2022届高考物理三模试卷（含答案） (11)

这是一份2022届高考物理三模试卷（含答案） (11)，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6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.彩虹圈的某些性质和弹簧相似，在弹性限度内彩虹圈间的弹力随着形变量的增加而增大，但彩虹圈的重力不能忽略。用手拿起彩虹圈的上端，让彩虹圈的下端自由下垂且离地面具有足够的高度，然后由静止释放彩虹圈的上端。设下落过程中彩虹圈始终没有超出弹性限度，则(   )
 A.刚释放瞬间彩虹圈上端的加速度大于当地的重力加速度B.刚释放瞬间彩虹圈下端的加速度等于当地的重力加速度C.刚开始下落的一小段时间内彩虹圈的长度变长D.彩虹圈的下端接触地面前彩虹圈的长度不变2.如图所示为氢原子能级图，下列说法中正确的是(   )
 A.用动能等于11.2 eV的电子撞击处于基态的氢原子，氢原子不可能从基态跃迁到能级B.用从能级跃迁到基态辐射的光照射逸出功为3.34 eV的锌，可能不会发生光电效应C.氢原子吸收能量为12.1 eV的光子后可以从基态跃迁到能级D.氢原子从能级跃迁到能级时，释放的光子的能量为2.55 eV3.2021年4月29日11时23分，中国空间站“天和”核心舱发射升空，准确进入预定轨道，任务取得成功。已知地球的质量为M、半径为R，“天和”核心舱的质量为m，引力常量为G，“天和”核心舱围绕地球做半径为r的匀速圆周运动时，“天和”核心舱(   )A.向心加速度为 B.动能为 C.速度一定大于7.9km/s  D.不再受到重力作用4.如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，原线圈输入交变电压。已知照明灯的额定功率为44W，排气扇电动机的内阻为1 Ω，电流表示数为2A，各用电器均正常工作，电表均为理想电表。则(   )
 A.电压表示数为62 V   B.变压器的输入功率为88 W C.排气扇的输出功率为44 W  D.保险丝熔断电流不得低于1 A5.如图甲所示，在无限大的空间内，边长为的正方形四个顶点分别固定着电荷量相等的正电荷，O点为正方形的几何中心，以O为原点，沿中垂线指向无穷远建立x轴，设无穷远处电势为零，通过电势传感器测出中垂线上各点电势随距离x的变化图像如图乙所示。四个点为两条中垂线上距中心O点等距离的点，有电子、氕核、氘核、氚核四个带电粒子，分别从四个点由静止释放，不计粒子的重力，以下说法正确的是(   )
 A.每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有两处B.每条中垂线上电场强度相同的点有两处C.若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处，其速度大小关系为D.电子、氕、氘、氚可能围绕中心O做往复运动6.如图所示，一个倾角为的斜面固定在水平面上，斜面底端固定一垂直于斜面的挡板，一劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与物块A接触，物块A与物块B接触且均不粘连，弹簧与斜面平行，物块B通过与斜面平行的轻质细线跨过斜面顶端的定滑轮与物块C连接，物块和C的质量均为1kg，物块与斜面之间的动摩擦因数均为，且三个物块都可以视为质点。刚开始，用手托住C使细线恰好伸直时，处于静止状态且与斜面间静摩擦力刚好为0，然后松开手，物块C下落时上升，重力加速度为。下列说法中正确的是(   )
 A.物块C下落速度最大时物块分离B.物块分离时细线的拉力为9N C.从释放C到分离，物块A的位移为12cmD.从释放C到分离，物块A的位移为9cm二、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，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.如图所示，为固定水平长木板，长为点为长木板的中点，段光滑，段粗糙，一原长为的轻弹簧一端连在长木板左端的挡板上，另一端连一物块，开始时将物块拉至长木板的右端B点，由静止释放物块，物块在弹簧弹力的作用下向左滑动，已知物块与长木板段间的动摩擦因数为μ，物块的质量为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，且，物块第一次到达C点时，速度大小为，这时弹簧的弹性势能为，物块可视为质点且弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是(   )
 A.物块可能会停在段上某处B.物块最终会做往复运动C.弹簧开始时具有的最大弹性势能为D.物块克服摩擦力做的功最大为8.如图，空间中有三根相互平行且质量均为m的长直导线，三根导线中通有方向垂直纸面向里且大小为I的电流，导线横截面恰好构成等边三角形的顶点，已知A导线在C处产生的磁感应强度的大小为，C导线放在水平地面上且处于静止状态，C导线长度为L，下列说法正确的是(   )A.导线在C处产生的合磁场方向竖直向下B.C导线所受的安培力大小为，方向水平向右C.C导线所受的静摩擦力大小为，方向水平向右D.C导线对地面的压力的大小为9.一长的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量的小球，悬点O距离水平地面的高度为1 m。开始时小球处于A点，此时轻绳拉直，与竖直方向的夹角为θ，如图所示。让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时恰好立刻断裂，。不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度，下列说法正确的是(   )
 A.小球运动到B点时的速度大小为4 m/s  B.小球落地点C与B点之间的水平距离为0.4 m C.轻绳所能承受的最大拉力是60 N  D.若悬点O正下方没有钉子P，轻绳不会断裂10.如图所示，水平面上固定着倾角为θ的导体轨道，直流电源、保护电阻、质量为m的导体棒ab和导体轨道构成闭合回路，棒ab处于静止状态，整个装置处于匀强磁场中.下面判断正确的是(   )A.若磁场方向竖直向上，导体棒与导轨间必有摩擦力B.若磁场方向水平向左，导体棒与导轨间必有摩擦力C.若磁场方向水平向右，导体棒与导轨间必有摩擦力D.若磁场方向竖直向下，导体棒与导轨间未必有摩擦力三、非选择题：共56分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答第15～16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。11.（7分）如图所示，某实验小组的同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解，为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动；B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆；将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆处在水平方向，g取，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角；
②对两个传感器进行调零；
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两传感器的读数；
④取下钩码，移动传感器A改变θ角。
重复上述实验步骤，得到表格中的数据。1.0010.580…1.002……0.865…θ……（1）根据表格，A传感器对应的是表中的力_______（填“”或“”）；钩码质量为______kg（保留一位有效数字）。（2）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是_______。A.因为事先忘记调零  B.何时调零对实验结果没有影响C.为了消除横杆自身重力对结果的影响 D.可以完全消除实验的误差12.（8分）实验室备有以下器材，选取不同器材可以测量不同的物理量。
A.电压表（量程为0~3V，内阻约为3000 Ω）
B.电压表（量程为0~15V，内阻约为5000 Ω）
C.电流表（量程为0~3A，内阻约为0.6 Ω）
D.电流表（量程为0~0.3A，内阻为1.0 Ω）
E.滑动变阻器（阻值范围0~5 Ω，允许通过的最大电流为1A）
F.滑动变阻器（阻值范围0~100 Ω，允许通过的最大电流为1.5A）
G.定值电阻
H.蓄电池（电动势E约为3V，内阻约为1 Ω）
I.导线及开关（1）甲实验小组选取部分仪器，组成实验电路，用来探究小灯泡（额定电压为2.5V，额定电流为0.25A）的电阻随温度的变化规律并测量小灯泡的额定功率。
①设计相应的电路，选择合适的器材在图甲虚线框内画出电路图。

②连接好电路后进行测量，得到多组测量数据，作出小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图像可知随着温度升高，小灯泡的电阻______（填“增大”“不变”或“减小”），小灯泡的额定功率为______W。（2）乙实验小组选取部分仪器，设计了如图丙所示的电路，经过测量得到多组电流、电压数据，并作出图像如图丁所示，则蓄电池电动势______V，内阻______Ω。
 13.（13分）利用弹射装置将可以视为质点的A球以大小为的速度竖直向上从地面弹出，经过一段时间后从离A球被弹出的位置高度为的位置释放另一个小球两球在运动过程中始终在同一竖直线上，忽略空气阻力，重力加速度。求：（1）若在A球被弹出的同时释放B球，问经过多长时间两球会在A球上升的过程中相遇；（2）若在A球被弹出后4 s再释放B球，则两球相遇时他们的位置离地面的高度是多少。       14.（15分）如图所示，平面直角坐标系中第一象限内存在着匀强电场，电场方向与x轴负方向成30°角，第四象限内有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小。一带正电的粒子以速度从坐标原点沿与x轴正方向成30°角射入磁场中，当粒子第二次进入电场时，电场强度大小不变，方向变为与x轴负方向成60°角，粒子恰好能再次通过坐标原点，粒子的比荷，不计粒子的重力，试求：
 （1）电场强度的大小；（2）粒子在电磁场中运动的时间；（3）粒子再次通过原点时的速度大小。      （二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。15. 【选修3–3】（13分）（1）（5分）关于分子动理论和液体，下列说法正确的是________。A.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大B.当分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而增大C.悬浮在水中的花粉做布朗运动反映了花粉分子的热运动D.水的饱和汽压随温度的升高而增大E.荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用（2）（8分）一定质量的理想气体被一个质量为、横截面积为的活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内。气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时活塞下表面相对于气缸底部的高度为25 cm，外界的温度为27 ℃。现取体积为的合金放在活塞的上表面，平衡时，活塞下降了5 cm。若此后外界的温度变为17 ℃，已知外界大气的压强始终保持不变且，重力加速度大小。求：
 （ⅰ）合金的密度；（ⅱ）温度下降后活塞下表面相对于气缸底部的高度。   16. 【选修3–4】（13分）（1）（5分）如图所示，O处的波源做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播的速度.时刻，波刚好传播到处，已知，下列说法正确的是________.A.O处的波源做简谐运动的表达式为B.时质点P位于波谷处C.s时质点Q受到的合外力最大，方向沿y轴负方向D.时处质点的振动方向沿y轴负方向E.波源的起振方向沿着y轴正向（2）（8分）半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O为圆心，光线从E点射入玻璃砖，当时，光线恰好在玻璃砖上表面发生全反射；当时，光线从玻璃砖上表面F点射出，且从F点处射出的光线与从E点入射的光线平行.已知光在真空中的传播速度为c，求：（i）玻璃砖的折射率；（ii）光线从E点传播到F点所用的时间.


答案以及解析1.答案：A解析：本题考查彩虹圈中各部分之间的相互作用及运动情况。刚释放瞬间彩虹圈上端会受到下面彩虹圈向下的拉力作用，则彩虹圈上端所受合力大于重力，所以刚释放瞬间彩虹圈上端的加速度大于当地的重力加速度，故A正确；刚释放瞬间彩虹圈下端会受到上面彩虹圈向上的拉力作用，其所受合力小于重力，则刚释放瞬间彩虹圈下端的加速度小于当地的重力加速度，故B错误；由于刚释放瞬间彩虹圈上端的加速度大于其下端的加速度，则刚开始下落的一小段时间内彩虹圈的长度变短，故C错误；由选项C的分析可知开始运动后彩虹圈的长度变短，当彩虹圈的长度至最短后，又开始变长，直至达到刚释放时的长度，如此反复，所以彩虹圈的下端接触地面前彩虹圈的长度不变或变短，故D错误。2.答案：D解析：用动能等于11.2eV的电子撞击处于基态的氢原子，该电子能量大于和两能级能量差，若氢原子恰好吸收等于两能级的能量差的能量，则氢原子可以从基态跃迁到能级，选项A错误；从能级跃迁到基态辐射的光子能量为，大于锌的逸出功3.34eV，一定会发生光电效应，选项B错误；根据玻尔理论，氢原子只有吸收能量刚好等于两个能级差的光子才能从低能级跃迁到较高能级，选项C错误；氢原子从能级跃迁到能级时，释放的光子的能量为，选项D正确。3.答案：B解析：由，解得，，选项A错误，B正确；第一宇宙速度为7.9 km/s，是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以“天和”核心舱在轨运行速度一定小于7.9 km/s，选项C错误；“天和”核心舱围绕地球做半径为r的匀速圆周运动时，重力提供向心力，仍然受到重力的作用，选项D错误。4.答案：B解析：本题通过理想变压器给浴室降压供电考查变压器、交流电和非纯电阻电路。变压器输入的交变电压为，则电压有效值为，变压器原、副线圈匝数比为5:1，根据可得，故A错误；电流表示数为2 A，因此输出功率为，即变压器的输入功率为88 W，故B正确；流过照明灯的电流为，流过排气扇的电流为，则排气扇的输出功率为，代入数据可得，故C错误；变压器的输入电流为，因此保险丝熔断电流不得低于0.4 A，故D错误。5.答案：C解析：本题通过多个电荷形成的电场考查电场强度的合成、电势的叠加及带电粒子在电场中的运动等。根据电场强度矢量合成法则和对称性原理，原点O的电场强度为零，在图像中电势最高点处电场强度为零，故每条中垂线上电场强度为零的点除无穷远处外还有三处，A错误；每条中垂线上电场强度为零的点有三处，则电场强度从原点O向两侧先逐渐增大再减小到零，反向后再增大后再减小到零，由于场强相等时，大小相等方向一致，则每条中垂线上电场强度相同的点可能有两处、三处或四处，B错误；若氕、氘、氚三个粒子最终能到达无穷远处，电场力做功相同，由动能定理有，由于三个粒子质量不同，有，则有，C正确；由于释放位置关系，氕、氘、氚可以围绕原点O做往复运动，但电子将在a点左侧做往复运动，不可能围绕O点做往复运动，D错误。6.答案：B解析：刚开始时物块在弹簧弹力、重力和斜面的作用力共同作用下保持平衡，设弹簧的压缩量为，根据平衡条件有，得到，释放物块C后，三个物块一起做加速运动，当物块分离瞬间，根据牛顿第二定律，对整体有，对物块整体分析有，得到分离时加速度为，此时弹簧的压缩量为，所以物块A在这段时间内上升的位移为，CD错误；对B分析有，得到细线的拉力，B正确；因为物块A与B分离时C还有向下的加速度，所以其速度还没有达到最大，A错误。7.答案：BD解析：本题考查功能关系的综合应用。由于，由此可知，在段弹簧的拉力大小始终大于物块所受的摩擦力大小，物块不可能停在段上某处，故A错误；只要物块滑上段，就要克服摩擦力做功，物块的机械能就减小，所以物块最终会在段做往复运动，故B正确；物块从开始运动到第一次运动到C点的过程中，根据能量守恒定律得，故C错误；物块第一次到达C点时，物块的速度大小为，物块最终会在段做往复运动，到达C点的速度为0，可知物块克服摩擦力做的功最大为，故D正确。8.答案：AC解析：根据安培定则知，导线在C处的磁场方向分别斜向下垂直于，如图所示，根据几何关系可知，则有，方向竖直向下，选项A正确；由左手定则可知，C导线所受安培力方向水平向左，大小为，由于C导线位于水平面且处于静止状态，所以C导线受到的静摩擦力大小也为，方向水平向右，选项B错误，C正确；因为C导线所受的安培力在竖直方向上没有分力，所以C导线对地面的压力的大小等于其重力，选项D错误.9.答案：BCD解析：设小球运动到B点时的速度大小为，由机械能守恒定律得，解得小球运动到B点时的速度大小，选项A错误；小球从B点做平抛运动，悬点O距离水平地面的高度为H，由运动学规律知，解得C点与B点之间的水平距离，选项B正确；当轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值，由牛顿第二定律得，其中，由以上各式联立解得，选项C正确；若悬点O正下方没有钉子P，则，解得，轻绳不会断裂，选项D正确。10.答案：C解析：四个选项描述的磁场情形对应导体棒所受的重力、支持力、安培力如图甲、乙、丙、丁所示.当磁场方向竖直向上时，导体棒受到的安培力水平向右，导体棒还受重力及导轨的支持力，在没有摩擦力的情况下有可能平衡（当时，无摩擦力），故A错误；当磁场方向水平向左时，导体棒受到的安培力竖直向上，若安培力恰好等于重力，没有导轨的支持力乃摩擦力也可以平衡，故B错误：当磁场水平向右时，导体棒受到的安培力竖直向下，导体棒还受重力及导轨的支持力.若没有摩擦力，不可能处于平衡状态，则导体棒与导轨间一定存在摩擦力，故C正确；当磁场方向竖直向下时，导体棒受到的安培力水平向左，导体棒还受重力及导轨的支持力，若没有摩擦力，不可能处于平衡状态，则导体棒与导轨间一定存在摩擦力，故D错误.
11.答案：（1）;0.05（2）C解析：本题通过力传感器考查力的分解。（1）由表格数据可知，都是正值，传感器受到的都是拉力，因细绳只能提供拉力，故A传感器对应的是表中的力；当时对结点O受力分析有，代入表格中数据解得。（2）本实验中多次对传感器进行调零，是为了消除横杆自身重力对结果的影响，选项C正确，A、B、D错误。12.答案：（1）①见解析②增大；0.625（2）3.0；1.0解析：本题通过描绘小灯泡的伏安特性曲线考查仪器选择、电路设计、实物连线、图像处理等。
（1）①小灯泡的电阻约为，则应采用电流表外接，为了尽可能多地测量数据，应采用滑动变阻器分压式接法，电路图如图所示。

②在图像中图线上某点与原点连线的斜率为电阻的倒数，则小灯泡的电阻随着温度升高而增大；当时，电流，小灯泡的额定功率。（2）图像中，纵轴截距表示蓄电池电动势，则，图线斜率，解得蓄电池内阻。13.答案：（1）3 s（2）105 m解析：解：（1）若在A球被弹出的同时释放B球，在上升的过程中两球相遇，则有
两小球的位移分别为

联立解得（2）A球被弹出后经过到达最高点，其上升高度为，在A球被弹出4 s后再释放B球，则B球在A球被弹出后第5 s内下降的高度为，由于，故球应在A球的下降阶段相遇
取向下为正方向，设释放B球后经过时间后两球相遇，相遇时两球的位移之和为h，有


联立解得
所以两球相遇时离地面的高度为14.答案：（1）（2）0.55 s（3）解析：本题考查带电粒子在电磁场中的运动。（1）粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，有
解得
粒子沿与x轴正方向成30°角射入磁场中，在磁场中转过60°角再沿与x轴正方向成30°角射出磁场进入电场中，由于电场方向与粒子速度方向相反，粒子第一次在电场中做匀变速直线运动，第二次进入磁场时速度大小不变，方向沿与x轴负方向成30°角，其运动轨迹半径不变，在磁场中转过300°角后第二次进入电场中，此时粒子速度方向与x轴正方向成150°角，此时速度方向与电场强度方向垂直，粒子在电场中做类平抛运动，恰好再次通过原点，其运动轨迹如图所示，
 粒子做类平抛运动时，有


解得，（2）粒子做匀速圆周运动的周期
粒子两次在磁场中转过360°角，用时为
粒子第一次在电场中运动的时间
粒子在电磁场中运动的时间（3）设粒子再次通过原点时速度大小为v，由动能定理，有
解得15.答案：（1）BDE（2）（ⅰ）；（ii）19.3 cm解析：（1）分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，可能先增大后减小，也可能一直减小，还可能先减小后增大再减小，A错误；当分子间作用力表现为引力时，分子间距离变大，则分子力做负功，分子势能增加，即分子势能随距离的增大而增大，B正确；布朗运动是指水中的花粉在水分子无规则运动地撞击下发生无规则运动，它间接反映了水分子的无规则运动，C错误；气体的饱和汽压与温度有关，则水的饱和汽压随温度的升高而增大，D正确；液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏，故存在液体表面张力，荷叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，E正确。（2）解：（ⅰ）设起始状态气缸内气体压强为，放上合金后稳定时，气缸内气体压强为，则有

由玻意耳定律得
解得

解得

（ii）
降温过程为等压变化，由盖—吕萨克定律可得
解得16.答案：（1）ADE（2）（i）;（ii）解析：（1）由题给波动图像可知该波的振幅，波长，该波的波速为，由可得，则波源做简谐运动的表达式为，选项A正确：由时刻的波动图像可知，质点O把振动形式传播到质点P所用的时间为，质点O从时刻开始，第一次振动到波谷所用的时间为，所以质点P从时刻开始，第一次振动到波谷所用的时间为，选项B错误；时质点Q运动到波峰，具有沿y轴负方向的最大加速度，由牛顿第二定律可知时质点Q受到的合外力最大，方向沿y轴负方向，选项C正确；时，波沿x轴正方向传播距离，即该波传播到处，处的质点还未振动，选项D错误；所有质点的起振方向均相同，时刻，波刚好传播到处，该处质点此时的振动方向即为起振方向，由上下坡法可知，该波源起振方向沿着y轴正向，选项E正确.（2）（i）设，当时，光线恰好在玻璃砖表面发生全反射，此时有当时，光线的光路图如图所示.因为从F点的出射光线与从E点的入射光线平行，由几何关系可知垂直.由几何关系得在中有在E点处，由折射定律得联立各式得（ii）光线在玻璃砖中的传播速度为两点间的距离为光线从E点传播到F点所用的时间为