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高考物理模拟精选训练卷（二）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
评卷人
得分
一、单选题
1、如图所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n＝4 能级跃迁到n＝1 能级可产生a 光；
从n＝3 能级跃迁到n＝1 能级可产生b 光，a 光和b 光的波长分别为λa和λb，a、b 两光照射
逸出功为4.5 eV 的金属钨表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub，则( )
A．λa>λb
B．Ua<Ub
C．a 光的光子能量为12.55 eV
D．b 光照射金属钨产生的光电子的最大初动能Ekb＝7.59 eV
【答案】D
【解析】本题考查光电效应方程和玻尔原子理论，意在考查考生的理解能力．氢原子中的
电子从n＝4 能级跃迁到n＝1 能级产生a 光，a 光的光子能量hνa＝Ea＝E4－E1＝12.75 eV，
氢原子中的电子从n＝3 能级跃迁到n＝1 能级产生b 光，b 光的光子能量hνb＝Eb＝E3－E1＝
12.09 eV，a 光的光子能量高，则a 光的频率大，波长小，即λa<λb，A、C 项错误；由光电
效应方程Ek＝hν－W0和Ek＝eUc可知，频率越大，对应遏止电压Uc越大，即Ua>Ub，B 项
错误；Ekb＝hνb－W0＝7.59 eV，D 项正确．
2、如图所示，倾角为θ 的光滑斜面固定在地面上，三个球A、B、C 置于斜面上，其质量
分别为m、2m、3m，A 球的一端用一上端固定的轻质弹簧相连，A、B 间由一轻质细线连
接，B、C 间由一轻杆相连．弹簧、细线与轻杆均平行于斜面，初始系统处于静止状态，当
细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是( )
A．A 球的加速度沿斜面向上，大小为6gsin θ
B．C 球的受力情况未变，加速度为0
C．B 球加速度为零，C 球的加速度沿斜面向下，大小为
5
3 gsin θ
D．B、C 之间杆的弹力大小为0
【答案】D
【解析】初始系统处于静止状态，把BC 看成整体，BC 受重力5mg、斜面的支持力FN、细
线的拉力FT，由平衡条件可得FT＝5mgsin θ，对A 进行受力分析，A 受重力mg、斜面的支
持力、弹簧的拉力F 弹和细线的拉力FT，由平衡条件可得：F 弹＝FT＋mgsinθ＝6mgsinθ，细
线被烧断的瞬间，拉力会突变为零，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得A 球的加速度
沿斜面向上，大小a＝5gsinθ，选项A 错误；细线被烧断的瞬间，把BC 看成整体，根据牛
顿第二定律得B、C 球的加速度a′＝gsin θ，均沿斜面向下，选项B 错误，C 错误；对C 进
行受力分析，C 受重力mg、杆的弹力F 和斜面的支持力，根据牛顿第二定律得3mgsin θ＋
F＝3ma′，解得F＝0，所以B、C 之间杆的弹力大小为0，选项D 正确。
3、韦伯和纽曼总结、提出了电磁感应定律，如图所示是关于该定律的实验，P 是由闭合线
圈组成的螺线管，把磁铁从P 正上方、距P 上端h 处由静止释放，磁铁竖直穿过P 后落在
海绵垫上并停下。若仅增大h，重复原来的操作，磁铁穿过P 的过程与原来相比，下列说
法正确的是
A．穿过线圈的磁通量将增大
B．线圈中产生的感应电动势将增大
C．通过线圈导线截面的电荷量将增大
D．线圈对磁铁的阻碍作用将变小
【答案】B
【解析】若仅增大h，穿过线圈的磁通量变化量相同，故A 错误；但磁铁经过线圈的时间
减小，穿过线圈的磁通量变化率增大，线圈中产生的感应电动势将增大，故B 正确；通过
线圈导线横截面的电荷量q＝保持不变，故C 错误；增大h 时，线圈中产生的感应电动势
将增大，所以感应电流增大，线圈对磁铁的阻碍作用将变大，故D 错误。
4、已知一个无限大的金属板与一个点电荷之间的空间电场分布与等量异种电荷之间的电场
分布类似，即金属板表面各处的电场强度方向与板面垂直。如图所示MN 为无限大的不带
电的金属平板，且与大地连接。现将一个电荷量为Q 的正点电荷置于板的右侧，图中a、
b、c、d 是以正点电荷Q 为圆心的圆上的四个点，四点的连线构成一内接正方形，其中ab
连线与金属板垂直。则下列说法正确的是
A．b 点电场强度与c 点电场强度相同
B．a 点电场强度与b 点电场强度大小相等
C．a 点电势等于d 点电势
D．将一试探电荷从a 点沿直线ad 移到d 点的过程中，试探电荷电势能始终保持不变
【答案】C
【解析】画出电场线如图所示，根据对称性可知，b 点电场强度与c 点电场强度大小相
等，方向不同，故A 错误；电场线密集的地方电场强度大，从图
上可以看出a 点电场强度大于b 点电场强度，故B 错误；根据对称
性并结合电场线的分布可知a 点电势等于d 点电势，故C 正确；由
于试探电荷从a 沿直线ad 到d 点，则先靠近正电荷后远离正电
荷，所以电场力在这个过程中做功，只是总功为零，所以试探电荷
电势能不是始终保持不变，故D 错误。
5、如图所示为内燃机部分结构的剖面简图，曲轴
绕
点沿逆时针方向匀速转动，转速
为
，曲轴与连杆
连接在
点，连杆与活塞连接在
点，
，此时
，连
杆
与
的夹角为
，则（ ）
A．图示时刻活塞的速度大小为
B．图示时刻活塞的速度大小为
C．从图示时刻至活塞到最高点，活塞的速度先变大后变小
D．从图示时刻至活塞到最高点，活塞的速度先变小后变大
【答案】B
【解析】A．根据圆周运动规律可得
点的线速度大小为
设图示时刻活塞的速度大小为
，则根据运动的合成与分解可知
解得
故A 错误；B．由A 项分析可知，B 正确；C．设
，活塞的速度大小为，则
解得
从图示时刻至活塞到最高点，
不变，
一直减小，
一直增大，所以一直减
小，C 错误；D．由C 项分析可知，D 错误。
故选B。
6、2022 年2 月4 日冬奥会在北京举办，吸引了大量爱好者投入到冰雪运动中。如图所示，
一滑雪运动员在忽略空气阻力的情况下，自A 点由静止下滑，经B 点越过宽为d 的横沟到
达平台C 时，其速度vC 刚好沿水平方向。已知A、B 两点的高度差为20m，坡道在B 点的
切线方向与水平面成37°角，
，运动员的质量m=60kg，重力加速度取10m/s2。
下列说法正确的是（ ）
A．B、C 两点间的高度差h=4.5m
B．横沟的宽度d=10m
C．从B 到C 的运动过程中，运动员动量的变化量大小为450kg·m/s
D．从A 到B 的运动过程中，运动员机械能的减少量为5250J
【答案】D
【解析】AB．运动队员从B 点到C 点的过程做斜抛运动，根据速度的合成与分解有
则vB 的竖直分量为
运动员从B 到C 的时间为
所以
故AB 错误；C．根据动量定理可知从B 到C 的运动过程中，运动员动量的变化量大小为
故C 错误；D．根据能量守恒定律可知从A 到B 的运动过程中，运动员机械能的减少量为
故D 正确。故选D。
7、如图所示为一电磁驱动模型，在水平面上固定有两根足够长的平行轨道。轨道左端接有
阻值为R 的电阻，轨道电阻不计、间距为L，虚线区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为
B。方向垂直轨道平面向下，磁场以速度v 水平向右匀速移动。长度为L，质量为m、电阻
为r 的金属棒ab 静置于导轨上，金属棒与导轨间的最大静摩擦力大小为
。最大静摩擦力
等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（ ）
A．无论v 多大，金属棒中都有从b 到a 的电流
B．当
时，金属棒ab 才能被驱动
C．金属棒被驱动后，经过足够长时间将相对磁场静止
D．金属棒被驱动后，经过足够长时间，电阻R 的电功率为
【答案】B
【解析】A．当磁场开始运动后，棒相对于磁场向左运动，由右手定则得，电流从a 到b，
故A 错误；B．由
，
，
得
由左手定则得，棒ab 受向右的安培力，当
时，棒ab 开始运动，即
得
故B 正确；C．当棒运动后，设棒相对于磁场向左运动的速度为
，由
，当
减小到
即
时，棒相对于磁场向左匀速运动，故C 错误；D．时间足够长后，安培力为
功率为
即
电阻R 的电功率为
故D 错误。故选B。
评卷人
得分
二、多选题
8、如图所示，在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨，间距为20 cm，电阻不
计，其左端连接一阻值为10 Ω 的定值电阻．两导轨之间存在着磁感应强度为1 T 的匀强磁
场，磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成，磁场方向如图．一接入电阻阻值为
10 Ω 的导体棒AB 在外力作用下以10 m/s 的速度匀速向右运动，交流电压表和交流电流表
均为理想电表，则( )
A．电流表的示数是 A
B．电压表的示数是1 V
C．导体棒运动到图示虚线CD 位置时，电流表示数为零
D．导体棒上消耗的热功率为0.1 W
【答案】BCD
【解析】小球原来在水平面内做匀速圆周运动，绳b 被烧断后，小球在垂直于平面ABC 的
竖直平面内摆动或圆周运动，故A 错误；绳b 被烧断前，小球在竖直方向没有位移，加速
度为零，a 绳中张力等于重力，在绳b 被烧断瞬间，a 绳中张力与重力的合力提供小球的向
心力，而向心力竖直向上，绳a 的张力将大于重力，即张力突然增大，故B 正确；若小球
m 以A 点为圆心，以绳子a 半径，在竖直面内最高点，速度最小值应满足
mg =m v1
2
a ，根
据机械能守恒定律知
1
2 mv 2
2=mg⋅2a+ 1
2 mv 1
2
；小球以C 点为圆心，以绳长b 为半径做匀
速圆周运动时，有v2=ωb ，可求得
ω=√5ga
b
，即轻杆转动的角速度要不小于
√5ga
b
，
才能在烧断绳子b，使小球以A 点为圆心，以绳子a 半径在竖直面内做圆周运动，选项C、
D 正确。
9、如图所示的“襄阳炮”是古代军队攻打城池的装置，其实质就是一种大型抛石机，图
是其工作原理的简化图。将质量
的石块，装在与转轴
相距
的长臂末
端口袋中，最初静止时长臂与水平面的夹角
，发射时对短臂施力使长臂转到竖直位
置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上、若石块落地位置与抛出位置间的
水平距离
，不计空气阻力，取
。以下判断正确的是（ ）
A．石块抛出后运动时间为
B．石块即将落地时重力的瞬时功率为
C．石块落地的瞬时速度大小为
D．石块即将落地时重力的瞬时功率为
【答案】CD
【解析】A．石块被抛出时，做平抛运动，竖直方向的高度
则石块在空中运动的时间为
故A 错误；C．石块水平方向速度为
，则
解得
石块落地时，竖直方向速度为
则落地瞬间速度为
故C 正确；BD．重力的功率为
故B 错误，D 正确。
故选CD。
10、如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为
，宽与高均为
的长方体。泵体
处在方向垂直向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U 的电源
（内阻不计），理想电流表示数为I。若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为
，在
t 时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，
则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为
C．电源提供的电功率为
D．质量为m 的液体离开泵体时的动能
【答案】AD
【解析】A．当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场力
水平向左，拉动液体，故A 正确；B．电磁泵对液体产生的推力大小为
故B 错误；C．电源提供的电功率为
故C 错误；D．根据电阻定律，泵体内液体的电阻
则电源提供的电功率为
若t 时间内抽取水的质量为m，根据能量守恒定律，则这部分水离开泵时的动能为
故D 正确；故选AD。
评卷人
得分
三、实验题
11．某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，在动滑轮的下方悬挂重物
A、定滑轮的下方悬挂重物B，重物B 上固定一遮光条，遮光条的宽度为d，已知A、B 的
质量相等，悬挂滑轮的轻质细线始终保持竖直，滑轮的质量忽略不计。
（1）开始时，绳绷直，重物A、B 处于静止状态。释放后，A、B 开始运动，测出遮光条
通过光电门的时间t，则重物B 经过光电门时的速度为v=___________（用题中所给的字母
表示）。
（2）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度d=___________cm。
（3）调整B 开始释放的位置到光电门之间的高度H，得到多组时间t。如果系统的机械能
守恒，应满足的关系式为___________（已知当地重力加速度大小为g，用实验中所测得的
物理量的字母表示）。
【答案】
1.020
【详解】（1）[1]由速度公式，重物B 经过光电门时的速度为
（2）[2]遮光条的宽度为
。
（3）[3]设A、B 重物的质量为m，根据机械能守恒定律有
化简得
12．某学习小组要测量一个电源的电动势及内阻。除该电源外还准备的器材有：一个电阻
箱R（最大阻值99.9Ω），一个量程为“0~200mA”内阻是10Ω 的电流表A，一个阻值为5Ω
的定值电阻
，一个开关和若干导线
（1）同学们利用欧姆表来核实电流表A 及定值电阻
的阻值，已知它们的阻值都是准确
的，当欧姆表两表笔与电阻
相连时，欧姆表指针恰好偏转到满刻度的
，当欧姆表两表
笔与电流表A 相连时，欧姆表指针将偏转到满刻度的_______（用分数表示），连接时要
注意红表笔要与电流表的_____（填“正”或“负”）接线柱相连。
（2）由于电流表A 的量程较小，考虑到安全因素，同学们利用定值电阻
将该电流表进
行改装，改装后的量程为___________。
（3）设计的测量电路如下图所示。若实验中记录电阻箱的阻值R 和电流表的示数I，并计
算出
，得到多组数据后描点作出R-
图线如图所示，则该电源的电动势E＝________V，
内阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）
【答案】
负 0.6 6.0 2.7
【详解】（1）电流表A 内阻是10Ω，定值电阻
阻值为5Ω，当欧姆表两表笔与电阻
相
连时，欧姆表指针恰好偏转到满刻度的
，则
当欧姆表两表笔与电流表A 相连时
又
解得
连接时要注意红表笔要与电流表的负接线柱相连。
（2）将定值电阻
与电流表并联进行改装，改装后的量程为
（3）根据电路可知，电流表读数为I 时，总电流为3I，则
即
由图像可知
解得
E=6.0V
r=
=2.7Ω
评卷人
得分
四、解答题
13．如图所示，质量为m 的导热柱形汽缸，内壁光滑，用横截面积为S、质量也为m 的导
热活塞封闭一定量的理想气体。汽缸倒置，活塞与一竖直放置、劲度系数为k 的轻弹簧Q
相连，Q 的下端置于铁架台的水平面上，另一根劲度系数为k 的轻弹簧P 一端与汽缸底部
相连，另一端固定在铁架台的支架上。平衡时，轻弹簧P 处于原长，而气体柱的长度为
。
已知重力加速度大小为g，大气压强为
，汽缸底、活塞厚度均不计，汽缸不漏气
且与活塞不脱离。现将支架缓慢向上移动，直到轻弹簧Q 处于原长，若保持气体温度不变，
求：
（1）轻弹簧Q 处于原长时气体柱的长度；
（2）支架向上移动的距离
。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）对于封闭的理想气体，初态体积
初态压强
当轻弹簧Q 处于原长时，气体体积
气体压强
根据玻意耳定律得
解得
（2）由初态活塞受力平衡可得
联立解得活塞向上移动的距离即轻弹簧Q 长度的变化量
气体柱长度的变化量
由轻弹簧Q 处于原长时汽缸受力平衡可得
联立解得轻弹簧P 长度的变化量
所以支架向上移动的距离
14．质量为m、电荷量为+q 的粒子，以速度v 源源不断地从小孔S1射入如图所示的速度选
择器，速度选择器中存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，已知匀强磁场的磁感应强度为
B1。粒子在速度选择器中沿直线运动，从小孔S2射出后，从O 点射入以直线MN 为边界的
匀强偏转磁场，最终从P 点射出磁场，已知该偏转磁场的磁感应强度为B2。整个装置放置
在真空中，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
（1）求速度选择器中的匀强电场场强E 的大小；
（2）求OP 间的距离d 和粒子在偏转磁场中运动的时间t；
（3）粒子离开磁场时被收集。已知时间t 内收集到粒子的质量为M，求这段时间内粒子束
离开磁场时的等效电流I。
【答案】（1）E=vB1；（2）
；（3）
【解析】（1）粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据平衡条件
qE=qvB1
得
E=vB1
（2）洛仑兹力提供向心力
由圆周运动的对称性得，OP 间的距离
d=2R
得
粒子在偏转磁场中做圆周运动的周期
粒子在偏转磁场中运动的时间
得
（3）设时间t 内收集到的粒子数为N，根据题意
M=Nm
根据电流定义
得等效电流
15.风洞是研究空气动力学的实验设备。如图，在距地面
高度上方设置一足够大的风
洞，可以使实验中所用小球受到水平向右等大恒定风力作用。一质量为
的小球甲
从距地面高
处以一定初速度
水平抛出。在距抛出点同一竖直平面内水平
距离
处地面上，同时竖直向上抛出另一质量为
的小球乙（甲、乙可视
为质点，除风洞产生的风力外不考虑其他空气阻力，重力加速度
取
）。
（1）关闭风洞，两小球恰好在空中相遇，求小球乙抛出时的初速度；
（2）打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为
，两小球恰好在空中
相遇，求相遇点距地面的高度；
（3）打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为
，两小球怡好在空
中相遇，求该次风力的大小。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【解析】（1）关闭风洞，球甲做平抛运动，从抛出假设经过时间两小球在空中相遇，球
甲在水平方向做匀速直线匀速，则有
球甲在竖直方向做自由落体运动，则有
球乙竖直向上做加速度为
的匀减速直线运动，则有
两球的竖直位移关系为
联立以上式子解得
（2）打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为
，两小球恰好在空中
相遇，由于风力水平向右，不影响球甲和球乙在竖直方向的运动，球乙在竖直方向上升的
最大高度为
说明球乙没有进入风洞区域，相遇点一定在球乙抛出点的正上方，假设从抛出经过时间
，两球在空中相遇，则有
解得
相遇时的高度为
（3）打开风洞，调节风力，调节乙小球抛出时的初速度为
，两小球怡好在空
中相遇，由于风力水平向右，不影响球甲和球乙在竖直方向的运动，，假设从抛出经过时
间
，两球在空中相遇，则有
解得
相遇时离地面的高度为
说明相遇位置位于风洞区域内，假设球乙刚进入风洞区域的速度为
，则有
解得
球乙从抛出到刚进入风洞区域所用时间为
假设风力大小为
，则两球在水平方向的加速度分别为
，
从抛出到两球相遇，两球在水平方向的位移分别为
，
两球的水平位移关系为
联立解得风力为
