2022届衡水市重点中学高三六校第一次联考物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、如图所示为氢原子的能级图，一个处于基态的氢原子，吸收一个光子受到发后最多可以辐射三种不同率的光子，则被吸收光子的能量为A．10.2eV B．12.09ev C．12.75eV D．13.06eV2、真空中一半径为r0的带电金属球，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图所示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离，根据电势图像（φ-r图像），判断下列说法中正确的是（）A．该金属球可能带负电B．A点的电场强度方向由A指向球心C．A点的电场强度小于B点的电场强度D．电荷量大小为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功W=q（φ1-φ2）3、大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施。如图所示，一次最多可坐四人的浮圈从高为的平台由静止开始沿滑梯滑行，到达底部时水平冲入半径为、开口向上的碗状盆体中，做半径逐渐减小的圆周运动。重力加速度为，下列说法正确的是（）A．人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态B．人和浮圈刚进入盆体时的速度大小为C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧D．人和浮圈进入盆体后，所受支持力与重力的合力大于所需的向心力4、一试探电荷在电场中自A点由静止释放后，仅在电场力的作用下能经过B点。若、分別表示A、B两点的电势，EA、EB分别表示试探电荷在A、B两点的电势能，则下列说法正确的是()A．> B．EA>EBC．电势降低的方向就是场强的方向 D．电荷在电势越低的位置其电勢能也越小5、惯性制导系统的原理如图所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一个质量为的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离点的距离为，则这段时间内导弹的加速度（）A．方向向左，大小为B．方向向右，大小为C．方向向右，大小为D．方向向左，大小为6、一质量为m的物体在光滑水平面上以速度v0运动，t=0时刻起对它施加一与速度v0垂直、大小为F的水平恒力，则t时刻力F的功率为（）A．0 B． C． D．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、如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在竖直方向的足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为a的正方形导线框PQMN沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为R，则A．PM刚进入磁场时线框中的感应电流为B．PM刚进入磁场时线框所受安培力大小为C．PM刚进入磁场时两端的电压为D．PM进入磁场后线框中的感应电流将变小8、平行金属板、与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为，内电阻为零；靠近金属板的处有一粒子源能够连续不断地产生质量为，电荷量，初速度为零的粒子，粒子在加速电场的作用下穿过板的小孔，紧贴板水平进入偏转电场；改变滑片的位置可改变加速电场的电压和偏转电场的电压，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（）A．粒子的竖直偏转距离与成正比B．滑片向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小C．飞出偏转电场的粒子的最大速率D．飞出偏转电场的粒子的最大速率9、两种单色光A、B的波长之比为，用A、B分别照射锌板逸出的光电子的最大初动能分别为、。由此可知（）A．A、B光子的能量之比为 B．A、B光子的能量之比为C．锌板的逸出功为 D．锌板的逸出功为10、甲、乙两物体在同一条直线上运动，其运动的位置一时间图象如图所示，则下列说法正确的是（）A．在3～5s时间内，甲的速度大小等于乙的速度大小B．甲的出发位置在乙的前面C．甲、乙在20m处相遇D．在3～7s的时间内，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小三、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）很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验这个观点是否正确，某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过打点计时器的纸带相连，前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。起初木块停在靠近打点计时器的位置，第五个钩码到地面的距离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开始运动，所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。（当地重力加速度大小g取9.8m/s2）(1)根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段（用D1，D2，…，D15字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。(2)根据纸带上提供的数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2；木块与桌面间的动摩擦因数为=______。（计算结果保留两位有效数字）(3)根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。（填“正确”或“错误”）12．（12分）某同学用如图甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验。所用打点计时器为电火花打点计时器。(1)实验室除了提供图甲中的器材，还备有下列器材可供选择：A．220V交流电源B．天平C．秒表D．导线E.墨粉纸盘。其中不必要的器材是________(填对应的字母），缺少的器材是____________。(2)对于实验要点，下列说法正确的是____________。A．应选用体积较小且质量较小的重锤B．安装器材时必须保证打点计时器竖直，以便减少限位孔与纸带间的摩擦C．重锤下落过程中，应用手提着纸带，保持纸带始终竖直D．根据打出的纸带，用△x=gT2求出重力加速度再验证机械能守恒(3)该同学选取了一条纸带，取点迹清晰的一段如图乙所示，将打出的计时点分别标号为1、2、3、4、5、6，计时点1、3，2、5和4、6之间的距离分别为x1，x2，x3。巳知当地的重力加速度为g，使用的交流电频率为f，则从打计时点2到打计时点5的过程中，为了验证机械能守恒定律，需检验的表达式为____________________________。(4)由于阻力的作用，使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量。若重锤的质量为m，根据(3)中纸带所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小F=__________(结果用m、g、x1、x2、x3)表示）。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）在光滑绝缘水平面上，存在着有界匀强磁场，边界为PO、MN，磁感应强度大小为B0，方向垂直水平南向下，磁场的宽度为，俯视图如图所示。在磁场的上方固定半径的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场边缘的A、B两点。现有带孔的小球a、b（视为质点）被强力绝緣装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m、电量为－q；球b质量为m、电量为q；某瞬时绝缘裝置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。求：（解锁前后小球质量、电量、电性均不变，不计带电小球间的相互作用）(1)解锁后两球速度的大小va、vb分别为多少；(2)球a在磁场中运动的时间；(3)若MN另一侧有平行于水平面的匀强电场，球a进人电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇；求电场强度E的大小和方向。14．（16分）如图所示，一车上表面由粗糙的水平部分和光滑的半圆弧轨道组成，车紧靠台阶静止在光滑水平地面上，且左端与光滑圆弧形轨道末端等高，圆弧形轨道末端水平，一质量为的小物块从距圆弧形轨道末端高为处由静止开始滑下，与静止在车左端的质量为的小物块（可视为质点）发生弹性碰撞（碰后立即将小物块取走，使之不影响的运动），已知长为，车的质量为，取重力加速度，不计空气阻力.（1）求碰撞后瞬间物块的速度；（2）若物块在半圆弧轨道上经过一次往返运动（运动过程中物块始终不脱离轨道），最终停在车水平部分的中点，则半圆弧轨道的半径至少多大?15．（12分）如图所示，薄木板在外力F的作用下带着小物块一起沿粗糙水平面向右匀速运动，薄木板的质量M=5kg，小物块的质量m=1kg，小物块位于薄木板的最右端，薄木板和小物块与水平地面的摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2。从某时刻开始，外力F大小不变方向相反的作用在薄木板上，g取10m/s2。求：(1)外力F的大小；(2)忽略薄木板的高度，当小物块静止时，距薄木板的右端L=15.5m，则两者一起匀速运动的速度是多少？

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】

一个氢原子处于激发态最多可以辐射三种不同频率的光子，则该氢原子处于n=4激发态，该氢原子处于基态时吸收的光子能量为：hv=（-0.85eV）-（-13.6eV）=12.75eV．ABD.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV，ABD错误；C.由计算可得被吸收光子的能量为12.75eV，C正确．2、D【解析】

A．由图可知0到r0电势不变，之后电势变小，带电金属球为一等势体，再依据沿着电场线方向，电势降低，则金属球带正电，A错误；B．沿电场线方向电势降低，所以A点的电场强度方向由A指向B，B错误；C．图像斜率的物理意义为电场强度，所以A点的电场强度大于B点的电场强度，C错误；D．正电荷沿直线从A移到B的过程中，电场力做功D正确。故选D。3、D【解析】

A．由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中有向下的分加速度，所以人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于失重状态，故A错误。B．若不考虑摩擦阻力，根据机械能守恒有可得。由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中受到了阻力作用，所以人和浮圈刚进入盆体时的速度一定小于，故B错误。C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力为滑动摩擦力，与运动方向相反，故C错误。D．人和浮圈进入盆体后做半径逐渐减小的圆周运动，为向心运动，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力，故D正确。故选D。4、B【解析】

A．当试探电荷带正电时，，当试探电荷带负电时，由于试探电荷所带电荷性质未知，故A错误；B．因试探电荷由静止释放，只在电场力作用下能从A运动到B，故无论带何种电荷，电场力总对电荷做正功，电荷的电势能一定减小，故B正确；C．电势降落最快的方向是场强的方向，故C错误；D．负电荷在电势越低的位置电势能越高，故D错误。故选B。5、C【解析】

导弹的速度与制导系统的速度始终相等，则其加速度相等。滑块受到左、右两侧弹簧的弹力方向均向右，大小均为。则合力方向向右，加速度方向向右。由牛顿第二定律得解得故ABD错误，C正确。故选C。6、B【解析】

根据牛顿第二定律有因，则恒力F的方向为初速度为零的匀加速直线运动，t时刻的速度为根据功率的定义可知故B正确，ACD错误。故选B。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、AD【解析】

A.

PM刚进入磁场时有效的切割长度等于a，产生的感应电动势为E=Bav，感应电流为，故A正确；B.NM边所受的安培力大小为F1=BIa=，方向垂直NM向下。PN边所受的安培力大小为F2=BIa=，方向垂直PN向下，线框所受安培力大小，故B错误；C.

PM两端的电压为，故C错误；D.PM刚进入磁场后，有效的切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流将减小，故D正确。故选：AD。8、BC【解析】

A．在加速电场中，由动能定理得在偏转电场中，加速度为则偏转距离为运动时间为联立上式得其中l是偏转极板的长度，d是板间距离。粒子的竖直偏转距离与成正比，故A错误；B．从偏转电场飞出的粒子的偏转角的正切值联立解得滑片向右滑动的过程中，U1增大，U2减小，可知偏转角逐渐减小，故B正确；CD．紧贴M板飞出时，电场做功最多，粒子具有最大速率。由动能定理解得故C正确，D错误。故选BC。9、AC【解析】

AB．A、B两种光子的波长之比为，由及知，A、B光子的能量之比为选项A正确，B错误；CD．设金属锌的逸出功为W，用A单色光照射时有用B单色光照射时有解两式得选项C正确，D错误；故选AC.10、CD【解析】

A．因为x-t图像的斜率等于速度，可知在3～5s时间内，甲的速度大小小于乙的速度大小，选项A错误；B．甲和乙出发的位置都在x=0位置，选项B错误；C．由图像可知，甲、乙在20m处相遇，选项C正确；D．在3～7s的时间内，甲的位移小于乙的位移，根据可知，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小，选项D正确；故选CD。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、匀速直线5.00.51错误【解析】

(1)[1][2]．第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的；由此也可判断第四个钩码落地后至第五个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹均匀，木块在做匀速直线运动。(2)[3][4]．由纸带可看出，第五个钩码落地后根据可得木块运动的加速度大小为由可得μ=0.51(3)[5]．根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。12、BC刻度尺B【解析】

(1)[1][2]本实验的实验目的是验证的正确性，因此可以不测量物体的质量，即可不用天平。打点计时器应接220V的交流电源，打点计时器用来记录物体的运动时间，秒表不必要，不必要的器材为BC，还缺少的器材是处理纸带时用到的刻度尺；(2)[3]A.应选用体积较小且质量较大的重锤，以减小阻力带来的误差，选项A错误；B.由于纸带和打点计时器之间存在阻力，因此为了减小摩擦力所做的功，应使限位孔竖直，选项B正确；C.让重锤拖着纸带做自由落体运动，选项C错误；D.重力加速度应取当地的自由落体加速度，而不能用△h=gT2去求，选项D错误；(3)[4]打计时点2时的速度打计时点5时的速度则要验证的机械能量守恒的表达式为：(4)[5]根据动能定理有：解得：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)，(2)(3)，方向与MN成斜向上方向【解析】

(1)对两球a、b系统，动量守恒，有能量守恒，有解得，(2)小球在磁场中运动轨迹如图所示，由牛顿第二定律得故小球在磁场中运动的半