浙江杭州地区重点中学2022年高考物理四模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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．场是物理学中的重要概念。物体之间的万有引力是通过引力场发生的，地球附近的引力场又叫重力场。若某点与地心相距x，类比电场强度的定义，该点的重力场强度用E表示。已知质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，地球半径为R。则能正确反应E与x关系的图像是（）A． B． C． D．2．如图所示，一有界区域磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场宽度为L;正方形导线框abcd的边长也为L，当bc边位于磁场左边缘时，线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。若规定逆时针方向为电流的正方向，则反映线框中感应电流变化规律的图像是A． B．C． D．3．作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。已知发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法①原子核中有92个质子，143个中子；②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为：；③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；④一个裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10-11J。以上说法中完全正确的是（）A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④4．卫星绕某一行星的运动轨道可近似看成是圆轨道，观察发现每经过时间t，卫星运动所通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为。已知引力常量为G，由此可计算该行星的质量为（）A． B．C． D．5．为了人民的健康和社会的长远发展，我国环保部门每天派出大量的洒水车上街进行空气净化除尘，已知某种型号的洒水车的操作系统是由发动机带动变速箱，变速箱带动洒水泵产生动力将罐体内的水通过管网喷洒出去，假设行驶过程中车受到的摩擦阻力跟其质量成正比，受到的空气阻力跟车速成正比，当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，以下判断正确的是（）A．洒水车的动能保持不变 B．发动机的功率保持不变C．牵引力的功率要随时间均匀减小 D．牵引力大小跟洒水时间成反比6．如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向一速率v从P点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点，已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（）A．这些粒子做圆周运动的半径B．该匀强磁场的磁感应强度大小为C．该匀强磁场的磁感应强度大小为D．该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为二、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，在一个光滑水平面上以速度v运动的小球，到达A处时遇到一个足够长的陡坡AB，已知AB与竖直线之间的夹角为α，重力加速度取g。则小球（）A．离开A到落到斜坡前的加速度为gB．经时间t=落到斜面上C．落在斜坡上的位置距A的距离为D．落到斜坡上时的速度大小为8．如图甲为研究光电效应实验的部分装置示意图。实验中用频率为的光照射某种金属，其光电流随光电管外电源电压变化的图像如图乙。已知普朗克常量为，电子带的电荷量为。下列说法中正确的是（）A．测量电压时，光电管的极应连接外电源的负极B．光电子的最大初动能为C．该金属的逸出功为D．当电压大于时，增加光照强度则光电流增大9．如图为磁流体发电机的原理示意图，间距为的平行金属板M、N间有磁感应强度大小为B且方向垂直纸面向里的匀强磁场，将一束含有大量带正电和带负电的等离子体以速度水平喷入磁场，两金属板间就产生电压.定值电阻、滑动变阻器（最大值为）及开关S串联后接在M、N两端，已知磁流体发电机的电阻为r（），则在电路闭合、滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中（）A．金属板M为电源正极，N为电源负极B．电阻消耗功率的最大值为C．滑动变阻器消耗功率的最大值为D．发电机的输出功率先增大后减小10．如图所示，在光滑水平面上有宽度为d的匀强磁场区域，边界线MN平行于PQ线，磁场方向垂直平面向下，磁感应强度大小为B，边长为L（L＜d）的正方形金属线框，电阻为R，质量为m，在水平向右的恒力F作用下，从距离MN为d/2处由静止开始运动，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN平行，则下列说法正确的是（）A．线框进入磁场过程中做加速运动B．线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小为C．线框在进入磁场的过程中速度的最小值为D．线框右边从MN到PQ运动的过程中，线框中产生的焦耳热为Fd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）如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强传感器读数为，则此时气球体积为______。(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______。（保留3位小数）12．（12分）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。A．小球的质量mB．AB之间的距离HC．小球从A到B的下落时间tABD．小球的直径d（2）小球通过光电门时的瞬时速度v=_________(用题中所给的物理量表示)。（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0=__________。（4）在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k（k＜k0），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值=_______________（用k、k0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，竖直放置的粗细均匀的U形管左端封闭，右端开口。左管内用水银封闭一段长L1＝20cm的空气柱，左右两管水银面差为h＝15cm。已知外界温度为27℃，大气压为75cmHg。(i)如果缓慢向右管内注入水银，直到左右水银面相平(原来右管水银没有全部进入水平部分)，求在右管注入的水银柱长度(ii)在左右管水银面相平后，缓慢升高左管内封闭气体的温度，使封闭空气柱长度变为20cm，求此时左端空气柱的温度。14．（16分）地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道，它是一条穿过地心的笔直隧道，如图所示。假设地球的半径为R，质量分布均匀，地球表面的重力加速度为g。已知均匀球壳对壳内物体引力为零。(ⅰ)不计阻力，若将物体从隧道口静止释放，试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动；(ⅱ)理论表明：做简谐运动的物体的周期T=2πmk，其中，m为振子的质量，物体的回复力为F=－kx。求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t(地球半径R=6400km，地球表面的重力加速为g=10m/s215．（12分）如图所示，光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“”型滑板，其质量为，平面部分的上表面光滑且足够长。在距滑板的端为的处放置一个质量为、带电量为的小物体（可看成是质点），在水平匀强电场作用下，由静止开始运动，已知，电场的场强大小为，假设物体在运动中及与滑板端相碰时不损失电量。(1)求物体第一次与滑板端相碰前的速度大小；(2)若小物体与滑板端相碰的时间极短，而且为弹性碰撞，求小物体从第一次与滑板碰撞到第二次碰撞的间隔时间。

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】

电场中F=Eq，类比电场强度定义，当x＞R时E引==g=即在球外E引与x2成反比；当x＜R时，由于质量均分布均匀的球壳对壳内任一物体的万有引力为零，距地心r处的引力场强是有半径为x的“地球”产生的。设半径为x的“地球”质量为Mx，则Mx=则E引=故C正确。故选C。2、B【解析】

由楞次定律可判断线圈中的电流方向；由E=BLV及匀加速运动的规律可得出电流随时间的变化规律。【详解】设导体棒运动的加速度为，则某时刻其速度所以在0-t1时间内（即当bc边位于磁场左边缘时开始计时，到bc边位于磁场右边缘结束）根据法拉第电磁感应定律得：，电动势为逆时针方向由闭合电路欧姆定律得：，电流为正。其中R为线框的总电阻。所以在0-t1时间内，，故AC错误；从t1时刻开始，换ad边开始切割磁场，电动势大小，其中，电动势为顺时针方向为负电流：，电流为负（即，）其中，电流在t1时刻方向突变，突变瞬间，电流大小保持不变。故B正确，D错误。故选B。【点睛】对于电磁感应现象中的图象问题，经常是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间变化关系，然后推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路．3、D【解析】

由的质量数和电荷数关系可知，原子核中有92个质子，143个中子，①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素影响，故③错误；通过计算知：200MeV=200×109×1.6×10-19J=3.2×10-11J。④正确。故选D。4、B【解析】

设卫星的质量为m，卫星做匀速圆周运动的轨道半径为r，则其中，联立可得故B正确，ACD错误。故选B。5、C【解析】

以车和水为研究对象，受力分析可知，水平方向受牵引力、摩擦阻力和空气阻力作用，由题意，车受到的摩擦阻力跟其质量成正比，受到的空气阻力跟车速成正比，根据牛顿第二定律知，F-f-kv=ma当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，车与水的质量在减小，故摩擦阻力在减小，空气阻力恒定不变，则牵引力在减小，合力为零。A．洒水车的质量减小，速度不变，故动能减小，故A错误。B．发动机的功率P=Fv，牵引力减小，速度不变，则发动机的功率减小，故B错误。CD．牵引力F=f+kv，洒水车的质量随时间均匀减小，则牵引力的大小随洒水时间均匀减小，但不成反比。牵引力功率随时间均匀减小，故C正确，D错误。故选C。6、B【解析】ABC、从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为Q，由动圆法知P、Q连线为轨迹直径；PQ圆弧长为磁场圆周长的，由几何关系可知,则粒子轨迹半径，由牛顿第二定律知，解得故B正确；AC错误D、该圆形磁场中有粒子经过的区域面积大于，故D错误；综上所述本题答案是：B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、ABC【解析】

A．小球离开A后做平抛运动，只受重力，加速度为g，即离开A到落到斜坡前的加速度为g，故A正确；

B．落在斜面上时位移方向与竖直方向的夹角为α，则有解得故B正确；

C．落在斜坡上时的水平位移则落在斜坡上的位置距A的距离故C正确；

D．落到斜坡上时竖直方向速度则落到斜坡上时的速度大小故D错误。

故选ABC。8、BD【解析】

A．电压为反向遏止电压，此时光电管的极应连接外电源的正极，A错误；B．光电子克服电场力做功，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能B正确；C．光电效应方程为结合B选项解得金属的逸出功为C错误；D．电压对应正向饱和电流，已收集了相应光照强度下的所有的光电子。若增大光照强度，光子数量增加，光电子数量增加，则电路中的光电流增大，D正确。故选BD。9、BD【解析】

A．等离子体喷入磁场后，由左手定则可知正离子向N板偏转，负离子向M板偏转，即金属板M为电源负极，N为电源正极，故A错误；B．等离子体稳定流动时，洛伦兹力与电场力平衡，即可得电源电动势，当滑片P位于b端时，电路中电流最大，电阻消耗的功率最大，且为故B正确；C．滑动变阻器最大阻值为，小于定值电阻与电源内阻之和，故滑动变阻器阻值为时消耗的功率最大，且为故C错误；D．因，所以滑片P由a端向b端滑动的过程中，外电路电阻减小，必然在某位置有由外电阻与内阻相等时电源输出功率最大可知，滑片P由a端向b端滑动的过程中，发电机的输出功率先增大后减小，故D正确。故选：BD。10、BD【解析】

A、线框右边到MN时速度与到PQ时速度大小相等，线框完全进入磁场过程不受安培力作用，线框完全进入磁场后做加速运动，由此可知，线框进入磁场过程做减速运动，故A错误；B、线框进入磁场前过程，由动能定理得：，解得：，线框受到的安培力：，故B正确；C、线框完全进入磁场时速度最小，从线框完全进入磁场到右边到达PQ过程，对线框，由动能定理得：解得：，故C错误；D、线框右边到达MN、PQ时速度相等，线框动能不变，该过程线框产生的焦耳热：Q＝Fd，故D正确；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、玻意耳1.027【解析】

(1)[1]用DIS研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律；(2)[2]将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得：所以读出此时注射器内剩余气体的体积为，所以时气球体积为；(3)[3]由题可知，若初始时注射器内仅有体积为、压强为p0的气体，气体全部压入气球后气球的压强与初始时注射器内有体积为、压强为p0的气体中的气体压入气球，结合题中图乙可知，剩余的气体的体积约在左右，压强略大于p0，所以剩余的气体的体积略小于0.5V0。由图可以读出压强约为1.027p0。【点睛】本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。另外，还要注意思维方式的转化，即可以将初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体，气体全部压入气球，与初始时注射器内有体积为V0、压强为p0的气体中的气体压入气球是等效的。12、BD；；；；【解析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。【详解】（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来