备战2022年高考物理模拟黄金卷04（全国卷专用解析版）

备战2022年高考物理模拟卷（全国卷专用）一轮巩固卷4一、选择题：本题共10小题。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。1.我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019年9月29日获颁“共和国勋章”。核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为(其中△E为释放出的核能)。下列说法正确的是（）A.该核反应属于原子核的衰变B.核反应方程式中x=2C.的比结合能为D.核的比结合能小于核的比结合能【答案】D【解析】．用中子轰击铀核的核反应方程为原子核的裂变，故A错误；B．由核反应遵循质量数与电荷数守恒，可知x=3故B错误；C．△E是该核反应释放的能量，不是核的结合能，则的比结合能不等于,故C错误；D．中等质量原子核的比结合能较大，核的比结合能小于核的比结合能，故D正确。故选D。2.卫星的“星下点”是指卫星的瞬时位置和地球中心的连线与地球表面的交点，可用地理经、纬度来表示，对于位于“星下点”处的地面观察者来说，卫星就在天顶，如图所示，将“星下点”的轨迹画在地图上便是星下点轨迹图。已知某颗卫星的星下点轨迹图是一个点。地球自转的周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星的运动可视为匀速圆周运动，则（　　）A.该卫星为近地卫星B.该卫星的线速度 C.该卫星的轨道半径D.该卫星可能位于北京的正上方【答案】C【解析】某颗卫星的星下点轨迹图是一个点，说明该卫星相对地球静止，是地球同步卫星，位于赤道上空，故AD错误；B．因为卫星的轨道半径不是地球半径为R，所以卫星的线速度不是故B错误；C．地球自转的周期为，该卫星受到的万有引力提供向心力得在地球表面的万有引力等于重力解得加速度为联立可得该卫星的轨道半径为故C正确。故选C。3.如图所示，竖直杆光滑，水平杆粗糙，质量均为m的两个小球穿在两杆上，并通过轻弹簧相连，在图示位置连线与竖直方向成角时恰好平衡，现在让系统绕杆所在竖直线为轴以从零开始逐渐增大的角速度转动，下列说法正确的是（　　） A.小球A与杆弹力随的增大而增大B.弹簧的长度随的增大而增长C.小球A与杆的摩擦力随的增大而增大D.开始的一段时间内，B小球与杆的弹力随的增大而可能不变【答案】D【解析】开始未转动时恰好平衡，A受杄的摩擦力水平向右恰好达最大值，如果从零开始增大，那么由整体法可知A、B竖直方向受力平衡，则A与杆的弹力与A、B的重力平衡，所以大小是不变，故A错误；BC．随着角速度的增大，在A相对OQ不动时，设弹簧对A的拉力的水平分力为F，由可知A与杆的摩擦力先减小到零，然后反方向增大，直到A开始移动到新的相对平衡位置，故BC错误；D．在A球相对OQ不动的过程中，弹簧长度不变，此过程中B与杆的弹力也不变，故D正确。故选D。4.如图所示，一轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接质量为m的物块a，另一端连接质量为2m的物块b。将a从水平桌面上的P点由静止释放，经过时间t1运动到Q点，此时b仍在空中；再将a、b的位置对调，让b从水平桌面上的点由静止释放，经过时间t2运动到Q点。已知t2=2t1，a、b与水平桌面间的动摩擦因数相同，且均可视为质点，则该动摩擦因数最接近（　　） A.0.2B.0.3C.0.5D.0.7【答案】B【解析】将a从水平桌面上的P点由静止释放时，由牛顿第二定律得由运动学公式将a、b的位置对调，让b从水平桌面上的点由静止释放时，由牛顿第二定律由运动学公式又联立解得故选B。5.高铁站台上，5位旅客在各自车厢候车线处候车，若动车每节车厢长为l，动车进站时做匀减速直线运动。站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t，动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口（2号车厢最前端），如图所示，则（　　）A.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，经历的时间为tB.动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，平均速度为C.1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为D.动车的加速度大小为 【答案】C【解析】采用逆向思维可知，动车连续经过相等的位移所用的时间之比为：，则动车第1节车厢最前端从经过5号旅客到停下所用的时间为第1节车厢经过他用时的2倍，历时2t，故A错误；B．动车第1节车厢最前端从经过5号旅客到停下总位移为4l，用时2t，则平均速度为故B错误；C．由以上逆向思维可知则加速度并且解得同时又有所以故C正确，D错误。6.如图所示，A、B两个小球在同一竖直线上，离地高度分别为2h和h，将两球水平抛出后，不计空气阻力，两球落地时的水平位移分别为s和2s。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A.A、B两球的初速度大小之比为1∶4B.A、B两球的初速度大小之比为1∶C.两小球运动轨迹交点的水平位移为D.两小球运动轨迹交点的高度【答案】D【解析】小球做平抛运动，竖直方向有A球运动时间B球运动时间所以由得结合两球落地时位移之比可知A、B两球的初速度之比，故A\B错误； CD．两球相交时，，水平方向位移相同，因此有B球下落高度A球下落的高度各式联立得两小球运动轨迹交点的高度两小球运动轨迹交点的水平位移联立解得故C错误D正确。7.如图甲，固定在竖直面内的光滑圆形管道内有一小球在做圆周运动，小球直径略小于管道内径，管道最低处N装有连着数字计时器的光电门，可测球经过N点时的速率vN，最高处装有力的传感器M，可测出球经过M点时对管道作用力F（竖直向上为正），用同一小球以不同的初速度重复试验，得到F与vN2的关系图像如图乙，c为图像与横轴交点坐标，b为图像延长线与纵轴交点坐标，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） A.若小球经过N点时满足，则经过M点时对轨道无压力B.当小球经过N点时满足，则经过M点时对内管道壁有压力C.小球做圆周运动的半径为D.F=-b表示小球经过N点时速度等于0【答案】AC【解析】由图可知，若小球经过N点时满足，则经过M点时对轨道无压力，选项A正确；B．由图可知，当小球经过N点时满足，则经过M点时对管壁的压力为正值，可知此时小球对外管道壁有压力，选项B错误；C．若小球经过N点时满足，则在M点时由机械能守恒可得联立解得选项C正确；D．F=-b表示小球经过M时对管壁的作用力方向向下，即此时小球能经过M点，经过N点时速度不等于0，选项D错误。故选AC。 8.磁感应强度大小为B的匀强磁场方向竖直向上，将一个三分之二圆弧形导体ab固定在图示位置，其圆心为O，半径为r。在导体中通以方向从a→b的恒定电流I，将磁场沿顺时针方向绕垂直纸面并过O点的轴缓慢旋转，下列说法正确的是（　　）A.导体ab受到的安培力方向始终垂直纸面向外B.导体ab受到的安培力大小可能为零C.导体ab受到的安培力大小可能为BIrD.导体ab受到的安培力最大值为2BIr【答案】BC【解析】根据左手定则可知，磁场沿顺时针方向绕垂直纸面并过O点的轴缓慢旋转的过程中安培力的方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；B．当磁场的方向与ab的连线平行时，此时导体ab受到的安培力大小为零，故B正确；C．三分之二圆弧形导体ab的连线长度当磁场方向与ab连线垂直时，此时的安培力最大安培力最小值为0，安培力最大值为，所以在磁场转动过程中，导体b受到的安培力大小可能为BIr，故C正确；D．当磁场方向与ab的连线垂直时，此时的安培力最大故D错误。故选BC。 9.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中有两根光滑的平行导轨，间距为L，导轨两端分别接有电阻R1和R2，导体棒以某一初速度从ab位置向右运动距离x到达cd位置时，速度为v，产生的电动势为E，此过程中通过电阻R1、R2的电荷量分别为q1、q2。导体棒有电阻，导轨电阻不计。下列关系式中正确的是（　　）A.E=BLvB.E=2BLvC.D.【答案】AD【解析】导体棒以某一初速度从ab位置向右运动距离x到达cd位置时，速度为v，产生的电动势为E，则B错误A正确；C．导体棒以某一初速度从ab位置向右运动距离x到达cd位置时，速度为v，产生的平均电动势因为导体棒有电阻，电阻两端的电压是外电压，根据是错误的，C错误；D．因为电阻R1、R2并联，两端的电压相等，根据则通过电阻R1、R2的电荷量 D正确。故选AD。10.如图所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A与动滑轮连接。已知A、B的质量均为1kg，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为10m/s2，将A、B由静止释放，下列说法正确的是（　　）A.物体A、B释放瞬间，轻绳对P点的拉力大小为4NB.物体B下降过程中，轻绳的拉力对A和B做的总功为零C.物体B下降过程中，B减少的机械能等于A增加的机械能D.物体B下降2m时（此时B未落地）的速度大小为4m/s【答案】BD【解析】物体A、B释放瞬间，设轻绳的拉力为T,则有代入数据，联立解得A错误；B．物体B下降过程中，轻绳是A、B组成的系统的内力，故轻绳的拉力对A和B做的总功为零，B正确；C．物体B下降过程中，B减少的机械能一部分转化为A增加的机械能，还有一部分转化为克服摩擦力做的功，C错误；D．设物体B下降2m时的速度为，则A的速度为，由能量守恒可得 代入数据，解得D正确。故选BD。二、非选择题：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：11.某实验小组用光电计时器测量重力加速度，实验装置如图所示。实验步骤如下∶①用游标卡尺测量小钢球的直径d；②让钢球吸附器吸附小钢球，用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h；③将小钢球由静止释放，记录小钢球通过光电门所用的时间t；④改变光电门的位置，重复步骤②和③，记录多组关于h、t的数据。请回答下列问题∶（1）以h为纵坐标，以tn（n=±1，±2）为横坐标根据实验测得的数据在坐标纸上描点，拟合图线，得到的图像最合理的是____________；A.B.C.D. （2）根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k，重力加速度的表达式为g=_____________；（3）一小组成员经过分析发现，由于小钢球的直径不是足够小利用光电门求得的速度实际上是小钢球通过光电门的平均速度。由此可以推断∶用上述实验方法得到的重力加速度值_____________（选填“大于”“等于”或“小于”）它的真实值。【答案】①.D②.③.小于【解析】（1）[1]根据已知经过光电门时的时间与小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；故即故选D。（2）[2]根据斜率则重力加速度的表达式（3）[3]根据则 利用光电门求得的速度实际上是小钢球通过光电门的平均速度，根据平均速度推论知，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度小于中间位置的速度，则钢球通过光电门的瞬时速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度，用上述实验方法得。12.小明用气垫导轨验证两个滑块碰撞中的动量守恒，实验装置如图所示，滑块A的质量为m，滑块B的质量为M＝330g，上方安装有一个宽为d的遮光片。滑块A每次以相同的速度u向静止的滑块B运动，碰撞后粘为一体通过光电门，计时器记录遮光片经过光电门的时间Δt.通过改变B上砝码的质量m′进行多次实验。（1）碰撞后滑块B的速度为v＝______________（用题中相关字母表示）．（2）小明多次实验后得到的实验数据如下表所示：实验次数（M＋m′）/gv/10－2（m·s－1）/102（s·m－1）13804.420.22624803.920.25535803.400.29446802.600.38558302.580.38869302.330.429根据表中数据，小明已在坐标纸中标出各数据点，请作出对应的图线_____。 （3）若碰撞过程动量守恒，则（2）问中所作出图线的斜率应为__________（用题中相关字母表示）．由图线可求得滑块A的初速度u＝________m/s。（结果保留两位有效数字）（4）在其他条件不变的情况下，小华同学所用滑块B的质量为300g，进行上述实验，则他最终得到的图线可能是下图中的________。（图中②为小明实验得到的图线，图线②④平行）【答案】①.②.③.④.0.12##0.13##0.14⑤.②【解析】(1)[1]由于通过光电门时间很短，所以碰撞后滑块B的速度大小为(2)[2]图像如下图所示(3)[3]在碰撞过程中满足动量守恒，则有变形得 结合图像可得斜率截距为可得(4)[4]由上分析可知，改变B的质量，不会改变图像的斜率，A的初速度不变，所以图线仍不变，故选②。13.要测量一个电动势约3V，内阻约3的电池的电动势和内阻，备有如下仪器及开关导线若干。A.电流表（量程3A，内阻约0.5）；B.电压表（量程3V，内阻约5k）；C.电阻箱（0~999.9）。（1）选出必要的仪器___________。（填写序号则可）（2）在方框中，画出实验原理图___________。（3）某同学得出一条图示曲线，那么该电源的电动势___________，内阻___________。（图中所标字母为已知）【答案】①.BC②.③.④. 【解析】（1）[1]因为电阻箱的阻值较大，导致电路电流较小，而电流表的量程偏大，为减小实验误差，故选择电压表和电阻箱，即BC；（2）[2]实验原理图如图所示（3）[3][4]由电路原理可得，电源电压为即由图象可得纵截距为则有，电源电动势的大小为图象的斜率为，则电源的内阻为14.春天的周末，公园的上空浮动着各形各色的风筝，其中有种“瓦片风筝”，可简化为如图的模型。平板状的方形风筝，在拉线和风力的共同作用下可静止在空中。某次，在稳定的风力作用下，质量为的风筝静止在空中时，细线与风筝平面的夹角，细线与水平方向的夹角。已知风力大小恒定方向与风筝平面垂直，不计细线的重力，。（1）求风筝受风力F和细线拉力T的大小；（2）在时刻绳子突然断掉，求在2s时间内风筝上升的高度h。 【答案】（1），；（2）【解析】（1）风筝平衡时受三个力的作用，即重力、风对风筝的力F、细线的拉力T。按照沿风力和垂直风力方向分解，由共点力的平衡条件有：解得（2）当细线的拉力时，风筝的方向为绳子拉力的反方向，由牛顿运动定律有解得在2s时间内风筝发生的位移为解得 另解：（1）风筝平衡时受三个力的作用，即重力、风对风筝的力F、细线的拉力，按水平和竖直方向分解，由共点力的平衡条件有：解得（2）当细线的拉力时15.某大型户外水上竞技闯关活动中有一环节为“激情渡河”，其装置简化图如图所示。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑，其顶端与河面高度差为1.8m。一质量为64kg的平板（厚度不计）浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置一质量为16kg的橡胶块A。质量为80kg的人从圆弧轨道顶端由静止滑下，人与A碰撞（可视为正碰）时间很短，碰后A获得一大小为10m/s的速度，经时间t1人与平板共速且此刻A冲出平板，落入水底。当平板右端抵达河岸时，平板速度刚好为0。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为0.5；平板受到水的阻力是其所受浮力的0.1倍。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有很强的安全保障措施。取重力加速度为g=10m/s2，求：（1）人与橡胶块A相撞之后，人的速度大小及t1； （2）河面的宽度d。【答案】（1），；（2）【解析】(1)设的质量为，平板的质量为，人的质量，对人用动能定理可得组成的系统由动量守恒可得解得对做受力分析，由牛顿第二定律可得对做受力分析，由牛顿第二定律可得对做受力分析，由牛顿第二定律可得经过，与共速可得代入数据解得（2），运动的位移满足运动的位移满足 平板长共速时从上掉下去后对做受力分析，由牛顿第二定律可得位移为河宽为16.如图为某封闭容器固定在倾角为θ=37°的斜面上，容器AB和CD边内表面平行斜面且光滑，AB和CD为金属板，其间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，两端半圆面绝缘且半径为R=0.5m。质量为m=0.3kg、电荷量为q=+0.2C的小滑块（接触面绝缘），它在AB间P处由静止开始下滑，在A处对斜面的压力恰好为零，并能沿半圆面通过C点。设AB足够长，重力加速度g=10m/s2。（1）求小滑块在A点的速度大小及AP距离。（2）小滑块通过C点时撤去磁场并在CD、AB间接入电压U=-6V，不考虑小滑块对电场影响，它恰好落到AP中点，求小滑块从A运动到C克服摩擦所做的功。【答案】（1）；；（2）W克=2.325J【解析】(1)小滑块沿斜面下滑，在A 点小滑块对斜面的压力为零，说明小滑块受到的洛伦兹力应垂直斜面向上有解得小滑块沿斜面方向做匀加速运动，则有解得(2)小滑块从A到C，由动能定理得小球做曲线运动，在CA方向有在CD方向有联立解得（二）选考题：共15分。请考生从2道物理题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。[物理——选修3-3]1.关于热现象和热学规律，下列说法正确是（）A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动就越不明显 C.一定质量的理想气体，保持气体的体积不变，温度越高，压强越大D.一定温度下，饱和汽的压强是一定的E.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律和热力学第一定律【答案】BCD【解析】只要知道液体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，则摩尔体积除以阿伏加德罗常数就是液体分子的体积，但此处是气体，所以不对，故A错误；B、悬浮在液体中的固体微粒越大，来自各方向的撞击抵消的越多，则布朗运动就越不明显，故B正确；C、一定质量的气体，保持气体的体积不变，则分子数密度一定，温度越高，分子热运动的平均动能越大，对器壁的平均撞击力越大，由得压强越大，故C正确；D、一定温度下，如果汽跟产生这个汽的液体处于动态平衡，这个汽叫做饱和汽，饱和汽温度升高，饱和汽压强变大，温度降低时，饱和汽压强变小，饱和汽压强与体积无关，故D正确；E、第二类永动机不可能制成，但它也不违反了能量守恒，故E错误．故选BCD2.如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=50.0cm。已知大气压强。现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为。假设活塞下推过程中没有漏气，不计活塞的厚度。求活塞下推的距离。【答案】【解析】以cmHg为压强单位，在活塞下推前，玻璃管下部空气柱压强为设活塞下推后，下部空气柱的压强为，由玻意耳定律得 设活塞下推距离为，则此时玻璃管上部空气柱长度设此时玻璃管上部空气柱压强为由玻意耳定律得联立以上各式得故活塞下推距离17.5cm。【物理——选修3-4】（15分）1.图（a）为一列简谐横波在t=2s时波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=2.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=1m的质点，下列说法正确的是（　　）A.波速为0.5m/sB.波的传播方向向左C.t=0时，P的位移为-4cmD.0~2s，质点P向右移动1mE.t=9s时，P的加速度恰好为零【答案】ACE【解析】由图（a）可知该简谐横波波长为，由图（b）知周期为，则波速为 A正确；B．根据图（b）的振动图像可知，在处的质点在时振动方向向下，由同侧法可知该波向右传播，故B错误；C．为半个周期，故0时刻在波谷，位移为，C正确；D．质点不会随波迁移只会围绕平衡位置上下振动，故D错误；E．从图（a）所示再经过，即经过，质点恰好向上经过平衡位置，则此时的加速度为0，故E正确。故选ACE。2.某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和Ⅱ制成，其横截面如图所示，O为AB中点，，半圆形透明物质Ⅰ的半径为R，一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿PO方向射入，折射至AC面时恰好发生全发射，再从BC边上的Q点垂直射出BC边，已知透明物质Ⅰ对该光的折射率为，透明物质Ⅱ对该光的折射率为n2，真空中光速为c，求：（结果可用根式表示）(1)该透明物质Ⅱ对该光的折射率n2；(2)光从P传到Q所用时间t。【答案】(1)；(2)【解析】(1)由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如图所示 设光线在透明物质Ⅱ中发生全反射的临界角为C，在M点刚好发生全反射。由几何关系可知由解得(2)物质Ⅰ中光速物质Ⅰ中用时物质Ⅱ中光速由几何关系知所以物质Ⅱ中用时联立解得光从P传到Q所用时间