湖北省2022年高考物理模拟试题及解析

湖北省2022年高考物理模拟试题及解析前言这份模拟试题旨在帮助同学们熟悉高考物理的题型结构与考查重点，检验一轮复习的成效。试题的命制参考了近年来湖北省高考物理的命题趋势，注重对基础知识、基本技能以及综合应用能力的考查。希望同学们能认真对待，独立完成，并通过解析部分深入理解题目背后的物理原理与解题思路，为后续的复习打下坚实基础。一、选择题：本题共小题，每小题分，共分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第题有多项符合题目要求。全部选对的得分，选对但不全的得分，有选错的得分。1.关于物理学史，下列说法正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的数值B.法拉第提出了电场的概念，并用电场线形象地描述电场C.库仑通过扭秤实验得出了电荷间相互作用的规律，并测定了元电荷的电荷量D.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间存在联系解析：本题考查物理学史的基本内容。牛顿发现万有引力定律，但引力常量是卡文迪许测出的，A错误。法拉第提出电场概念并引入电场线，B正确。库仑得出库仑定律，但元电荷是密立根通过油滴实验测定的，C错误。奥斯特发现电流磁效应，确实揭示了电与磁的联系，D正确。故本题选BD。这类题目需要同学们准确记忆重要物理学家的贡献，区分相近的发现和发明。2.如图所示，一轻质弹簧上端固定，下端系一质量为m的小球，小球在竖直方向上做简谐运动。若以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立坐标系，某时刻小球的位移为x。则下列说法正确的是（）A.当小球位移为x时，弹簧的弹力大小一定为kx（k为弹簧劲度系数）B.小球运动到最高点时，其加速度方向一定竖直向下C.小球从最低点向平衡位置运动的过程中，速度逐渐增大，加速度逐渐减小D.小球的机械能守恒解析：本题考查简谐运动的基本规律及机械能守恒条件。在竖直弹簧振子模型中，平衡位置时弹簧弹力等于重力，此时弹簧已有伸长量。当小球位移为x（相对平衡位置）时，弹簧的总形变量不是x，因此弹力大小不是kx，A错误。小球在最高点时，回复力向下，加速度方向竖直向下，B正确。从最低点向平衡位置运动，回复力减小，加速度减小，速度增大，C正确。由于弹簧弹力做功，小球的机械能不守恒，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，D错误。故本题选BC。理解回复力的来源和机械能守恒的条件是解题关键。3.一辆汽车在平直公路上由静止开始运动，其速度-时间图像如图所示。则下列说法正确的是（）A.0~t1时间内和t1~t2时间内汽车的加速度大小相等，方向相反B.0~t2时间内汽车的位移等于v0与t2乘积的一半C.t1时刻汽车的运动方向发生改变D.t2时刻汽车回到出发点解析：本题考查对速度-时间图像的理解。v-t图像的斜率表示加速度，0~t1段斜率为正，t1~t2段斜率为负，且两段斜率的绝对值不同（假设图像显示如此），故加速度大小不相等，方向相反，A错误。0~t2时间内的位移是图像与时间轴围成的面积，若t1~t2段图像下降到时间轴下方，则总位移需代数相加，不一定等于v0t2/2，B错误。整个过程中速度始终为正值，说明运动方向未改变，C错误。若t2时刻图像与时间轴围成的总面积为零，则回到出发点，否则没有，D选项的正确性取决于图像的具体形状。假设题目图像中t2时刻总面积为零，则D正确。同学们要注意v-t图像中“面积”的代数意义和速度正负的含义。4.如图所示，在光滑水平面上，质量为M的长木板A右端放有一质量为m的小滑块B，开始时A、B均静止。现给A一个水平向右的瞬时冲量I，使A获得初速度。在之后的运动过程中，B没有从A上滑落。则下列说法正确的是（）A.最终A和B将以相同的速度运动B.此过程中系统损失的机械能等于滑动摩擦力对系统做的总功C.滑块B获得的最大动能一定小于木板A最初获得的动能D.水平面对长木板A的支持力大于M与m的重力之和解析：本题考查动量守恒定律和能量守恒定律的应用。A、B组成的系统在水平方向不受外力，动量守恒，最终将达到共同速度，A正确。系统损失的机械能等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即克服摩擦力做的总功，B正确。根据动量守恒，I=(M+m)v共，A最初动能为I²/(2M)，B最终动能为(mv共²)/2=mI²/(2(M+m)²)，显然小于A最初动能，C正确。在竖直方向系统受力平衡，支持力等于总重力，D错误。故本题选ABC。分析清楚系统动量是否守恒以及能量转化的去向是解题的关键。二、实验题：本题共小题，共分。5.（分）某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与物体受力的关系。实验中，小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m。（1）为了使细线对小车的拉力近似等于砝码及砝码盘的总重力，应满足的条件是________。（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间的时间间隔为T，测得计数点1、2、3、4到计数点0的距离分别为x1、x2、x3、x4。则小车加速度的表达式a=________（用x1、x2、x3、x4、T表示）。（3）若该同学根据实验数据画出的a-F图像如图丙所示，图线不过原点，且在横轴上有截距，其原因可能是________________。解析：（1）本题考查探究加速度与力关系实验的注意事项。为使细线拉力近似等于mg，应满足m<<M，此时m的重力近似等于细线的拉力。（2）考查利用纸带求加速度。根据逐差法，a=[(x4-x2)-(x2-x0)]/(2T)²，若x0=0，则a=(x4-2x2+x0)/(4T²)，更常用的是s4-s2=2aT²，s3-s1=2aT²，然后取平均，即a=[(x3-x1)+(x4-x2)]/(4T²)。（3）a-F图像不过原点，有横轴截距，说明当F不为零时a仍为零，原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。6.（分）某同学要测量一个未知电阻Rx的阻值（约为几百欧），实验室提供的器材有：电源E（电动势约3V，内阻不计）电流表A1（量程0~mA，内阻r1约为几欧）电流表A2（量程0~mA，内阻r2=欧）（假设为已知固定值）滑动变阻器R（最大阻值为欧）开关S一个，导线若干（1）由于没有电压表，该同学想利用现有器材测量Rx，他设计了如图所示的电路，其中虚线框内为用电流表改装的电压表。则虚线框内应选用的电流表是________（选填“A1”或“A2”）。（2）请用笔画线代替导线，在答题卡相应位置将实物图连接完整。（3）若某次测量中，电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则Rx的表达式为Rx=________。解析：（1）本题考查伏安法测电阻及电表改装。要用电流表改装电压表，需要已知内阻的电流表，故选用A2，因为其内阻r2已知。将A2串联一个大电阻可改装成电压表，但此处题目似乎是将A2与Rx并联，利用A2的已知电流和内阻求出电压，再结合A1的示数（总电流）求出Rx的电流，进而求出Rx。（2）实物连接图应按照设计的电路进行，注意电流表的正负极和滑动变阻器的接法（限流或分压，根据Rx和R的阻值关系判断，若Rx约几百欧，R为几十欧，则分压式更合适）。（3）A2与Rx并联，电压相等，即I2r2=(I1-I2)Rx，解得Rx=I2r2/(I1-I2)。三、计算题：本题共小题，共分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。7.（分）如图所示，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC，A点为轨道的最高点，B点为轨道的最低点，C点与圆心O等高，轨道末端C点切线水平。一质量为m的小球（可视为质点）从A点正上方某处由静止释放，自由下落至A点后进入圆弧轨道，恰好能通过A点。已知重力加速度为g。求：（1）小球通过A点时的速度大小vA；（2）小球释放点距离A点的高度h；（3）小球通过C点后做平抛运动，落地点到C点的水平距离s。解析：（1）本题考查圆周运动的临界条件。小球恰好能通过A点，说明在A点轨道对小球的弹力为零，重力提供向心力。则有mg=mvA²/R，解得vA=√(gR)。（2）考查机械能守恒定律。小球从释放点到A点，只有重力做功，机械能守恒。取A点所在平面为参考平面，则mgh=mvA²/2，解得h=vA²/(2g)=(gR)/(2g)=R/2。（3）考查平抛运动规律。先求小球在C点的速度。从A点到C点，根据机械能守恒，取B点为重力势能零点（或其他参考平面）。A点到C点，高度下降R（因为C与圆心等高，A为最高点，半径为R）。则mvA²/2+mgR=mvC²/2。将vA=√(gR)代入，得(mgR)/2+mgR=mvC²/2，解得vC=√(3gR)。小球从C点平抛，下落高度为R（从圆心等高处下落到地面，假设地面在B点所在水平面），则竖直方向：R=gt²/2，解得t=√(2R/g)。水平距离s=vC*t=√(3gR)*√(2R/g)=√(6)R。8.（分）如图所示，在直角坐标系xOy中，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第四象限内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上的P点（0，L）以某一初速度v0沿x轴正方向射入电场。粒子恰好从x轴上的Q点（2L，0）进入磁场，不计粒子重力。求：（1）粒子在电场中运动的时间t；（2）粒子进入磁场时的速度大小和方向；（3）粒子在磁场中运动的轨道半径r及从磁场中射出时的位置坐标。解析：（1）本题考查带电粒子在电场中的类平抛运动。粒子在电场中，水平方向做匀速直线运动：2L=v0t，解得t=2L/v0。（2）竖直方向在电场力作用下做匀加速直线运动。加速度a=qE/m。竖直方向速度vy=at=(qE/m)(2L/v0)=2qEL/(mv0)。进入磁场时的速度大小v=√(v0²+vy²)=√[v0²+(2qEL/(mv0))²]。设速度方向与x轴夹角为θ，则tanθ=vy/v0=2qEL/(mv0²)，方向斜向右下方。（3）粒子进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，qvB=mv²/r，解得r=mv/(qB)，将（2）中v代入即可。粒子在磁场中的运动轨迹是一段圆弧。根据左手定则，带正电粒子进入第四象限（磁场垂直向外），速度方向斜向右下方，洛伦兹力指向圆心，轨迹向下偏转。需要确定粒子是否会从x轴或y轴射出。先求粒子进入磁场时的坐标为（2L，0）。设粒子从磁场中射出时的位置坐标为（x，y）。根据几何关系，粒子做圆周运动的圆心在垂直于初速度方向的直线上。可以通过计算圆心位置和轨迹对应的圆心角来确定出射点。这部分计算稍复杂，需要画出运动轨迹图辅助分析。假设粒子最终从x轴上射出，设出射点为（x，0），但根据运动方向，更可能从y轴负半轴射出。具体计算需结合几何关系，此处略去详细代数运算，重点在于分析思路：确定圆心，找出半径关系，联立方程求解。四、备考建议通过这份模拟试题的练习，希望同学们能对自己的物理学习情况有一个清晰的认识。在后续的复习中，建议：1.回归教材，夯实基础：高考万变不离其宗，基础知识是根本。要熟练掌握物理概念、规律的内涵和外延。2.强化模型，提升能力：物理问题往往可以归结为几种典型模型，如