2022年湖南省湘西自治州四校高三下学期联考物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、关于原子、原子核和波粒二象性的理论，下列说法正确的是（）A．根据玻尔理论可知，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，但能量不一定守恒C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太弱D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强2、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102kg B．1.6×103kg C．1.6×105kg D．1.6×106kg3、如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为的水以相对地面为的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为，空气阻力不计，下列说法正确的是（）A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力B．水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒C．火箭获得的最大速度为D．火箭上升的最大高度为4、某国际研究小组借助于甚大望远镜观测到了如图所示的一-组“双星系统”，双星绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，此双星系统中体积较小的成员能“吸食”另一颗体积较大的星体表面物质，达到质量转移的目的。假设两星体密度相当，在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中，下列说法错误的是（）A．它们做圆周运动的万有引力逐渐增大B．它们做圆周运动的角速度保持不变C．体积较大星体做圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大D．体积较大星体做圆周运动轨迹半径变小，线速度变大5、五星红旗是中华人民共和国的象征和标志；升国旗仪式代表了我国的形象，象征着我国蒸蒸日上天安门广场国旗杆高度为32.6米，而升国旗的高度为28.3米；升国旗时间与北京地区太阳初升的时间是一致的，升旗过程是127秒，已知国旗重量不可忽略，关于天安门的升国旗仪式，以下说法正确的是（）A．擎旗手在国歌刚刚奏响时，要使国旗在升起初始时，旗面在空中瞬间展开为一平面，必须尽力水平向右甩出手中所握旗面B．国旗上升过程中的最大速度可能小于0.2m/sC．当国旗匀速上升时，如果水平风力大于国旗的重量，则国旗可以在空中完全展开为一个平面D．当国旗匀速上升时，如果水平风力等于国旗的重量，则固定国旗的绳子对国旗的作用力的方向与水平方向夹角45度6、如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体。这种现象叫做空气的“击穿”。已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5kV，阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5×104V/m时空气就有可能被击穿。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为（）A．1.1m B．1.6m C．2.1m D．2.7m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．直线1和2分别为两个不同电源的路端电压和电流的关系图象，E1、r1，分别为电源1的电动势和内阻，E2、r2分别为电源2的电动势和内阻，则下述说法正确的是（）A．E1=E2B．r1＞r2C．当两个电源短路时电源l的短路电流大D．当两个电源分别接相同电阻时，电源2的输出功率小8、在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个轻质定滑轮b，m1用轻杆连接着另一轻质滑轮c，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在m2上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计，整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是（）A．整个装置稳定时，α角一定等于β角B．若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，m1高度上升C．若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，m1高度上升D．存在某一方向，往该方向缓慢移动轻滑轮b时，m1的位置保持不变9、在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，电源电动势为，内阻为，电路中定值电阻的阻值小于电源内阻，则当滑动变阻器的滑片由端向端滑动的过程中，电流表、，电压表的示数变化量的绝对值分别为、、，下列说法正确的是（）A．两个电流表的示数均减小 B．电压表的示数增大C． D．10、如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点)，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为M。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为，重力加速度为g，则下列说法正确的是A．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为2:1B．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为C．A落地时速率为D．A、B质量之比为1：4三、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）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.实验的主要的步骤有:

A．在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套;C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O,记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数;D．按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F;E.只用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F′的图示;F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.（1）上述步骤中,有重要遗漏的步骤的序号是__________和__________;(填字母)（2）根据实验数据在白纸上所作图如图乙所示,已知实验过程中操作正确.①乙图中F1、F2、F、F′四个力，其中力__________(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的实验中.②丙图是测量中某一弹簧测力计的示数,读出该力大小为__________N.12．（12分）如图甲所示为由半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻和继电器设计的温控电路。设继电器的线圈电阻，当继电器线圈中的电流大于或等于时，继电器的衔铁被吸合。（1）实验过程中发现，开关闭合后电路不工作。某同学为排查电路故障用多用电表测量各接入点间的电压，则应将如图丙所示的选择开关旋至__________（选填“”“”“”或“”）。（2）用调节好的多用电表进行排查，在图乙电路中，断开开关时，发现表笔接入、时指针发生偏转，多用表指针偏转如图丁所示，示数为__________；闭合开关，接入、和接入、时指针均发生偏转，接入、时指针不发生偏转，则电路中__________（选填“”“”或“”）段发生了断路。（3）故障排除后，在图乙电路中，闭合开关若左侧电源电动势为内阻可不计，滑动变阻器接入电路的阻值为，则温度不低于__________时，电路右侧的小灯泡就会发光。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，光滑水平面上有一被压缩的轻质弹簧，左端固定，质量为mA=1kg的光滑A紧靠弹簧右端（不栓接），弹簧的弹性势能为Ep=32J。质量为mB=1kg的槽B静止在水平面上，内壁间距L=0.6m，槽内放有质量为mc=2kg的滑块C（可视为质点），C到左端侧壁的距离d=0.1m，槽与滑块C之间的动摩擦因数μ=0.1。现释放弹簧，滑块A离开弹簧后与槽B发生正碰并粘在一起。A、B整体与滑块C发生碰撞时，A、B整体与滑块C交换速度。（g=10m/s2）求(1)从释放弹簧，到B与C第一次发生碰撞，整个系统损失的机械能；(2)从槽开始运动到槽和滑块C相对静止经历的时间。14．（16分）如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1重合），宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感强度大小为B1．一电荷量为q、质量为m（重力不计）的带正电点电荷从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ．已知AB长度是BC长度的倍．（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；（2）求磁场的宽度L；（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值．15．（12分）如图所示的坐标系内，直角三角形OPA区域内有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在x轴上方，三角形磁场区域右侧存在一个与三角形OP边平行的匀强电场，电场强度为E，方向斜向下并与x轴的夹角为30°，已知OP边的长度为L，有一不计重力、质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经加速电场加速后，以v0的速度从A点垂直于y轴射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于OP边方向射入电场，最终速度方向垂直于x轴射出电场。求：(1)加速电压及匀强磁场的磁感应强度大小(2)带电粒子到达x轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值(3)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间

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．大量氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多只能辐射4种频率的光子，故A错误；B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，能量也守恒，故B错误；C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故C错误；D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强，故D正确。故选D。2、B【解析】

设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．3、D【解析】

A．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A错误；B．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B错误；C．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有解得C错误；D．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有解得D正确。故选D。4、D【解析】

A．设体积较大星体的质量为m1，体积较小星体的质量为m2，根据万有引力定律因+为一定值，根据均值不等式可以判断出最初演变的过程中，逐渐变大，它们之间的万有引力逐渐变大，故A正确，不符合题意；B．根据得将代入解得因+为一定值，r不变，则角速度不变，故B正确，不符合题意；CD．根据因体积较大的星体质量m1变小，而m1+m2保持不变，故m2变大，则体积较大的星体做圆周运动轨迹半径r1变大，根据可知角速度不变，半径变大，故其线速度也变大，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。5、D【解析】

A．若用水平向右甩出手中所握旗面，则手给旗子水平方向的力，因为旗面受到竖直向下的重力，水平方向的力和重力无法平衡，则旗面在空中瞬间无法展开为一平面，故A错误；B．若旗上升过程中的最大速度小于0.2m/s，则在127s内上升的最大高度为：h=0.2×127m=25.4m＜28.3m故B错误；C．国旗匀速上升，说明国旗受力平衡，此时旗面受重力、水平风力、绳子的作用力，无论水平风力多大都无法和竖直方向的重力平衡，则国旗不可以在空中完全展开为一个平面，故C错误；D．国旗匀速上升，说明国旗受力平衡，如果水平风力等于国旗的重量，则水平风力和重力的合力与水平方向夹角为45°，则固定国旗的绳子对国旗的作用力应与水平风力和重力的合力，等大反向，则固定国旗的绳子对国旗的作用力的方向与水平方向夹角45°，故D正确。故选D。6、A【解析】

根据U=Ed可得安全距离至少为dmin＝m＝1.1m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、ACD【解析】

A．根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir当I=0时U=E说明图线纵轴截距等于电源的电动势，由图可知，两电源的电动势相等，即E1=E2故A正确；B．根据数学知识可知，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图可知，图线2的斜率大于图线1的斜率，则r2＞r1故B错误；C．短路电流I=故电源1的短路电流要大，故C正确；D．根据当两个电源分别接相同电阻时，电源内阻大即电源2的输出功率小，故D正确.故选ACD．8、ABD【解析】

A．对m2分析可知，m2受拉力及本身的重力平衡，故绳子的拉力等于m2g，对于滑轮c分析，由于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角α和β相等，故A正确；BC．整个装置稳定时，α角一定等于β角，且绳子拉力等于m2g，则ac与bc细线与竖直方向的夹角相等，设为，ab水平距离不变，结合几何关系，有得若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，细线的拉力等于m2g不变，细线的合力也不变，则不变，由于d和都不变，故不变，则m1高度上升，同理，若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，ab水平距离变大，则细线的拉力等于m2g不变，细线的合力也不变，则不变，d变大，则变大，所以m1高度下降，故B正确，C错误；D．由于细线bm2和bc部分拉力大小相等，两段细线的合力方向为细线bm2和bc部分的角平分线，如果沿角平分线移动轻滑轮b时，细线各部分的拉力大小和方向均不变，则m1的位置保持不变，故D正确。故选ABD。9、BD【解析】

B．滑动变阻器的滑片由端向端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，电流表的示数变小，内电压减小，外电压增大，电压表的示数增大，选项B正确；A．两端的电压增大，电流表的示数增大，选项A错误：C．因，设两端电压变化量大小为，，因为，，所以，选项C错误；D．由于，因此电源内电压变化量的绝对值因此选项D正确。故选BD。10、ABD【解析】

A.设小球速度为vA，立方体速度为vB，分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：vAsin30∘=vB，解得：vA=2vB，故A正确；B.根据牛顿第二定律有：mgsin30∘=m，解得vA=，vB=vA/2=，故B正确；C.A从分离到落地，小球机械能守恒，mgLsin30°=，v=，故C错误；D.在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，则有：mgL(1−sin30∘)=+把vA和vB的值代入，化简得：m：M=1：4，故D正确。故选：ABD.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、CEF′9.0【解析】

(1)[1][2].本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果．所以实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．(2)①[3].F在F1与F2组成的平行四边形的对角线上，为实验的理论值，用一个弹簧秤橡皮筋时，其弹力一定与橡皮筋共线，因此用弹簧秤直接测量值为F′，所以F不是由弹簧秤直接测得的．②[4].由图示测力计可知，其分度值为1N，示数为9.0N；12、C6.142【解析】

(1)[1]挡位测量电阻值，挡位测量交流电压，挡位测量直流电压，挡位测量电流值，为测量各接入点间的电压，选择挡位。(2)[2][3]选择“”电压挡，则每一大格表示，每一小格表示，测量的精确度为，应估读到（此时应为估读），指针对应的示数为。闭合开关，接入、和接入、时指针均发生偏转，说明点到电源的正极、点到电源的负极都是通路，接入、时指针不发生偏转，是因为电流为零，所以段发生了断路。(3)[4]热敏电阻与继电器串联，若使电流不小于，则总电阻不大于由于则不大于。由题甲图可看出，当时，温度，即温度不低于。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)16.2J；(2)2s【解析】

(1)弹簧将A弹开，由机械能守恒可得：解得=8m/sA、B发生碰撞，由动量守恒可得：解得=4m/s此过程机械能损失为=16J接下来，A、B与C相对运动，到第一次发生碰撞，相对运动位移为d。此过程机械能损失为=0.2J因此整个过程机械能损失为=16.2J(2)设槽和滑块C相对静止时速度为v。解得v=2m/s分别对