2021-2022学年安徽省合肥市第八中学高三（下）最后一卷理综物理试题含解析

合肥八中2022年高考最后一卷

理科综合能力测试物理

考生注意：

1．本试卷分第I卷和第II卷两部分。满分300分，考试时间150分钟。

2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3．考生作答时，请将答案答在答题卡上、选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答案区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

第I卷（选择题共126分）

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 德国物理学家P·勒纳德、英国物理学家J·J·汤姆孙等相继进行了实验研究，发现照射到金属表面的光能使金属中的电子从表面溢出，这个现象称为光电效应。现在用两种单色光a和b照射同一种金属，光电流与电压的关系如图乙所示，Is为饱和光电流，Uc为遏止电压的大小。下列说法正确的是（　　）

A. 截止频率与入射光的频率有关

B. a光的频率小于b光的频率

C. 若仅增加a光的光强，饱和光电流将增大

D. 若仅增加a光的光强，则遏止电压Uc1将增加

【答案】C

【解析】

【详解】A．截止频率是光照射金属时产生光电效应的最低频率，由金属材料本身决定，与入射光的频率无关，A错误；

BD．由图乙可知，a光的遏止电压大于b光的遏止电压，由

，

得

可知，a光的频率大于b光的频率；遏止电压与入射光的强弱无关，仅增加a光的光强，其遏止电压不变，BD错误；

C．频率相等时，入射光的强弱决定了电流的强弱，若仅增加a光的光强，单位时间从金属表面溢出的光电子数量变多，饱和光电流将增大，C正确。

故选C。

2. 平底煎锅正在炸豆子。假设每个豆子的质量均为m，弹起的豆子均垂直撞击平板锅盖，撞击速度均为v。每次撞击后速度大小均变为v，撞击的时间极短，发现质量为M的锅盖刚好被顶起。重力加速度为g，则单位时间撞击锅盖的豆子个数为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设单位时间撞击锅盖的豆子个数为n，则由动量定理

其中

F=Mg

解得

故选A。

3. 如图，一个有小缺口ab的圆形导线圈固定在绝缘的水平面上，c为线圈上的一点，圆弧bc小于半圆。一个条形磁铁N极向下，沿着线圈的竖直轴线向下运动，在靠近线圈的过程中（　　）

A. a点电势比b点的电势高

B. a点电势比b点的电势低

C. 若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点高

D. 若用相同导线将ab接通，b点的电势比c点低

【答案】A

【解析】

【详解】AB．一个条形磁铁N极向下，沿着线圈的竖直轴线向下运动，可以看作是条形磁铁不动，带有小缺口ab的圆形导线圈竖直向上运动，根据右手定则可判断电流从b流向a，线圈切割磁感线电流从低电势流向高电势，故a点电势比b点的电势高，A正确，B错误；

CD．若用相同导线将ab接通，环形线圈各点电势相同，故CD错误。

故选A。

4. 王同学用光滑的硬钢丝弯折成“”形状，将它竖直固定放置。OB是竖直方向，BC是水平方向，角AOB等于30°，一个光滑的轻环套在足够长OA上，一根足够长的轻绳一端固定在OB上的M点，轻绳穿过小环，另一端吊着一个质量为m的物体，下列说法正确的是（　　）

A. OA杆受到小环的压力大小为2mg

B. OA杆受到小环的压力大小为mg

C. 绳端从M点移到B点绳子张力变大

D. 绳端从B点水平向左移到N点绳子张力大小不变

【答案】D

【解析】

【详解】CD．对悬挂的重物受力分析可知，绳子中的拉力始终与重物重力平衡

故，无论绳子左端点如何移动绳子中的张力大小都保持不变，C错误，D正确；

AB．小环受力情况如图所示

由几何关系可知，两绳子夹角为，故

由牛顿第三定律可知，OA杆受到小环的压力大小为mg，AB错误。

故选D。

5. 固定的足够长斜面顶端有一个质量为m、电荷量为q的带正电荷的小球，以速度v0平抛。整个装置处在竖直向下的匀强电场之中，场强大小E＝，小球从抛出到落到斜面的时间为t1，重力做功为WG1，电势能减少量为Ep1，落到斜面上时的动能为Ek1；若将电场方向改为竖直向上，其他条件不变，小球从抛出到落到斜面的时间为t2，重力做功为WG2，电势能增加量为Ep2，落到斜面上时的动能为Ek2，则下列关系式不正确的是（　　）

A t1：t2=1：3 B. Ek1：Ek2=1：1

C. WG1：WG2=1：1 D. Ep1：Ep2=1：3

【答案】C

【解析】

【详解】A．匀强电场方向竖直向下时，对小球受力分析，由牛顿第二定律可得：

同理，匀强电场方向竖直向上时，有

又

联立，可得

设斜面倾角为，根据平抛运动规律，可得两次类平抛运动过程有

解得

t1：t2=1：3

故A正确，与题意不符；

C．两次类平抛运动过程，竖直分位移分别为

根据重力做功的公式，有

联立，可得

WG1：WG2=1：3

故C错误，与题意相符；

D．根据电场力做功与电势能变化的关系，以及电场力做功表达式

可得

，

即

Ep1：Ep2=1：3

故D正确，与题意不符；

B．根据动能定理，有

可得

联立，可得

Ek1：Ek2=1：1

故B正确，与题意不符。

本题选不正确的故选C。

6. 光滑水平桌面上有直角坐标系xOy，一个小球受到两个恒定的外力，其中Fx＝3N沿着x轴正方向，Fy＝2N沿着y轴正方向，小球经过A点（2m，2m）时动能为2J，经过一段时间，小球到达B点时动能为14J，则B点的坐标可能是（　　）

A. （4m，5m） B. （6m，2m） C. （2m，8m） D. （5m，4m）

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．小球由A点到B点动能增加

若B点坐标为（4m，5m），由动能定理可知，动能增加

解得

故B点坐标可能是（4m，5m），故A    正确；

B．若B点坐标为（6m，2m），由动能定理可知，动能增加

故B点的坐标可能是（6m，2m），故B正确；

C．若B点坐标为（2m，8m），由动能定理可知，动能增加

故C点的坐标可能是（2m，8m），故C正确；

D．若B点坐标为（5m，4m），由动能定理可知，动能增加

故B点的坐标不可能是（5m，4m），故D错误。

故选ABC。

7. 光滑平行的倾斜导轨，在AA＇与BB＇之间有垂直于导轨平面的匀强磁场区I，磁感强度为B1，在CC＇与DD＇之间有垂直于导轨平面的匀强磁场区II，磁感强度为B2，图中线段OO＇、AA＇、BB＇、CC＇、DD＇均与导轨垂直。两根相同的导体棒1和2，先后从OO＇处由静止释放，当导体棒1到达AA＇时释放导体棒2；当导体棒1匀速通过并滑出磁场区I时，导体棒2刚好进入磁场区I；当导体棒1刚要进入磁场区II时，导体棒2刚好滑出磁场区I；当导体棒1匀速通过并滑出磁场区II时，导体棒2刚好进入磁场区II；导体棒1、2有电阻，其他电阻忽略不计。下列正确的是（　　）

A. OA、AB、BC、CD之间的距离之比为1：2：3：4

B. OA、AB、BC、CD之间的距离之比为1：3：5：7

C. B1：B2=2：1

D. B1：B2=3：1

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由于两根导体棒交替在磁场中，并且导体棒2完全模仿导体棒1的运动，可知导体棒1、2通过OA、AB、BC、CD时间均相等，设每段时间均为t，以导体棒1为研究对象，则

到达AA＇时的速度

接下来下滑的过程中

到达CC＇时的速度

而

可得OA、AB、BC、CD之间的距离之比为1：2：3：4，A正确，B错误；

CD．由于导体棒穿过磁场I和穿磁场II都做匀速运动，因此

而

可得

C、D错误。

故选A。

8. 从地面上的A点竖直上抛一个物体，初动能EkA＝100J，最高点为B点，从B点下落到C点的过程机械能损失ΔEBC＝5J，C点时的动能EkC＝30J，上升和下落的过程中空气阻力大小恒定。则（　　）

A. 最高点时的重力势能为87.5J B. 上升过程损失的机械能为20J

C. 落地时的动能为60J D. 重力的大小是阻力大小的7倍

【答案】AD

【解析】

【详解】D．最高点为B点，从B点下落到C点的过程，克服摩擦力做功使得机械能损失，故

从B点下落到C点的过程，由动能定理得

联立得

D正确；

A．从A点上升到B点的过程，由动能定理得

解得最高点时的重力势能为87.5J，A正确；

B．上升损失的机械能为

B错误；

C．落地时的动能为

C错误。

故选AD。

第II卷（共174分）

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生必须做答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（共129分）

9. 某实验小组利用如图所示的实验器材验证力的平行四边形定则。在圆形水平桌面上平铺固定一张白纸，在桌子边缘安装三个不计摩擦的滑轮，其中滑轮P1固定在桌边，滑轮P2、P3可沿桌边移动。将三根绳子系在同一点O，每根绳子的另一端各挂一定数量的砝码（每个砝码的质量均为m），当系统达到平衡时，记录每根绳上的砝码数量便可得出三根绳子的拉力大小，按照正确步骤进行操作，完成实验。回答下列问题：

（1）下列说法正确的是______

A．必须以OP2、OP3绳的拉力为相邻边作平行四边形

B．若三根绳互成120°角，则三根绳所挂钩码数量相等

C．以OP2、OP3绳的拉力作平行四边形，所夹对角线（合力理论值）大小与OP1拉力大小相同，则验证了力的平行四边形定则

D．三根绳可以用橡皮筋代替

（2）实验时，若O点位置不在圆桌中心______（填“会”或“不会”）影响实验结论。

（3）若三个滑轮不在同一水平面上，且高度偏差较大______（填“能”或“不能”）在白纸上准确记录力的大小和方向。

【答案】    ①. BD##DB    ②. 不会    ③. 能

【解析】

【详解】（1）[1]A．作用在O点的三个力分别为OP1、OP2、OP3三根绳子中的拉力，由三力平衡可知，实验中应根据平行四边形定则任意合成两根绳子中的拉力，如果两根绳子拉力的合力与第三根绳子中的拉力等大、反向、共线，那么就验证了力的平行四边形定则。故任意选取两根绳的拉力为相邻边作平行四边形即可，A错误；

B．由平行四边形定则可知，若三根绳互成120°角，则其中两根绳中拉力的合力在它们夹角角平分线方向，则两根绳中拉力大小相等，又因为两个等大分力夹角120°时合力与两分力相等，故三根绳子中的拉力相等，即三根绳所挂钩码数量相等，B正确；

C．以OP2、OP3绳的拉力作平行四边形，所夹对角线（合力理论值）大小与OP1拉力大小相同，方向OP1拉力方向相反，则验证了力的平行四边形定则。仅合力理论值大小与OP1拉力大小相同，无法验证平行四边形定则成立，C错误；

D．三根绳用橡皮筋代替不会影响拉力方向、大小的记录，故三根绳可以用橡皮筋代替，D正确。

故选BD。

（2）[2]本实验需要通过三力平衡验证力的平行四边形定则，每次平衡后，取下沙桶前记录好节点与力的方向即可，因此改变滑轮的位置和相应沙桶中沙的质量，使系统再次达到平衡，绳的结点O的位置不必保持不变。即O点的位置不在圆桌中心不会影响实验结论。

（3）[3]三个滑轮不在同一水平面上，则三个力所在的平面与桌面不共面，在桌面上记录细线方向时记录的是三个力在水平桌面上投影的方向，由几何关系可知，三个力投影的夹角与三个拉力的夹角相同，故三个滑轮不在同一水平面上，不会影响拉力方向的记录，也能在白纸上准确记录力的大小和方向；

10. 飞飞同学在做测量金属丝的电阻率的实验时，设计了如图所示的电路进行实验，所使用的器材有：

电源E（电动势为3V，内阻为r）

电流表A（量程为0～0.6A，内阻为1Ω）

电阻箱R（0～99.99Ω）

金属丝

开关K

导线若干；

（1）他先用螺旋测微器对金属丝的直径进行了测量，如图所示，该金属丝的直径为______mm。

（2）他连接好电路，将金属丝接入电路中的长度和电阻箱均调到一个较大的值，闭合开关K，记录下电流表读数和金属丝接入电路中的长度。保持电阻箱阻值不变，多次改变并记录金属丝接入电路中的长度L，并同时记录相对应的电流表读数I。利用实验中记录的数据，描绘出图像。由图可得该金属丝的电阻率为______（计算结果保留2位有效数字）。

（3）若已知实验中电阻箱接入电路中的电阻为2.00Ω，则所用电源内阻为______Ω。

（4）若实验所用电源因为长期使用，电动势略有下降，则因此得出的金属丝电阻率比真实值______（选填“偏大”、“偏小”、“相同”）。

【答案】    ①. 2.000mm    ②.     ③. 0.6Ω##0.60Ω    ④. 偏大

【解析】

【详解】（1）[1] 金属丝的直径为

（2）[2] 由图知当，时由闭合回路可得

解得

当，时由闭合回路可得

解得

又

解得

（3）[3]由（2）分析可知，则

（4）[4] 由（2）分析可知

解得

电源因为长期使用，电动势略有下降，则计算时E偏大，偏大，由可知得出的金属丝电阻率偏大。

11. 如图所示，质量为mA＝2kg物体A放在粗糙水平桌面上，一端用绕过定滑轮的细绳与质量为mB＝1kg物体B相连。用手按住A使两物体均静止，B物体距离地面高度h＝1m。现松手释放A，经时间t1＝1s，B落到地面上且未反弹（此时A未与滑轮相碰）。忽略空气阻力、滑轮摩擦力，且绳子、滑轮质量不计，取重力加速度g＝10m/s2。求：

（1）物体A与桌面间动摩擦因数μ；

（2）若A与滑轮的距离L＝1.5m，B落地瞬间，在A上施加一水平向左的恒力F＝6N，求恒力F作用时间t2＝1s后，物体A的速度大小。

【答案】（1）0.2；（2）0.6m/s

【解析】

【详解】（1）物体B在下落的过程中，做匀加速运动，则

代入数据得到

A、B整体进行受力分析，根据牛顿第二定律有

代入数据得到

（2）物体B落地瞬间，物体A距离滑轮的长度为

此时物体A根据牛顿第二定律有

解得

这段位移的时间和位移为

得到

，

因

所以此时物体A减速到0，且未碰撞到滑轮。

之后物体A将向左加速运动，根据牛顿第二定律有

解得

则最终的速度和向左的位移为

故最终绳子未拉直，物体A的速度为。

12. 如图所示为一“太空粒子探测器”的简化图，两个同心扇形圆弧面的圆心为O，两弧面PQ、MN之间存在辐射状的加速电场，方向由内弧面指向外弧面，右侧边长为L的正方形边界abcd内存在垂直纸面向外的匀强磁场，其大小B＝kB0（k＞0，B0已知），k值可以调节。O点为ad边界的中点，PO、QO与ad边界的夹角均为30°。假设太空中质量为m、电荷量为e的负电粒子，能均匀地吸附到外弧面PQ的右侧面上，由静止经电场加速后穿过内弧面均从O点进入磁场。k＝1时，垂直ad边射入磁场的粒子恰好从ab的中点离开磁场区域。不计粒子重力、粒子间的作用力及碰撞。求：

（1）弧面MN、PQ间的加速电压U；

（2）若从O点垂直于ad边界射入磁场的粒子恰能从b点离开，求k的值；

（3）若要求外弧面PQ上所有的粒子均从ab边射出磁场，求k值的取值范围。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）电子在电场中加速过程，由动能定理可得

k＝1时，垂直ad边射入磁场的粒子恰好从ab的中点离开磁场，则在磁场中运动轨迹的圆心在a点，半径为，在磁场中，洛伦兹力提供向心力，则

联立得到

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示

由几何关系可得

解得

因电场加速过程不变，在磁场中还是洛伦兹力提供向心力

与上面式子联立得到

（3）磁场最小时，即k最小时，只要满足沿PO方向射入磁场的粒子，轨迹与bc边界相切即可，如图所示

由几何关系可得

解得

由洛伦兹力提供向心力，则

联立得到

磁场最大时，即k最大时，只要满足沿QO方向射入磁场的粒子，轨迹经过a点，则其他方向射入磁场的粒子均能从ab边界射出。由几何关系可得

由洛伦兹力提供向心力，得

解得

综上所述，要求外弧面PQ上所有的粒子均从ab边射出磁场，k值应满足

（二）选考题（共45分，请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答）

【物理选修3-3】

13. 下列说法错误的是（　　）

A. 烟花三月，鲜花盛开，香气扑鼻，人能够闻到花香是因为鲜花释放的有香气的物质分子做布朗运动的结果

B. 夏天车胎容易爆胎是因为随着温度升高，胎内气体分子间斥力增大的缘故

C. 封装在气缸中的气体，气缸容积不变，气体温度升高，单位时间碰撞内壁单位面积的分子数增多

D. 理想气体的压强与单位体积的分子数、温度以及气体的摩尔质量有关

E. 1mol的理想氢气和1mol的理想氧气，气体温度相同时，氧气分子的平均速率较小

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．人能够闻到花香是因为鲜花释放的有香气的物质颗粒在空气中做布朗运动的结果，A错误；

B．气体分子间几乎不存在相互作用力，夏天车胎容易爆胎是因为随着温度升高，胎内气体分子无规则运动加剧，气体压强变大的缘故，B错误；

C．封装在气缸中的气体，气缸容积不变，单位体积内的分子数不变，气体温度升高，分子运动的剧烈程度增加，单位时间碰撞内壁单位面积的分子数增多，C正确；

D．理想气体的压强与单位体积的分子数以及温度有关，D错误；

E．1mol的理想氢气和1mol的理想氧气，气体温度相同时，分子的平均动能相同，但氧气分子质量较大，因此氧气分子的平均速率较小，E正确。

故错误的选ABD。

14. 某同学利用实验室闲置的1m长的玻璃管和一个标称4.5L的金属容器做了一个简易温度计。如图所示，将1m长的直尺和玻璃管固定在竖直木板上，直尺与玻璃管两端对齐，玻璃管左端A开口，玻璃管右端B处用细软管与金属容器连接，接口处均密封良好，在玻璃管内有一小段密封良好、可自由滑动的圆柱体蜡块（长度可以忽略），蜡块与玻璃管的摩擦不计。大气压强始终为p0，软管内部体积可忽略，玻璃管内横截面积为10cm2。当温度为27℃时，蜡块刚好在玻璃管的正中间。

（1）该温度计刻度是否均匀，并计算出这个温度计的测量范围。

（2）如果玻璃管左端A用密封盖密封，现用一个打气筒通过A端向玻璃管打气，打气筒每次可将压强为p0的气体mL完全压入玻璃管中，需要多少次才能把蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端B点？（由于导热，气体的温度保持不变）

【答案】（1）刻度均匀，270K~330K（或者-3℃~57℃）；（2）22次

【解析】

【详解】（1）因被封的气体进行等压变化，根据

则蜡块移动的距离与温度的变化量成正比，可知该温度计刻度是均匀的；

设金属容器的体积为V，由题意可知

其中V=4500 cm3，解得

T1=270K=-3℃ 

T2=330K=57℃

即这个温度计的测量范围270K~330K（或者-3℃~57℃）；

（2）蜡块从玻璃管中间位置压到玻璃管右端B点，此时容器内气体的压强为p，则

解得

则对蜡块左边的气体以及打入的气体，由玻意耳定律

解得

n=22次

【物理选修3-4】

15. 在均匀介质中，有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，此时质点Q位于波峰，随后的3.75s内质点Q通过的总路程为50cm。则下列说法错误的是（　　）

A. 该波沿x轴正方向传播的速度为

B. 3.75s内质点P通过总路程小于50cm

C. 质点P的振动方程为y＝

D. t＝3s时x＝18m的质点沿x轴向右移动的距离为60m

E. x＝6.5m和x＝12.5m的质点振动情况总是相反

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．设周期T

则

解得

由图知，波长

则速度为

故A错误，符合题意；

B．P点不在平衡位置、波峰或波谷，且波沿x轴正方向传播，质点由平衡位置向波峰运动的过程中，速度越来越小，由波峰向平衡位置运动的过程中，速度越来越大，所以

内质点P通过的总路程小于50cm，故B正确，不符合题意；

C．设质点P的振动方程为

y＝

所以

y＝

当时

代入方程得

质点P的振动方程为

y＝

故C错误，符合题意；

D．质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，故D错误，符合题意；

E．x＝6.5m和x＝12.5m的质点相差半个波长，振动情况总是相反，故E正确，不符合题意。

故选ACD。

16. 如图所示，直角三角形ABC是三棱镜的横截面，其中∠A＝53°，AB长度为L。一细束单色光从AB边上的中点D射入棱镜，入射角为60°，进入棱镜后恰好经过BC边的中点，已知真空中光速为c。

（1）求三棱镜材料对这束单色光的折射率；

（2）光线从棱镜内部射出时不考虑反射，求该光束在棱镜中传播的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光路如图所示

由几何关系可得DE//AC，所以光束在D点的折射角等于37°，则有

解得

（2）由几何关系知光束在E点的入射角为53°，临界角C满足

所以光束在E点发生全反射，由几何关系知△CDE是等腰三角形，由几何关系可知

，

△CEF是等腰三角形，由

可得光在棱镜中的传播速度为

该光束在棱镜中传播的时间