2022届湖南省古丈县一中高三下第一次测试物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO以恒定的角速度匀速转动，t=0时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。则下列说法正确的是（）A．t=0时刻流过电阻R的电流方向向左B．线圈中感应电动势的瞬时表达式为enBSsintC．线圈转动的过程中，电阻R两端的电压为D．从t=0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压为2、如图所示，A、B、C是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h1、h2、h3，将三个相同的小球分别从A、B、C三点以相同的速度v0水平抛出，最终都能到达A的下一级台阶的端点P处，不计空气阻力。关于从A、B、C三点抛出的小球，下列说法正确的是（）A．在空中运动时间之比为tA∶tB∶tC=1∶3∶5B．竖直高度之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3C．在空中运动过程中，动量变化率之比为=1∶1∶1D．到达P点时，重力做功的功率之比PA：PB：PC=1：4：93、太空垃圾是围绕地球轨道的有害人造物体，如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是（）A．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞B．离地越低的太空垃圾运行角速度越小C．离地越高的太空垃圾运行加速度越小D．离地越高的太空垃圾运行速率越大4、如图，平行板电容器两个极板与水平地面成2α角，在平行板间存在着匀强电场，直线CD是两板间一条垂直于板的直线，竖直线EF与CD交于O点，一个带电小球沿着∠FOD的角平分线从A点经O点向B点做直线运动，重力加速度为g。则在此过程中，下列说法正确的是（）A．小球带正电B．小球可能做匀加速直线运动C．小球加速度大小为gcosαD．小球重力势能的增加量等于电势能的增加量5、如图所示，OA是水平放置的弹性薄钢片，左端固定于O点，右端固定有一个软铁圆柱体，P为套在钢片上的重物。调节P的位置可以改变OA上下振动的固有频率，使其在40Hz—120Hz之间变化。在A的正下方固定一个带铁心B的线圈，线圈中通有f=50Hz的交变电流，使OA在磁场力作用下振动。关于OA稳定后的振动情况，下列说法中正确的是（）A．无论P位于何处，频率一定是50HzB．无论P位于何处，频率一定是100HzC．P所处位置的不同，频率可能取40Hz—120Hz间的任何值D．调节P使OA振动的固有频率为50Hz时OA的振幅最大6、如图所示，一倾角为30°的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离d处有一带负电的电荷量为q、质量为m的小物体与圆盘始终保持相对静止．整个装置放在竖直向上的匀强电场中，电场强度,则物体与盘面间的动摩擦因数至少为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g为重力加速度）()A． B．C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，实线是一列简谐横波t=0时刻的波形图，虚线是0.2s时的波形图，下列说法正确的是（）A．该波的波长为4mB．若波向右传播，x=1m的质点0时刻正在向x轴方向运动C．t=0.2s时，x=3m处的质点的加速度最大且方向沿y轴负方向D．若波向左传播，0~0.2s时间内它传播的最小距离为3mE.若波向右传播，它的最大周期为0.8s8、如图甲所示，两条平行实线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，一总电阻为的圆形线圈从靠近左侧实线的位置开始向右做匀速直线运动，圆形线圈产生的感应电动势随时间变化的图线如图乙所示，下列说法正确的是（）A．圆形线圈的半径为 B．圆形线圈运动速度的大小为C．两实线之间的水平距离 D．在0.05s，圆形线圈所受的安培力大小为400N9、如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为ω0时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则A．小球均静止时，弹簧的长度为L-B．角速度ω=ω0时，小球A对弹簧的压力为mgC．角速度ω0=D．角速度从ω0继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力不变10、匀强电场中，一带正电粒子仅在电场力的作用下自点以垂直于电场方向的初速度开始运动，经过点，则（）A．电场中，点电势高于点电势B．粒子在点的电势能小于在点的电势能C．在两点间，粒子在轨迹可能与某条电场线重合D．在两点间，粒子运动方向一定与电场方向不平行三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备实物图。(1)双缝放在图中哪个位置________(填“①”或“②”)。(2)要使单缝和双缝相互平行，应该使用________进行调节。(3)已知双缝到毛玻璃之间的距离是L，双缝之间的距离是d，单缝到双缝之间的距离是s，在某次实验中，先将目镜中的中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数为x1，转动手轮使中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数为x7。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________。12．（12分）某同学用图（a）所示装置“探究弹力和弹簧伸长的关系”。弹簧的上端固定在铁架台支架上，弹簧的下端固定一水平纸片（弹簧和纸片重力均忽略不计），激光测距仪可测量地面至水平纸片的竖直距离h。(1)该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧__________时，记录所挂钩码的重力和对应的h；(2)根据实验记录数据作出h随弹簧弹力F变化的图线如图（b）所示，可得未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离h0=______cm，弹簧的劲度系数k=_______N/m。（结果都保留到小数点后一位）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）质量为的小车置于光滑的水平面上，车上固定着一根竖直轻杆，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在杆的上端。按住小车并拉直轻绳使其水平，然后同时放开小车和小球，小球下落后与轻杆发生弹性碰撞。(1)求碰撞前瞬间小球和小车的速度大小；(2)若碰撞的作用时间为，求碰撞过程中小球对轻杆的平均冲击力的大小。14．（16分）如图所示，两根相距L＝1m的足够长的光滑金属导轨，一组导轨水平，另一组导轨与水平面成37°角，拐角处连接一阻值R＝1Ω的电阻．质量均为m＝2kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，导轨电阻不计，两杆的电阻均为R＝1Ω.整个装置处于磁感应强度大小B＝1T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆静止．g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)水平拉力的功率；(2)现让cd杆静止，求撤去拉力后ab杆产生的焦耳热15．（12分）如图所示，

PQ为一竖直放置的荧光屏，一半径为R的圆形磁场区域与荧光屏相切于O点，磁场的方向垂直纸面向里且磁感应强度大小为B,图中的虚线与磁场区域相切，在虚线的上方存在水平向左的匀强电场，电场强度大小为E,在O点放置一粒子发射源，能向右侧180°角的范围发射一系列的带正电的粒子，粒子的质量为m、电荷量为q,经测可知粒子在磁场中的轨道半径为R，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用．求：(1)如图，当粒子的发射速度方向与荧光屏成60°角时，该带电粒子从发射到达到荧光屏上所用的时间为多少?粒子到达荧光屏的位置距O点的距离为多大?

(2)从粒子源发射出的带电粒子到达荧光屏时，距离发射源的最远距离应为多少?

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

A．t=0时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，右手定则可知，流过电阻R的电流方向向右，故A错误；

B．从与中性面垂直的位置开始计，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBSω所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBSωcosωt（V）故B错误；

C．线圈转过的过程中，最大感应电动势Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为E＝nBSω因此电阻R两端的电压为故C错误；

D．线圈从t=0开始转过60°时，电阻R两端的电压为故D正确。

故选D。2、C【解析】

A．根据水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1:2:3，所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3，A错误。B．根据，竖直高度之比为，B错误。C．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C正确。D．到达P点时，由知，竖直方向速度之比为1:2:3，重力做功的功率所以重力做功的功率之比为故D错误。故选C。3、C【解析】

A．在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故A错误。BCD．太空垃圾在地球的引力作用下绕地球匀速圆周运动，根据可得离地越低的太空垃圾运行角速度越大；离地越高的太空垃圾运行加速度越小；离地越高的太空垃圾运行速率越小，故BD错误，C正确。故选C。4、D【解析】

AB．带电小球沿着∠FOD的角平分线从A点经O点向B点做直线运动，所以小球合外力沿着AB；又由于小球受重力，所以电场力的方向由O到D；由于此电场的方向未知，所以小球的电性是不能确定的，则小球做匀减速直线运动，故AB错误；C．据图可知，由于是角平分线，且小球的加速度方向由O到D，据几何关系可知故C错误；D．由分析可知，小球受重力等于电场力，运动的位移和夹角相同，所以二力做的功相同，据功能关系可知，小球重力势能的增加量等于电势能的增加量，故D正确。故选D。5、B【解析】

ABC．因交流电的频率为f=50Hz，则线圈吸引软铁A的频率为f′=100Hz，由受迫振动的规律可知，无论P位于何处，频率一定是100Hz，选项AC错误，B正确；D．调节P使OA振动的固有频率为100Hz时产生共振，此时OA的振幅最大，选项D错误；故选B。6、A【解析】

物体以恒定角速度转动，所以，物体在垂直盘面方向上合外力为零，故支持力物体在盘面上的合外力即向心力则最大静摩擦力至少为故物体与盘面间的动摩擦因数至少为故A正确，BCD错误.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ADE【解析】

A．根据图像可知波长，A正确；B．若波向右传播，质点不随波迁移，根据同侧法可知处的质点0时刻向轴正方向运动，B错误；C．t=0.2s时，x=3m处的质点的加速度最大且方向沿y轴正方向，C错误；D．若波向左传播，0~0.2s时间内根据图像可知图中波峰的移动的最小距离为3m，则它传播的最小距离为3m，D正确；E．若波向右传播，经过时（n=1，2，3…）解得（n=1，2，3…）当时，最大周期为，E正确。故选ADE。8、BD【解析】

AB．设线框向右运动的速度为，线框的半径为R，圆形线框匀速进入磁场，切割磁感线的有效长度为产生的感应电动势显然时，产生的感应电动势最大，结合图像有：，即由图像可知，当时，线框全部进入磁场有：联立以上两式可求得：故A错误，B正确；C．由以上分析知，全部离开磁场时线框向右移动的距离为所以两磁场边界的距离为故C错误；D．由图像知，时，，线框正向右运动了1m，此时有效切割长度为2R，则安培力F安=故D正确。故选BD。9、ACD【解析】

A．若两球静止时，均受力平衡，对B球分析可知杆的弹力为零，；设弹簧的压缩量为x，再对A球分析可得：，故弹簧的长度为：，故A项正确；BC．当转动的角速度为ω0时，小球B刚好离开台面，即，设杆与转盘的夹角为，由牛顿第二定律可知：而对A球依然处于平衡，有：而由几何关系：联立四式解得：，则弹簧对A球的弹力为2mg，由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力为2mg，故B错误，C正确；D．当角速度从ω0继续增大，B球将飘起来，杆与水平方向的夹角变小，对A与B的系统，在竖直方向始终处于平衡，有：则弹簧对A球的弹力是2mg，由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力依然为2mg，故D正确；故选ACD。10、AD【解析】

CD．由于电场力和初速度相互垂直，所以粒子做类平抛运动，其运动轨迹是曲线，所以其速度方向和电场力不共线，故运动方向和电场方向不平行，故C不符合题意，D符合题意。AB．粒子运动过程中电场力做正功，所以粒子的电势能减小，粒子在P点的电势能大于在Q点的电势能。由于粒子带正电，根据EP=qφ可知电势逐渐减小，P点电势高于Q点电势，故B不符合题意，A符合题意。故选AD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、②拨杆【解析】

(1)[1]相干光频率必须相同，所以双缝应该放在②位置；(2)[2]相干光为单色光，振动方向相同，所以要保证单缝与双缝平行，需要借助拨杆调节；(3)[3]根据相邻两条明条纹或者暗条纹之间的距离公式Δx＝λ可知，Δx＝＝λ得λ＝12、静止120.031.3【解析】

(1)[1]该同学在弹簧下端逐一增挂钩码，每增挂一个钩码，待弹簧静止时，此时弹力与重力大小相等，记录所挂钩码的重力和对应的h(2)[2]由图可知，当时即为未挂钩码时水平纸片到地面的竖直距离[3]由胡克定律可得，即图像斜率绝对值的倒数表示弹簧劲度系数则有四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)，；(2)【解析】

(1)小球和小车组成的系统水平方向动量守恒小球和小车组成的系统机械能守恒解得，(2)对全过程，由动量守恒得由机械能守恒得碰撞过程中，以小球为研究对象，设轻杆对小球的平均作用力为F，由动量定理得根据牛顿第三定律可知，小球对轻杆的平均冲击力大小联立各式解得14、(1)864W(2)864J【解析】

（1）根据安培力公式与平衡条件求出电流，然后又E=BLv求出电动势，应用欧姆定律求出金属杆的速度，由平衡条件求出水平拉力，然后应用P=Fv求出拉力的功率．（2）由能量守恒定律求出产生的热量，然后应用焦耳定律求出ab杆产生的焦耳热．【详解】（1）cd杆静止，由平衡条件可得mgsinθ＝BIL，解得I＝12A由闭合电路欧姆定律得2I＝，得v＝36m/s水平拉力F＝2BIL＝24