河北省衡水市中学2022年高三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，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（）A．θ=120°B．θ＞120°C．θ＜120°D．不论θ为何值，AO总是先断2．一匀强电场的方向竖直向下t=0时刻，一带正电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图像是A． B． C． D．3．如图所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计G中没有电流通过，可能的原因是（）A．入射光强度较弱 B．光照射时间太短C．入射光的频率较小 D．光电管上金属对应的极限频率较小4．如图甲所示为历史上著名的襄阳炮，因在公元1267-1273年的宋元襄阳之战中使用而得名，其实质就是一种大型抛石机。它采用杠杆式原理，由一根横杆和支架构成，横杆的一端固定重物，另一端放置石袋，发射时用绞车将放置石袋的一端用力往下拽，而后突然松开，因为重物的牵缀，长臂会猛然翘起，石袋里的巨石就被抛出。将其工作原理简化为图乙所示，横杆的质量不计，将一质量m=10kg，可视为质点的石块，装在横杆长臂与转轴O点相距L=5m的末端口袋中，在转轴短臂右端固定一重物M，发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点，静止时长臂与水平面的夹角α=37°，解除外力后石块被发射，当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上，石块落地位置与O点的水平距离s=20m，空气阻力不计，g取10m/s2。则（）A．石块水平抛出时的初速度为l0m/sB．石块水平抛出时的初速度为20m/sC．从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2050JD．从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2500J5．如图所示，abcd为边长为L的正方形，在四分之一圆abd区域内有垂直正方形平面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点沿ba方向射入磁场，结果粒子恰好能通过c点，不计粒子的重力，则粒子的速度大小为A． B． C． D．6．下列关于衰变与核反应的说法正确的是（）A．衰变为，经过3次衰变，2次β衰变B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．核聚变反应方程中，X表示质子D．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为二、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．如图所示，用小灯泡模仿光控电路，AY之间为斯密特触发器，RG为光敏电阻，R1为可变电阻；J为继电器的线圈，Ja为它的常开触点。下列说法正确的是()A．天色变暗时，A端输入高电平，继电器吸引Ja，路灯点亮B．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调大些C．要想在天色更暗时路灯才会点亮，应把R1的阻值调小些D．二极管的作用是继电器释放Ja时提供自感电流的通路，防止损坏集成电路8．如图所示，在水平面上放置间距为L的平行金属导轨MN、PQ，导轨处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间的变化规律为B＝kt（k为常数，k>0）。M、N间接一阻值为R的电阻，质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，与导轨接触良好，其接入轨道间的电阻为R，与轨道间的动摩擦因数为μ，Pb＝Ma＝L（不计导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g），从t＝0到ab杆刚要运动的这段时间内（）A．通过电阻R的电流方向为M→PB．回路的感应电流I＝C．通过电阻R的电量q＝D．ab杆产生的热功率P＝9．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与轴重合，在R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与轴夹角为。则红蜡块R的（）A．分位移的平方与成正比 B．分位移的平方与成反比C．与时间成正比 D．合速度的大小与时间成正比10．如图所示，A、B两带电小球的质量均为m，电荷量的大小均为Q（未知）。小球A系在长为L的绝缘轻绳下端，小球B固定于悬挂点的正下方，平衡时，小球A、B位于同一高度，轻绳与竖直方向成角。已知重力加速度为g，静电力常量为k，则以下说法正确的是（）A．小球A、B带异种电荷B．小球A所受静电力大小为C．小球A、B所带电荷量D．若小球A的电荷量缓慢减小，则小球A的重力势能减小，电势能增大三、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）某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材有一个电流表、一个电阻箱R、一个1Ω的定值电阻R0，一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示：实验次数12345R（Ω）4.010.016.022.028.0I（A）1.000.500.340.250.20(1)该同学为了用作图法来确定电池的电动势和内电阻，若将R作为直角坐标系的纵坐标，则应取____________作为横坐标。(2)利用实验数据在给出的直角坐标系上画出正确的图象__________________。(3)由图象可知，该电池的电动势E=_________V，内电阻r=_________Ω。12．（12分）某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数，让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，纸带连在滑块上，打出的纸带如图所示，图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点，打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，测得相邻计数点间距离标在图中，重力加速度g取10m/s2。(1)滑块与纸带的_______端相连；（填“左”或“右”）(2)滑块与木板间的动摩擦因数为____________。（结果保留三位有效数字）(3)各步操作均正确的情况下，考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦，会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比会__________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）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）现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中顶部A为矩形形状，高CM=L，边长CD＝d，底部B为等边三角形。现让一束单色光线从B部分MH边的中点O1表面处沿竖直方向射入，光线进入B后发现折射光线恰好与B部分的HM'平行且经过MM'，最后从A部分的CD边上某点O处射出，光在真空中的传播速度为c。求：（i）光在工艺品中传播的速度；（ii）光在工艺品中传播的时间。14．（16分）如图所示，水平光滑的桌面上有一质量M=4kg的长木板静止在光滑水平面上，质量m=1kg的小滑块置于长木板左端，小滑块可视为质点。长木板右侧与固定竖直挡板间的距离L=10m，小滑块以v0=10m/s的速度向右滑上长木板，经过一段时间后，长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2，长木板足够长，小滑块始终未脱离长木板。求：(1)经过多长时间，长木板与竖直挡板相碰？(2)长木板与竖直挡板碰撞后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。15．（12分）如图所示的xOy平面直角坐标系内，在x≤a的区域内，存在着垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，位于坐标原点O的粒子源在xOy平面内沿各个方向发射速率相同的同种带正电的粒子．已知沿y轴正方向发射的粒子经时间t0恰好从磁场的右边界P(a，a)射出磁场．不计粒子的重力与相互作用力，求：(1)粒子的比荷；(2)磁场右边界有粒子射出区域的长度。

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、C【解析】

以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图．根据对称性可知，BO绳与CO绳拉力大小相等．由平衡条件得：FAO=2FBOcos，当钢梁足够重时，AO绳先断，说明FAO＞FBO，则得到2FBOcos＞FBO，解得：θ＜120°，故C正确，ABD错误。2、D【解析】

本题考查带电粒子在电场中的运动问题。【详解】ABCD.粒子带正电，运动轨迹如图所示，水平方向，粒子不受力，vx=v0，沿电场方向：则加速度经时间t，粒子沿电场方向的速度电场力做功的功率故D正确ABC错误。故选D。3、C【解析】

由、和光电效应的产生条件可知，能不能产生光电效应现象和光照强度、光照时间无关，和入射光的频率及光电管上金属对应的极限频率有关，综合分析可知，选项C项正确，ABD错误。故选C。4、C【解析】

AB．石块被抛出后做平抛运动，竖直高度为可得水平方向匀速直线运动可得平抛的初速度为故AB错误；CD．石块从A点到最高点的过程，由动能定理解得长臂对石块做的功为故C正确，D错误。故选C。5、C【解析】

粒子沿半径方向射入磁场，则出射速度的反向延长线一定经过圆心，由于粒子能经过C点，因此粒子出磁场时一定沿ac方向，轨迹如图：由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为根据牛顿第二定律得：解得：，故C正确。故选：C。6、A【解析】

A．设发生n次衰变，m次β衰变，根据电荷数和质量数守恒，则有解得n=3，m=2，故A正确；B．衰变所释放的电子是原子核内一个中子转变成一个质子和一个电子，故B错误；C．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，聚变反应方程中，X的质量数为电荷数为可知X表示中子，故C错误；D．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，不是中子，核反应方程为故D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、ABD【解析】

A、天色变暗时，光敏电阻较大，则RG两端的电势差较大，所以A端的电势较高，继电器工作吸引常开触点Ja，路灯点亮，故A正确；BC、当A端电势较高时，路灯会亮，天色更暗时光敏电阻的阻值更大，则RG两端的电势差更大，A端的电势更高；要想在天色更暗时路灯才会点亮，必须使光敏电阻分担的电压应降低，根据串联分压可知应把R1的阻值调大些，故B正确，C错误；D、天色变亮时，A端输入低电平，继电器不工作释放常开触点Ja，继电器的线圈会产生自感电电动势，二极管与继电器的线圈串联构成闭合电路，防止损坏集成电路，故D正确；故选BCD。8、AC【解析】

A．由楞次定律可知，通过电阻R的电流方向为M→P，故A正确；B．产生的感应电动势为E＝S＝kL2根据欧姆定律可得电流为故B错误；C．杆刚要运动时μmg－ktIL＝0又因q＝It，联立可得故C正确；D．根据功率公式故D错误。故选AC。9、AC【解析】

AB．由题意可知，y轴方向y=v0t而x轴方向x=at2联立可得故A正确，B错误；C．设合速度的方向与y轴夹角为α，则有故C正确；

D．x轴方向vx=at那么合速度的大小则v的大小与时间t不成正比，故D错误；

故选AC。10、BD【解析】

AB．带电的小球A处于平衡状态，A受到库仑力F、重力mg以及绳子的拉力T的作用，其合力为零，则有解得由图可知，AB间库仑力为排斥力，即AB为同种电荷，故A错误，B正确；C．根据库仑定律有，而解得故C错误；D．若小球A的电荷量缓慢减小，AB间的库仑力减小，小球A下摆，则小球A的重力势能减小，库仑力做负功，电势能增大，故D正确。故选BD。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、I-1/A-16.0（5.8~6.2）1.0（0.8.~1.2）【解析】

(1)[1]根据闭合电路欧姆定律，有公式变形，得到所以若将R作为直角坐标系的纵坐标，则应取作为横坐标；(2)[2]运用描点法作出图象：

(3)[3][4]对比一次函数y=kx+b，R相当于y，E相当于k，相当于x，（-r-R0）相当于b；故E=k-r-R0=b解得：E=kr=-b-R0所以由图象可知，该电池的电动势E=6.0V，内电阻r=1.0Ω。12、右0.237偏大【解析】

（1）[1]滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行，所以滑块与纸带的速度较大的一端相连，所以滑块与纸带的右端相连。（2）[2]根据逐差法求得加速度为由牛顿第二定律得解得。（3）[3]由于其他阻力的存在，导致摩擦力变大，测量的动摩擦因数与真实值相比偏大。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）；（ii）【解析】

（i）光路图如图所示。根据题图知，光进入介质B的入射角为α=60°，折射角为β=30°则工艺品的折射率为在介质中的光速：（ii）