天津市宁河区芦台第一中学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注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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．幼儿园小朋友搭积木时，将重为G的玩具汽车静置在薄板上，薄板发生了明显弯曲，如图所示。关于玩具汽车受到的作用力，不考虑摩擦力的影响，下列说法正确的是（）A．玩具汽车每个车轮受到薄板的弹力大小均为B．玩具汽车每个车轮受到薄板的弹力方向均为竖直向上C．薄板弯曲程度越大，每个车轮受到的弹力越大D．玩具汽车受到的合力大小为G2．雨滴在空中下落的过程中，空气对它的阻力随其下落速度的增大而增大。若雨滴下落过程中其质量的变化及初速度的大小均可忽略不计，以地面为重力势能的零参考面。从雨滴开始下落计时，关于雨滴下落过程中其速度的大小v、重力势能Ep随时间变化的情况，如图所示的图象中可能正确的是（）A． B．C． D．3．仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。根据该标准高三女生一分钟内完成55个以上仰卧起坐记为满分。若某女生一分钟内做了50个仰卧起坐，其质量为50kg，上半身质量为总质量的0.6倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g取10m/s2。则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为（）A．10W B．40W C．100W D．200W4．下列叙述正确的是()A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子除具有能量之外还具有动量B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定大于吸收光子的频率D．卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型5．一列简谐横波沿轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为4s。t=1s时波形如图甲所示，是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（）A．这列波的波长为1mB．t=0s时质点a的速度与质点b的速度相等C．t=1s质点a的加速度大小比质点b的加速度大D．如图乙表示的是质点b的振动图像6．如图甲所示，AB两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（）A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引二、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，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，已知重力加速度为g，下列结论正确的是（）A．两极板间电场强度大小为B．两极板间电压为C．整个过程中质点的重力势能增加D．若仅增大两极板间距，该质点仍能垂直打在M上8．如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在Q点，P为O点正下方一点，OP间的距离等于橡皮筋原长，在P点固定一光滑圆环，橡皮筋穿过圆环。现对小球施加一个外力F，使小球沿以PQ为直径的圆弧缓慢向上运动，不计一切阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终跟橡皮筋垂直B．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终水平向右C．小球在Q向P运动的过程中外力F逐渐增大D．小球在Q向P运动的过程中外力F先变大后变小9．下列说法中正确的是A．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零B．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著C．在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度，同时打开电冰箱和电风扇，两电器工作较长时间后，房子内的气温将会增加D．一定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论观点来分析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增多E.在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降10．如图所示，平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。若不改变电容器的带电量，下列操作可能使静电计指针的偏转角度变小的是（）A．将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入电介质B．将左极板向左移动少许，同时取出两极板之间的金属板C．将左极板向左移动少许，同时在两极板之间插入金属板D．将左极板向下移动少许，同时取出两极板之间的电介质三、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）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。A．B．C．D．12．（12分）用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。(1)下列操作正确且必要的有__________。A．使用天平测出重物的质量B．应先接通打点计时器的电源，再松开纸带，让重物自由下落C．用刻度尺测出物体下落的高度h，通过v=gt算出瞬时速度vD．选择体积小、质量大的重物，纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差(2)图乙是实验中得到的一条纸带，将起始点记为O，依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，在打B点和E点这段时间内，如果重物的机械能守恒，在误差允许的范围内应满足的关系式为_______________（已知重力加速度为g）。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）半径为R的球形透明均匀介质，一束激光在过圆心O的平面内与一条直径成为60°角射向球表面，先经第一次折射，再经一次反射，最后经第二次折射射出，射出方向与最初入射方向平行。真空中光速为c。求：(1)球形透明介质的折射率；(2)激光在球内传播的时间。14．（16分）如图所示为柱状玻璃的横截面，圆弧的圆心为点，半径为，与的夹角为90°。为中点，与平行的宽束平行光均匀射向侧面，并进入玻璃，其中射到点的折射光线恰在点发生全反射。(i)分析圆弧上不能射出光的范围；(ii)求该玻璃的折射率。15．（12分）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，一个电子电量为e．该导线通有恒定电流时，导线两端的电势差为U，假设自由电子定向移动的速率均为v．（1）求导线中的电流I；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t内电流做功W为多少，小红和小明给出了不同的想法：小红记得老师上课讲过，W=UIt，因此将第（1）问求出的I的结果代入，就可以得到W的表达式．但是小红不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的．小明提出，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即，设导体中全部电荷为q后，再求出电场力做的功，将q代换之后，小明没有得出W=UIt的结果．请问你认为小红和小明谁说的对？若是小红说的对，请给出公式的推导过程；若是小明说的对，请补充完善这个问题中电流做功的求解过程．（3）为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：．

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】

汽车静置在薄板上，所受合力为零，因为薄板发生了明显弯曲，每个轮子所受弹力大小相等都为F，方向垂直薄板向上，设与水平方向的夹角为θ，由平衡条件可知解得当薄板弯曲程度越大，θ越小，sinθ越小，F越大，故ABD错误，C正确。故选C。2、B【解析】

AB．根据牛顿第二定律得：mg﹣f＝ma得：随着速度增大，雨滴受到的阻力f增大，则知加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，雨滴做匀速直线运动，故v﹣t图象切线斜率先减小后不变，故A错误，B正确；CD．以地面为重力势能的零参考面，则雨滴的重力势能为：Ep＝mgh﹣mg•at2Ep随时间变化的图象应该是开口向下的，故CD错误；故选B.3、C【解析】

该同学身高约1.6m，则每次上半身重心上升的距离约为×1.6m=0.4m，则她每一次克服重力做的功W=0.6mgh=0.6×50×10×0.4=120J1min内她克服重力所做的总功W总=50W=50×120=6000J她克服重力做功的平均功率为故C正确，ABD错误。

故选C。4、D【解析】

A．光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，表明光子具有能量，A错误；B．氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，释放一定频率的光子，电子的轨道半径变小，电场力做正功，电子的动能增大，电势能减小，B错误；C．处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率应小于或等于吸收光子的频率，C错误；D．α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转是卢瑟福提出原子核式结构模型的主要依据，D正确。故选D。5、C【解析】

A．由题可知，速度为0.5m/s，周期为4s，则波长mA错误；B．t=0s时质点a在波峰处，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，B错误；C．因为周期T=4s，所以当t=1s时经历了，此时质点a在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点b在波峰处，位移最大，加速度最大，C正确；D．由乙图可知，当t=1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点c，D错误。故选C。6、B【解析】t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，则选项A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，t3时刻同理也应相互吸引，故选项B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，选项D错误．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】

AB．据题分析可知，小球在平行金属板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，小球的轨迹向下偏转，才能最后垂直打在M屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图可见两次偏转的加速度大小相等，根据牛顿第二定律得：qE-mg=mg得到：由U=Ed可知板间电压为：故A错误，B正确；C．小球在电场中向上偏转的距离为：y＝at2而a＝＝g，t＝解得：y＝故小球打在屏上的位置与P点的距离为：S＝2y＝重力势能的增加量为：EP＝mgs＝故C错误。D．仅增大两板间的距离，因两板上电量不变，根据E＝＝而C＝，解得：E＝可知，板间场强不变，小球在电场中受力情况不变，则运动情况不变，故仍垂直打在屏上，故D正确。故选BD。8、AC【解析】

设圆的半径为R，则OP为橡皮筋的原长，设劲度系数为k，开始时小球二力平衡有当移动到橡皮筋与竖直方向成角时，受力分析：弹力大小为所以有且方向跟橡皮筋垂直，移动过程中一直增大，一直增大，一直增大，AC正确，BD错误。故选AC。9、CDE【解析】

A．设分子平衡距离为，分子距离为r，当，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，故A错误；B．布朗运动是由于液体分子对固定小颗粒的撞击引起的，固定小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，不平衡性越不明显，布朗运动就越不显著，故B错误；C．夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇，二电器工作较长时间后，为要消耗电能，故，与外界无热交换，故，根据热力学第一定律公式：房内气体内能增加，故房间内部的气温将升高，故C正确；D．由玻意耳定律可知气体的体积减小，分子数密度增加，故单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多，故D正确；E．当车胎突然爆裂的瞬间，气体膨胀对外做功，这一短暂过程中气体与外界热量交换很少，根据热力学第一定律气体内能是减少，温度降低，故E正确。10、AC【解析】

A．将左极板向左移动少许，则d变大，同时在两极板之间插入电介质，则ε变大，根据可知C可能变大，根据Q=CU可知，U可能减小，即静电计指针的偏转角度可能变小，选项A正确；B．将左极板向左移动少许，则d变大，同时取出两极板之间的金属板，则也相当于d变大，根据可知C一定变小，根据Q=CU可知，U变大，即静电计指针的偏转角度变大，选项B错误；C．将左极板向左移动少许，则d变大，同时在两极板之间插入金属板，则相当于d又变小，则总体来说可能d减小，根据可知C可能变大，根据Q=CU可知，U变小，即静电计指针的偏转角度可能变小，选项C正确；D．将左极板向下移动少许，则S减小，同时取出两极板之间的电介质，则ε变小，根据可知C一定减小，根据Q=CU可知，U变大，即静电计指针的偏转角度一定变大，选项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、AC0.475（0.450～0.500都对）A【解析】

（1）[1]．A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确；B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误；C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C正确；D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D错误。故选：AC。（2）[2]．C点的读数为1.65cm，E点的读数为3.55cm，CE的距离xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打D点时纸带的速度vD＝＝m/s＝0.475m/s。（3）[3]．根据动能定理：W＝△Ek，小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象是经过原点的一条直线，故A正确。12、BD【解析】

(1)[1]A．机械能守恒等式左右两