河南省鄭州市106中2021-2022學(xué)年高考物理一模試卷含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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，斜面體放在水平地面上，物塊在一外力F的作用下沿斜面向下運(yùn)動，斜面體始終保持靜止，則()A．若物塊做加速運(yùn)動，地面對斜面體的摩擦力方向一定水平向左B．若物塊做加速運(yùn)動，地面對斜面體的摩擦力方向一定水平向右C．若物塊做減速運(yùn)動，地面對斜面體的摩擦力方向水平向左D．若物塊做減速運(yùn)動，地面對斜面體的摩擦力方向水平向右2．2019年1月3日，“嫦娥四號”探測器成功實現(xiàn)在月球背面軟著陸。探測器在距離月球表面附近高為h處處于懸停狀態(tài)，之后關(guān)閉推進(jìn)器，經(jīng)過時間t自由下落到達(dá)月球表面。已知月球半徑為R，探測器質(zhì)量為m，萬有引力常量為G，不計月球自轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A．下落過程探測器內(nèi)部的物體處于超重狀態(tài)B．“嫦娥四號”探測器落到月球表面時的動能為C．月球的平均密度為D．“嫦娥四號”探測器在月球表面獲得的水平速度就可離開月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動3．電容為C的平行板電容器豎直放置，正對面積為S，兩極板間距為d，充電完成后兩極板之間電壓為U，斷開電路，兩極板正對區(qū)域視為勻強(qiáng)電場，其具有的電場能可表示為。如果用外力使平行板電容器的兩個極板間距緩慢變?yōu)?d，下列說法正確的是（）A．電容變?yōu)樵瓉淼膬杀?B．電場強(qiáng)度大小變?yōu)樵瓉淼囊话隒．電場能變?yōu)樵瓉淼膬杀?D．外力做的功大于電場能的增加量4．如圖所示，空間P點(diǎn)離地面足夠高，從P點(diǎn)以很小的速度向右水平拋出一個小球，小球能打在豎直的墻壁上，若不斷增大小球從P點(diǎn)向右水平拋出的初速度，則小球打在豎直墻壁上的速度大小A．一定不斷增大B．一定不斷減小C．可能先增大后減小D．可能先減小后增大5．如圖，容量足夠大的圓筒豎直放置，水面高度為h，在圓筒側(cè)壁開一個小孔P，筒內(nèi)的水從小孔水平射出，設(shè)水到達(dá)地面時的落點(diǎn)距小孔的水平距離為x，小孔P到水面的距離為y。短時間內(nèi)可認(rèn)為筒內(nèi)水位不變，重力加速度為g，不計空氣阻力，在這段時間內(nèi)下列說法正確的是（）A．水從小孔P射出的速度大小為B．y越小，則x越大C．x與小孔的位置無關(guān)D．當(dāng)y=，時，x最大，最大值為h6．如圖所示，輕彈簧的一端固定在地面上，另一端固定一質(zhì)量不為零的托盤，在托盤上放置一小物塊，系統(tǒng)靜止時彈簧頂端位于B點(diǎn)（未標(biāo)出）?，F(xiàn)對小物塊施加以豎直向上的力F，小物塊由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。以彈簧處于原長時，其頂端所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向下為正方向，建立坐標(biāo)軸。在物塊與托盤脫離前，下列能正確反映力F的大小隨小物塊位置坐標(biāo)x變化的圖像是（）A． B． C． D．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．甲、乙兩物體一開始沿同一條直線相向運(yùn)動，在t=0時刻甲、乙相距x=3m，它們的速度－時間圖象如圖所示。下列說法正確的是（）A．t=2s時甲、乙速度相等，且恰好相遇B．t=1s時甲、乙速度不等，但恰好相遇C．t=1s時，乙的速度方向發(fā)生改變，t=2s時追上甲D．在4s時間內(nèi)，甲、乙相遇了兩次8．如圖所示，虛線框內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場區(qū)域上下寬度為l；質(zhì)量為m、邊長為l的正方形線圈abcd平面保持豎直，ab邊保持水平的從距離磁場上邊緣一定高處由靜止下落，以速度v進(jìn)入磁場，經(jīng)一段時間又以相同的速度v穿出磁場，重力加速為g。下列判斷正確的是（）A．線圈的電阻B．進(jìn)入磁場前線圈下落的高度C．穿過磁場的過程中線圈電阻產(chǎn)生的熱量D．線圈穿過磁場所用時間9．如圖所示，航天器和衛(wèi)星分別在同一平面內(nèi)的1、2軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其半徑分別為r、2r，速率分別為v1和v2。航天器運(yùn)動到A點(diǎn)時突然加速到v3后沿曲線運(yùn)動，其軌跡與軌道2交于B點(diǎn)，經(jīng)過B點(diǎn)時速率和加速度分別為v4和a1，衛(wèi)星通過B點(diǎn)時加速度為a2。已知地球的質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的物體離地球中心距離為r時，系統(tǒng)的引力勢能為（取物體離地球無窮遠(yuǎn)處引力勢能為零），物體沿AB曲線運(yùn)動時機(jī)械能為零。則下列說法正確的是（）A．B．C．D．若航天器質(zhì)量為m0，由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中地球?qū)λ囊ψ龉?0．如圖所示，在真空中，某點(diǎn)電荷Q形成的電場中，a、b、c三個虛線圓分別表示電場中的三個等勢面，它們的電勢分別為45V、25V、15V。一粒子q帶電荷量大小為0.1C，電性未知，在電場中的運(yùn)動軌跡如圖中實線KLMN所示。下列說法正確的是（）A．場源電荷Q帶負(fù)電B．粒子q帶正電C．粒子q從K到L的過程中，克服電場力做功3JD．粒子在距場源電荷最近的L處動能為零三、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）甲實驗小組利用圖（a）裝置探究機(jī)械能守恒定律．將小鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，斜槽軌道水平末端離落點(diǎn)的高度為H，鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s．（g取10m/s2）（1）若軌道完全光滑，s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2=______（用H、h表示）．（2）圖（b）中圖線①為根據(jù)實驗測量結(jié)果，描點(diǎn)作出的s2–h關(guān)系圖線；圖線②為根據(jù)理論計算得到的s2–h關(guān)系圖線．對比實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)自同一高度靜止釋放的鋼球，實際水平拋出的速率______（選填“小于”或“大于”）理論值．造成這種偏差的可能原因是______________________．乙實驗小組利用同樣的裝置“通過頻閃照相探究平拋運(yùn)動中的機(jī)械能守恒”．將質(zhì)量為0.1kg的小鋼球A由斜槽某位置靜止釋放，由頻閃照相得到如圖（c）所示的小球位置示意圖，O點(diǎn)為小球的水平拋出點(diǎn)．（3）根據(jù)小球位置示意圖可以判斷閃光間隔為______s．（4）以O(shè)點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，小球A在O點(diǎn)的機(jī)械能為______J；小球A在C點(diǎn)時的重力勢能為______J，動能為______J，機(jī)械能為______J．12．（12分）某同學(xué)利用如圖所示的裝置欲探究小車的加速度與合外力的關(guān)系．具體實驗步驟如下：①按照如圖所示安裝好實驗裝置，并測出兩光電門之間的距離L②平衡摩擦力即調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動，且通過兩個光電門的時間相等③取下細(xì)繩和沙桶，測量沙子和沙桶的總質(zhì)量m，并記錄④把小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，并記錄小車先后通過光電門甲和乙的時間，并計算出小車到達(dá)兩個光電門時的速度和運(yùn)動的加速度⑤重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)②～④的步驟（1）用游標(biāo)卡尺測得遮光片的寬度為d，某次實驗時通過光電門甲和乙的時間分別為Δt1和Δt2，則小車加速度的表達(dá)式為a=_________（2）關(guān)于本實驗的說法，正確的是________A．平衡摩擦力時需要取下細(xì)繩和沙桶B．平衡摩擦力時不需要取下細(xì)繩和沙桶C．沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量D．小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沙桶和沙子的總質(zhì)量（3）若想利用該裝置測小車與木板之間的動摩擦因數(shù)μ，某次實驗中，該同學(xué)測得平衡摩擦力后斜面的傾角θ，沙和沙桶的總質(zhì)量m，以及小車的質(zhì)量M．則可推算出動摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=__________（表達(dá)式中含有m、M、θ）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，一絕緣水平桌面，空間存在一廣域勻強(qiáng)電場，強(qiáng)度大小為，現(xiàn)同時將兩個質(zhì)量均為的滑塊、由靜止釋放在桌面上。已知兩滑塊AB均帶正電，電荷量大小為q，且間的距離為。已知滑塊、與軌道間的動摩擦因數(shù)分別為和，重力加速度，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，滑塊之間發(fā)生的碰撞為彈性碰撞，且無電荷轉(zhuǎn)移，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)。求：(1)兩滑塊從靜止釋放開始經(jīng)過多長時間，滑塊之間發(fā)生第二次碰撞；(2)從釋放到最終停止所運(yùn)動的位移。14．（16分）如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的光滑絕緣圓弧軌道ABC和水平絕緣軌道PA在A點(diǎn)相切，BC為圓弧軌道的直徑，O為圓心，OA和OB之間的夾角為，，整個裝置處于水平向右的勻強(qiáng)電場中。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電小球在電場力的作用下沿水平軌道向右運(yùn)動，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過C點(diǎn)，落至水平軌道；已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心，且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱悖亓铀俣却笮間。求(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小；(2)小球到達(dá)A點(diǎn)時速度的大小；(3)小球從C點(diǎn)落至水平軌道上的位置與A點(diǎn)的距離。15．（12分）如圖所示，一桌面厚度AC=h，C到地面的高度為10h。O點(diǎn)為桌面上一點(diǎn)，O點(diǎn)到A的距離為2h，在O點(diǎn)固定一個釘子，在釘子上拴一長度為4h的輕質(zhì)細(xì)線，細(xì)線另一端拴一個質(zhì)量為m的小球P（可視為質(zhì)點(diǎn)）。B在O正上方，OB距離為4h，把小球P拉至B點(diǎn)。（重力加速度為g）(1)若小球獲得一個水平向右的初速度，小球不能打在桌面上，求小球的最小初速度；(2)給小球一水平向右的初速度，當(dāng)小球恰好在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動時，小球運(yùn)動到C點(diǎn)正下方后瞬間細(xì)線斷了。已知小球在運(yùn)動過程中沒有與桌腿相碰，求小球自細(xì)線斷開瞬間運(yùn)動到地面的水平位移和細(xì)線能承受的彈力的范圍。

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】當(dāng)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝tanθ時，則物塊對斜面體的壓力、摩擦力的水平分量大小相等，斜面體不受地面的摩擦力；μ>tanθ時，物塊對斜面體的摩擦力的水平分量大于壓力的水平分量，地面對斜面體有向右的摩擦力；μ<tanθ時，地面對斜面體有向左的摩擦力．當(dāng)物塊沿斜面向下加速運(yùn)動時，μ的大小與tanθ的關(guān)系無法確定，故地面對斜面體的摩擦力方向無法確定，故A、B均錯；但當(dāng)物塊沿斜面向下減速運(yùn)動時，則μ>tanθ，地面對斜面體的摩擦力一定向右，即C錯誤，D正確．故選D.點(diǎn)睛：此題首先要知道斜面體與水平面無摩擦力的條件，即μ＝tanθ，然后根據(jù)物體的運(yùn)動情況確定摩擦力μmgcosθ和mgsinθ的關(guān)系.2、C【解析】

A．下落過程探測器自由下落，，處于完全失重狀態(tài)，其內(nèi)部的物體也處于完全失重狀態(tài)。故A錯誤；B．“嫦娥四號”探測器做自由落體運(yùn)動，有解得“嫦娥四號”探測器落到月球表面時的動能故B錯誤；C．由萬有引力等于重力，有解得月球的平均密度故C正確；D．月球的第一宇宙速度“嫦娥四號”探測器在月球表面獲得的水平速度就可離開月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動。故D錯誤。故選C。3、C【解析】

A．極板間距變?yōu)樵瓉韮杀?，根?jù)可知電容減半，A錯誤；B．電荷量和極板正對面積不變，則電場強(qiáng)度大小不變，B錯誤；C．當(dāng)開關(guān)斷開后，電容器極板的電荷量Q不變，根據(jù)電容減半，兩極板間電壓加倍，根據(jù)可知，電場能加倍，C正確；D．電路斷開，沒有電流和焦耳熱產(chǎn)生，極板的動能不變，則外力做的功等于電場能的增加量，D錯誤。故選C。4、D【解析】

設(shè)P點(diǎn)到墻壁的距離為d，小球拋出的初速度為v0，運(yùn)動時間豎直速度剛小球打到墻壁上時速度大小為v=根據(jù)數(shù)學(xué)知識：即。由此可見速度有最小值，則小球打在豎直墻壁上的速度大小可能先減小后增大。A．一定不斷增大。故A不符合題意。B．一定不斷減小。故B不符合題意。C．可能先增大后減小。故C不符合題意。D．可能先減小后增大。故D符合題意。5、D【解析】

A．取水面上質(zhì)量為m的水滴，從小孔噴出時由機(jī)械能守恒定律可知解得選項A錯誤；BCD．水從小孔P射出時做平拋運(yùn)動，則x=vth-y=gt2解得可知x與小孔的位置有關(guān)，由數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)y=h-y，即y=h時x最大，最大值為h，并不是y越小x越大，選項D正確，BC錯誤。故選D。6、B【解析】

根據(jù)有可知F隨著x增大而減??；由于以彈簧處于原長時，其頂端所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F=m(a+g)時，物塊與彈簧脫離，初始時刻F=ma>0故B正確。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、BD【解析】

AC．由圖可知t=1s時刻，乙的速度方向發(fā)生改變，t=2s時刻甲、乙速度相等，但由圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移可知，乙圍成的面積是0，說明乙回到出發(fā)點(diǎn)，甲的位移4m，所以兩者此時沒有相遇，故AC錯誤；B．t=1s時刻甲、乙速度不等，由圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移可知，乙位移是1m，甲的位移2m，兩都位移之和剛好是3m，所以恰好相遇，故B正確；D．t=1s時到t=3s時，甲乙兩圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積相等，說明這段時間內(nèi)兩者的位移相等，由B項分析可知，t=1s時恰好相遇，所以t=3s時也恰好相遇，說明在t=0到t=4s時間內(nèi)，甲乙僅相遇過二次，故D錯誤。故選BD。8、ABC【解析】

A．由題意可知，線圈進(jìn)入磁場和穿出磁場時速度相等，說明線圈在穿過磁場的過程中做勻速直線運(yùn)動，則所以A正確；B．線圈在進(jìn)入磁場前做自由落體運(yùn)動，有動能定理得進(jìn)入磁場前線圈下落的高度為所以B正確；C．線圈在穿過磁場的過程中克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱，又安培力與重力平衡，則穿過磁場的過程中線圈電阻產(chǎn)生的熱量為所以C正確；D．根據(jù)線圈在穿過磁場過程中做勻速運(yùn)動，可得穿過磁場的時間為所以D錯誤。故選ABC。9、AD【解析】

AB．在軌道1運(yùn)動時的速度在軌道2運(yùn)動時的速度即從A到B由能量守恒關(guān)系可知解得則選項A正確，B錯誤；C．在B點(diǎn)時由可得則選項C錯誤；D．若航天器質(zhì)量為m0，由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中地球?qū)λ囊ψ龉檫x項D正確。故選AD。10、BC【解析】

A．因為a、b、c三個虛線圓電勢分別為45V、25V、15V，說明場源電荷Q帶正電，故A錯誤；B．由粒子運(yùn)動軌跡可知，粒子與場源電荷之間是斥力作用，粒子q帶正電，故B正確；C．粒子q從K到L的過程中，電勢升高，電勢差為30V，克服電場力做功為故C正確；D．由運(yùn)動軌跡可以看出，粒子做曲線運(yùn)動，在L處速度大小不可能為零，故D錯誤。故選BC。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、（1）4Hh（2）小于軌道與小球間存在摩擦或小球的體積過大（3）0.1（4）0.1125–0.80.91250.1125【解析】（1）對于小球從靜止釋放到水平拋出這段曲線運(yùn)動，運(yùn)用動能定理研究得：

mgh=mv2

解得：對于平拋運(yùn)動，運(yùn)用平拋運(yùn)動的規(guī)律得出：在豎直方向：H=gt2

則有：--------①

在水平方向：s=vt-------------②

由①②得：所以：s2=4Hh

（2）對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2--h關(guān)系圖線中發(fā)現(xiàn)：自同一高度靜止釋放的鋼球，也就是h為某一具體數(shù)值時，理論的s2數(shù)值大于實驗的s2數(shù)值，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律知道同一高度運(yùn)動時間一定，所以實驗中水平拋出的速率小于理論值．從s2--h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是小球與軌道間存在摩擦力，或小球的體積過大造成的阻力過大；由于摩擦阻力做功損失了部分機(jī)械能，所以造成實驗中水平拋出的速率小于理論值．

（3）根據(jù)△y=gT2得：，

（4）設(shè)O點(diǎn)下一個點(diǎn)為B點(diǎn)，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得，水平初速度，所以小球A在O點(diǎn)的速度v0=1.5m/s，

小球A在C點(diǎn)時的速度

小球A在O點(diǎn)的機(jī)械能E0=0+×0.1×（1.5）2=0.1125J

因O點(diǎn)為小球的水平拋出點(diǎn)，且以O(shè)點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，則小球A在C點(diǎn)時的重力勢能為EP=mgh=-0.8J；在C點(diǎn)的動能：EkC=mvc2=0.9125J；

小球A在C點(diǎn)時的機(jī)械能EC=×m×vc2+（-mgh0C）=0.9125-0.8=0.1125J

點(diǎn)睛：本題從新的角度考查了對機(jī)械能守恒實定律的理解，有一定的創(chuàng)新性，很好的考查了學(xué)生的創(chuàng)新思維，掌握平拋運(yùn)動的處理方法，平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，豎直方向上做自由落體運(yùn)動．12、（1）；（2）B；（3）【解析】

（1）[1]小車經(jīng)過光電門時的速度分別為：，，由勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本實驗中，沙桶和沙子的總質(zhì)量所對應(yīng)的重力即為小車做勻變速運(yùn)動時所受的外力大小，平衡摩擦力時應(yīng)使小車在懸掛沙桶的情況下勻速運(yùn)動，所以不需要取下細(xì)繩和沙桶，故A錯誤，B正確；CD.因為本實驗中，沙桶和沙子的總質(zhì)量所對應(yīng)的重力即為小車做勻變速運(yùn)動時所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”的實驗條件，也不需要小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沙桶和沙子的總質(zhì)量，故C錯誤，D錯誤。故選：B；（3）對小車，由平衡條件得：Mgsinθ?mg=μMgcosθ，得動摩擦因數(shù)：；四、計算題：本題共