天津市滨海新区大港油田一中2021-2022学年高考压轴卷物理试卷含解析

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．在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星，就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯，现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的1．1倍。假设将来地球的自转周期变小，但仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的，则地球自转的最小周期约为A．5小时 B．4小时 C．1小时 D．3小时2．如图所示，自身重力不计的定滑轮固定在天花板上，跨过定滑轮的轻绳两端分别与两物体相连，物体质量为，物体质量为。重力加速度为，现由静止释放物体，在物体上升、下降的运动过程中，定滑轮对天花板的拉力为（）A． B． C． D．3．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4．下列说法正确的是（）A．牛顿第一定律并不是在任何情况下都适用的B．根据F=ma可知，物体的加速度方向一定与物体所受拉力F的方向一致C．绕地球飞行的宇航舱内物体处于漂浮状态是因为没有受到重力作用D．人在地面上起跳加速上升过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力5．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为，当输入电压增加20V时，输出电压（）A．增加200V B．增加2V C．降低200V D．降低2V6．如图甲，理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2＝10：1，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、线圈电阻为2Ω的电动机M．原线圈输入的交流电压如图乙．闭合开关S，电动机正常工作，电流表示数为1A．下列判断正确的是（）A．副线圈两端的电压有效值为VB．滑动变阻器R的接入电阻为10ΩC．电动机输出的机械功率为12WD．若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变小二、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．我国成功研制了世界最高水平的“”石墨烯超级电容器。超级电容器充电时，电极表面将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附着于电极表面上形成相距小于、相互绝缘的等量异种电荷层，石墨烯电极结构使得该异种电荷层的面积成万倍增加。下列有关说法正确的是（）A．该电容器充满电后的带电荷量为B．该电容器最多能储存的电能C．超级电容器电容大的原因是其有效正对面积大、板间距离小D．当该电容器放电至两端电压为时，其电容变为8．如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场B和匀强电场E，B1磁场方向垂直于纸面向里，平板S上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。平板S右方有垂直于纸面向外的匀强磁场B2，则下列相关说法中正确的是A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．该束带电粒子带负电C．速度选择器的P1极板带负电D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小9．如图所示，在第一象限内，存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在y轴上的A点放置一放射源，可以不断地沿xOy平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量+q的同种粒子，这些粒子打到x轴上的P点。知OA＝OP＝L。则A．粒子速度的最小值为v=B．粒子速度的最小值为v=C．粒子在磁场中运动的最长时间为t=D．粒子在磁场中运动的最长时间为t=10．把光电管接成如图所示的电路，用以研究光电效应。用一定频率的可见光照射光电管的阴极，电流表中有电流通过，则（）A．用紫外线照射，电流表中一定有电流通过B．用红外线照射，电流表中一定无电流通过C．保持照射光不变，当滑动变阻器的滑片向端滑动时，电流表示数可能不变D．将电路中电池的正负极反转连接，电流表中一定没有电流通过三、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）图甲为一个简单的多用电表的电路图，其中电源的电动势E=1.5V、内阻r=1.0Ω，电流表内阻Rg=10Ω、满偏电流Ig=10mA。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，C为上排刻度线的中间刻度。(1)选择开关接“1”，指针指在图乙所示位置时示数为_____（结果保留三位有效数字）。(2)如果选择开关接“3”，图甲中电阻R2=240Ω，则此状态下多用电表为量程_____的电压表。(3)如果选择开关接“2”，该多用电表可用来测电阻，C刻度应标为_______Ω。(4)如果选择开关接“2”，红、黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针刚好满偏，再测量某一电阻，指针指在图乙所示位置，则该电阻的测量阻值为_______Ω（保留两位有效数字）。(5)如果将该多用电表的电池换成一个电动势为1.5V、内阻为1.2Ω的电池，正确调零后测量某电阻的阻值，其测量结果_____（选填“偏大”、“偏小”或“准确”）。12．（12分）一个小电珠上标有“”的字样，现在要用伏安法描绘出这个电珠的图象，有下列器材供选用：A．电压表（量程为，内阻约为）B．电压表（量程为，内阻约为）C．电流表（量程为，内阻约为）D．电流表（量程为，内阻约为）E．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）F．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）(1)实验中电压表应选用_______，电流表应选用_______（均用器材前的字母表示）。(2)为了尽量减小实验误差，要电压从零开始变化且多取几组数据，滑动变阻器调节方便，滑动变阻器应选用_________（用器材前的字母表示）。(3)请在虚线框内画出满足实验要求的电路图_____，并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图_______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）由圆柱体和正方体组成的透明物体的横截面如图所示，O表示圆的圆心，圆的半径OB和正方形BCDO的边长均为a。一光线从P点沿PO方向射入横截面。经过AD面恰好发生全反射，反射后从CD面上与D点距离为的E点射出。光在真空中的传播速度为c。求：(i)透明物体对该光的折射率；(ii)该光从P点射入至传播到E点所用的时间。14．（16分）如图所示，固定在竖直面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道cde与长s=2.2m的水平轨道bc相切于c点，倾角θ=37°的斜轨道ab通过一小段光滑圆弧与水平轨道bc平滑连接。质量m=1kg的物块B静止于斜轨道的底端b处，质量M=3kg的物块A从斜面上的P处由静止沿斜轨道滑下，与物块B碰撞后黏合在一起向右滑动。已知P处与c处的高度差H=4.8m，两物块与轨道abc间的动摩擦因数μ=0.25，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，A、B均视为质点，不计空气阻力。求：(1)A与B碰撞后瞬间一起滑行的速度大小；(2)物块A、B到达e处时对轨道的压力大小。15．（12分）如图所示，在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5T，磁场宽度d＝0.55m，有一边长L＝0.4m、质量m1＝0.6kg、电阻R＝2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2＝0.4kg的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长.(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？(2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大？(3)在(2)问中的条件下，若cd边恰离开磁场边界PQ时，速度大小为2m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量为多少？

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、B【解析】

设地球的半径为R，则地球同步卫星的轨道半径为r=1.1R，已知地球的自转周期T=24h，地球同步卫星的转动周期与地球的自转周期一致，若地球的自转周期变小，则同步卫星的转动周期变小。由公式可知，做圆周运动的半径越小，则运动周期越小。由于需要三颗卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，所以由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形并且三边与地球相切，如图。由几何关系可知地球同步卫星的轨道半径为r′=2R由开普勒第三定律得故B正确，ACD错误。故选B。2、C【解析】

设绳子的拉力为，物体加速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对有对有加速度联立解得根据平衡条件，得定滑轮对天花板的拉力为故C正确，ABD错误。故选C。3、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．4、A【解析】

A.牛顿第一定律只能适用于宏观、低速的物体，故A正确；B.F=ma中的物体加速度对应的是物体所受的合外力，而不仅仅是拉力F，故B错误；C.绕地球飞行的宇航舱内物体依旧受到地球的吸引作用，故依旧受到重力作用，故C错误；D.地面对人的支持力与人对地面的压力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D错误。故选A。5、B【解析】

根据得即解得即输出电压增加2V，故B正确，ACD错误。故选B。6、B【解析】

A．变压器初级电压有效值为220V，则副线圈两端的电压有效值为选项A错误；B．滑动变阻器接入电阻为选项B正确；C．电动机输出的机械功率为选项C错误；D．若电动机突然卡住，次级电流将变大，次级消耗的功率变大，则原线圈输入功率将变大，选项D错误；故选B.点睛：此题要注意电动机问题的能量转化关系：输出功率等于总功率与内阻上的热功率的差值；电动机被卡住后相当于纯电阻，则电路的电流会变大，电动机很快被烧毁.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、AC【解析】

A．根据超级电容器“”，结合可知该电容器充满电后的带电荷量C=36000C故A正确；B．电容器是一种储能元件，该电容器充满电最多能储存的电能为J=54000J故B错误；C．借助平行板电容器的决定式分析可知，超级电容器电容大的原因是其有效正对面积大，板间距离小，故C正确；D．电容器的电容只与电容器本身结构有关，与电容器带电荷量和两极板间电压无关，故D错误。故选AC。8、AD【解析】

A．质谱仪是分析同位素的重要工具，故A正确；B．带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外。根据左手定则知，该束粒子带正电，故B错误；C．在平行极板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的极板带正电，选项C错误；D．进入磁场中的粒子速度是一定的，根据得知越大，比荷越小，故D正确。故选：AD。9、AD【解析】设粒子的速度大小为v时，其在磁场中的运动半径为R，则由牛顿运动定律有：qBv=mv2R；

若粒子以最小的速度到达P点时，其轨迹一定是以AP为直径的圆（图中圆O由几何关系知：sAP=2l；R=22l

，则粒子的最小速度v=2qBl2m，选项A正确，B错误；粒子在磁场中的运动周期T=2πmqB；设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中的运动时间为：t＝点睛：电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，关键是画出轨迹，找出要研究的临界状态，由几何知识求出半径．定圆心角，求时间．10、AC【解析】

A．紫外线的频率高于可见光，照射时能发生光电效应，电流表中一定有电流通过。所以A正确；B．红外线的频率低于可见光，其光子能量更小。红外线的频率有可能大于阴极的截止频率，则可能发生光电效应，电流表中可能有电流通过。所以B错误；C．当滑片向端滑动时，光电管两端电压增大，其阳极吸收光电子的能力增强。但若在滑动前电流已经达到饱和光电流，则增大电压光电流也不会增大。所以C正确；D．将电路中电池的正负极反接，光电子处在反向电压下，若光电子的动能足够大，电流表中可能有电流通过。所以D错误。故选AC。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、7.46mA2.5V15051准确【解析】

(1)[1]选择开关接“1”时测电流，电表表盘下面刻度的最小分度值为0.2mA，指针在两最小刻度之间进行估读，故其示数为说明：估读方法符合最新高考评分标准。(2)[2]根据串联电路有分压作用可知，当电表满偏时有所以开关接“3”时为量程2.5V的电压表。(3)[3]欧姆表的内阻由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表内阻，故C处刻度为150Ω。(4)[4]根据闭合电路欧姆定律有其中，解得(5)[5]因为电源内阻的变化，可以通过调零电阻阻值的变化来抵消，所以调零后测量某电阻阻值的测量结果是准确的。12、ADE【解析】

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