2022屆河南省頂級名校高考物理四模試卷含解析

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，一個半徑為r的半圓形線圈，以直徑外為軸勻速轉動，轉速為〃，ab的左側有垂直于紙面向里（與ab

垂直）的勻強磁場，磁感應強度為3。M和N是兩個集流環(huán)，負載電阻為R,線圈、電流表和連接導線的電阻不計，

則電流表的示數(shù)為。（）

X

X

X

X

nB;r2r2OnB兀濘

R-2R

yJlnBjr'r2nB/r2

R2R

2.一質點在做勻變速直線運動，依次經(jīng)過A、B、C、。四點。已知質點經(jīng)過A3段、8C段和C。段所需的時間分

別為八2八3f,在A3段和CO段發(fā)生的位移分別為占和占，則該質點運動的加速度為（）

A/一內B「一/C2

"t2'6r"12f2'18/

3.我國“北斗三號”全球組網(wǎng)衛(wèi)星采用星載氫原子鐘。如圖所示為氫原子的能級圖，現(xiàn)讓一束單色光照射到一群處于基

態(tài)（量子數(shù)〃=D的氫原子上，受激的氫原子能自發(fā)地發(fā)出6種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光子能量為

（）

〃

XE八N

5-0

4--O.54

3-().85

—1.51

2

-3.40

13.6

A.13.6eVB.3.4eVC.12.09eVD.12.75eV

4.如圖所示，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上，在ef右側存在有界勻強磁場B,磁場方向垂直導軌平面向

下，在ef左側的無磁場區(qū)域cdef內有一半徑很小的金屬圓環(huán)L,圓環(huán)與導軌在同一平面內.當金屬棒ab在水平恒力

F作用下從磁場左邊界ef處由靜止開始向右運動后，下列有關圓環(huán)的說法正確的是（）

A.圓環(huán)內產(chǎn)生變大的感應電流，圓環(huán)有收縮的趨勢

B.圓環(huán)內產(chǎn)生變小的感應電流，圓環(huán)有收縮的趨勢

C.圓環(huán)內產(chǎn)生變大的感應電流，圓環(huán)有擴張的趨勢

D.圓環(huán)內產(chǎn)生變小的感應電流，圓環(huán)有擴張的趨勢

5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10:1,原線圈接有正弦交流電源"=2200sin314f（V）,副線圈接

電阻R,同時接有理想交流電壓表和理想交流電流表。則下列說法中正確的是（）

Q

B.若僅將原線圈的匝數(shù)減小到原來的一半，則電流表的讀數(shù)會增加到原來的2倍

C.若僅將R的阻值增加到原來的2倍，則變壓器輸入功率增加到原來的4倍

D.若R的阻值和副線圈的匝數(shù)同時增加到原來的2倍，則變壓器輸入功率不變

6.圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，線圈繞垂直于勻強磁場的水平軸。0'沿逆時針方向勻速轉動，從圖示位置開始

計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是（）

A.交流電的頻率是100Hz

B.0.02s時線圈平面與磁場方向平行

C.0.02s時穿過線圈的磁通量最大

D.電流表的示數(shù)為20A

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9月23日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第47、48顆北

斗導航衛(wèi)星。衛(wèi)星的工作軌道是比同步衛(wèi)星軌道低一些的中圓軌道，衛(wèi)星由發(fā)射軌道。變軌到中圓軌道》上，軌道”、

b相切于尸點。則衛(wèi)星在兩軌道上運行時。下列說法正確的是（）

A.衛(wèi)星在軌道b運行周期大于24小時

B.衛(wèi)星由地面到尸點所受引力逐漸減小

C.衛(wèi)星在軌道a上經(jīng)過P點時的加速度等于軌道b上經(jīng)過P點時的加速度

D.衛(wèi)星在軌道a上經(jīng)過P點時的動能大于衛(wèi)星在軌道b上經(jīng)過P點時的動能

8.下列說法正確的是（）

A.把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是由于水的表面存在表面張力的緣故

B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因為油脂使水的表面張力增大的緣故

C.在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結果

D.在毛細現(xiàn)象中，毛細管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類和毛細管的材質有關

E.當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于水膜具有表面張力的緣故

9.如圖所示，質量為m的托盤P（包括框架）懸掛在輕質彈簧的下端處于靜止狀態(tài)，托盤的上表面水平。仁0時刻,

將質量也為，”的物塊Q輕輕放到托盤上，八時刻P、Q速度第一次達到最大，打時刻，P、Q第一次下降到最低點，

下列說法正確的是（）

A.Q剛放上P瞬間它們的加速度大小為年

B.0~fi時間內彈簧彈力的沖量大于2/ng6

C.0~八時間內P對Q的支持力不斷增大

D.0"2時間內P、Q的重力勢能和彈簧彈性勢能的總和不斷減小

10.在用油膜法估測分子大小的實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為“，且〃滴溶液體積為V?，F(xiàn)取1滴溶液滴入撤

有琲子粉的淺水盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上描繪出油酸膜的輪廓形狀，再把玻璃板放在邊長為1cm的

坐標紙上，算出油膜的面積S。關于本實驗，下列說法正確的是()

A.不用琲子粉，直接將1滴溶液滴入淺水盤也可以完成實驗

B.水面上形成的油酸薄膜的體積為叱

n

C.估測油酸分子的直徑為匚

D.在坐標紙上數(shù)油膜輪廓內格子數(shù)以計算油膜的面積采用的是近似法

E.用配制的油酸酒精溶液的原因是因為易于形成油酸的單分子油膜

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甲所示的裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

(1)為了使測量誤差盡量小，下列說法中正確的是；

A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球

B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線

C.實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動

D.為了使單擺的周期大一些，應使擺線相距平衡位置有較大的角度

(2)該實驗小組用20分度的游標卡尺測量小球的直徑。某次測量的示數(shù)如圖乙所示，讀出小球直徑為4=cm；

(3)該同學用米尺測出懸線的長度為L,讓小球在豎直平面內擺動。當小球經(jīng)過最低點時開始計時，并計數(shù)為0,此

后小球每經(jīng)過最低點一次，依次計數(shù)為1、2、3…….當數(shù)到40時，停止計時，測得時間為改變懸線長度，多次

測量，利用計算機作出了F-L圖線如圖丙所示。根據(jù)圖丙可以得出當?shù)氐闹亓铀俣?=m/s2.(取解=

9.86,結果保留3位有效數(shù)字)

12.(12分)某同學設計測量電流表內阻的實驗。待測電流表的內阻尺約在1k。?2g之間，量程250pA。提供實驗

器材：

電源(4V,0.6ft)

電鍵S及導線若干

一只電阻箱R(03999Q)

滑動變阻器Ri(0~50C,0.6A)

滑動變阻器Q(0-lk￡2,0.3A)

某同學的測量過程如下：

第一，選擇實驗器材，設計實驗的電路圖，如圖甲所示:

第二，實驗操作步驟如下：

①先按電路圖接好各元件，調節(jié)滑動變阻器”的滑片P位置，再使電阻箱阻值為零

②閉合電鍵S,調節(jié)滑動變阻器”的滑片P于某一位置，使電流表達到滿刻度益

③滑動變阻器R的滑片P保持不變，調節(jié)電阻箱值使電流表讀數(shù)為4的一半，記下電阻箱讀數(shù)則待測電流表的

內阻Rg=Rx,請回答以下問題：

⑴為了精確測量電流表的內阻，該同學選擇的滑動變阻器R'是(選填"Q”或

(2)該同學在操作步驟①中，滑動變阻器”的滑片P應置于端(選填"”或濘")理由是。

(3)接照該同學所設計的實驗思路，用鉛筆畫出的線代表導線在圖乙中替他完善正確規(guī)范的實驗電路連接，導線不能交

叉?

(4)在實驗步驟③中，確?；瑒幼冏杵鳌钡幕琍的位置不變，其理由是.

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)如圖所示，在xOy平面坐標系的第一象限內的某區(qū)域存在勻強磁場，在第二象限內存在沿x正方向的勻

強電場，電場強度的大小為E=5xlO-，V/m。曲線0C上分布著大量比荷為2=l(15c/kg的正電荷，曲線0C上各點的坐

m

標滿足y2=A|x|,C點的坐標為(-0.1,0.2)oA點在y軸上，C4連線平行于x軸，。點在x軸上且0。=。4?，F(xiàn)所有正

電荷由靜止釋放，在第一象限內磁場的作用下都沿垂直x軸方向通過了。點。不計正電荷所受的重力及電荷間的相互

作用力。求：

(1)正電荷通過y軸時的速度與縱坐標的關系；

(2)勻強磁場的磁感應強度的大小和方向；

(3)勻強磁場區(qū)域的最小面積。

14.(16分)半徑R=0.50m的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，輕質彈簧的一端固定在環(huán)的最高點A處，另一端系一個

質量m=0.20kg的小球，小球套在圓環(huán)上，已知彈簧的原長為Lo=O.5Om,勁度系數(shù)k=4.8N/m,將小球從如圖所示

的位置由靜止開始釋放，小球將沿圓環(huán)滑動并通過最低點C,在C點時彈簧的彈性勢能EPC=0.6J,g取10m/s2.求：

(1)小球經(jīng)過C點時的速度vc的大?。?/p>

(2)小球經(jīng)過C點時對環(huán)的作用力的大小和方向.

15.(12分)如圖所示，真空中有以。1為圓心，R為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，圓的最左端與y軸相切于坐標原點O,

圓的最上端與平行于x軸的虛線相切于P點，磁場方向垂直紙面向里，第一象限內在虛線MN上方沿y軸負方向

有平行于y軸的有界勻強電場(上邊界平行于x軸，圖中未畫出)?，F(xiàn)從坐標原點。在紙面內向坐標系的第一象限和

第四象限內的不同方向發(fā)射速率均為均的質子。己知沿x軸正方向發(fā)射的質子恰好從尸點離開磁場進入電場，能到達

電場的上邊界，最后也能返回磁場，電場強度E和磁感應強度8大小未知，但滿足關系％=-f，不計質子的重力、

質子對電場和磁場的影響及質子間的相互作用。

(1)求勻強電場上邊界與虛線MN的間距d；

(2)在第四象限內沿與x軸正方向成30°角的方向發(fā)射一質子，最終離開磁場，求從發(fā)射到最終離開磁場區(qū)域的過程質

子運動的時間

(3)若電場方向改為沿x軸的負方向，場強大小不變，如圖所示，電場上邊界位置也不變，yo=4R處有一平行于x軸的

熒光屏，與y軸相交于。點，由。點發(fā)射的所有質子最終均能打在熒光屏上，求熒光屏的最小長度。

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、D

【解析】

線圈繞軸勻速轉動時，在電路中產(chǎn)生如圖所示的交變電流。

xJL：7757?

TyT

此交變電動勢的最大值為

2

TT

Em=BSa)=B---2---27m-Bnr~

設此交變電動勢在一個周期內的有效值為E，，由有效值的定義得

2

故電流表的示數(shù)為

故選D。

2、C

【解析】

設A點的速度為v,由勻變速直線運動的位移公式有

12

X,=u/d?—at

'2

I2

x2=(v+3ar)-3t+—a(3t)'

聯(lián)立解得

故C正確，ABD錯誤。

故選C。

3、D

【解析】

由題意應該有

6=-1)

―_

得

〃=4

即能發(fā)出6種頻率光的一定是〃=4能級，則照射氫原子的單色光的光子能量為

-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV

故ABC錯誤，D正確。

故選D。

4、B

【解析】

因為金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動，則abed回路中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向

外的磁場，隨著金屬棒向右加速運動，圓環(huán)的磁通量將增大，根據(jù)楞次定律可以知道，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)的磁

通量將增大;又因為金屬棒向右運動的加速度減小，單位時間內磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電流不斷

減小，故B對；ACD錯

【點睛】

當導體棒變速運動時在回路中產(chǎn)生變化的感應電流,因此圓環(huán)內的磁場磁通量發(fā)生變化，根據(jù)磁通量的變化由楞次定律

可以判斷圓環(huán)面積的變化趨勢,其感應電流的變化要根據(jù)其磁通量的變化快慢來判斷.

5、B

【解析】

A.根據(jù)“=2200sin314f(V)可知，原線圈的電壓有效值為S=220V,電壓表的讀數(shù)為變壓器的輸出電壓的有效值,

Uin

由h=x得電壓表讀數(shù)為：S=22V,故A錯誤；

3〃2

U.n.Uc

B.若僅將原線圈的匝數(shù)減小到原來的一半，根據(jù)＞=’可知，物增大到原來的2倍，由右二？1可知，電流表的

U2n2zR

讀數(shù)增大到原來的2倍，故B正確；

C.若僅將R的阻值增加到原來的2倍，則變壓器的輸出電壓不變，根據(jù)「=火可知次級功率變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t

R

變壓器輸入功率變?yōu)樵瓉淼囊话?，選項C錯誤；

D.若副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則S增加到原來的2倍，同時R的阻值也增加到原來的2倍,故輸出功率尸=歪

R

變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯誤。

故選B。

6、B

【解析】

A.根據(jù)圖乙，交變電流周期為

T=0.02s

頻率為

/=-=—!—Hz=50Hz

T0.02

A錯誤；

BC.0.02s時，電流最大，線圈平面與磁場方向平行，穿過線圈的磁通量為零，B正確，C錯誤；

D.根據(jù)圖乙，電流的最大值

/n,=lMA

電流的有效值

=10^A=1()A

V2V2

所以電流表示數(shù)為1()A,D錯誤。

故選B。

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、BC

【解析】

A.同步衛(wèi)星周期為24小時，軌道b比同步衛(wèi)星軌道低一些，周期小于24小時，選項A錯誤；

Mm

B.由々=Gp可知，距離地面越遠，引力越小，選項B正確；

C.由于a=G^,衛(wèi)星從軌道。和軌道b經(jīng)過P點時加速度相同，選項C正確；

D.衛(wèi)星從a軌道到6軌道，需點火加速，動能增大，D錯誤。

故選BC?

8、ACD

【解析】

A、把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，浮力很小，可以忽略不計，故一定是由于水表面存在表面張力的緣故，

故A正確；

B、水對油脂表面是不浸潤的所以成水珠狀，水對玻璃表面是浸潤的，無法形成水珠，表面張力是一樣的，故B錯誤;

C、宇宙飛船中的圓形水滴是表面張力的緣故，故C正確；

D、毛細現(xiàn)象中有的液面升高，有的液面降低，這與液體種類和毛細管的材料有關，故D正確；

E、當兩薄玻璃板間夾有一層水膜時，在垂直于玻璃板的方向很難將玻璃板拉開，這是由于大氣壓力的緣故，故E錯

誤.

點睛：本題考查了液體表面張力和液體的浸潤與不浸潤現(xiàn)象，是聯(lián)系生活的好題.

9、AC

【解析】

A.Q剛放上P瞬間，彈簧彈力不變，仍為mg,故根據(jù)牛頓第二定理可知，它們的加速度

mg_g

Cl-----——

2m2

故A正確；

B.有時刻P、Q速度第一次達到最大，此時P、Q整體合力為零，此時彈簧彈力

F=2mg

故OR時間內彈簧彈力小于2mg,故0~八時間內彈簧彈力的沖量小于2mgm故B錯誤；

C.OF時間內整體向下的加速度逐漸減小到零，對Q有

mg-N=ma

故P對Q的支持力N不斷增大，故C正確；

D.a時刻，P、Q第一次下降到最低點，動能為零，故根據(jù)機械能守恒可知，072時間內P、Q的重力勢能和彈簧彈

性勢能的總和先減小再增大，故D錯誤。

故選AC。

10、BDE

【解析】

A.由于油酸薄膜在水面上不易觀察，撒扉子粉是為了便于確定油酸薄膜的輪廓，A錯誤；

B.1滴溶液中油酸酒精溶液的體積為匕，I滴溶液中油酸的體積為叱，即水面上形成的油酸薄膜的體積為此，B

nnn

正確；

C.將油酸分子看作球體且一個一個的單層排列，忽略空隙，估測油酸分子的直徑為

nS

C錯誤；

D.在坐標紙上數(shù)油膜輪廓內格子數(shù)時，大于或等于半格時算一格，小于半格的不計，用總格子數(shù)乘以Icn?作為油膜

的面積，采用的是近似法，D正確；

E.因為純油酸粘滯力較大，很難形成單分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易揮發(fā)，易形成油酸的單分子油

膜，E正確。

故選BDE,

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、BC0.8109.80

【解析】

d)[l].A.組裝單擺須選用密度較大且直徑較小的擺球，選項A錯誤；

B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線，選項B正確；

C.實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動，選項C正確；

D.單擺的擺角不得超過5。，否則單擺的運動就不是簡諧運動，選項D錯誤；

故選BCo

(2)[2].小球直徑為</=0.8cm+0.05mmx2=0.810cm；

(3)13].單擺的周期為

T_t_f

2

由

可得

2_160092

g

由圖像可知

人①=⑹°=⑹。

g100x10-2

解得

g=9.80m/s2

12.Rt接通電路時,確保電流表安全保

持“尸間電壓不變

【解析】

根據(jù)題意要求精確測量電流表內阻及分壓式連接，為了便于調節(jié)分壓，需要選擇阻值較小，額定電流較大的滑動

變阻器，即品。

(2)[2]網(wǎng)為了確保開關閉合后，電路安全，因此滑動變阻器的滑片應置于a端，這樣測量電路部分開始時分壓為0,保

證了電路安全。

(3)[4]根據(jù)電路圖，連接實物圖如圖所示：

(4)[5]在實驗步驟③中，確?；瑒幼冏杵鳌钡幕琍的位置不變，其理由是保持“P間電壓不變。

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、(l)v==5xl05j；(2)B=5xlO5=5T,磁感應強度的方向為垂直紙面向外；(3)1.14xl(r2m2

【解析】

(1)第二象限內，正電荷在電場力的作用下做初速為零的勻加速運動，設正電荷的坐標為(x,j),通過y軸時的速度為1

由動能定理有

劃國=；mv2

由于"=4國，C點的坐標為(-0.1,0.2),得

A=0.4

聯(lián)立得

呻招＞'=5'叫

(2)由C點靜止釋放的正電荷垂直y軸通過A點，又垂直x軸通過。點，所以該正電荷由A點進入磁場，由。點出磁

場，圓周運動的圓心為。點，軌跡如圖所示

該正電荷做圓周運動的半徑

r=OA=0.2m

由洛侖茲力提供向心力，有

V

qvB=m—

r

聯(lián)立，得

.my

B=5xl05—=5T

qr

由左手定則可判斷，磁感應強度的方向為垂直紙面向外

⑶由⑵中分析可知正電荷在磁場中圓周運動的半徑與其通過J，軸時的縱坐標值相等，所有正電荷都垂直通過。點，軌

跡如圖所示

q-

磁場區(qū)域的最小面積為陰影部分的面積，由幾何關系可得面積

1,1,

S=—7rr2----r=1.14x102m2

42

14、(1)3m/s.(2)3.2N,方向向上.

【解析】

試題分析：(1)設小球經(jīng)過C點的速度為％,小球從B到C,據(jù)機械能守恒定律得

1,

mg(R+Rcos600)=Epc+ymvQ,(3分)

代入數(shù)據(jù)求出％=3m/s.(2分)

(2)小球經(jīng)過C點時受到三個力作用，即重力G、彈簧彈力F、環(huán)的作用力FN.設環(huán)對小球的作用力方向向上，根據(jù)牛

2

頓第二定律F+FN-mg=m%，(2分)

R

由于F=kx=2.4N,(2分)

FN=ITI—+mg-F,

R

解得FN=3.2N,方向向上.(1分)

根據(jù)牛頓第三定律得出小球對環(huán)的作用力大小為3.2N