2022年湖北荆州中学高三3月份模拟考试物理试题含解析

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，用不可伸长的轻质细线a、b悬挂一小球，小球静止时，绳a、绳b与水平方向的夹角均为，绳b的拉力大小为F1。现将绳a剪断，剪断后瞬间绳b的拉力大小为F2，则F1:F2为（）A．1:1 B．1:2 C．2:1 D．2、如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（）A．粒子在三点所受的电场力不相等B．粒子必先过a，再到b，然后到cC．粒子在三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞EkcD．粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜Epb3、如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端固定一质量不为零的托盘，在托盘上放置一小物块，系统静止时弹簧顶端位于B点（未标出）。现对小物块施加以竖直向上的力F，小物块由静止开始做匀加速直线运动。以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向，建立坐标轴。在物块与托盘脱离前，下列能正确反映力F的大小随小物块位置坐标x变化的图像是（）A． B． C． D．4、如图所示，内壁光滑的圆管形轨道竖直放置在光滑水平地面上，且恰好处在两固定光滑挡板M、N之间，圆轨道半径为1m，其质量为1kg，一质量也为1kg的小球（视为质点）能在管内运动，管的内径可不计。当小球运动到轨道最高点时，圆轨道对地面的压力刚好为零，取g＝10m/s2。则小球运动到最低点时对轨道的压力大小为A．70N B．50N C．30N D．10N5、下列说法正确的是（）A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量6、利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框abed处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。则在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是（）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，竖直平面内有一光滑圆环，圆心为O，OA连线水平，AB为固定在A、B两点间的光滑直杆，在直杆和圆环上分别套着一个相同的小球M、N．先后两达让小球M、N以角速度ω和2ω随圆环一起绕竖直直径BD做匀速圆周运动．则A．小球M第二次的位置比第一次时离A点近B．小球M第二次的位置比第一次时离B点近C．小球N第二次的竖直位置比第一次时高D．小球N第二次的竖直位置比第一次时低8、多年前在日本本州岛附近海域曾发生里氏9.0级地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为。根据有关放射性知识，下列说法正确的是（）A．粒子为B．若生成的处于激发态，它会放出穿透能力最强的射线C．的半衰期大约是8天，取碘原子核，经8天后就只剩下碘原子核了D．中有53个质子和78个核子9、如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系如图中曲线所示，曲线过（0.1，4.5）和（0.15，3）两点，图中虚线为该曲线过点（0.15，3）的切线。现有一质量为0.20kg、电荷量为＋2.0×10－8C的滑块P（可视为质点），从x＝0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02，取重力加速度g＝10m/s2。则下列说法中正确的是（）A．滑块P运动过程中的电势能逐渐减小B．滑块P运动过程中的加速度逐渐增大C．x＝0.15m处的电场强度大小为2.0×106N/CD．滑块P运动的最大速度为0.5m/s10、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0.8s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）课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定测绘这只二极管的伏安特性曲线。(1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行侧量，当红表笔接A端、黑表笔同时接B端时，指针几乎不偏转，则可以判断二极管的正极是_______端(2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线，要求准确测出二极管两端的电压和电流。有以下器材可供选择：A．二极管RxB．电源电压E＝4V(内电阻可以忽略)C．电流表A1(量程0～50mA，内阻为r1＝0.5Ω)D．电流表A2(量程0～0.5A，内阻为r2＝1Ω)E.电压表V(量程0～15V，内阻约2500Ω)F.滑动变阻器R1(最大阻值20Ω)C．滑动变阻器R2(最大阻值1000Ω)H.定值电阻R3＝7ΩI.开关、导线若干实验过程中滑动变限器应选___________(填“F”或“G”)，在虚线框中画出电路图_______(填写好仪器符号)(3)假设接入电路中电表的读数：电流表A1读数为I1，电流表A2读数为I2，则二极管两瑞电压的表达式为__________(用题中所给的字母表示)。(4)同学们用实验方法测得二极管两端的电压U和通过它的电流I的一系列数据，并作出I－U曲线如图乙所示。(5)若二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电，则需要在电路中串联一个电限R才能使其处于最佳工作状态，请根据所画出的二极管的伏安特性曲线进行分析，申联的电阻R的阻值为_______________Ω(结果保留三位有效数字)12．（12分）某小组在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：(1)某同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测量从悬点到摆球上端的长度L=0.9997m，如图甲所示，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，則该摆球的直径为_______mm，单摇摆长为_______m(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_____(填正确答案标号)A．测量周期时，从摆球经过平衡位置计时误差最小B．实验中误将49次全振动记为50次，则重力加速度的测量值偏大C．质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的进行实验，测得的重力加速度误差较小四、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）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为B，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且R≫d，两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。①求粒子可获得的最大动能Ekm；②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比；③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t1与t2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。14．（16分）如图所示，间距为l1的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的水平部分平滑连接而成，右端接有阻值为R的电阻c，矩形区域MNPQ中有宽为l2、磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，边界MN到倾斜导轨底端的距离为s1。在倾斜导轨同一高度h处放置两根细金属棒a和b，由静止先后释放a、b，a离开磁场时b恰好进入磁场，a在离开磁场后继续运动的距离为s2后停止。a、b质量均为m，电阻均为R，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ，与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为g。求：（1）a棒运动过程中两端的最大电压；（2）整个运动过程中b棒所产生的电热；（3）整个运动过程中通过b棒的电荷量。15．（12分）如图a所示是常见的饮水机的压水器，他可以简化为图b所示的模型，上面气囊的体积为V1=0.5L，挤压时可以把气囊中的气体全部挤入下方横截面积为S=0.05m2的水桶中，随下方气体压强增大，桶中的液体会从细管中流出，已知在挤压气囊过程中，气体的温度始终不变，略去细管的体积及桶口连接处的体积，已知外部大气压为P0=105Pa，水的密度为ρ=103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2，某次使用过程时，桶内气体体积为V2=12.5L，挤压气囊一下后，桶内的水恰好上升到出水口处，认为每次挤压都能使气囊中的气体全部挤入桶中，则①桶中液面离出水口多高？②至少挤压多少次才能从桶内流出体积为V3=2.5L的水？

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、C【解析】

小球静止时，绳a、绳b与水平方向的夹角均为，根据题意可知，此时绳b的拉力大小和绳a拉力大小相等，根据几何关系可知将绳a剪断，剪断后瞬间绳b的拉力大小与重力沿绳方向的分力大小相等故故C正确ABD错误。故选C。2、D【解析】

A．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等。选项A错误。B．由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹。选项B错误。CD．带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小。选项C错误，D正确。3、B【解析】

根据有可知F随着x增大而减小；由于以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，当F=m(a+g)时，物块与弹簧脱离，初始时刻F=ma>0故B正确。故选B。4、A【解析】

抓住小球运动到最高点时，圆轨道对地面的压力为零，求出最高点的速度，根据动能定理求出小球在最低点的速度，从而结合牛顿第二定律求出轨道对小球的支持力，根据牛顿第三定律得出小球对圆轨道的最大压力．【详解】当小球运动到最高点时速度最小，此时圆轨道对地面的压力为零，可知小球对圆轨道的弹力等于圆轨道的重力，根据牛顿第二定律得，mg+N=m，N=mg，解得最高点的速度v1=；小球从最高点到最低点，根据动能定理得，mg⋅2R=，解得v2=；根据牛顿第二定律得，N′−mg=m，联立解得N′=7mg=70N，根据牛顿第三定律，小球对轨道的最大压力N′=7mg=70N，故A正确，BCD错误；故选：A.5、D【解析】

A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。故选D。6、A【解析】

A．当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故A不可能产生该电流，故A符合题意；BCD．三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故BCD不符合题意。故选A。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、BC【解析】

设AB与竖直方向夹角为θ，则mgtan450=mω2r，则当ω变为2ω时，r变为原来的1/4，则小球M第二次的位置比第一次时离A点远，离B点近，选项A错误，B正确；对放在N点的小球：mgtanα=mω2Rsinα，则，则当ω越大，α越大，物体的位置越高，故选项C正确，D错误；故选BC。8、BC【解析】

A．根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，粒子为粒子，故A错误；B．若生成的处于激发态，还会放出射线，射线的穿透能力最强，故B正确；C．半衰期是一个统计规律，指的是有一半原子核发生衰变所需要的时间，只对大量的原子核适用，对少数原子核是不适用的，所以若取碘原子核，经8天后就只剩下碘原子核了，故C正确；D．中有53个质子，131表示质量数（核子数），故D错误。故选BC。9、AC【解析】

A．在φ-x图像中，图线的斜率表示电场强度，由图可知，滑块P运动过程中，电场方向不变，电场力始终做正功，则电势能逐渐减小，故A正确；BC．由A可知，图线的斜率表示电场强度，处的场强为则此时的电场力大小为滑动摩擦力大小为此时电场力与滑动摩擦力大小相等，由图可知图线斜率逐渐减小，故在之前，电场力大于摩擦力，滑块做加速运动，加速度逐渐减小，在之后，电场力小于摩擦力，做减速运动，加速度逐渐增大，故B错误，C正确；D．滑块加速度为零时，速度最大，由BC选项可知，在时，电场力和摩擦力大小相等，加速度为零，此时滑块的速度最大，根据动能定理得由图可知处和处的电势差大约为，代入解得最大速度大约为，故D错误。故选AC。10、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。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、AF119【解析】

(1)[1]当红表笔接端、黑表笔同时接端时，指针几乎不偏转，说明电阻很大，二极管反向截止，根据欧姆表的工作原理可知，黑表笔应与欧姆表内部电池的正极相连，由二极管的单向导电性可知，端应是二极管的正极；(2)[2]由图乙可知，实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压接法；所以滑动变阻器应选阻值小的，即滑动变限器应选F；[3]在测量正向加电压的伏安特性曲线时，实验中最大电压约为3V，所以电压表V(量程0～15V，内阻约2500Ω)不符合题意，故需要电流表A2(量程0～0.5A，内阻为)与定值电阻串联改装成量程为二极管两端的电压在3V以内，电流在40mA以内，电流表应选用电流表A1(量程0～50mA，内阻为)；因二极管的正向电阻较小，故采用电流表外接法，同时二极管正极应接电源正极；因实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应采用分压接法，所以电路图为(3)[4]根据电路结构特点可得解得二极管两瑞电压的表达式为(5)[5]二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5.0V的稳压电源(不计内限)供电，根据图乙可知在电路中电流为21mA，根据欧姆定律和电路结构可得申联的电阻的阻值为12、9.61.0045AB【解析】

(1)[1][2]．由游标尺的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整毫米数为9mm，游标尺中第6条刻度线与主尺刻度线对齐，所以摆球的直径d=9mm+6×0.1mm=9.6mm，单摆摆长为（0.9997+0.0048）m=1.0045m。(2)[3]．单摆摆球经过平衡位置时的速度最大，经过最大位移处的速度为0，在平衡位置计时误差最小，A项正确；实验中将49次全振动记成50次全振动，测得的周期偏小，则重力加速度的测量值偏大，B项正确；摆球体积较大，空气阻力也大，不利于提高测量的精确度，C项错误。故选AB。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）①；②