2022届高考物理三模试卷（含答案） (1)

这是一份2022届高考物理三模试卷（含答案） (1)，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.如图所示为氢原子的能级图，处于某一能级的一个氢原子向低能级跃迁时共发出两个光子，用与两光子频率相同的光照射逸出功为的光电管的阴极K时，测得遏止电压之比约为，则大量处于该能级的氢原子向低能级跃迁时形成的光谱图中亮线（一种频率的光子对应一条亮线）的条数为(   )
 A.3 B.6 C.10 D.152.2021年8月20日，全国人大常委会会议表决通过了关于修改人口与计划生育法的决定，国家提倡一对夫妻生育三个子女，为了让小孩能够更健康的成长。现在社区安装了滑梯，某小孩从滑梯顶端加速下滑，则(   )
 A.地面对滑梯的支持力大小等于小孩和滑梯整体重力大小B.地面对滑梯的支持力与滑梯对地面的压力是一对平衡力C.小孩在下滑过程属于失重状态D.小孩下滑过程，重力势能全部转化成小孩的动能3.某种电子透镜的局部由两平行金属管构成，两管截面上的电场线和等差等势线的分布情况如图所示。下列说法正确的是(   )
 A.试探电荷不可能在该电子透镜中做直线运动B.若带正电，负试探电荷在a点的电势能小于在d点的C.若带正电，试探电荷在a点受到的电场力大于在d点受到的D.若带正电，负试探电荷从c点移到b点电场力做负功4.某射击运动员站在O点练习射击，移动靶沿方向运动（如图所示）。已知连线垂直于，间的距离为60 m，移动靶以27 m/s的速度沿方向匀速移动，当靶移动到A处时，运动员沿方向水平开枪射击，恰能命中靶心。已知子弹的速度为123 m/s（忽略枪管的长度），子弹在空中的运动可看成平抛运动。关于间的距离及子弹在竖直方向的位移h，下列正确的是(   )
 A. B. C. D.5.如图，理想变压器原线圈与间距为0.5m的水平平行导轨连接，导轨间存在磁感应强度大小为1T、方向垂直导轨所在平面向下的匀强磁场，L为标有“2V，4W”字样的灯泡。长为0.5m、阻值为的导体棒垂直导轨在两导轨上做往复运动，其速度，灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是(   )
 A.通过灯泡的电流的频率为 B.变压器原、副线圈的匝数之比可能为2:1C.变压器原线圈两端的电压可能为5V D.导体棒消耗的电功率可能为5W6.2022年2月，有科学家报告了迄今观测到的最大星系——“阿尔库俄纽斯”，它离地球30亿光年，自身横跨1630万光年的距离。星系中心有一个超大质量的黑洞，若观测到绕该黑洞做圆周运动的天体A的角速度为，到黑洞中心的距离为，天体B绕黑洞运动的周期与地球绕太阳转动的周期相同，为T。已知地球中心到太阳中心的距离为R，则下列说法正确的是(   )A.该黑洞质量是太阳质最的倍 B.该黑洞质量是太阳质量倍C.天体B到该黑洞中心的距离为 D.天体B到该黑洞中心的距离为7.如图所示为玩具水弹枪的发射原理简图，水弹上膛时，弹簧被压缩，扣动扳机弹簧恢复原长，水弹被弹射出枪口，假设在此过程水弹与枪管的摩擦忽略不计，小朋友从1.25 m高处迎风水平发射一颗质量为10 g的水弹，水弹水平飞行15 m后恰竖直落回地面，由于水弹水平方向速度较大且迎风飞行，认为水平方向空气阻力恒定不变，所以可以将水弹在水平方向的运动看作匀减速直线运动，而竖直方向水弹速度始终比较小，空气阻力可忽略不计，所以认为竖直方向水弹做自由落体运动，g取，则以下选项正确的是(   )
 A.水弹落地时的动能为0.125J  B.空气阻力做功为15 J C.弹性势能为18 J   D.空气阻力为2 N8.在光滑水平桌面上有一边长为L的正方形，在正方形的三个顶点上分别固定一点电荷，点电荷所带电荷量的值均为q，所带电性如图所示，置于光滑绝缘水平桌面上的光滑绝缘圆轨道恰好与正方形内切，为正方形一条对角线与圆轨道的交点，G是圆轨道和正方形的一个切点，位置如图所示。质量为m、带电荷量为的带正电小球（可视为点电荷）恰能沿光滑圆轨道做圆周运动，不计小球所带电荷对空间中电场分布的影响。取无穷远电势为零，带电荷量为Q的点电荷在距其R处产生的电势为为静电力常量。则下列说法正确的是(   )

A.带电小球在两点所受电场力之比约为29:1
B.带电小球经过两点时的动能之比约为9:10
C.带电小球在两点的电势能大小之比约为11:15
D.带电小球在两点的电势能大小之比约为5:3
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）某同学利用三根相同的轻质弹簧通过图甲装置验证“力的平行四边形定则”，其实验操作如下：
①弹簧1自然下垂时用刻度尺测量弹簧1的长度；
②弹簧2和3与弹簧1下端挂在一起，并用力拉2、3的另一端，如图乙所示，使弹簧1的下端在O点，在纸上标记O点的位置和弹簧2、3轴线所在直线，并测量相关量；
③根据②中测得的量作出弹簧1、2、3的拉力的图示。

请回答下列问题：（1）为了验证“力的平行四边形定则”，_________（选填“需要”或“不需要”）测量弹簧的劲度系数，步骤②中需要直接测量的量为_______________；（2）若步骤③中弹簧2、3共同作用时合力的理论值为，弹簧1弹力的测量值为，在实验误差允许范围内满足关系式________时，可验证力的平行四边形定则成立。10.（9分）某实验小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测得铜片和锌片间的电压约为0.3V，然后将同样的10个西红柿电池串联成电池组，与一个标称为“3V1W”的小灯泡相连，小灯泡不发光，测得小灯泡两端的电压为0.3V。该小组同学利用电压传感器（内阻较大）、定值电阻、电阻箱等实验器材测量10个西红柿电池串联成的电池组的电动势E和内阻r，电路图如图甲所示。实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻R和对应的电压传感器的示数U，利用采集到的数据作出的图象如图乙所示。

（1）用电池组给小灯泡供电，小灯泡不亮的原因可能是_________。
（2）根据图乙可知，每个西红柿电池的平均电动势__________V，每个西红柿电池的平均内阻_______Ω。（结果均保留三位有效数字）
（3）在调节电阻箱的过程中，的最大值如图乙中所示，则定值电阻的阻值为_________Ω。（4）若实际情况中通过电压传感器的电流不能忽略，则测得电池组的电动势的值________（选填“大于”“小于”或“等于”）电池组电动势的真实值。
11.（12分）如图所示，质量为的物块通过跨过水平转盘圆心O的轻绳与竖直固定在水平地面上的轻弹簧的一端相连，已知水平转盘的半径为，物块与转盘间的动摩擦因数为，转盘到水平地面的高度为5m，弹簧的劲度系数为3500N/m，初始时弹簧处于原长，物块到转盘圆心的距离为，轻绳刚好伸直，轻绳能承受的最大拉力为350N，现使转盘绕其圆心所在的竖直轴开始缓慢加速转动，在转盘转动过程中弹簧未到达O点且始终在弹性限度内。重力加速度取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）求物块相对圆盘静止时随圆盘转动的最大角速度。
（2）已知轻绳断开后，物块从圆盘边缘某点飞出时的速度方向与圆盘在该点切线间的夹角为30°，落地点到转盘圆心O的水平距离为，求从轻绳断开后到物块离开转盘过程中摩擦力对物块做的功。
   12.（20分）如图所示，长为的绝缘挡板沿竖直方向固定，c端正下方L处的b点静止一带电荷量为的粒子乙，质量为m的中性粒子甲由a点以一定的初速度向右运动，粒子甲的初动能为E，经过一段时间粒子甲、乙发生碰撞，碰后两粒子结合为一体，因碰撞损失的动能为，整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），两点在同一水平线上且，忽略粒子的重力，。
 （1）求粒子乙的质量；（2）欲使结合体打在绝缘挡板上，求磁感应强度的取值范围；（3）若结合体与绝缘挡板发生两次无能量、无电荷量损失的碰撞后经过e点，求结合体的轨迹半径大于L时磁感应强度的大小以及结合体到达e点时在磁场中运动的时间。      （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）一定质量的理想气体经历的状态变化过程，变化过程中气体的图象如图所示，气体在状态A时的温度为。若该部分理想气体所具有的内能与气体温度的关系为，则下列说法正确的是_________。
 A.在状态C时该部分理想气体的内能为B.气体在状态时的温度之比为2:5C.过程气体对外界做的功为90JD.过程中气体从外界吸收的热量为6209.25JE.过程中气体发生等温变化（2）（10分）某物理小组在学完气体实验定律后设计了一种测量液体密度的装置，一深度的圆柱形导热气缸放在水平桌面上，将一质量为m的光滑活塞（厚度不计）从气缸口处缓慢放入气缸，活塞稳定时活塞与气缸底部间的距离。测液体密度时，缓慢往活塞上加入待测液体，直到缸内液体的上液面与气缸底部间的距离也为h，此时液体的高度为。已知外界大气压强为，重力加速度大小为g，缸内气体温度可视为不变。求：
（i）活塞的横截面积S；
（ii）待测液体的密度ρ与间的关系式。     14.【物理—选修3-4】（15分）（1）（5分）用自然光照射一间距为0.5mm的双缝，在其后距离为1.00m处的光屏上得到彩色条纹，已知红光和紫光的波长分别为入。则下列说法正确的是___________。A.干涉条纹的中央亮纹是白色条纹B.两个相邻红色条纹的中心间距与两个相邻紫色条纹的中心间距之差为0.72mmC.若测得某色光第11条亮纹与第1条亮纹的中心间距为11mm，则该光的波长为D.如果仅增大双缝到光屏的距离，则所有色光的条纹间距均会减小E.在彩色条纹中，紫色的条纹间距最大（2）（10分）在x轴上有一振源能沿y轴方向做简谐运动，形成的简谐横波能沿x轴方向向振源两侧传播，取波源起振后的某时刻为零时刻，在时刻x轴正半轴上的波形图如图所示。P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，波源的振动周期为。
（i）求在0~0.20s时间内质点P位于平衡位置的时刻。
（ii）若振源和质点Q振动的总时间之比为3:2，试写出时刻后平衡位置在处质点的振动方程。
 

                    
答案以及解析1.答案：B解析：假设其中一个光子是氢原子从能级向能级跃迁过程中产生的，则该光子的能量为，用该频率的光照射阴极K时，产生的光电子的最大初动能为，则与另一光子频率相同的光产生的光电子的最大初动能约为，则该光子的能量约为，又该光子是从其他能级跃迁到能级放出的，则氢原子初始时所处能级的能量约为，结合图象可知，该氢原子初始时可能处于能级；若其中一个光子是氢原子从能级向能级跃迁过程中产生的，分析可知，不存在满足题意的能级，更高能级的更不可能。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能放出6种光子，即谱线中有6条亮线，B正确。2.答案：C解析：对小孩和滑梯整体分析，小孩沿着滑梯向下做匀加速运动，有竖直向下的加速度，故小孩处于失重状态，地面对滑梯的支持力大小小于滑梯和小孩整体重力大小，A错误，C正确；地面对滑梯的支持力与滑梯对地面的压力是一对相互作用力，B错误；小孩下滑过程，存在滑梯给小孩的摩擦力，根据能量守恒得，重力势能转化成小孩的动能和摩擦产生的内能，D错误。3.答案：D解析：根据电场线、等势线的特点，可知图中实线为电场线，虚线为等势线，若试探电荷沿中间平直电场线释放则能做直线运动，A错误；若带正电，则从左到右等势线的电势依次降低，负试探电荷在a点的电势能大于在d点的，B错误；结合等差等势线密疏表示电场强度大小关系可知，试探电荷在a点受到的电场力小于在d点受到的，C错误；若带正电，则c点的电势高于b点的，负试探电荷从c点到b点电势能增大，电场力做负功，D正确。4.答案：B解析：子弹能打中移动靶，结合题述可知，二者在垂直方向上的速度相同，由速度的合成与分解知识可知，在方向上子弹相对移动靶的速度为，则子弹在空中运动的时间为，则间的距离为，子弹在竖直方向做自由落体运动，则子弹在竖直方向下落的高度为，B正确。
5.答案：B解析：灯泡L的额定电压，额定电流，阻值。导体棒产生的感应电动势与时间的关系为，则通过灯泡的电流的频率，A错误；电动势的有效值，设变压器原、副线圈的匝数之比为，则原线圈中的电流，原线圈两端的电压，结合，其中，解得，B正确；，C错误；导体棒消耗的电功率为，D错误。
6.答案：BC解析：设该黑洞的质量为，对天体A，有，对天体由开普勒第三定律有，解得，C正确，D错误；对天体A，由万有引力提供向心力有，对地球，有，解得，A错误，B正确。7.答案：AC解析：水弹在竖直方向做自由落体运动，根据得。又水弹落地时恰竖直落地，则说明水平方向水弹做匀减速直线运动的末速度恰好为零，则水平方向位移为，解得，对水弹水平方向受力分析得空气阻力为，D错误；由功能关系可知，水弹落地时竖直方向的动能等于下落过程中重力做的功，水平方向的动能为0，则，A正确；则空气阻力做功为，B错误；由功能关系可知，弹簧的弹性势能等于空气阻力所做的功，所以弹性势能，C正确。8.答案：AD解析：设正方形的四个顶点分别为，如图所示，由几何关系可得，由数学知识有，在直角三角形中，可得，根据库仑定律可得，带电小球运动到P点时所受电场力的大小为，同理可得，小球运动到H点时所受电场力的大小为，则带电小球在用丙点所受电场打大小之比约为，选项A正确；带电小球恰能沿水平光滑绝缘圆轨道做圆周运动，由能量守恒定律可知，小球经过P点时动能最小，且此位置小球受到指向圆心的电场力最大，由圆周运动规律有，结合上述分析有。结合题述内容可知，带电小球运动到P点时的电势能为，故带电小球的电势能与动能的总和为，当小球运动到G点时，带电小球的电势能为，由能量守恒定律可得，小球运动到G点时的动能为，所以带电小球经过两点时的动能之比约为，选项B错误；小球运动到H点时的电势能为，所以带电小球在两点的电势能大小之比约为，选项C错误，选项D正确。
 9.答案：（1）不需要；弹簧1、2、3的长度（2）解析：（1）根据胡克定律有，弹簧的拉力与弹簧的伸长量成正比，不需要测量弹簧的劲度系数，只需要知道弹簧1、2、3的伸长量，即需要直接测量的量是弹簧1、2、3的长度。（2）弹簧2、3共同作用时合力的理论值代表的有向线段与代表的有向线段相等时，可验证力的平行四边形定则成立。10.答案：（1）见解析（2）0.286；2.50（3）12.5（4）小于解析：（1）由题意知，西红柿电池组的内阻较大，接灯泡时路端电压较小，故灯泡不亮；（2）根据闭合电路欧姆定律，有，化简得，结合题图乙可知，解得，所以每个西红柿电池的平均电动势，平均内阻；（3）根据可知，当的值最大时，即最大，此时电阻箱的电阻为零，解得。（4）如果考虑电压传感器的内阻的影响，由，得，可知此时图线的纵截距表示，所以小于。11.答案：（1）30rad/s（2）解析：（1）当弹簧上的拉力达到轻绳能承受拉力的最大值时，弹簧的伸长量为

此时物块随转盘做圆周运动的半径为
轻绳拉力和物块与转盘间的摩擦力的合力提供物块所需的向心力，有

解得
物块相对圆盘静止时随圆盘转动的最大角速度为30rad/s（2）设轻绳断开后，物块从圆盘上A点飞离，以速度做平抛运动，C为落地点，从上向下看，为物块做平抛运动通过的水平射程，对三角形，由余弦定理，可得

由A到C，物块做平抛运动
竖直方向上有
水平方向上有
解得
从轻绳断开到物块滑离圆盘，只有摩擦力做功，根据动能定理有

 12.答案：（1）（2）（3）见解析解析：（1）碰前粒子甲的速度为
设粒子乙的质量为M，由题意可知，碰后结合体的动能为
则碰后结合体的速度为
粒子甲与粒子乙碰撞过程中动量守恒，则有

解得
（2）碰后结合体的速度大小为
若结合体打到绝缘板的最下端c，则
由
解得
若结合体打到绝缘板的最上端d，则
由
解得
则要使结合体打到绝缘板上，匀强磁场的磁感应强度应满足的取值范围是
（3）根据题意作出结合体的运动轨迹，如图所示

设结合体的轨迹半径为，由几何关系可知

解得（不符合要求，舍去）
由公式
解得
由所作轨迹可知
则
结合体到达e点时在磁场中转过的角度为

则结合体在磁场中运动的时间为

整理得13.答案：（1）ADE（2）（i）（ii）解析：（1）对该部分气体，由理想气体状态方程有，可得在状态C时，气体的温度为，则在状态C时该部分理想气体的内能为，A正确；对状态有，解得，B错误；结合题图分析可知过程气体对外界做的功，C错误；同理可得过程气体对外界做的功，气体在状态B时的内能为，气体在状态A时的内能为，由热力学第一定律可得，过程气体从外界吸收的热量为，D正确；结合理想气体状态方程，可知过程中气体温度不变，E正确。（2）（i）活塞在缸口处到活塞稳定的过程中，根据玻意耳定律有
解得
(ii)液体的高度为时，封闭气体的压强为

根据玻意耳定律有
可得14.答案：（1）ABC（2）（i）和（ii）解析：（1）各种颜色的光均在光屏中央有一条亮纹，所以在光屏的中央复合色为白色，选项A正确；由相邻两个亮条纹的中心间距公式，可知两个红色亮条纹的中心间距为，同理，两个紫色亮条纹的中心间距为，所以，选项B正确；由可得，代入题中数据可得该光的波长为，选项C正确；由可知，其他条件不变，当l增大时，条纹间距增大，选项D错误；因所有可见光中，紫光的波长最小，由可知，在彩色条纹中紫光的条纹的间距最小，选项E错误。（2）（i）由题述可知，波沿x轴方向传播的速度为
则开始计时后时波沿x轴方向传播的距离为
可知时刻振动恰好传播到质点Q
结合波的传播规律可知，0~0.20s时间内质点P位于平衡位置时，波传播的距离分别为
则在0~0.20s时间内质点P位于平衡位置的时刻分别为和
（ii）质点Q振动的总时间为0.20s，则振源振动的时间为0.30s，结合上述分析可知，振源位于坐标原点处
结合对称性可得，时刻后平衡位置在处质点的振动方程与质点Q的振动方程相同
即