重庆市云阳县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

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为O，三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上，小环c上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定着小环a、b，通过不断调整三个小环的位置，最终三小环恰好处于平衡位置，平衡时a、b的距离等于绳子长度的一半.已知小环的质量为m，重力加速度为g，轻绳与c的摩擦不计.则

A．a与大环间的弹力大小mg    B．绳子的拉力大小为mg

C．c受到绳子的拉力大小为3mg    D．c与大环间的弹力大小为3mg

2、频率为的入射光照射某金属时发生光电效应现象。已知该金属的逸出功为W，普朗克常量为h，电子电荷量大小为e，下列说法正确的是（　　）

A．该金属的截止频率为

B．该金属的遏止电压为

C．增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数不变

D．增大入射光的频率，光电子的最大初动能不变

3、互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大且两力的夹角不变，则其合力（　　）

A．若两力的夹角小于90°，则合力一定增大

B．若两力的夹角大于90°，则合力一定增大

C．若两力的夹角大于90°，则合力一定减小

D．无论两力夹角多大，合力一定变大

4、如图所示的电路中，D1、D2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计。先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，此时(    )

A．D1立刻熄灭

B．D2立刻熄灭

C．D1闪亮一下逐渐熄灭

D．D2闪亮一下逐渐熄灭

5、关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（　　）

A．气体的体积是所有气体分子的体积之和

B．气体的压强是由气体分子重力产生的

C．气体压强不变时，气体的分子平均动能可能变大

D．气体膨胀时，气体的内能一定减小

6、将一小球从高处水平抛出，最初1 s内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，g取10 m/s1．根据图象信息，不能确定的物理量是(　　)

A．小球的质量

B．小球的初速度

C．最初1 s内重力对小球做功的平均功率

D．小球抛出时的高度

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、图甲为一简谐横波在t=0.20s时的波形图，P是平衡位置在x=3m处的质点，Q是平衡位置在x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，不正确的是（　　）

A．这列波沿x轴负方向传播

B．当此列波遇到尺寸超过8m的障碍物时不能发生衍射现象

C．从t=0.20s到t=0.30s，P通过的路程为10cm

D．从t=0.30s到t=0.35s，P的动能逐渐增加

E.在t=0.35s时，P的加速度方向与y轴正方向相同

8、“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，已知“人造太阳”核聚变的反应方程为，关于此核聚变，以下说法正确的是（　　）

A．要使轻核发生聚变，就要利用粒子加速器，使轻核拥有很大的动能

B．Z=0，M=1

C．1mol氘核和1mol氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV的能量

D．聚变比裂变更安全、清洁

9、在用单摆测定重力加速度的实验中，为了减小测量误差，下列措施正确的有（　　）

A．对于相同半径的木球和铁球，选用铁球

B．单摆的摆角从原来的改变为

C．测量摆球振动周期时，选取最高点作为计时的起、终点位置

D．在测量单摆的周期时，防止出现“圆锥摆”

E.测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长

10、如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（　　）

A． B． C． D．

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）某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。

(1)实验前小组同学调整气垫导轨底座使之水平，并查得当地重力加速度。

(2)如图所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度_______cm；实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为__________m/s。在本次实验中还需要读出和测量的物理量有：钩码的质量m、滑块质量M和__________（文字说明并用相应的字母表示）。

(3)本实验通过比较钩码的重力势能的减小量__________和__________（用以上物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能守恒。

12．（12分）小明所在的课外活动小组在实验室测量导线的电阻率，他们在实验室选取了一段金属丝，经过讨论他们进行了如下操作。

（1）先用刻度尺测量其长度如图l所示，该段金属丝的长度为___ cm。

（2）接着他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）

①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔，选择电阻挡“×l”；

②____，调整欧姆调零旋钮，____；

③把红、黑表笔分别与金属丝的两端相接，多用电表的示数如图2所示。

（3）根据多用电表示数，为了减小实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图3中的四个电路中选择___电路来测量金属丝电阻，闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最__（填“左”或“右”）端，多次测量求平均值后测得该金属丝的电阻为5.2Ω。

A．     B．    C．  D． 

（4）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图4所示，金属丝的直径为___mm。

（5）根据以上数据可以计算出该金属丝的电阻率为=____（结果保留两位有效数字）。

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）如图所示，轴、y轴和直线将x=L平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场，II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点（－L，y）以垂直于电场方向、大小为v0的速度出发，先后经O点（0，0）、M点（L，0）到达N点（L，－L），N点位于磁场分界线处。已知粒子到达O点时速度方向偏转了，不计粒子的重力，回答下面问题。

(1)求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量；

(2)若粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点，则粒子运动的时间为多少？

(3)粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少？

14．（16分）如图所示，长为3l的不可伸长的轻绳，穿过一长为l的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、m的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上．手握细管轻轻摇动一段时间后，B对地面的压力恰好为零，A在水平面内做匀速圆周运动．已知重力加速度为g，不计一切阻力．

（1）求A做匀速圆周运动时绳与竖直方向夹角θ；

（2）求摇动细管过程中手所做的功；

（3）轻摇细管可使B在管口下的任意位置处于平衡，当B在某一位置平衡时，管内一触发装置使绳断开，求A做平抛运动的最大水平距离．

15．（12分）某容积为20L的氧气瓶里装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为4atm，如每个小钢瓶中原有氧气压强为latm。问最多能分装多少瓶？（设分装过程中无漏气，且温度不变）

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】AB、三个小圆环能静止在光滑的圆环上，由几何知识知：abc恰好能组成一个等边三角形，对a受力分析如图所示：

在水平方向上：

在竖直方向上：

解得： ； 故AB错；

c受到绳子拉力的大小为： ，故C正确

以c为对象受力分析得：

在竖直方向上：

解得：   故D错误；

综上所述本题答案是;C

2、B

【解析】
A．金属的逸出功大小和截止频率都取决于金属材料本身，用光照射某种金属，要想发生光电效应，要求入射光的频率大于金属的截止频率，入射光的能量为，只有满足

便能发生光电效应，所以金属的逸出功为

即金属的截止频率为

所以A错误；

B．使光电流减小到0的反向电压称为遏制电压，为

再根据爱因斯坦的光电效应方程，可得光电子的最大初动能为

所以该金属的遏止电压为

所以B正确；

C．增大入射光的强度，单位时间内的光子数目会增大，发生了光电效应后，单位时间内发射的光电子数将增大，所以C错误；

D．由爱因斯坦的光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，所以D错误。

故选B。

3、A

【解析】
A．若两力的夹角小于90°，如左图，则合力一定增大，选项A正确；

BCD．若两力的夹角大于90°，如右图，则合力可能先减小后变大，选项BCD错误；

故选A。

4、D

【解析】
电路稳定后断开开关，线圈发生断电自感，产生自感电动势，有同方向的电流，由于D1、D2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计，原来D1、线圈和D2、电阻并联，D2回路电阻大，电流小，所以自感电流大于原来通过D2电流，但不会大于原来通过D1的电流，所以D2闪亮一下逐渐熄灭，D1逐渐熄灭，所以D正确，ABC错误；

故选D。

5、C

【解析】
A．气体的体积是气体分子所能充满的整个空间，不是所有气体分子的体积之和，故A错误；

B．大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，与气体重力无关，故B错误；

C．气体压强不变时，体积增大，气体温度升高，则分子的平均动能增大，故C正确；

D．气体膨胀时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体对外做功同时可能吸收更多的热量，内能可以增加，故D错误。

故选C。

6、D

【解析】

试题分析：小球被抛出后做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，1s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式即可解题．

解：A、B、设小球的初速度为v0，则1s末的速度为：v1==，

根据图象可知：小球的初动能为：EK0=mv01=5J，

1s末的动能为：EK1=mv11=30J，

解得：m=0.115kg，v0=4m/s，故A、B错误．

C、最初1s内重力对小球做功的瞬时功率为：

P=mgvy=mg•gt=0.115×101×1W=15W，则1s末小球重力的瞬时功率能确定．故C错误．

D、根据已知条件只能求出1s内竖直方向下落的高度为：

h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球抛出时的高度，则D不能确定．故D正确．

故选D．

【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能表达式的直接应用，要求同学们能根据图象读出有效信息．

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、BCD

【解析】
A．由乙图读出，在t=0.20s时Q点的速度方向沿y轴负方向，由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播，A不符合题意；

B．机械波都能发生衍射，只是明不明显，B符合题意；

C．从t=0.20s到t=0.30s，经过：

由于P位置不特殊，故无法看出其具体路程，C符合题意；

D．从t=0.30s到t=0.35s，P点从关于平衡位置的对称点运动到波谷，速度逐渐减小，故动能逐渐减小，D符合题意；

E．在t=0.35s时，质点P运动到波谷，故加速度沿y轴正方向，E不符合题意。

故选BCD。

8、BD

【解析】
A．“人造太阳”是以超导磁场约束，通过波加热，让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变，故A错误。

B．根据质量数和核电荷数守恒，可以求出X为中子，即Z=0，M=1，故B正确。

C．1个氘核和1个氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV的能量，故C错误。

D．轻核聚变产生物为氦核，没有辐射和污染，所以聚变比裂变更安全、清洁，故D正确。

故选BD.

9、ADE

【解析】
A．对于相同半径的木球和铁球，选择铁球可以忽略空气阻力以及悬线的重力，A正确；

B．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不超过，B错误；

C．为了减小测量周期时的误差，应取摆球通过的最低点作为计时的起、终点位置，C错误；

D．摆球做圆锥摆时周期表达式为

若用

算出重力加速度误差较大，为了减小测量误差，应防止出现“圆锥摆”，D正确；

E．测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长，E正确。

故选ADE。

10、BC

【解析】
A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：

mv0=mv1+2mv2

由动能守恒得：

联立得： ①

1.恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得：

2mg=  ②

A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得：

③

联立①②③得：v0=，可知若小球B经过最高点，则需要：v0⩾

2.小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得：

④

联立①④得：v0=

可知若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽

由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽或v0⩾，故AD错误，BC正确．

故选BC

【点睛】

小球A的运动可能有两种情况：1．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达最高点点的速度，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度；2．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度．

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、0.52cm        滑块释放位置遮光条到光电门的位移s    mgs    钩码和滑块的动能增加量之和   

【解析】
(2)[1]游标卡尺主尺读数为0.5cm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最终读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm；

[2]由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为

[3]根据实验原理可知，该实验中需要比较钩码和滑块所组成的系统重力势能的减小量与钩码和滑块所组成的系统动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒，故需要测量的物理还有：滑块释放位置遮光条到光电门的位移s

(3)[4][5]钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgs，系统动能的增量为

因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒

12、60.50（60.48～60.52均可）    将红、黑表笔短接    使指针指向电阻刻度“0”刻线    D    左    0.200       

【解析】
（1）[1]毫米刻度尺的分度值为，所以读数为：70.50cm-10.00cm=60.50cm；

（2）[2][3]②将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指向表盘右侧的“0”刻度线，即表盘中电阻刻度“0”刻线；

（3）[4][5]电阻为，电流表的分压相对较为明显，所以电流表应采用外接法；为获得较大的电压调节范围，滑动变阻器应选用分压式接法，所以选择电路D，滑片P开始应调节至左端，使电压从0开始调节；

（4）[6]螺旋测微器的精度为，所以读数为：

；

（5）[7]根据电阻定律：

金属丝的横截面积：

所以电阻率：

。

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、 (1)，方向竖直向下；(2)；(3)当粒子到达M处时，为奇数次通过磁场边界，路程为πL；当粒子到达M处时，为偶数次通过磁场边界，路程为

【解析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动，粒子到达O点时速度方向偏转了，分解速度得

取竖直向下方向为正方向，根据动量定理，电场力的冲量

得

方向竖直向下。

(2)设粒子在电场中运动的时间为，水平方向上做匀速直线运动，则

粒子在磁场中运动速度为

粒子运动轨迹如图甲所示：

由几何关系知

两段轨迹半径相等，圆心角之和为2π，粒子运动的时间为一个周期

所以

(3)对图甲粒子做圆周运动的路程为圆周长

粒子运动轨迹还可以如图乙：

粒子做圆周运动的半径为

路程为

当粒子到达M处时是第三次通过磁场边界，粒子做圆周运动的半径为

路程为

当粒子到达M处时是第四次通过磁场边界，粒子做圆周运动的半径为

路程为

依次类推，当粒子到达M处时，为奇数次通过磁场边界，路程为πL；当粒子到达M处时，为偶数次通过磁场边界，路程为。

14、（1）θ=45° ；（2）；(3) 。

【解析】
（1）B对地面刚好无压力，对B受力分析，得此时绳子的拉力为

对A受力分析，如图所示

在竖直方向合力为零，故

解得

（2）对A球，根据牛顿第二定律有

解得

故摇动细管过程中手所做的功等于小球A增加的机械能，故有

（3）设拉A的绳长为x（l≤x≤2l），根据牛顿第二定律有

解得

A球做平抛运动下落的时间为t，则有

解得

水平位移为

当时，位移最大，为

15、34

【解析】
设能够分装n个小钢瓶，则以20L氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温度不变，故遵守玻意耳定律，气体分装前后的状态如图所示，由玻意耳定律可知：

即

因为

即

则最多能分装34瓶。