子的密度。（1）根据图线，可求得种子的总体积约为_____ml（即cm3）。（2）如果测得这些种子的质量为7.86×10﹣3kg，则种子的密度为_____kg/m3。（3）如果在上述实验过程中，由于操作不规范，使注射器内气体的温度升高，其错误的操作可能是_____、_____。这样操作会造成所测种子的密度值_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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、A【解析】

由题中“一带电粒子在坐标原点O处由静止释放”可知本题考查带电粒子在非匀强电场中的运动，根据图像和电势变化可分析本题。【详解】A．由于从坐标原点沿x轴正方向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右，由于带电粒子在坐标原点静止释放，沿x轴正方向运动，由此可知粒子带负电，故A正确；B．由图可知，图像斜率即为电场强度，在x1处斜率为零，因此电场强度最小，电场力也最小，故B错误；C．从开始运动到x1处，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为零，不能到达x2处，故D错误。2、C【解析】

A．“康普顿效应”说明光具有动量，“光电效应”说明光具有能量，故A错误；B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是核裂变方程，故B错误；C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率只和金属本身有关，是恒定的，与入射光的强度无关。故C正确；D．中子与质子结合成氘核时，核聚变放出能量，故D错误。故选C。3、B【解析】沿电场线方向电势降低，由图可知，B点的电势高于A点电势，故A错误；由图可知，A点电场线比B点密集，因此A点的场强大于B点场强，故A点的电场力大于B点的电场力，则A点的加速度大于B点的加速度，故B正确；放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的．故粒子不可能做匀变速运动，故C错误；由图可知，开始速度方向与电场力方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大；后来变为锐角，电场力做正功，电势能减小；对于全过程而言，根据电势的变化可知，电势能减小，故D错误．故选B．点睛：本题考查考查分析实际问题工作原理的能力，解题时要明确电场线的分布规律，并且能抓住尘埃的运动方向与电场力方向的关系是解题突破口．4、C【解析】

A．根据水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1:2:3，所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3，A错误。B．根据，竖直高度之比为，B错误。C．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C正确。D．到达P点时，由知，竖直方向速度之比为1:2:3，重力做功的功率所以重力做功的功率之比为故D错误。故选C。5、C【解析】根据，,μ0单位为：T•m/A；A、等式右边单位：，左边单位为T，不同，故A错误；B、等式右边单位：，左边单位为T，不同，故B错误；C、等式右边单位：，左边单位为T，相同，故C正确；D、等式右边单位，左边单位为T，相同，但当r0=0时B=0，显然不合实际，故D错误；故选C.【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断，即先根据单位判断，再结合r0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.6、D【解析】

当轻绳另一端在C点时，设轻绳左右两侧间的夹角为2θ以滑轮为研究对象，分析受力情况，受力分析图如图所示∶根据平衡条件得2Fcosθ=mg得到轻绳的拉力F=轻绳另一端从B点沿墙壁缓慢移到D点，由几何知识可知，θ先不变后增大，cosθ先不变后减小，轻绳的拉力F先不变后增大，D项正确，ABC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、ACE【解析】

A．发生全发射的条件是，光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，故A正确；B．光从光密介质射到光疏介质，频率不变，根据可知，折射率减小，所以速度增大，故B错误；C．光的衍射和干涉是波独有的现象，所以可以说明光具有波动性，故C正确；D．红光的波长大于紫光，根据条纹间距公式可知红光的条纹间距大于紫光，故D错误；E．两列波发生稳定的干涉现象的条件是频率相同，相位差恒定，故E正确。故选ACE。8、AD【解析】

A．图示时刻平衡位置x=3m处的质点正在向上振动，根据波动规律可知，实线波沿x轴正方向传播，则虚线波沿x轴负方向传播，故A正确；B．介质决定波速，两列波传播速度大小相同，由图可知，实线波的波长λ1=6m，虚线波的波长λ2=9m，由v=λf可知，实线波和虚线波的频率之比为f1：f2=λ2：λ1=3：2由于f1不等于f2，故两列波在相遇区域不会发生稳定的干涉现象，故B错误；C．实线波的频率为2.50Hz，波长λ1=6m，则波速故C错误；D．实线波波峰传到平衡位置x＝1.875m处的质点所用时间为虚线波波峰传到平衡位置x＝1.875m处的质点所用时间为说明从图示时刻起再过0.025s，平衡位置x＝1.875m处的质点处于波峰位置，由波的叠加可知，平衡位置x＝1.875m处的质点将位于y＝30cm，故D正确。故选AD。9、ACD【解析】

A.分子间的引力和斥力都随距离增大而减小，故A正确；B.液体的饱和气压和温度、外界压强有关，故B错误；C.液晶是一种特殊晶体，其具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性特征，故C正确；D.在不考虑分子势能的情况下，1mol温度相同的氢气和氧气分子数相同，分子的平均动能也相同，故内能相同，故D正确；E.液体的表面张力与液面相切，故E错误；故选ACD。10、BCE【解析】

A．无论固体、液体和气体，分子都在做永不停息的无规则运动，故A错误；B．液体浸润某固体时，附着层内分子分布比内部密集，分子力表现为斥力，液面沿固体扩展，故B正确；C．温度不变，分子平均动能不变，分子平均速率不变。体积减小时，单位体积内分子个数增大，压强增大，故C正确；D．对于饱和汽，只要稍微降低温度就会变成液体，体积大大减小；只要稍微增大压强也会变成液体，体积大大减小，所以饱和汽不遵循气体实验定律，故D错误；E．晶体有固定熔点，熔化时吸收热量，温度不变，故E正确。故选BCE。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、0.480AB偏大【解析】

（1）[1]打点计时器使用的交流电频率为50Hz，可知打点周期为0.02s，由于各计数点之间均有4个点没有画出，故相邻两个计数点之间的时间间隔为s=0.10s。根据各点到点的距离可以计算出相邻计数点之间的距离，利用逐差法可得滑块下滑的加速度m/s2（2）[2][3]滑块沿木板下滑，设木板与水平面间的夹角为，由牛顿第二定律有根据几何关系得联立解得，因此为了测量动摩擦因数，应该测量木板的长度和木板末端被垫起的高度，故AB符合题意，CDE不符合题意；故选AB。（3）[4]由（2）问可知，，由于实验没有考虑滑块拖着纸带运动过程中纸带受到的阻力，所以测量的动摩擦因数会偏大。12、小球从离开金属管口到落地的过程中，运动的水平位移s和竖直高度h【解析】

(1)[1]．滑块A与静止的滑块B相碰后，A反向，B和小球一起向左滑动，B被锁止后，小球以碰后B的速度平抛，故利用平抛的运动规律可求出小球离开金属管时的初速度，也即碰后B和小球的共同速度故需要测出小球从离开金属管口到落地的过程中，运动的水平位移s和竖直高度h。(2)[2]．由平抛运动规律可知，平抛的初速度为。(3)[3]．取向左为正方向滑块A、B碰前的总动量为，碰后的总动量为，故需验证的表达式为(4)[4][5]．滑块A、B碰前的总动能为，碰后的总动能为，故要探究功能是否守恒，需要比较和是否相等。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