河南省郑州市106中2021-2022学年高考冲刺物理模拟试题含解析

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．下列说法正确的是（）A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量2．三个相同的建筑管材（可看作圆柱体）静止叠放于水平地面上，其截面示意图如图所示，每个管材的质量均为m。各管材间接触，设管材间光滑、管材与地面间粗糙。对此下列说法中正确的是（）A．管材与地面接触处的压力大小为 B．上下管材接触处的压力大小为C．管材与地面接触处没有摩擦力 D．下方两管材之间一定有弹力3．在冰球游戏中，冰球以速度v0在水平冰面上向左运动，某同学在水平面上沿图示方向快速打击冰球，不计一切摩擦和阻力。下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后可能的运动路径是()A． B．C． D．4．在光滑的水平桌面上有两个质量均为m的小球，由长度为2l的拉紧细线相连．以一恒力作用于细线中点，恒力的大小为F，方向平行于桌面．两球开始运动时，细线与恒力方向垂直．在两球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力方向的分量为（）A． B． C． D．5．位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离．当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍．若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（）A．年 B．年C．年 D．年6．2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（）A．行星的质量 B．恒星的质量C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比二、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．质量为m的小球以初速度从O点水平抛出，经过A点时其速度方向与水平面的夹角为37°，经过B点时，其速度方向与水平面的夹角为60°，已知当地重力加速度为g，，，则下列说法正确的是（）A．小球从O点运动B点经历的时间为B．小球从O点运动A点的过程中速度大小的改变量为C．小球从O点运动B点的过程中重力做的功为D．小球在B点时重力的功率为8．如图，在地面上方水平向左的匀强电场中，两带电小球a、b以一定初速度射入电场中P点后的运动轨迹分别如图中虚线所示，b轨迹为直线。已知b球带电量大小为q，质量为m，其轨迹与电场夹角为θ，重力加速度大小为g，则（）A．a球带负电B．匀强电场的电场强度E=C．b球经P点后做匀加速直线运动D．a球经P点后的运动过程中电势能逐渐增大9．下列有关原子和原子核的认识，正确的是（）A．平均结合能越大，原子核越稳定B．氢原子辐射光子后，电子绕核运动的动能增大C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究，发现了中子.D．光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比10．在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物．如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端．用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示．已知重力加速度g=10m／s2，则可知（）A．货物与传送带间的动摩擦因数为0.5B．A、B两点的距离为2.4mC．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功的大小为12.8JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J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）某实验小组做“验证力合成的平行四边形定则”实验，涉及以下问题，请分析解答。(1)实验的部分步骤如下：①将橡皮筋的一端固定在点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连一个弹簧测力计②如图所示，沿相互垂直的两个方向分别拉两个弹簧测力计，使橡皮筋的绳套端被拉到某一点，由弹簧测力计的示数记录两个拉力、的大小，此时_________，______③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的绳套端拉至点，读出拉力大小并确定其方向④在如图所示的方格纸上以每格为标度，作出拉力、⑤应用平行四边形定则作出、的合力的图示，并按每格的标度读出合力的大小⑥若在误差允许的范围内，与满足__________，则验证了力合成的平行四边形定则(2)实验中，下列器材中必须要用的是__________(3)下列实验操作正确的是________。A．拉动橡皮筋时，弹簧测力计要与木板平面平行B．每次拉伸橡皮筋时，两个弹簧测力计间的夹角越大越好C．描点确定拉力方向时，两点间的距离应尽可能大一些12．（12分）某班同学在学习了向心力的公式F＝m和F＝mω2r后，分学习小组进行实验探究向心力。同学们用细绳系一纸杯(杯中有30mL的水)在空中甩动，使纸杯在水平面内做圆周运动(如图乙所示)，来感受向心力。(1)下列说法中正确的是________。A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力不变B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力增大C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力不变D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力增大(2)如图甲所示，绳离杯心40cm处打一结点A,80cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据。操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动两周，体会向心力的大小。操作四：手握绳结A，再向杯中添30mL的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：________相同，向心力大小与________有关；②物理学中这种实验方法叫________法。③小组总结阶段，在空中甩动纸杯的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样”，你认为该同学的说法正确吗？答：________。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，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势，当变阻箱阻值为时，闭合电键后，电压表读数，求：(1)电路中的电流I和电源内阻r；(2)电源的输出功率P和效率；(3)试推导说明当R为多大时，电源的输出功率最大。14．（16分）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB，FG和直窄轨BC，GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段均为竖直的圆弧，半径相等，分别在B，G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，BC、GH等长且与DE，IJ均相互平行，CD，HI等长，共线，且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场，窄轨间距为，宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a，b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为L，质量均为m，电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的，重力加速度为g，求：（1）a棒刚进入水平轨道时，b棒加速度ab的大小；（2）b棒在BC段运动过程中，a棒产生的焦耳热Qa；（3）若a棒到达宽轨前已做匀速运动，其速度为a棒刚到达B位置时的，则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Qb。15．（12分）如图BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r＝3m，圆心角θ＝53°，圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接，圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器．水平面上静止放置一个质量M＝1kg的木板，木板的长度l＝1m，木板的上表面的最右端放置一个静止的小滑块P1，小滑块P1的质量m1未知，小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1．另有一个质量m1＝1kg的小滑块P1，从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出，恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道，滑到C处时压力传感器的示数为N，之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短．（不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s1，cos53°＝0.6）．求：（1）求小滑块P1经过C处时的速度大小；（1）求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少？（3）假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q，请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系．

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】

A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。故选D。2、B【解析】

A．由对称性知，上面管材的受力情况左右对称，下面两个管材的受力情况相同。整体分析三个管材竖直方向受力平衡，有则即管材与地面接触处的压力大小为，选项A错误；B．隔离上面管材，其受力如图所示，则选项B正确；CD．隔离下面左管材。若左右两管材间不挤压，则下方两管材之间没有弹力，左管材受力如图所示，地面对其有静摩擦力。若左右两管材间挤压，则两管之间有弹力，地面对其的静摩擦力更大，选项CD错误。故选B.3、A【解析】

因为不计一切摩擦和阻力，冰球受打击之后做匀速直线运动；冰球在受到打击时，沿打击的方向会获得一个分速度，所以合速度的方向一定在初速度方向与打击的方向之间，不能沿打击的方向，由以上的分析可知，A正确，BCD都错误。故选A。4、B【解析】以两球开始运动时细线中点为坐标原点，恒力F方向为x轴正方向建立直角坐标系如图1，设开始到两球碰撞瞬间任一小球沿x方向的位移为s，根据对称性，在碰撞前瞬间两球的vx、vy、v大小均相等，对其中任一小球，在x方向做初速度为零的匀加速直线运动有：；；

；细线不计质量，F对细线所做的功等于细线对物体所做的功，故对整体全过程由动能定理有：F（s+l）=2×mv2；由以上各式解得：

，故选B．5、B【解析】

该题中，太阳、地球、木星的位置关系如图：设地球的公转半径为R1，木星的公转半径为R2，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍，则有：，由开普勒第三定律有：，可得：，由于地球公转周期为1年，则有：T2年，故B正确，ACD错误．6、C【解析】

恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M，行星的质量为m。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r1，动力学方程为得到行星的质量以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2，动力学方程为得到恒星的质量则有故ABD错误，C正确。故选C。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】

A．小球从O点运动到B点时的竖直速度经历的时间为选项A正确；B．小球从O点运动到A点的过程中速度大小的改变量为选项B错误；C．小球从O点运动B点的过程中，下落的高度重力所做的功为选项C错误；D．小球在B点时重力的功率为选项D正确；故选AD。8、BC【解析】

A．a球最后做直线运动，电场力和重力的合力在这条直线上，可知，a球受到的电场力必定水平向左，与电场方向一致，则a球带正电，A错误；BC．b球做直线运动，切受到的电场力水平向左，所以电场力和重力的合力与初速度方向相同，故做匀加速直线运动，轨迹与电场方向夹角为，则解得BC正确；D．b球受到的电场力方向和位移方向夹角为锐角，则电场力做正功，所以电势能减小，D错误。故选BC。9、AB【解析】

A．平均结合能越大，原子核越稳定，故A正确；B．氢原子辐射光子后，原子的能级降低，电子的轨道半径减小，根据则可得动能为可知电子绕核运动的动能增大，故B正确；C．卢瑟福通过粒子散射实验的研究，建立了原子的核式结构理论，故C错误；D．光电效应现象中，根据则光电子的最大初动能与入射光的频率不是成正比关系，故D错误。故选AB。10、AD【解析】A、在时间内，货物的速度小于传送带速度，货物受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律有，由图乙可得，货物加速到与传送带速度相等后，在时间内，货物速度大于传送带速度，故有，由图乙可得，联立解得，，故A正确；B、v–t图象与t轴所围的面积表示位移，货物的位移等于传送带的长度，由图乙可知传送带的长度为，B错误；C、货物受到的摩擦力为，时间内的位移为，对货物受力分析知摩擦力沿传送带向下，摩擦力对货物做正功，，同理时间内，货物的位移为，摩擦力沿传送带向上，对货物做的负功为，所以整个过程，传送带对货物做功的大小为12J–0.8J=11.2J，C错误；D、货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对路程，时间内，传送带的位移为，时间内，传送带的位移为，总相对路程为，货物与传送带摩擦产生的热量为，故D正确．点睛：本题一方面要分析工件的运动情况，由图象结合求解加速度，再结合牛顿第二定律分两个过程列式求解摩擦因数及斜面倾角是关键，求摩擦产生的热量注意找两物体的相对位移．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、大小相等，方向相同CAC【解析】

(1)[1][2]②弹簧测力计的分度值为，估读至，则示数分别为，[3]⑥若在误差允许的范围内，与合满足大小相等，方向相同，则验证了力合成的平行四边形定则；(2)[4]实验还需要用毫米刻度尺画直线、并进行长度的测量，所以C正确，A、B错误；故选C；(3)[5]A．实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则，为了减小实验误差，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行，这样各力的图示能够正确体现相应力的大小，故A正确；B．为减小作图过程中产生的误差，两个弹簧测力计拉力间的夹角不能太小，也不能太大，故B错误；C．描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些，以减小实验的误差，故C正确；故选AC。12、)BD角速度、半径质量大小控制变量不正确，见解析【解析】

（1）[1]．由题意知，根据向心力公式F向＝mω2r，结合牛顿第三定律，有T拉＝mω2r；保持质量、绳长不变，增大转速，根据公式可知，绳对手的拉力将增大，故A错误，B正确；保持质量、角速度不变，增大绳长，根据公式可知，绳对手的拉力将增大，故C错误，D正确。（2）①[2][3]．根据向心力公式F向＝mω2r，结合牛顿第三定律，则有T拉＝mω2r；操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力大小与质量大小有关；②[4]．物理学中这种实验方法叫控制变量法。③[5]．该同学受力分析的对象是自己的手，但实验中受力分析的对象是纸杯，绳的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力，方向指向圆心，绳对手的拉力与“向心力”大小相等，方向相反，背离圆心，故该同学的说法不正确。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)，；(2)，；(3)当时最大输出功率为【解析】

(1)电路中的电流根据闭合电路欧姆定律，解得内阻为(2)电源的输出功率效率为(3)电源的输出功率为可知当时，电源输出功率最大，即14、（1）；（2）；（3）【解析】

（1）a棒刚进