2022届高考物理三模试卷（含答案） (4)

这是一份2022届高考物理三模试卷（含答案） (4)，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
                  2022届高考物理三模试卷  一、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1～5题只有一项符合题目要求，第6～8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.物理学的发展，推动了技术的进步。下列说法正确的是(   )A.在研究地球围绕太阳运动时，用质点来代替地球、太阳的方法叫假设法B.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加得出物体的位移，这里采用了微元法C.法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的导线附近的导体线圈中会出现感应电流D.汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，表明原子核是可以分割的2.某同学用如图所示装置研究光电效应现象，所用光源的功率相同，可输出不同频率的单色光，回路中的最大光电流为，假设发生光电效应时一个光子能打出一个光电子，则下列最大光电流与光源频率ν间的关系图象正确的是(   )

A. B.C.  D.3.跨过定滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端拴在一个动滑轮的轴上，跨过动滑轮的轻绳一端固定在吊板上，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为，吊板的质量为，绳、定滑轮、动滑轮的质量以及滑轮的摩擦均可不计。重力加速度为。当人和板一起以加速度向上做加速运动时，人对绳的拉力和人对吊板的压力大小分别为(   )
 A. B.C. D.4.利用图甲所示装置可以测定带电粒子的比荷，其中是两正对金属平行板，其右端有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。测量时先在两平行板和间加上按图乙所示规律变化的正弦交流电压，让初速度为的粒子沿平行板的中心线进入平行板间，粒子离开平行板间后，从磁场的边界进入磁场区域，最后又从边界离开。若粒子进入极板间时极板间的电压为50V，边界上入射点与出射点间的距离为L，则该粒子的比荷为(   )

A. B. C. D.
5.2021年12月9日，离地面约400km的中国空间站，“天宫课堂”第一课正式开讲。已知引力常量为、地球半径约为6400km，地球表面重力加速度为，则三位航天员在当天最多能看到几次日出(   )A.16 B.18 C.21 D.246.某电场中的等差等势面如图中虚线所示，比荷大小相等的甲、乙两带电粒子从b等势面上的A点以相同的速率射入电场，运动轨迹如图中实线所示，分别是等势面上的点，也是甲、乙粒子运动轨迹上的点。不计粒子重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是(   )
 A.A点的电场强度比B点的大B.甲粒子经过B点时的速率等于乙粒子经过C点时的速率C.甲粒子经过B点时的动能等于乙粒子经过C点时的动能D.甲粒子在B点时的电势能等于乙粒子在C点时的电势能7.甲、乙分别是空心铝管、有裂缝的铝管，如图所示，两根管子与水平面成θ，现把一枚质量为m的小磁块从上端管口放入管中后，小磁块最终从下端管口落出，已知两根管子长度为l，小磁块和管子间的动摩擦因数为μ，小磁块从甲管下端口落出的速度为v，则(   )
 A.小磁块在甲管运动时间比在乙管运动时间长B.小磁块在甲管中运动，甲管产生的焦耳热C.小磁块从乙管下端落出的速度为D.小磁块在甲管中运动，小磁块重力和摩擦力的总冲量为8.如图甲所示，某同学为做旋转液体的实验，在密闭的玻璃皿中心放一个圆柱形电极、沿边缘放一个圆环形电极，电极按图示接在匝数为n的线圈中，线圈的面积为S，阻值为r，图乙为线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的规律，取竖直向上为正方向，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为，玻璃皿的横截面是半径为a的圆，玻璃皿内充满液体，液体质量为m，两电极间液体的等效电阻为时刻闭合开关，稳定时电流表的示数为I，忽略线圈的自感作用，则下列判断正确的是(   )
 A.时间内液体的旋转方向不变B.液体转动速度随时间均匀增大C.开关闭合瞬间液体的加速度大小为D.时，液体具有的动能一定小于三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～14题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题9.（6分）某兴趣小组的同学想探究橡皮筋上张力与形变量的关系，设计了如图甲所示的实验装置。
①开始时先将一根橡皮筋的一端固定在横杆上，刻度尺竖直固定在一侧，橡皮筋自由端拴一细线，未挂重物时，绳结对齐刻度尺上的零刻度线；
②在橡皮筋下端悬挂重物，记录绳结位置的刻度；
③去掉重物，仅依次增加橡皮筋的条数（增加橡皮筋的条数后始终保证绳结对齐零刻度线，橡皮筋视为并联），悬挂重物，记录悬挂重物后绳结对应位置的刻度和橡皮筋的条数n；
④根据测得的数据得出橡皮筋伸长量，在图乙中，将数据描绘在坐标纸上。
 （1）当时，悬挂重物后绳结对应的位置如图丙所示，则此次实验中橡皮筋的伸长量为_______cm。（2）将时的数据点在图乙中描出，并作出图线。（3）根据所作图象可知，橡皮筋上的张力与形变量的关系为_____________。10.（9分）某实验小组的同学在进行电学实验时，发现缺少满足要求的电压表，欲将满偏电流为2 mA的电流表改装成大量程电压表，但电流表的内阻未知。
 （1）该小组的同学首先将多用电表欧姆表的挡位旋到“×10”挡，然后用多用电表欧姆表粗略测量电流表的内阻，多用电表的指针如图所示，则电流表的内阻约为________Ω。（2）该小组的同学想要精确测量电流表的内阻，实验室有如下的实验器材：
A.待测电流表；
B.标准电流表（的量程大于的量程，但内阻未知）；
C.电阻箱；
D.滑动变阻器R；
E.电池组、导线若干、开关。
①为了精确测量电流表的内阻，请在虚线框中所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图，要求能通过对电路的控制完成多次测量；

②如果两电流表的示数分别为，电阻箱阻值为，则待测电流表内阻的表达式为______；（用表示）
③通过实验测得电流表的内阻为，为了将该电流表改装成量程为3V的电压表，应将电流表与定值电阻____________（填“串”或“并”）联，定值电阻的阻值为_________Ω。11.（12分）如图所示，质量为的木板B静止在粗糙的水平面上，木板与地面间的动摩擦因数，木板长为L，距离木板右边s处有一挡板，在木板的左端放置一个质量、可视为质点的小木块A，以初速度滑上木板，小木块与木板之间的动摩擦因数，取。求：
 （1）假设A没有从B上滑下来，请问B板至少要多长；（2）要使木板不撞挡板，则挡板距离木板右边的距离s至少要多长。     12.（20分）如图所示，在平面直角坐标系的x轴上方存在宽度为L的有界匀强电场区域，边界与x轴平行，电场强度的方向沿y轴负方向，大小为E。在x轴下方存在长为、宽度为L的矩形磁场区域，磁场区域的上边界与x轴重合，坐标原点与磁场区域上边界的中点重合，磁感应强度大小为B，方向垂直坐标平面向里。质量为m，带电荷量为的粒子A静止在坐标原点，不带电的粒子B以速度沿y轴负方向与粒子A发生弹性碰撞，碰撞前、后粒子A的带电荷量不变，不计粒子重力。已知。
 （1）若带电粒子A从磁场右侧边界离开磁场，求k的最大值。（2）若带电粒子A从磁场右侧边界的中点离开磁场区域。
①求k的可能值。
②求粒子在磁场中运动的最长时间。     （二）选考题：共15分。请考生从给出的2道物理题任选一道作答。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。13.【物理—选修3-3】（15分）（1）（5分）唐代诗人齐己在诗句中写道“霏微晓露成珠颗，宛转田田未有风。”露珠呈球形是由于表面张力的原因，在露珠表面的两分子间的作用力表现为________（选填“引力”或“斥力”）；如果两水分子之间的距离为时，两分子间的作用力为零，欲形成如图所示的露珠，则表面层分子间的距离应________（选填“大于”“等于”或“小于”）；在两分子间的距离从大于开始逐渐减小，直到小于的过程中，两分子之间的势能________（选填“逐渐增大”“逐渐减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。
 （2）（10分）如图1所示，导热性能良好的气缸中用一定质量且横截面积为S、厚度不计的活塞封闭一定质量的理想气体，将气缸水平放置，当活塞稳定时，活塞到气缸底部的距离为气缸长度的，已知环境温度为T，外界大气压强恒为，重力加速度为g，活塞的质量，忽略一切摩擦，整个过程中无气体逸出。
（i）如果将气缸开口向上放置，如图2所示，求平衡时活塞到气缸底部的距离与气缸长度的比值；
（ii）在图2所示情况下活塞平衡时，缓慢将环境的温度升高到，欲使活塞最终平衡在气缸口，需在活塞上放置一定质量的砝码，求砝码质量与活塞质量的比值。
       14.[物理—选修3—4]（15分）（1）（5分）如图所示，实线为时刻一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时的波形如图中的虚线所示，为x轴平衡位置坐标分别为的两质点，该列波的周期，则这列波的频率为______，1.0~1.5s内质点C的加速度与速度方向______（填“相同”或“相反”），时，B点的纵坐标为______cm。
 （2）（10分）高琨首先提出光纤可以用于通信传输的设想并做出研究而获得2009年诺贝尔物理学奖，经过科学家的努力，目前光纤通信已进入千家万户，一束单色光从直径为的多模光纤一端垂直截面入射穿过长为10 cm的直线光纤，所经历的时间为，已知光在真空中的传播速度为。求：（ⅰ）多模光纤材料的折射率n；（ⅱ）若调整入射光的方向，并使光线从光纤中心射入长度为的光纤，则光线在传输信号时传播的最长时间和发生全反射的最多次数。
    
              
答案以及解析1.答案：B解析：在研究地球围绕太阳运动时，用质点来代替地球、太阳的方法叫理想模型法，A错误；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加得出物体的位移，这里采用了微元法，B正确；法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的导线附近的导体线圈中会出现感应电流，在通有恒定电流的导线附近的导体线圈中不会出现感应电流，C错误；汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，表明原子是可以分割的，D错误。2.答案：B解析：设光源单位时间内发出的光子数为n，发出光的频率为ν，则有，变式有，可知光源功率相同时ν越大，n越小，在未发生光电效应前，即光源频率小于阴极K的截止频率时，回路中没有光电流产生，分析可知B正确。3.答案：D解析：对人和吊板整体，根据牛顿第二定律有，解得，对人根据牛顿第二定律有，解得，D正确。4.答案：B解析：粒子以初速度进入平行板间，设粒子离开平行板间时的速度大小为，射入磁场时与磁场边界间的夹角为θ，作出粒子在磁场中的运动轨迹，由几何知识可知粒子在磁场中运动的轨迹半径为，粒子在磁场中运动时，根据洛伦兹力提供向心力，有，其中，可得，B正确。5.答案：A解析：根据万有引力提供向心力，有，在地球表面，重力约等于万有引力，即，解得，代入数据得，可得，故当天最多能看到16次，A正确，BCD错误。6.答案：AB解析：因为在等差等势面密的地方电场强度较大，所以A点的电场强度比B点的大，A正确；设相邻等势面间的电势差大小为U，则根据动能定理可得，解得，又粒子比荷相等，可知甲粒子经过B点时的速率等于乙粒子经过C点时的速率，B正确；甲、乙两粒子的比荷相同，但质量、所带电荷量不一定相等，无法判断甲、乙两粒子在两点时动能和电势能的关系，CD错误。7.答案：ABC解析：由于甲管构成闭合回路，乙管没有构成闭合回路，故小磁块从甲管中落下时，由于空心铝管会产生感应电流，所以小磁块在甲管中运动的时间会比在乙管中运动的时间更长，A正确；对甲管，根据动能定理得，解得，即产生的热量，B正确；对乙管，由动能定理得，解得，C正确；对甲管中的小磁块，由动量定理可知，由于F代表合外力，铝管对小磁块还有作用力，故重力和摩擦力的总冲量不是，D错误。8.答案：AD解析：根据楞次定律可以判断出线圈中的感应电流沿逆时针方向，故液体中的电流是从中心流向边缘，由左手定则可知，液体所受安培力的方向沿顺时针方向，故在内液体的旋转方向保持不变，A正确；开关闭合瞬间，液体未转动，回路中电流有最大值，，此时液体加速度最大，为，液体开始转动后，回路中电动势减小，电流减小，液体加速度减小，BC错误；根据法拉第电磁感应定律可得，线圈中产生的感应电动势为，则在内，线圈产生的总能量小于，根据焦耳定律可得，电路中产生的焦耳热大于，根据能量守恒定律可知时，液体具有的动能一定小于，D正确。9.答案：（1）2.00（2）如图所示
 （3）在一定限度内，一根橡皮筋上的张力与橡皮筋的伸长量成正比（意义相同即可）解析：（1）结合刻度尺的读数规则可知，橡皮筋的伸长量为2.00cm。 10.答案：（1）100（2）①如图所示

②
③串；1390解析：（1）由欧姆表的读数规则可知，电流表的内阻约为。（2）①器材中没有电压表，应用电阻箱代替电压表测量电流表两端的电压，又由于电流表的内阻未知且的量程大于的量程，应用电流表测量流过和的总电流；②根据欧姆定律得，解得；③为了将电流表改装成电压表，应将电流表与一个定值电阻串联，由串联电路的特点可知，解得。11.答案：（1）5 m（2）1.5 m解析：解：（1）对木块A由牛顿第二定律得
解得
对木板B由牛顿第二定律得
解得
设经过时间t后达到共同速度v，由运动学公式得

解得
t时间段内，由运动学公式得的位移分别为

 解得
（2）当相对静止后，以共同的加速度向前减速。
牛顿第二定律得

设木板B加速和减速通过的位移分别为
则加速过程有
减速过程有

解得12.答案：（1）1（2）见解析解析：（1）两粒子发生弹性碰撞，设两粒子碰撞后瞬间的速度分别为和，碰撞过程中
由动量守恒有
由机械能守恒有
解得
由数学知识可知k越大，越大
设粒子A在磁场中运动的轨迹半径为R，由洛伦兹力提供向心力有
可得
可知k越大，粒子A的轨迹半径越大
带电粒子A从磁场右侧边界离开磁场的临界轨迹如图1所示，此时粒子A的运动轨迹与磁场区域下边界相切，此时粒子A的轨迹半径为L
可得带电粒子A从磁场右侧边界离开磁场时k的最大值为1
 （2）①粒子A从磁场右侧边界的中点离开磁场区域有以下两种情况
（i）粒子A在磁场中偏转一次直接从磁场右边界中点离开磁场区域，如图2所示
由几何知识有
解得
可得

（ii）由几何知识可知，粒子A要能从磁场右边界中点离开磁场区域，粒子A的轨迹半径要满足，则粒子在磁场中可能运动半个周期进入电场，经电场作用后以同样的速率垂直x轴进入磁场，然后从磁场区域右边界中点离开磁场
可能的运动轨迹如图3、图4所示
由几何关系有
解得或
可得或
当时，
设粒子A在电场中运动的距离为
由动能定理有
解得，不符合题意
当时，
设粒子在电场中运动的距离为
由动能定理有
解得，符合题意
综合（i）、（ii）所述可得，粒子能从磁场右边界中点离开的k的可能值为或
②粒子在磁场中运动周期为
当时，粒子在磁场中运动的时间最长，为
 13.答案：（1）引力；大于；先减小后增大（2）（i）（ii）解析：（1）在露珠表面层中，水分子间距较大，两水分子之间的相互作用总体上表现为引力；当分子间距离为时，分子间作用力为零，分子间距离，分子间作用力表现为引力，因此欲形成如图所示的露珠，则分子间的距离应大于；两个分子间距从大于开始逐渐减小，直到小于，分子力先做正功，后做负功，故分子势能先减小后增大。（2）（i）设气缸的总长度为L，气缸水平放置时，活塞到气缸底部的距离为
封闭气体的压强为
气缸按图2所示放置时，设活塞与气缸底部之间的距离为，气体压强为

气体发生等温变化，根据玻意耳定律有

解得
（ii）活塞刚好到气缸口时，设环境的温度为，此时活塞到气缸底部的距离为L。
活塞由图2位置到气缸口的过程中，气体做等压变化。由盖-吕萨克定律有
解得
活塞达到气缸口，继续升高温度，欲使活塞最终平衡在气缸口，则封闭气体发生等容变化，设活塞上所放砝码的质量为。此时封闭气体的压强为

由查理定律有
解得14.答案：（1）0.5 Hz；相反；（2）见解析解析：（1）根据题图所示可知，波长，，所以，因为，所以，则，频率；1.0~1.5 s内质点C从平衡位置向波峰位置振动，加速度与速度方向相反；时，即，根据横波的振动速度与传播速度关系可知B点沿y轴正方向振动，。（2）解：（ⅰ）单色光在光纤中传输传播的速度为

代入数据解得
（ⅱ）假设光在光导纤维界面发生全反射，作出部分光路图如图所示，根据可得，临界角
 光线在传输信号时传播的最长时间
代入数据解得
光线刚好在界面发生全反射时，光线经历的全反射次数最多，第一次全反射时，光线沿中心轴线通过的距离为
之后每一次发生全反射，光沿中心轴线通过的距离为
则次
故发生全反射的最多次数为5000次。