2022年鄭州市高三第四次模擬考試物理試卷含解析

2021-2022學年高考物理模擬試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，是半圓柱形玻璃體的對稱面和紙面的交線，是關于對稱且平行的兩束不同單色細光束，從玻璃體右方射出后的光路如圖所示，是垂直于放置的光屏，是屏上的一個光斑，根據該光路圖，下列說法正確的是（）A．在玻璃中，光的波長比光的波長短B．在真空中，光的頻率比光的大C．光的光子動量比B光的小D．通過同一雙縫干涉裝置，光的干涉條紋間距比光的小2、氫原子能級示意圖如圖所示．光子能量在1.63eV~3.10eV的光為可見光．要使處于基態(tài)（n=1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為A．12.09eV B．10.20eV C．1.89eV D．1.5leV3、左手定則中規(guī)定大拇指伸直方向代表以下哪個物理量的方向（）A．磁感強度 B．電流強度 C．速度 D．安培力4、下列說法正確的是（）A．某放射性物質的質量越大，其半衰期越大B．β衰變所釋放出的電子來自原子的核外電子C．在α、β、這三種射線中，α射線的穿透能力最強，射線的電離能力最強D．原子處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷，躍遷時以光子的形式放出能量5、長均為L的兩根輕繩，一端共同系住質量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點，A、B兩點間的距離也為L，重力加速度大小為g。今使小球在豎直平面內以A、B連線為軸做圓周運動，若小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，則小球在最高點速率為2v時，每根繩的拉力大小均為（）A．3mgB．23mgC．6、甲、乙兩汽車在同一平直公路上做直線運動，其速度時間（v－t）圖像分別如圖中a、b兩條圖線所示，其中a圖線是直線，b圖線是拋物線的一部分，兩車在t1時刻并排行駛。下列關于兩車的運動情況，判斷正確的是（）A．甲車做負方向的勻速運動B．乙車的速度先減小后增大C．乙車的加速度先減小后增大D．在t2時刻兩車也可能并排行駛二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、2019年8月19日20時03分04秒，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心利用長征三號乙增強型火箭發(fā)射中星18號同步通信衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．中星18號同步通信衛(wèi)星可定位在北京上空B．中星18號同步通信衛(wèi)星的運動周期為24hC．中星18號同步通信衛(wèi)星環(huán)繞地球的速度為第一宇宙速度D．中星18號同步通信衛(wèi)星比近地衛(wèi)星運行角速度小8、如圖所示，有上下放置的兩個寬度均為的水平金屬導軌，左端連接阻值均為2的電阻、，右端與豎直放置的兩個相同的半圓形金屬軌道連接在一起，半圓形軌道半徑為。整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為。初始時金屬棒放置在上面的水平導軌上，金屬棒的長剛好為L，質量，電阻不計。某時刻金屬棒獲得了水平向右的速度，之后恰好水平拋出。已知金屬棒與導軌接觸良好，重力加速度，不計所有摩擦和導軌的電阻，則下列說法正確的是（）A．金屬棒拋出時的速率為1m/sB．整個過程中，流過電阻的電荷量為1CC．最初金屬棒距離水平導軌右端1mD．整個過程中，電阻上產生的焦耳熱為1.5J9、如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內的足夠長的平行金屬導軌，兩相同的光滑導體棒ab、cd靜止在導軌上．t=0時，棒ab以初速度v0向右滑動．運動過程中，ab、cd始終與導軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用v1、v2表示，回路中的電流用I表示．下列圖像中可能正確的是A． B． C． D．10、A、B兩粒子以相同的初速度沿與電場線垂直的方向由左邊界的同一點先后進入同一勻強電場，最后它們都從電場的右邊界離開電場。不計粒子的重力。已知A、B兩粒子的質量之比為1：4，電荷量之比為1：2，則此過程中（）A．A、B的運動時間之比為1：1B．A、B沿電場線的位移之比是1：1C．A、B的速度改變量之比是2：1D．A、B的電勢能改變量之比是1：1三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實驗小組利用如圖所示的裝置驗證“碰撞過程中的動量守恒”和探究“碰撞過程中的動能是否守恒”。水平的氣墊導軌上有兩滑塊A、B，滑塊A上有寬度為d的遮光板；滑塊B上固定一支架，支架上水平固定一內壁光滑左側開口的細薄金屬直管，金屬管右側用金屬板封閉，管內靠近金屬板處靜置一金屬小球。氣墊導軌通氣后利用右側擋板上的彈射裝置將滑塊A向左彈出，測得滑塊A第一次經過光電門的時間為t1，后與靜止的滑塊B相碰，碰后滑塊B和小球一起向左滑動滑塊A向右運動?；瑝KA第二次通過光電門的時間為t2，滑塊B與左側擋板剛接觸時，立即被安裝的鎖止裝置鎖止，同時金屬管中的小球沿管壁飛出落在水平地面上的O點(圖中未畫出)。用天平稱量出滑塊A(包括遮光板的總質量M1、滑塊B(包括支架、金屬管)的總質量M2、小球的質量m，重力加速度為g。請回答以下問題：（1）除了題中已給出的物理量還需用刻度尺測出的物理量及符號是________。（2）小球離開金屬管口時的速度大小為________(用題中已知和(1)問中物理量符號表示)。（3）要驗證碰撞過程中的動量守恒，本實驗需要驗證的表達式為________。（4）要進一步探究碰撞過程中的動能是否守恒，需要比較表達式________與表達式________在誤差允許范圍內是否相等。12．（12分）某小組用惠斯通電橋測量電阻的阻值：方案一：如圖（a）所示，先閉合開關，然后調整電阻箱的阻值，使開關閉合時，電流表的示數(shù)為零。已知定值電阻、的阻值，即可求得電阻。(1)實驗中對電流表的選擇，下列說法正確的是_______A．電流表的零刻度在表盤左側B．電流表的零刻度在表盤中央C．電流表的靈敏度高，無需準確讀出電流的大小D．電流表的靈敏度高，且能準確讀出電流的大小(2)若實驗中未接入電流表，而其它電路均已連接完好，調節(jié)電阻箱，當，則、兩點的電勢的關系滿足_______（選填“>”、“<”或“=”）。方案二：在方案一的基礎上，用一段粗細均勻的電阻絲替代、，將電阻箱換成定值電阻，如圖（b）所示。(3)閉合開關，調整觸頭的位置，使按下觸頭時，電流表的示數(shù)為零。已知定值電阻的阻值，用刻度尺測量出、，則電阻________。(4)為消除因電阻絲的粗細不均勻而帶來的誤差，將圖（b）中的定值電阻換成電阻箱，并且按照(3)中操作時，電阻箱的讀數(shù)記為；然后將電阻箱與交換位置，保持觸頭的位置不變，調節(jié)電阻箱，重新使電流表的示數(shù)為零，此時電阻箱的讀數(shù)記為，則電阻_______。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖，導熱性能良好的水平放置的圓筒形氣缸與一裝有水銀的U形管相連，U形管左側上端封閉一段長度為15cm的空氣柱，U形管右側用活塞封閉一定質量的理想氣體．開始時U形管兩臂中水銀面齊平，活塞處于靜止狀態(tài)，此時U形管右側用活塞封閉的氣體體積為490mL，若用力F緩慢向左推動活塞，使活塞從A位置移動到B位置，此時U形管兩臂中的液面高度差為10cm，已知外界大氣壓強為75cmHg，不計活塞與氣缸內壁間的摩擦，求活塞移動到B位置時U形管右側用活塞封閉的氣體體積．14．（16分）如圖，質量m1=0.45kg的平頂小車靜止在光滑水平面上，質量m2=0.5kg的小物塊(可視為質點)靜止在車頂?shù)挠叶耍毁|量為m0=0.05kg的子彈以水平速度v0=100m/s射中小車左端并留在車中，最終小物塊相對地面以2m/s的速度滑離小車．已知子彈與車的作用時間極短，小物塊與車頂面的動摩擦因數(shù)μ=0.8，認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．取g=10m/s2，求：（1）子彈相對小車靜止時小車速度的大?。唬?）小車的長度L．15．（12分）如圖所示為柱狀玻璃的橫截面，圓弧的圓心為點，半徑為，與的夾角為90°。為中點，與平行的寬束平行光均勻射向側面，并進入玻璃，其中射到點的折射光線恰在點發(fā)生全反射。(i)分析圓弧上不能射出光的范圍；(ii)求該玻璃的折射率。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】

AB．由光路圖可知玻璃體對光的折射率大于對光的折射率，由此可知光的頻率大于光的頻率，光的頻率越小則波長就越長，故光的波長比光的波長長，故AB錯誤；C．根據可知，光子的頻率越大，則動量也就越大，故光的光子動量比光的小，故C正確；D．根據可知，光的波長越長，則干涉條紋間距越大，即光的干涉條紋間距比光的大，故D錯誤。故選C。2、A【解析】

由題意可知，基態(tài)（n=1）氫原子被激發(fā)后，至少被激發(fā)到n=3能級后，躍遷才可能產生能量在1.63eV~3.10eV的可見光．故．故本題選A．3、D【解析】

左手定則內容：張開左手，使四指與大拇指在同一平面內，大拇指與四指垂直，把左手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指的方向與導體中電流方向的相同，大拇指所指的方向就是安培力的方向，故ABC錯誤，D正確。故選D。4、D【解析】

A．半衰期和物體的質量無關，故A錯誤；B．β衰變的本質是原子核內的中子轉變?yōu)橐粋€質子和一個電子，所以β衰變中釋放出的電子來源于原子核，故B錯誤；C．在α、β、這三種射線中，α射線的電離能力最強，射線的穿透能力最強，故C錯誤；D．根據波爾的原子躍遷理論，原子處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷，躍遷時以光子的形式放出能量，故D正確。故選D。5、A【解析】

小球在最高點速率為v時，兩根繩的拉力恰好均為零，有：mg=mv2r，當小球在最高點的速率為2v時，根據牛頓第二定律有：mg+2Tcos30°＝m（2v）6、C【解析】

A．甲車向正方向做勻減速運動，選項A錯誤；B．由圖像可知，乙車的速度先增大后減小，選項B錯誤；C．圖像的斜率等于加速度，可知乙車的加速度先減小后增大，選項C正確；D．因t1到t2時間內乙的位移大于甲的位移，可知在t2時刻兩車不可能并排行駛，選項D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】

A．中星18號同步通信衛(wèi)星軌道面與赤道面是共面，不能定位在北京上空，故A錯誤；B．其運動周期為24h，故B正確；C．根據可得：中星18號同步通信衛(wèi)星環(huán)繞地球的速度小于第一宇宙速度即近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故C錯誤；D．中星18號同步通信衛(wèi)星軌道高于近地衛(wèi)星軌道，運行角速度比近地衛(wèi)星運行角速度小，故D正確。故選：BD。8、AC【解析】

A．金屬棒從半圓形金屬軌道的頂點恰好水平拋出，則有選項A正確；BC．對導體棒在水平導軌上運動應用動量定理得得解得回路中產生的電荷量為據解得導體棒向右移動的距離為流過的電荷量選項B錯誤，C正確；D．根據能量守恒得回路中產生的總熱量解得電阻上產生的熱量選項D錯誤。故選AC。9、AC【解析】

ab棒向右運動，切割磁感線產生感應電流，則受到向左的安培力，從而向右做減速運動，；金屬棒cd受向右的安培力作用而做加速運動，隨著兩棒的速度差的減小安培力減小，加速度減小，當兩棒速度相等時，感應電流為零，最終兩棒共速，一起做勻速運動，故最終電路中電流為0，故AC正確，BD錯誤．10、ACD【解析】

A．假設粒子在垂直電場方向運動的位移為，粒子在垂直電場線方向做勻速直線運動結合題意可知A、B在電場中的運動時間相同，A正確；BC．根據加速度的定義式可知速度的改變量之比等于加速度之比，粒子只受電場力作用。根據牛頓第二定律變形可得根據運動學公式可得A、B沿電場線的位移之比B錯誤，C正確；D．電場力做功改變電勢能，所以A、B的電勢能改變量之比等于電場力做功之比，電場力做功所以D正確。故選ACD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、小球從離開金屬管口到落地的過程中，運動的水平位移s和豎直高度h【解析】

(1)[1]．滑塊A與靜止的滑塊B相碰后，A反向，B和小球一起向左滑動，B被鎖止后，小球以碰后B的速度平拋，故利用平拋的運動規(guī)律可求出小球離開金屬管時的初速度，也即碰后B和小球的共同速度故需要測出小球從離開金屬管口到落地的過程中，運動的水平位移s和豎直高度h。(2)[2]．由平拋運動規(guī)律可知，平拋的初速度為。(3)[3]．取向左為正方向滑塊A、B碰前的總動量為，碰后的總動量為，故需驗證的表達式為(4)[4][5]．滑塊A、B碰前的總動能為，碰后的總動能為，故要探究功能是否守恒，需要比較和是否相等。12、BC<【解析】

(1)[1]AB．電流表G零刻度線在中央時，可以判斷電流的流向，判斷B和D兩點電勢的高低，所以要求電流表G的零刻度在表盤中央，所以B正確，A錯誤；CD．根據電流表中表針擺的方向便可判斷B和D兩點電勢的高低，進而進行調節(jié)，無需準確讀出電流的大小，所以C正確，D錯誤。故選BC。(2)[2]當沒有接