河南河北山西2021-2022学年高考物理四模试卷含解析

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、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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，带正电的点电荷Q固定，电子仅在库仑力作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。φM、φN和EM、EN分别表示电子在M、N两点的电势和电场强度，则电子从M点逆时针运动到N点（）A．φM＞φN，EM＜EN B．φM＜φN，EM＞ENC．电子的动能减小 D．电场力对电子做了正功2．如图所示，固定在水平地面上的物体A，左侧是圆弧面，右侧是倾角为θ的斜面，一根轻绳跨过物体A顶点上的小滑轮，绳两端分别系有质量为m1、m2的小球，当两球静止时，小球m1与圆心连线跟水平方向的夹角也为θ，不计一切摩擦，则m1、m2之间的关系是（）A．m1＝m2 B． C．m1＝m2tanθ D．m1＝m2cosθ3．如图所示，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面向里。现有一质量为m、电量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成角的方向射人磁场。不计重力影响，则可以确定的物理量是（）A．粒子在磁场中运动的时间 B．粒子运动的半径C．粒子从射入到射出的速度偏转角 D．粒子做圆周运动的周期4．如图，虛线1、2、3是竖直方向匀强电场中间距相等的等势线。将重力不可忽略、带等量异种电荷的小球、同时以相等的速率分别沿1、3等势线抛出，时刻两小球经过等势线2。不计两小球间的相互作用。下列说法正确的是（）A．的质量比的小B．在时刻，的动能比的大C．在时刻，和的电势能相等D．在时刻，和的动量大小相等5．某同学在测量电阻实验时，按图所示连接好实验电路。闭合开关后发现：电流表示数很小、电压表示数接近于电源电压，移动滑动变阻器滑片时两电表示数几乎不变化，电表及其量程的选择均无问题。请你分析造成上述结果的原因可能是（）A．电流表断路B．滑动变阻器滑片接触不良C．开关接触部位由于氧化，使得接触电阻太大D．待测电阻和接线柱接触位置由于氧化，使得接触电阻很大6．如图所示是旅游景区中常见的滑索。研究游客某一小段时间沿钢索下滑，可将钢索简化为一直杆，滑轮简化为套在杆上的环，滑轮与滑索间的摩擦力及游客所受空气阻力不可忽略，滑轮和悬挂绳重力可忽略。游客在某一小段时间匀速下滑，其状态可能是图中的（）A． B． C． 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．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是A．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关C．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象D．在真空中波长越短的电磁波周期越大E.声波从空气传入水中时频率不变，波长改变8．一列横波沿轴传播，某时刻的波形图如图所示，质点的平衡位置与坐标原点相距，此时质点沿轴正方向运动，经过第一次到达最大位移处。由此可知A．这列波沿轴负方向传播B．这列波的波长为C．这列波的传播速度为D．这列波的频率为E.该时刻起内质点走过的路程为9．如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q，在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一带电荷量为＋q的小球以初速度v0从上端管口射入，重力加速度为g，静电力常量为k，则小球（）A．下落过程中加速度始终为gB．受到的库仑力先做正功后做负功C．速度先增大后减小，射出时速度仍为v0D．管壁对小球的弹力最大值为10．如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电并让小球从B点静止释放，则下列说法不正确的是（）A．小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置B．小球从B运动到A的过程中动能一定先增大后减小C．小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O点D．小球不可能再做简谐运动三、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）图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置，光电门A、B固定在气垫导轨上，细线两端分别与钩码和滑块相连，重力加速度为g。(1)实验的主要操作如下：①按图组装好实验器材；②让滑块从气垫导轨上光电门A的右侧某位置由静止释放；③记录遮光条通过光电门A、B所用的时间分别为t1、t2；④改变光电门B的位置，进行多次实验。为完成该实验，还缺少的主要操作是_____；(2)实验中还需要测量的物理量有_____；①滑块的长度D；②遮光条的宽度d；③两个光电门之间的距离L；④滑块（含遮光条）的质量M；⑤钩码的质量m。(3)对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=_______；动能的增加量Ek=_____；（用上述所给的字母表示）(4)实验小组处理采集的多组数据并在坐标系Ep-Ek中描点作图，如图乙所示，若两轴的标度相同，造成该实验结果的原因是_______。12．（12分）如图a所示，某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。（1）若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确，则移动滑片后，得到的U-I图象最可能为___________。A．B．C．D．（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，正确调零操作，移动滑片后，得到如图b所示的U-I图，已知定值电阻R=10Ω，则根据图象可知电源电动势为_________V、内阻为________Ω。（结果保留2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）一固定的倾角为的斜面，斜面长9m，如图所示，斜面上一物体在大小为11N沿斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上加速运动，加速度大小为1m/s2；如果将沿斜面向上的拉力改为1N，物体加速向下运动，加速度大小仍为1m/s2，取重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，求：(1)物体质量m及物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)若将物体从斜面顶端由静止释放，物体运动到斜面底端的时间t。14．（16分）右端开口，左端封闭的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，长为10cm的水银柱封闭了长为30cm的空气柱，尺寸如图甲所示，现用注射器（开始时活塞在底部）缓慢地将水银抽出，如图乙所示．已知注射器管横截面积是玻璃管横截面积的10倍，大气压强为76cmHg，整个过程不漏气且温度不变．求：(1)当水银恰好被抽出时玻璃管内空气的压强（单位用cmHg表示）；(2)注射器管有效长度的最小值（结果保留3位有效数字）．15．（12分）如图所示，半径为R的扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，折射光线平行于OB且恰好射向M（不考虑反射光线，已知光在真空中的传播速度为c）。①求从AMB面的出射光线与进入介质的入射光线的偏向角；②光在介质中的传播时间。

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】

考查点电荷场强分布，电场力做功与电势能的变化。【详解】AB．在正电荷形成的电场中，越靠近点电荷的位置场强越大，电势越高，所以EM＜EN，φM＜φN，故AB错误；CD．当电子从M点向N点运动时，库仑力对电子先做正功，后做负功，运动的速度先增加后减小，根据功能关系可知，电子的电势能先减小后增加，电场力所做的总功为正，所以总的电势能减小，动能增大，故C错误，D正确。故选D。2、C【解析】

设绳子对两球的拉力大小为FT，对m2根据平衡条件得FT=m2gsinθ对m1根据平衡条件得FT=m1gcosθ联立解得m1=m2tanθ故选C.3、D【解析】

AC．粒子在磁场中做圆周运动，由于P点位置不确定，粒子从x轴上离开磁场或粒子运动轨迹与y轴相切时，粒子在磁场中转过的圆心角最大，为粒子在磁场中的最长运动时间粒子最小的圆心角为P点与坐标原点重合，最小圆心角粒子在磁场中的最短运动时间粒子在磁场中运动所经历的时间为说明无法确定粒子在磁场中运动的时间和粒子的偏转角，故AC错误；B．粒子在磁场中做圆周运动，由于P点位置不确定，粒子的偏转角不确定，则无法确定粒子的运动半径，故B错误；D．粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则且则得说明可确定粒子做圆周运动的周期，故D正确。故选D。4、B【解析】

A．根据题述可以判断电场方向垂直于题图中等势线，由于两小球同时经过等势线2，所以小球a向下加速运动，小球b向上加速运动，竖直方向上，a的位移大小等于b的位移大小，由可知a的加速度大小等于b的加速度大小，即竖直方向：对小球a，由牛顿第二定律得对小球b，由牛顿第二定律得解以上两式得则故A错误；BD．两小球初速度大小相等，加速度大小相等，时刻两小球合速度大小相等，，根据可知，时刻a的动能比b的动能大，根据可知，时刻a的动量大小大于b的动量大小，故B正确，D错误；C．由于在时刻两小球经过同一等势线，根据可知，此时a和b的电势能不相等，故C错误。故选B。5、D【解析】

AB．电流表断路或者滑动变阻器滑片接触不良，都会造成整个电路是断路情况，即电表示数为零，AB错误；C．开关接触部位由于氧化，使得接触电阻太大，则电路电阻过大，电流很小，流过被测电阻的电流也很小，所以其两端电压很小，不会几乎等于电源电压，C错误；D．待测电阻和接线柱接触位置由于氧化，使得接触电阻很大，相当于当被测电阻太大，远大于和其串联的其他仪器的电阻，所以电路电流很小，其分压接近电源电压，D正确。故选D。6、B【解析】

设索道的倾角为α，若不考虑任何阻力，对滑轮和乘客组成的整体，由牛顿第二定律得（M+m）gsinα=（M+m）a对乘客由于满足Mgsinα=Ma可知绳子与索道垂直。若索道与滑轮之间有摩擦，而乘客不受空气阻力，则当匀速运动时，绳子在竖直方向；若同时考虑滑轮与索道之间的摩擦以及人所受的空气阻力，则绳子应该在垂直于索道与竖直方向之间，则选项B正确，ACD错误；故选B。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．电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，故A正确；B．电磁波在真空中传播速度不变，与频率无关，故B错误；C．衍射是一切波都具有的现象，电磁波是横波，只要是横波就能发生偏振现象，故C正确；D．，周期与波长成正比，故D错误；E．声波从空气传入水中时频率不变，因为波速变大，由，可知波长边长，故E正确。故选：ACE。8、BCE【解析】

A．题图中质点正由平衡位置向正向最大位移处运动，根据“上下坡法”可知，波沿轴正方向传播，故A错误；B．由波形图可知解得故B正确；CD．由题知，质点经第一次到达最大位移处，则有解得故频率根据故C正确，D错误；E．因故质点走过的路程为，故E正确。故选BCE。9、AD【解析】

A．电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程，因库仑力与速度方向垂直，竖直方向只受重力作用，加速度始终为g，故A正确；B．小球有下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功，故B错误；C．电场力不做功，只有重力做功；根据动能定理，速度不断增加，故C错误；D．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为：E=根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为+q的小球受到最大库仑力为，结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为，故D正确；故选AD.点睛：对于等量异种电荷，根据矢量的合成法则，中垂线的中点的电场强度最大，在无穷远的电场强度为零；点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程，电场力不做功；中点处的电场强度最大，则库仑力也最大，弹力也是最大，从而即可求解．10、ABD【解析】

A.当弹簧弹力等于电场力时为平衡位置，此时弹簧被压缩，平衡位置不再是O点，选项A错误；CD.由于电场力是恒力，不随弹簧的长度发生变化。而弹簧的弹力随弹簧的形变量发生变化，由受力特点可知，小球在电场力和弹力作用下依然做简谐运动，选项C正确，D错误；B.由于B点的弹簧弹力大小与电场力大小关系未知，所以无法判断B点两力关系，所以小球从B运动到A的过程中，动能不一定先增大后减小，选项B错误。本题选不正确的，故选ABD。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、将气垫导轨调节水平②③④⑤mgL气垫导轨没有调水平且B端偏低【解析】

(1)[1]．为完成该实验，还缺少的主要操作是将气垫导轨调节水平；(2)[2]．滑块经过两个光电门时的速度分别为则要验证的关系为则要测量的物理量是：②遮光条的宽度d；③两个光电门之间的距离L；④滑块（含遮光条）的质量M；⑤钩码的质量m。(3)[3]．对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=mgL；[4]．动能的增加量Ek=；(4)[5]．根据Ep-Ek图像，若Ep=Ek则直线倾角为45°，而现在图中直线倾角为42°，可知Ep<Ek可知原因可能是滑块的重力做正功造成的，即气垫导轨没有调水平且B端偏低。12、B3.00.53【解析】

（1）该同学开始实验后未进行电压传感器的调零，则电路电流为0时，电压传感器有示数，不为0，作出的U-I图象中，电压随电流的增大而增大，但纵坐标有截距，观察图b中的图象可知B符合；（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，则电压传感器测量的是滑动变阻器的电压，但由于正负接线接反了，因此测量的数值会变为负值，计算时取绝对值即可，根据如图（c）所示的U-I图可知，电源电动势为3V，由闭合电路的欧姆定律有：，当U=2V时，I=0.095A，即，解得：内阻r≈0.53Ω。四、计算