2022年河北省普通高中高考物理模拟试卷(三)(等级考)(附答案详解).pdf
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1、2022年河北省普通高中高考物理模拟试卷(三)(等级考)1.如图所示,4、B两个小球静止在光滑水平地面上,用轻弹簧连接,4、B两球的质量分别为0.4kg和1.2kg。现使4球获得向右的瞬时速度v=6m/s。已知弹簧始终在其弹性限度之内,则在4 B两球运动的过程中()A.8球的最大速度大小为1.5m/sB.B球速度最大时,A球的速度大小为3 m/s,方向水平向左C.4球速度为0时,4、B组成的系统动能损失最大D.4球加速度为0时,B球的速度最大2.如图所示,两根相同的轻质弹簧一端分别固定于M、N两点,另一端分别与轻绳。P、OQ连接于。点。现用手拉住。P、。?的末端,使。M、ON两弹簧长度相同(均
2、处于拉伸状态),且分别保持水平、竖直。最初OP竖直向下,OQ与0P成120。夹角。现使OP、0Q的夹角不变,在保持。点不动的情况下,将OP、OQ沿顺时针方向缓慢旋转70。已知弹簧、轻绳始终在同一竖直平面内,则在两轻绳旋转的过程中()A.0P上的作用力一直减小B.OQ上的作用力一直减小C.0P上的作用力先增大后减小D.0Q旋转至水平位置时,OQ上作用力最大3.如图所示,斜面NP与水平面OP在P点连接,斜面OQ倾角为。,与。P连接于。点。将质量为小的光滑小球(可视为质点)由斜面NP上的N点静止释放,小球经。点水平飞出后落到斜面0Q上的K点。已知斜面及水平面均固定,NP之间的高度差为H,。、K之间的
3、高度差为八,重力加速度为g,忽略空气阻力。则()NA.小球在K点处速度的方向与水平方向的夹角为2。B.。、K 之间的距离为九由1 +t a M Or 小 硅 菠 到 廿 占nd 的懂*十,1、头1 L c j.,”.t N 7 2tan20D./IJ、坏球红/H也寸尸P出占、击刖f1后口 才J 贝吊 玉人的刑刘 1 楠耻台八g 头j m gn nH 2tman92h04.如图所示为玻尔原子理论的氢原子能级图,下列说法n/feVCO-一 0正确的是()5-0.544-0.85A.大量处于7 1 =5 能级的氢原子向基态跃迁,最多可以发3-1.51出2 0 种不同频率的光2-B.处于n =2 能级
4、的氢原子其电势能比处于n =3 能级的-3.4氢原子的电势能小C.若氢原子由九=4 能级分别直接跃迁至九=3 和九=21-13.6能级时所发出光的波长为乙和;I 2,则-4 0 4 8 12 16 xfm如图所示,三角形4BC为三棱镜的截面图,ZC=90。,4B=30,BC边与水平面平行,。、。分别为AC、AB两边的中点,AC边长为L。位于截面所在平面内的一束单色光,与水平方向成曲=60。角由。点入射,折射光线由BC边上的E点射出,且OC=CE。当光在。点的入射角减小至某一值时,折射光线在8 c边上的广点(图中未画出)恰好发生全反射。真空中光速为c。(1)求该棱镜对该单色光的折射率n。(2)光
5、在尸点发生全反射时,求4 c边上的入射角及光由。点传播至尸点所用的时间。答案和解析1.【答案】BD【解析】解:A B,从开始至弹簧第一次恢复原长的过程中,B球一直加速,之后B球开始减速,则弹簧第一次恢复原长时B球的速度最大,设8球的最大速度大小为外,此时A球的速度为以。取水平向右为正方向,根据两球组成的系统动量守恒和机械能守恒分别为:mAv=mAvA+mBvB,mAv2=mAv+解得力=-3m/s,vB=3m/s,即B球速度最大时,4球的速度大小为3 m/s,方向水平向左,故A错误,8正确。C、当4、8两球速度相同时,弹簧的弹性势能最大,力、B组成的系统动能损失最大,设此时两球的速度为1/,由
6、动量守恒定律得:mAv-(mA+m v ,解得“=2 m/s,故C错误;D、弹簧第一次恢复原长时B球的速度最大,此时4球的加速度为0,故。正确。故选:B D。弹簧第一次恢复原长时B球的速度最大,根据两球组成的系统动量守恒和机械能守恒求解B球的最大速度以及此时4球的速度。当两球速度相同时,4、B组成的系统动能损失最大。B球的速度最大是地,根据牛顿第二定律分析4球的加速度。本题是含有弹簧的类型,要运用动态思想认真分析两球的运动过程,知道弹簧第一次恢复原长时B球的速度最大,当4、B两球速度相同时,弹簧的弹性势能最大。2.【答案】A【解析】解:初状态系统平衡时,两弹簧弹力相等,合力与两弹簧夹45。斜向
7、左上方,则由。点受力平衡知:OP、OQ两绳拉力合力斜向下与OP夹45。角。保持。点不动,则两弹簧伸长状态不变,合力不变,将OP、OQ沿顺时针方向缓慢旋转70。,此过程OP、OQ合力不变,两力夹角不变,用红线表示OQ拉力,紫线表示OP拉力,根据力的三角形法则可作图如下:第 10页,共 24页由图可以看出,在旋转70。的过程中,表示。P的拉力TOP长度一直在减小,说明。P上的作用力一直减小;表示0Q的 拉 力 长 度 线 增 大 后 减 小,说明上的作用力先增大后减小;当0Q旋转至水平位置时,0Q对应的圆周角为:180-6 0 -4 5 =75 90,说明此时0Q拉力不是最大值。故A 正确,BCD
8、错误。故选:4。系统受力平衡,在转动的过程中,根据动态平衡分析力的变化情况,注意结合力的变化特点分析。本题是动态平衡的问题,注意在变化的过程中OP、0Q的夹角不变,结合圆来分析变化规律。3.【答案】CD【解析】解:4、小球在K点处速度的方向与水平方向的夹角为a,则tana=2tcm。,故A 错误;B、。、K之间的距离为s=VS E,又知t a n%所以s=瓯 故 B错误;C、根据机械能守恒,小球落到K点时的速度大小为!;=J 诏+2gh,h=gt2,x=vot,tan9=联 立 解 得 =l2gh+-,故 C 正确;x 7已 2tan2e。、小球经过P点前后损失的机械能为4E=m g H-gm
9、诏-m g H-式*,故。正确。故选:CD.小球离开。点后做平抛运动,落在K点时,竖直位移与水平位移之比等于tern。,本题物体运动过程较复杂,分析清楚物体运动过程是正确解题的前提与关键,应用平抛运动规律、机械能守恒定律可以解题,本题有一定的难度。4.【答案】AB【解析】解:4、大量处于n=5能级的氢原子向基态跃迁,最多可以发出牖=20 种不同频率的光,故 A 正确;B、氢原子从7 1 =3跃迁到n=2的能级时,辐射光子,电子运动的轨道半径减小,电场力做正功,氢原子的电势能减小,所以处于n=2能级的氢原子其电势能比处于n=3能级的氢原子的电势能小。故 8 正确;C、若氢原子由n=4能级分别直接
10、跃迁至n=3和n=2能级时所发出光的波长为;和;I?,AE43=E4-E3=h-,AE42=E4-E2=hj-,/E43 则%。故 C 错误;D,若用光子能量为12.5eU的光照射大量处于基态的氢原子,则有E=-13.6eU+12.5eV =-l.leV,氢原子没有该能级,所以不能使处于基态的氢原子跃迁,故。错误;故选:AB根据数学组合公式鬣判断一群氢原子释放的光子的种类;氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光子,根据电场力做功判断电势能变化;能级跃迁时吸收和释放的能量必须等于能级差。解决本题的关键掌握能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足/w=Em-En.以及知道能级间跃迁辐射的光子能量等于
11、两能级间的能级差。5.【答案】B【解析】解:4 根据Ep=rngx sin 30。,物块的重力势能Ep随位移x变化的关系中斜率k=mgsin30=求得m=0.6kg,故 A 错误;B.对物体从x=1.5m到x=2.5m,由动能定理可得一 77195讥30。(2.5-1.5)=0-gnw2求得u/lU m/s,故 B 正确:C 设位移x处物块的重力势能与动能相等,m5sin30(2.5-x)=gm卢又机械能守恒mgsin300(2.5 x)+1mv2=6 以讥30。(2.5)求得=1.25m,故 C 错误:D 当 x=2ni时,mgsin30(2.5 2)+Ek=巾95讥30。(2.5)求得&=
12、6/,故。错误。故选:B。根据功能关系进行解题,结合重力势能的计算公式与图像解得物体质量,再根据机械能的计算方法解得CD。本题考查了能量关系及动能定理,解题的关键是知道结合图象进行解题,并结合动能定第12页,共24页理及能量转化解题即可。6.【答案】BCD【解析 1 解:4 根据对称性和点电荷场强公式知:正电荷在M点的场强与负电荷在Q点的场强相同,正电荷在Q点的场强与负电荷在M点的场强相同,且两电荷在M、Q分别产生的场强夹角相同,根据电场强度的叠加可知:M、Q两点电场强度相同,故A 正确;Acd是等量异种点电荷电场中的一条等势线,在其左侧靠近正电荷区域电势高,其右侧靠近负电荷区域电势低,故P点
13、电势高于N点电势,故 B 错误;C由B中分析知,K点电势低于“点电势,则负试探电荷从K点移到M点过程中,电场力做正功,电势能减小,所以负电荷在K点电势能大于在M点电势能,故 C错误;D 电性为正的试探电荷(不计重力)沿0K方向以一定的速度射出,电荷受向右的电场力作用而做曲线运动,故。错误。本题选不正确的,故选故选:BCD。由对称性及点电荷场强分布分析M、Q两点电场强度关系,由cd是等量异种点电荷电场中的一条等势线,结合电势分布特点判断P、N两点电势高低,电场力做正功,电势能减小,并进一步比较电势能关系,初速度与受力方向不一致时,做曲线运动。本题考查静电场,学生需熟练掌握等量异种电荷电场线分布,
14、综合解题。7.【答案】D【解析】解:4 物块a第一次运动到N点过程,由动能定理mag MN-sin30 imag MN-cos300=Eka-gm。讳代入题中数据可得v0=3m/sEka 1 8/故A错误;B.设a与b碰前速度大小为火,碰后二者速度为以 规定向右为正方向,由动量守恒定律可知mav0=(ma+mb)vb碰撞过程中系统损失的机械能4E=gnia诏 1(nia+mb)v2解得v=l.Om/sAE=1.2/故8错误;C.由B分析知,a、b整体与挡板第一次碰撞前的速度即为u=lm/s,碰撞过程中无机械能损失,所以碰后整体速度变为向左的ln i/s,对整体,规定向右为正方向,由动量定理I=
15、Ap=(ma+mb)v (ma+mb)(v)=2(ma+mb)v=2.4N-s挡板对b的冲量即为对整体的冲量,故C错误:D.a、b整体静止在N点,对a、b整体,自碰后至最终停下,由能量守恒1(ma+m6)v2=g(ma+mgcosd-s带入数据解得s=0.25m故。正确。故选:D根据动能定理解得碰撞前4的速度;根据动量守恒定律解得碰后48的速度,根据动量定理解得b与挡板第一次碰撞时,挡板对b的冲量大小,根据能量守恒解得整个运动过程中,b在斜面上运动的路程。本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律和牛顿第二定律的综合运用,理清物块的运动规律,注意动量的矢量性。8.【答案】C【解析】解:B、每个星体受
16、到引力大小为其它两颗星体对它的万有 X引力的合力,对任意一个星体,受力分析如图,有:FI=F2=GW,第14页,共24页则合力为尸=2F1COS30。=遍G*,故B错误;A D,每个星体受到的向心力为:F 向=F=遍 G*每个星体绕中心。做匀速圆周运动的半径/=/=苧3根据万有引力提供向心力有屈;:=加 誓”解得Q的周期:T=2n l f 故 A。错误;7 3Gma根据八年可得c的线速度:=后,故c正确。故选:Co先写出任意两个星体之间的万有引力,求每一颗星体受到的合力,该合力提供它们的向心力,然后求出它们的轨道半径,最后求出角速度、周期和线速度的表达式,整进一步分析即可得出结果。本题主要是考
17、查三星问题,解决该题首先要理解模型所提供的情景,然后能够列出合力提供向心力的公式,才能正确解答题目。9.【答案】C【解析】解:4、从图像可知3 =与=盖rad/s=100兀rad/s根 据/=NBS3=100V2V求得B=*-T,故A错误;1007TB、P板上移,由。=抵 可 知 电 容 变 小,电容的容抗变大,流过滑动变阻器的电流将变4nka小,故B错误:C、由B项分析可知,流过滑动变阻器的电流变小,由P=/2R知,滑动变阻器的功率将减小,而治的电压不变,其功率不变,则理想变压器的输出功率变小,由/=。加可知,而两端的输入功率将减小,故C正确;。、原线圈电压不变,副线圈电压不变,定值电阻的电
18、功率不变,故。错误。故选:Co根据感应电动势e随时间t变化的关系可知最大电动势的大小,从而可以计算磁感应强度的大小,根据电容的变化,判断容抗变化,以及电流和功率的变化。本题关键是要掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,明确电容器在交流电中的作用。1 0.【答案】BD【解析】解:4 导体棒MN在恒力作用下向上匀加速运动,设 进 入 磁 场 时 速 度 为 根据动能定理可得:尸 九 2 -m g h2=1 m v2-0代入可解得:v=4 m/s进入磁场时,导体棒切割磁感线产生感应电动势,由法拉第电磁感应定律可得:E =BLv=1 x 1 x 4V =4V电路中以与/?2 的并联电阻为R=普
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