河南省扶沟高级中学2022年高考物理三模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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．某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡正常发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是（）A．线圈的电阻偏大B．小灯泡的额定电压偏大C．电源的电动势偏小D．线圈的自感系数偏小2．如图所示，一个质量为m的铁球处于静止状态，铁球与斜面的接触点为A,推力F的作用线通过球心O，假设斜面、墙壁均光滑，若让水平推力缓慢增大，在此过程中，下列说法正确的是()A．力F与墙面对铁球的弹力之差变大B．铁球对斜面的压力缓慢增大C．铁球所受的合力缓慢增大D．斜面对铁球的支持力大小等于3．在杨氏双缝干涉实验中，如果A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间、间距相等的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间、间距不等的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹4．如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向一速率v从P点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点，已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（）A．这些粒子做圆周运动的半径B．该匀强磁场的磁感应强度大小为C．该匀强磁场的磁感应强度大小为D．该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为5．带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是(A．在a点的加速度大于在b点的加速度B．在a点的电势能小于在b点的电势能C．在a点的速度小于在B点的速度D．电场中a点的电势一定比b点的电势高6．竖直放置的肥皂膜在阳光照耀下，由于前后表面反射光通过的路程不同，形成两列相干光，薄膜上会呈现出彩色条纹．若一肥皂膜由于受重力和液体表面张力的共同影响，其竖直方向的截面如图所示，则光通过该肥皂膜产生的干涉条纹与下列哪个图基本一致（）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．如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连（轻质弹簧的两端分别固定在A、B上），B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连，A固定在水平地面上，C放在固定的倾角为的光滑斜面上。已知B的质量为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细绳与滑轮之间的摩擦力不计。现用手按住C，使细绳刚刚拉直但无张力，并保证ab段的细绳竖直、cd段的细绳与斜面平行。开始时整个系统处于静止状态，释放C后，它沿斜面下滑，斜面足够长，则下列说法正确的是A．整个运动过程中B和C组成的系统机械能守恒B．C下滑过程中，其机械能一直减小C．当B的速度达到最大时，弹簧的伸长量为D．B的最大速度为2g8．在匀强磁场中，一矩形金属线圈共100匝，绕垂直于磁场的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．时，线圈在中性面B．线圈产生的交变电动势的频率为100HzC．若不计线圈电阻，在线圈中接入定值电阻，则该电阻消耗的功率为D．线圈磁通量随时间的变化率的最大值为9．如图所示，水平面(未画出)内固定一绝缘轨道ABCD，直轨道AB与半径为R的圆弧轨道相切于B点，圆弧轨道的圆心为O，直径CD//AB。整个装置处于方向平行AB、电场强度大小为E的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点由静止释放后沿直轨道AB下滑。记A、B两点间的距离为d。一切摩擦不计。下列说法正确的是（）A．小球到达C点时的速度最大，且此时电场力的功率最大B．若d=2R，则小球通过C点时对轨道的压力大小为7qEC．若d=R，则小球恰好能通过D点D．无论如何调整d的值都不可能使小球从D点脱离轨道后恰好落到B处10．2019年7月25日，北京理工大学宣布：“北理工1号”卫星搭乘星际荣耀公司的双曲线一号火箭成功发射，进入地球轨道。如图所示，“北理工1号”卫星与高轨道卫星都在同一平面内绕地球做同方向的匀速圆周运动，此时恰好相距最近。已知地球的质量为M，高轨道卫星的角速度为ω，“北理工1号”卫星的轨道半径为R1，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．“北理工1号”卫星的运行周期大于高轨道卫星的运行周期B．“北理工1号”卫星的机械能小于高轨道卫星的机械能C．“北理工1号”卫星的加速度和线速度大于高轨道卫星的加速度和线速度D．从此时到两卫星再次相距最近，至少需时间三、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）某实验小组欲自制欧姆表测量一个电阻的阻值，实验提供的器材如下：A．待测电阻Rx（约200Ω）B．电源（电动势E约1.4V，内阻r约10Ω）C．灵敏电流计G（量程1mA，内阻Rg=200Ω）D．电阻R1=50ΩE.电阻R2=200ΩF.滑动变阻器R（阻值范围为0~500Ω）G.开关，导线若干(1)由于电源电动势未知，该实验小组经过分析后，设计了如图（a）的测量电路。部分步骤如下：先闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器R，使灵敏电流计示数I1=0.90mA，此时电路总电流I总=______mA；(2)同时测出电动势1.35V后，该小组成员在图（a）的基础上，去掉两开关，增加两支表笔M、N，其余器材不变，改装成一个欧姆表，如图（b），则表笔M为______（选填“红表笔”或“黑表笔”）。用改装后的欧姆表先进行电阻调零，再测量Rx阻值，灵敏电流计的示数I如图（c），待测电阻Rx的阻值为______Ω。12．（12分）用图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．(1)为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_____．A．A点与地面间的距离HB．小铁球的质量mC．小铁球从A到B的下落时间tABD．小铁球的直径d(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_____，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=_____．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，一有界匀强磁场垂直于xOy平面向里，其边界是以坐标原点O为圆心、半径为R的圆．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从磁场边界与x轴交点P处以初速度大小v0、沿x轴正方向射入磁场，恰能从M点离开磁场．不计粒子的重力．（1）求匀强磁场的磁感应强度大小B；（2）若带电粒子从P点以速度大小v0射入磁场，改变初速度的方向，粒子恰能经过原点O，求粒子在磁场中运动的时间t及离开磁场时速度的方向；（3）在匀强磁场外侧加一有界均匀辐向电场，如图所示，与O点相等距离处的电场强度大小相等，方向指向原点O．带电粒子从P点沿x轴正方向射入磁场，改变初速度的大小，粒子恰能不离开电场外边界且能回到P点，求粒子初速度大小v以及电场两边界间的电势差U．14．（16分）如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。15．（12分）如图所示的装置可以用来测量水的深度。该装置由左端开口的气缸和密闭的气缸组成，两气缸由一细管（容积可忽略）连通，两气缸均由导热材料制成，内径相同。气缸长为，气缸长为，薄活塞、密闭性良好且可以无摩擦滑动。初始时两气缸处于温度为27℃的空气中，气缸、中分别封闭压强为、的理想气体，活塞、均位于气缸的最左端。将该装置放入水中，测得所在处的温度为87℃，且活塞向右移动了。已知大气压强为，相当于高水柱产生的压强。求：(1)装置所在处水的深度；(2)活塞向右移动的距离。

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、A【解析】

图中的电路是一个灯泡与电感线圈并联再与电源、开关串联起来的电路，当小灯泡正常发光时，通过灯泡和电感线圈中都有电流，当开关断开时，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象，说明开关断开后，通过小灯泡的电流也没有显著增大，这是因为原来通过电感线圈的电流小于灯泡的电流，当断电后，电感最多会产生原来通过自己的等大的电流，故造成小灯泡未闪亮的原因是线圈的电阻偏大的缘故。故选A。2、D【解析】

对小球受力分析，受推力F、重力G、墙壁的支持力N、斜面的支持力N′，如图：根据共点力平衡条件，有：x方向：F-N′sinθ-N=0竖直方向：N′cosθ=mg解得：；

N=F-mgtanθ；A.故当F增加时，墙壁对铁球的作用力不断变大，为N=F-mgtanθ；可知F与墙面对铁球的弹力之差不变，故A错误；BD.当F增加时，斜面的支持力为，保持不变，故球对斜面的压力也保持不变，故D正确，B错误；C.铁球始终处于平衡状态，合外力始终等于0；故C错误；3、D【解析】

A．由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹。故A错误。B．用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，屏上将呈现红黑相间、间距相等的条纹，故B错误。C．两狭缝用不同的光照射，由于两列光的频率不同，所以是非相干光，故不会发生干涉现象，故C错误。D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹。故D正确。故选D。4、B【解析】ABC、从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为Q，由动圆法知P、Q连线为轨迹直径；PQ圆弧长为磁场圆周长的，由几何关系可知,则粒子轨迹半径，由牛顿第二定律知，解得故B正确；AC错误D、该圆形磁场中有粒子经过的区域面积大于，故D错误；综上所述本题答案是：B5、C【解析】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，可知EA＜EB，所以a、b两点比较，粒子的加速度在b点时较大，故A错误；由粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受电场力的方向应该指向轨迹的内侧，根据电场力方向与速度方向的夹角得电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，整个过程电场力做正功，电势能减小，即在a点的电势能大于在b点的电势能，故B错误；整个过程电场力做正功，根据动能定理得经b点时的动能大于经a点时的动能，所以无论粒子带何种电，经b点时的速度总比经a点时的速度大，故C正确；由于不知道粒子的电性，也不能确定电场线的方向，所以无法确定a点的电势和b点的电势大小关系，故D错误；故选C．6、B【解析】

薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，故从肥皂薄膜的观察到水平干涉条纹，用复色光时出现彩色条纹，由重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距变密，故B正确，ACD错误．【点睛】本题考查了薄膜干涉的原理和现象，抓住薄膜干涉的形成原因：前后两表面反射的光发生干涉，是考试的重点．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、BD【解析】

A．整个运动过程中，弹簧对B物体做功，所以B和C组成的系统机械不守恒，故A错误；B．C下滑过程中，绳子的拉力对C做负功，由功能关系可知，物体C的机械能减小，故B正确；C．当B的速度最大时，其加速度为零，绳子上的拉力大小为2mg，此时弹簧处于伸长状态，弹簧的伸长量x2满足得故C错误；D．释放瞬间，对B受力分析，弹簧弹力得物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离均为h=x1+x2由于x1=x2，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，设B物体的最大速度为vm，由机械能守恒定律得解得：故D正确。8、ACD【解析】

A．t=0.01s时，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈在中性面位置，故A正确。B．由图可知周期为0.02s，则频率为f=50Hz，故B错误。C．线圈产生的交变电动势有效值为电阻消耗的功率故C正确。D．t=0.005s电动势最大为311V，则磁通量随时间的变化率为故D正确。故选ACD。9、BD【解析】

A．小球到达C点时，其所受电场力的方向与速度方向垂直，电场力的功率为零，故A错误；B．当d=2R时，根据动能定理有小球通过C点时有解得N=7qE根据牛顿第三定律可知，此时小球对轨道的压力大小为7qE，故B正确；C．若小球恰好能通过D点，则有又由动能定理有解得故C错误；D．当小球恰好能通过D点时，小球从D点离开的速度最小。小球离开D点后做类平抛运动，有解得由于x>R故小球从D点脱离轨道后不可能落到B处，故D正确。故选BD。10、CD【解析】

A．由可知卫星的轨道越高，周期越大，A项错误；B．卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，故B项错误；C．由可知轨道半径越大，向心加速度越小，故“北理工1号”卫星的加速度较大，由可知轨道半径越小，线速度越大，故“北理工1号”卫星的线速度较大，C项正确；D．设“北理工1号”卫星的角速度为，根据万有引力提供向心力有可得可知轨道半径越大，角速度越小，两卫星由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，即可得经历的时间故D项正确。故选CD。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、4.50黑表笔180【解析】

(1)[1]闭合开关S1、S2，G与R1并联，调节滑动变阻器R，灵敏电流计读数I1=0.90mA，根据并联电路特点，通过R1的电流故此时电路总电流(2)[2]改装为欧姆表后，表内有电源，根据多用电表“红进黑出”的特点，表笔M应接黑表笔[3]根据欧姆表的原理，欧姆调零时，有接待测电阻后，读出表的电流为I=0.60mA，电路中的总电流为则有解得12、D【解析】

(1)[1]A．根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；B．根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；C．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；D．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．故选D．(2)[2][3]利