天津市大白高中2022年高考物理一模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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。1．两行星和各有一颗卫星和，卫星的圆轨道接近各自的行星表面，如果两行星质量之比，两行星半径之比则两个卫星周期之比为（）A． B． C． D．2．如图所示，真空中位于x轴上的两个等量负点电荷，关于坐标原点O对称。下列关于E随x变化的图像正确的是A． B．C． D．3．有趣的“雅各布天梯”实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图乙是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中下列说法中正确的是（）A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处C．弧光消失瞬间，两杆间b、b'处电压最大D．弧光消失瞬间，两杆间c、c'处场强最大4．电容为C的平行板电容器竖直放置，正对面积为S，两极板间距为d，充电完成后两极板之间电压为U，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d，下列说法正确的是（）A．电容变为原来的两倍 B．电场强度大小变为原来的一半C．电场能变为原来的两倍 D．外力做的功大于电场能的增加量5．如图所示，斜面体B放置在粗糙的水平地面上，在水平向左的推力F作用下，物体A和斜面体B均保持靜止。若减小推力F，物体A仍然静止在斜面体B上，则（）A．物体A受斜面体B的作用力一定减小B．物体A所受摩擦力一定减小C．斜面体B所受合力一定减小D．斜面体B所受地面的摩擦力可能增大6．平行板电容器C与三个可控电阻R1、R2、R3以及电源连成如图所示的电路，闭合开关S，待电路稳定后，电容器C两极板带有一定的电荷，要使电容器所带电荷量减少。以下方法中可行的是（）A．只增大R1，其他不变B．只增大R2，其他不变C．只减小R3，其他不变D．只减小a、b两极板间的距离，其他不变二、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，一小球固定在轻杆上端，AB为水平轻绳，小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向可能是()A．F1 B．F2 C．F3 D．F48．如图甲所示，等离子流由左边连续以方向如图所示的速度v0垂直射入P1和P2两金属板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有如图乙所示的变化磁场，且规定向左为磁场B的正方向，如图甲所示.则下列说法正确的是（）A．0～1s内ab、cd导线互相吸引B．1s～2s内ab、cd导线互相排斥C．2s～3s内ab、cd导线互相吸引D．3s～4s内ab、cd导线互相排斥9．下列说法正确的是（）A．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大B．分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，但斥力变化更快C．附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润D．已知阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离E.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能10．如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板、间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）A．质子和氚核在极板、间运动的时间之比为B．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为C．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为D．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为三、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）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A、B为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A、B两光电门的遮光时间分布是和，当地的重力加速度为g。(1)用20分度游标卡尺测量小球直径，刻度线如图乙所示，则______cm；(2)为了验证小球自A到B过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____A．用天平测出小球的质量B．测出小球到光电门A的竖直高度C．A、B光电门中点间的竖直高度(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒；(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度________。（使用、、和表示）12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．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）一足够长宽为L的长方体透明介质与右侧的荧光屏平行放置，其右表面距离荧光屏的距离也为L，在透明介质的左侧L处有一点光源S，该光源在荧光屏上的投影点为O，点光源S发出一细光束，光束与透明介质表面呈=45°，细光束经透明介质折射后射到荧光屏上的A点，经测量可知AO两点之间的距离为，已知光在真空中的速度为c。求：(1)该透明介质的折射率大小为多少？(2)细光束从发射到射到荧光屏上的时间为多少？14．（16分）如图所示，光滑水平面上有一被压缩的轻质弹簧，左端固定，质量为mA=1kg的光滑A紧靠弹簧右端（不栓接），弹簧的弹性势能为Ep=32J。质量为mB=1kg的槽B静止在水平面上，内壁间距L=0.6m，槽内放有质量为mc=2kg的滑块C（可视为质点），C到左端侧壁的距离d=0.1m，槽与滑块C之间的动摩擦因数μ=0.1。现释放弹簧，滑块A离开弹簧后与槽B发生正碰并粘在一起。A、B整体与滑块C发生碰撞时，A、B整体与滑块C交换速度。（g=10m/s2）求(1)从释放弹簧，到B与C第一次发生碰撞，整个系统损失的机械能；(2)从槽开始运动到槽和滑块C相对静止经历的时间。15．（12分）如图所示，两根足够长的平行竖直导轨，间距为L，上端接有两个电阻和一个耐压值足够大的电容器，R1∶R22∶3，电容器的电容为C且开始不带电。质量为m、电阻不计的导体棒ab垂直跨在导轨上，S为单刀双掷开关。整个空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现将开关S接1，ab以初速度v0竖直向上运动，当ab向上运动h时到达最大高度，此时迅速将开关S接2，导体棒开始向下运动，整个过程中导体棒与导轨接触良好，空气阻力不计，重力加速度大小为g。试问：(1)此过程中电阻R1产生的焦耳热；(2)ab回到出发点的速度大小；(3)当ab以速度v0向上运动时开始计时，t1时刻ab到达最大高度h处，t2时刻回到出发点，请大致画出ab从开始运动到回到出发点的v-t图像（取竖直向下方向为正方向）。

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】

卫星做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，有得所以两卫星运行周期之比为故A正确、BCD错误。

故选A。2、A【解析】

设x轴的正方向代表电场强度的正方向根据等量同种负电荷电场线在沿x轴方向的分布，结合规定正方向判断如下：①在A点左侧电场线水平向右，场强为正，图像的横轴上方，离A点越近，场强越强；②在A到O之间的电场线向左，场强为负，图像在横轴下方，离A越近，场强越强；③在O到B之间电场线向右，场强为正，图像在横轴上方，离B越近，场强越强；④在B点右侧，电场线水平向左，场强为负，图像在横轴下方，离B越近，场强越强。综上所述，只有选项A符合题意。故选A。3、B【解析】

两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处，在c、c'处距离最远，场强最小，则最终弧光在c、c'处消失。弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。故选B。4、C【解析】

A．极板间距变为原来两倍，根据可知电容减半，A错误；B．电荷量和极板正对面积不变，则电场强度大小不变，B错误；C．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q不变，根据电容减半，两极板间电压加倍，根据可知，电场能加倍，C正确；D．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，D错误。故选C。5、A【解析】

A．物体A始终处于平衡状态，所以物体A受到的重力、推力和物体A受斜面体B的作用力，根据平衡条件可知物体A受斜面体B的作用力为减小推力，物体A受斜面体B的作用力一定减小，故A正确；B．物体A始终处于平衡状态，所以物体A受到的重力、推力、斜面体B对物体A的支持力和摩擦力，设斜面的夹角为，若斜面体B对物体A的摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件在沿斜面方向则有当减小时，物体A所受摩擦力增大；若斜面体B对物体A的摩擦力方向沿斜面向下，根据平衡条件在沿斜面方向则有当减小时，则物体A所受摩擦力减小，故B错误；C．斜面体B始终处于平衡状态，所以受到的合外力始终等于0，不变，故C错误；D．视物体A和斜面体B为整体，在水平方向受到推力和地面对斜面体B的摩擦力，根据平衡条件可知水平方向受到推力大小等于地面对斜面体B的摩擦力，当减小时，地面对斜面体B的摩擦力也减小，故D错误；故选A。6、A【解析】

A．只增大，其他不变，电路中的电流变小，R2两端的电压减小，根据，知电容器所带的电量减小，A符合要求；B．只增大，其他不变，电路中的电流变小，内电压和R1上的电压减小，电动势不变，所以R2两端的电压增大，根据，知电容器所带的电量增大，B不符合要求；C．只减小R3，其他不变，R3在整个电路中相当于导线，所以电容器的电量不变，C不符合要求；D．减小ab间的距离，根据，知电容C增大，而两端间的电势差不变，所以所带的电量增大，D不符合要求。故选A。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】

小球处于静止状态，则杆对小球的作用力方向在重力与绳子拉力夹角的对顶角范围内（不含水平方向），如图所示；所以杆对小球的作用力方向可能是F2和F3，故BC正确，AD错误。故选BC。8、AD【解析】

AB．由题图甲左侧电路可以判断ab中电流方向为由a到b；由右侧电路及题图乙可以判断，0～2s内cd中电流方向为由c到d，跟ab中的电流同向，因此ab、cd相互吸引，选项A正确、B错误；CD．2s～4s内cd中电流方向为由d到c，跟ab中电流反向，因此ab、cd相互排斥，选项C错误，D正确。故选AD。9、BCD【解析】

A、温度是分子平均动能的标志，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，故A错误；B、根据分子力的特点可知，分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，随距离减小而增大，但斥力变化更快，故B正确；C、附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，附着层内分子间作用表现为斥力，附着层有扩展趋势，液体与固体间表现为浸润，故C正确；D、知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出气体的摩尔体积，然后求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出气体分子间的平均距离，故D正确；E、做功与热传递都可以改变物体的内能，但同时做功和热传递，根据热力学第一定律可知，不一定会改变内能，故E错误。10、AD【解析】

由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有可得故质子和氚核在极板间运动的时间之比故A正确；B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比故B错误；C．根据动能定理有得故C错误；D．由公式得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比故D正确。故选AD。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、1.025C【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm，游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm，所以小球直径=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm(2)[2]如果机械能守恒，则小球减小的重力势能等于增加的动能，则即所以不需要测量小球的质量。研究的过程是小球在两光电门之间的能量变化，需要A、B光电门中点间的竖直高度。故AB错误，C正确。(3)[3]由以上分析可知，如果满足，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒。而即(4)[4]根据匀变速运动的速度时间关系，有得12、40【解析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50Hz．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)【解析】

(1)作出光路图如图所示入射角为，设折射角为，光束从透明介质