黑龙江省哈尔滨市师范大学附属中学2021-2022学年高三下学期联考物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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．反质子的质量与质子相同，电荷与质子相反。一个反质子从静止经电压U1加速后，从O点沿角平分线进入有匀强磁场（图中未画岀）的正三角形OAC区域，之后恰好从A点射岀。已知反质子质量为m，电量为q，正三角形OAC的边长为L，不计反质子重力，整个装置处于真空中。则（）A．匀强磁场磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外B．保持电压U1不变，增大磁感应强度，反质子可能垂直OA射出C．保持匀强磁场不变，电压变为，反质子从OA中点射岀D．保持匀强磁场不变，电压变为，反质子在磁场中运动时间减为原来的2．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（）A．通过电阻的交流电频率为100HzB．电压表的示数为250VC．电流表的示数为0.25AD．每个电阻R两端电压最大值为3．如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（）A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电势能减小，其核外电子的动能增大B．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子能量为17eVC．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有3种D．用能量为9eV和4.6eV的两种光子同时照射大量的氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离4．下列说法正确的是（）A．组成原子核的核子越多，原子核的结合能越大，原子核越稳定B．核反应方程，X为，该反应为α衰变C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流D．用紫光照射某金属板能产生光电子，则用红光照射该金属板也一定能产生光电子5．如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根与条形磁误垂直的长直导线。当导线中没有电流通过时，磁铁受到的支持力为，受到的摩擦力为。当导线中通以如图所示方向的电流时，下列说法正确的是（）A．减小，水平向左 B．增大，水平向右C．减小，为零 D．增大，为零6．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是A．改用强度更大的紫外线照射 B．延长原紫外线的照射时间C．改用X射线照射 D．改用红外线照射二、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，其频率不变，传播速度变小B．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8．如图甲所示，导体环M放置在磁感应强度为B（垂直纸面向里）的匀强磁场中，环面与磁场垂直；如图乙所示，导体环N放置在环形电流i（顺时针方向）所产生的磁场中，环面与磁场垂直；分别增加匀强磁场的磁感应强度B和环形电流i的大小。两个环的硬度比较大，在安培力的作用下没有明显变形。下列有关导体环中感应电流的方向和导体环所受的安培力的说法正确的是（）A．环M中的感应电流沿逆时针方向，所受的安培力指向圆心向里，环M有收缩的趋势B．环M中的感应电流沿顺时针方向，所受的安培力背离圆心向外，环M有扩张的趋势C．环N中的感应电流沿顺时针方向，所受的安培力指向圆心向里，环N有收缩的趋势D．环N中的感应电流沿逆时针方向，所受的安培力背离圆心向外，环N有扩张的趋势9．如图所示，光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，下端与阻值为R的电阻相连。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B。一质量为m、长为L、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，从ab位置以初速度v沿导轨向上运动，刚好能滑行到与ab相距为s的a′b′位置，然后再返回到ab。该运动过程中导体棒始终与导轨保持良好接触，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．向上滑行过程中导体棒做匀减速直线运动B．上滑过程中电阻R产生的热量为C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为D．电阻R在导体榛向上滑行过程中产生的热量小于向下滑行过程中产生的热量10．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）实验小组要测定一个电源的电动势E和内阻r。已知待测电源的电动势约为5V，可用的实验器材有：待测电源；电压表V1（量程0～3V；内阻约为3kΩ）；电压表V2（量程0～6V；内阻约为6kΩ）；定值电阻R1（阻值2.0Ω）；滑动变阻器R2（阻值0～20.0Ω）；开关S一个，导线若干。（1）实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，M、N是电压表，P、Q分别是定值电阻R1或滑动变阻器R2，则P应是_________（选填“R1”或“R2”）。（2）按照电路将器材连接好，先将滑动变阻器调节到最大值，闭合开关S，然后调节滑动变阻器的阻值，依次记录M、N的示数UM、UN。（3）根据UM、UN数据作出如图乙所示的关系图像，由图像得到电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（均保留2位有效数字）（4）由图像得到的电源的电动势值_________（选填“大于”、“小于”、“等于”）实际值。12．（12分）如图所示装置可以用来测量滑块和水平面间动摩擦因数。在水平面上将弹簧一端固定，另一端与滑块接触（两者不固连）。压缩弹簧，静止释放，滑块被弹出，离开弹簧后经过光电门O，最终停在P点。已知挡光片的宽度d，记录滑块上挡光片通过光电门的时间t，重力加速度大小为g。(1)滑块经过O点的速度为____________。(2)除了记录滑块挡光片通过D点光电门的挡光时间之外，还需要测量的一个物理量是____________（填选项前的字母）。A．滑块释放点到P点距离xB．光电门与P点间的水平距离sC．滑块（带挡光片）质量mD．弹簧的长度l(3)动摩擦因数的表达式为____________（用上述测量量和重力加速度g表示）。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，从离子源A发出的初速度为零、带电荷量为质量为的正离子，被电压为的电场加速后，沿中心轴线射入带电的平行板电容器。电容器的板长为、板间距离为，板间电压为。离子射出电场一段时间后又进入一个环状区域的匀强磁场，磁场的外半径为，宽度，磁场方向垂直于纸面向里，磁场的圆心与平行板电容器的中心重合，求：(1)该离子进入偏转电场时速度的大小；(2)为使该离子不能从磁场外边缘射出，磁场的磁感应强度的最小值；(3)为保证该离子不从磁场外边缘射出，离子在磁场中运动的最长时间。14．（16分）为了保证驾乘人员的安全，汽车安全气囊会在汽车发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN3）爆炸时产生气体（假设都是N2）充入气囊，以保护驾乘人员。若已知爆炸瞬间气囊容量为，氮气密度，氮气的平均摩尔质量，阿伏伽德罗常数，试估算爆炸瞬间气囊中分子的总个数N。（结果保留1位有效数字）15．（12分）如图所示，MN是半径为R=0.8m的竖直四分之一光滑弧轨道。竖直固定在水平桌面上，轨道末端处于桌子边缘并与水平桌面相切于N点。把一质量为m=1kg的小球B静止放于N点，另一个与B完全相同的小球A由M点静止释放，经过N点时与B球发生正碰，碰后粘在一起水平飞出，落在地面上的P点，若桌面高度为h=1.25m，取重力加速度g=l0m/s2。不计空气阻力，小球可视为质点。求：(1)与B球碰前瞬间，A球的速度大小：(2)A、B两球碰后瞬间的共同速度大小；(3)P点与N点之间的水平距离x。

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】

A．电场中加速过程中有在磁场中做匀速圆周运动过程有根据几何关系可知r=L可得再根据左手定则（注意反质子带负电）可判断磁场方向垂直纸面向外，A错误；BCD．根据上述公式推导电压变为时，轨道半径变为原来，反质子将从OA中点射出；只要反质子从OA边上射出，根据对称性可知其速度方向都与OA成30°角，转过的圆心角均为60°，所以不会垂直OA射出，运动时间都为C正确，BD错误。故选C。2、C【解析】

A．由图乙知T=

0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；B．由可知，电压表的示数125VB错误；C．由于电压表0.5A又，则电流表的示数0.25AC正确；D．每个电阻R两端电压最大值为UmR=0.5×125×=VD错误。故选C.3、A【解析】

A．当氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径变小，其核外电子的动能将增大，又此过程中电场力做正功，其电势能减小，A项正确；B．处于n=2能级的氢原子跃迁到基态时，辐射出的光子的能量为（-4eV）-（-13.6eV)=10.2eV，B项错误；C．根据C=6可知，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有6种，C项错误；D．处于基态的氢原子要发生电离，吸收的光子能量必须大于等于13.6eV，D项错误。故选A。4、C【解析】

A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应方程，X为，该反应为原子核的人工转变方程，选项B错误；C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流，选项C正确；D．用紫光照射某金属板能产生光电子，因红光的频率小于紫外线，则用红光照射该金属板不一定能产生光电子，选项D错误；故选C.5、B【解析】

以导线为研究对象，由左手定则判断可知导线所受安培力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律可知，导线对磁铁的反作用力方向斜向左下方，磁铁有向左运动的趋势，受到桌面水平向右的摩擦力；同时磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁的支持力也将增大。故选B。6、C【解析】

用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，知紫外线的频率小于金属的极限频率，要能发生光电效应，需改用频率更大的光照射（如X射线）。能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关。

A．改用强度更大的紫外线照射，与结论不相符，选项A错误；B．延长原紫外线的照射时间，与结论不相符，选项B错误；C．改用X射线照射，与结论相符，选项C正确；D．改用红外线照射，与结论不相符，选项D错误；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、BC【解析】

A．光从光密介质射入光疏介质，其频率不变，传播速度变大，选项A错误；B．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，选项B正确；C．光的干涉、衍射现象证明了光具有波动性，选项C正确；D．红光的波长大于紫光，做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，根据可知，相邻明条纹间距变大，选项D错误。故选BC。8、AD【解析】

AB．对环M，由于垂直纸面向里的匀强磁场增大，根据楞次定律，环M中所产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据右手螺旋定则，环M中的感应电流沿逆时针方向，根据左手定则，环M所受的安培力指向圆心向里，环M有收缩的趋势，A项正确、B项错误；CD．对环N，处在沿顺时针方向环形电流i所产生的磁场中，根据右手螺旋定则，穿过环N的磁感线抵消后，总体垂直纸面向里，当电流i增大时，原磁场向里增强，根据楞次定律，环N中所产生的感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据右手螺旋定则，环N中的感应电流沿逆时针方向，但是感应电流所处的区域磁感线垂直纸面向外，根据左手定则，环N所受的安培力背离圆心向外，环N有扩张的趋势，C项错误、D项正确。故选AD。9、BC【解析】

向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况；上滑过程中根据功能关系结合焦耳定律求解电阻R产生的热量；根据电荷量的计算公式求解向下滑行过程中通过电阻R的电荷量；根据分析电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量与向下滑行过程中产生的热量的大小。【详解】A．向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据右手定则可得棒中的电流方向，根据左手定则可得安培力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得：其中：解得：由于速度减小，则加速度减小，棒不做匀减速直线运动，故A错误；B．设上滑过程中克服安培力做的功为W，根据功能关系可得：克服安培力做的功等于产生的焦耳热，则：上滑过程中电阻R产生的热量为：故B正确；C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为：故C正确；D．由于上滑过程中和下滑过程中导体棒通过的位移相等，即导体棒扫过的面积S相等，根据安培力做功计算公式可得：由于上滑过程中的平均速度大于，下滑过程中的平均速度，所以上滑过程中平均电流大于下滑过程中的平均电流，则电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量大于向下滑行过程中产生的热量，故D错误。故选BC。10、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。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、R24.90.90～1.0小于【解析】

（1）[1]由电路图可知，电压表M测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V2，N为小量程的电压表V1，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程的滑动变阻器R2，Q为小阻值的定值电阻R1。