山西省晋中市祁县中学2021-2022学年高三最后一卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、一小球系在不可伸长的细绳一端，细绳另一端固定在空中某点。这个小球动能不同，将在不同水平面内做匀速圆周运动。小球的动能越大，做匀速圆周运动的（）A．半径越小 B．周期越小C．线速度越小 D．向心加速度越小2、将一小球从高处水平抛出，最初1s内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，g取10m/s1．根据图象信息，不能确定的物理量是()A．小球的质量B．小球的初速度C．最初1s内重力对小球做功的平均功率D．小球抛出时的高度3、研究光电效应现象的实验装置如图（a）所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图（b）所示。已知电子的质量为m，电荷量为－e，黄光和蓝光的频率分别为v1和v2，且v1<v2。则下列判断正确的是（）A．U1<U2B．图（b）中的乙线是对应黄光照射C．根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率D．用黄光照射时，光电子的最大初动能为eU24、关于近代物理学，下列说法正确的是A．光电效应现象揭示了光具有波动性B．—群氢原子从n＝4的激发态跃迁时，最多能辐射6种不同频率的光子C．卢瑟福通过粒子散射实验证实原子核由质子和中子组成D．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后一定剩下1个氡原子核5、在离地高h处，同时自由下落和竖直向上抛出各一个小球，其中竖直上抛的小球初速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度为g，两球落地的时间差为()A． B． C． D．6、下列说法中正确的是（）A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的B．汤姆逊通过对阴极射线的研究提出了原子核具有复杂的结构C．氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的D．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中二、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，将一个细导电硅胶弹性绳圈剪断，在绳圈中通入电流，并将其置于光滑水平面上，该空间存在竖直向下的匀强磁场。已知磁感应强度为，硅胶绳的劲度系数为，通入电流前绳圈周长为，通入顺时针方向的电流稳定后，绳圈周长变为。则下列说法正确的是（）A．通电稳定后绳圈中的磁通量大于B．段绳圈所受安培力的合力大小为C．图中两处的弹力大小均为D．题中各量满足关系式8、某同学用如图所示电路演示交流发电机的发电原理，线圈电阻不计，电表为理想电表。当线圈转动的转速增大1倍，下列说法正确的是（）A．当线圈处于图示位置时，灯泡两端电压最大 B．电流表测量的是灯泡的最大电流C．电压表的示数增大为原来的2倍 D．通过灯泡的电流频率为原来的2倍9、下列说法正确的是（）A．随着分子间距离的减小，其斥力和引力均增大B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C．一定质量的0°C的冰熔化成0°C的水，其分子势能会增加D．一定质量的气体放出热量，其分子的平均动能可能增大E.第二类永动机不可能制成的原因是它违反了能量守恒定律10、如图，水平面内固定有两根平行的粗糙长直金属导轨，两根相同的导体棒AB、CD置于导轨上并与导轨垂直，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。从t=0时开始，对AB棒施加一与导轨平行的水平外力F，使AB棒从静止开始向右做加速度大小为a0的匀加速直线运动。导轨电阻不计，两棒均与导轨接触良好，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。下列关于CD棒的速度v、加速度a、安培力F安和外力F随时间t变化的关系图线可能正确的是（）A． B． C． D．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）电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某同学在实验室测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率。(1)用螺旋测微器测量其横截面直径如图甲所示，由图可知其直径为______mm，如图乙所示，用游标卡尺测其长度为_____cm，如图丙所示，用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为_____Ω。(2)为了减小实验误差，需进一步测量圆柱体的电阻，除待测圆柱体R外，实验室还备有的。实验器材如下，要求待测电阻两端的电压调节范围尽量大，则电压表应选______，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________。（均填器材前的字母代号）A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）；C．电流表A1（量程1．6A，内阻约为1Ω）；D．电流表A2（量程3A，内阻约为1.2Ω）；E．滑动变阻器R1（阻值范围1~5Ω，1.1A）；F．滑动变阻器R2（阻值范围1~2111Ω，1.1A）；G．直流电源E（电动势为3V，内阻不计）H．开关S，导线若干。(3)请设计合理的实验电路，并将电路图画在虚线框中_______________。(4)若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端的电压为U，圆柱体横截面的直径和长度分别用D、L表示，则用D、L、I、U表示该圆柱体电阻率的关系式为=___________。12．（12分）某学习小组用如图甲所示的实验装置来探究“小车加速度与合外力的关系”，并用此装置测量轨道与小车之间的动摩擦因数。实验装置中的微型力传感器质量不计，水平轨道表面粗糙程度处处相同，实验中选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。实验中保持小车和位移传感器（发射器）的总质量不变，小车和位移传感器（发射器）的加速度由位移传感器（接收器）及与之相连的计算机得到。多次改变重物的质量进行实验得小车和位移传感器（发射器）的加速度与力传感器的示数的关系图象如图乙所示。重力加速度取。(1)用该实验装置测量小车与水平轨道间的动摩擦因数时，下列选项中必须要做的一项实验要求是______（填写选项对应字母）A．要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量B．要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力C．要使细线与水平轨道保持平行D．要将力传感器的示数作为小车所受的合外力(2)根据图象乙可知该水平轨道的摩擦因数______（用分数表示）。(3)该学习小组用该装置来验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”，那么应该将轨道斜面调整到_____（用角度表示）。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，匀强电场中相邻竖直等势线间距d=10cm，质=0.1kg、带电荷量为q=-1×10-3C的小球以初速度=10m/s抛出，初速度方向与水平线的夹角为45°，重力加速度g取10m/s2，求:（1）小球加速度的大小;（2）小球再次回到图中水平线时的速度和抛出点的距离.14．（16分）如图，空间有一竖直向下沿x轴方向的静电场，电场的场强大小按E＝kx分布(x是轴上某点到O点的距离)，．x轴上，有一长为L的绝缘细线连接A、B两个小球，两球质量均为m，B球带负电，带电量为q，A球距O点的距离为L。两球现处于静止状态，不计两球之间的静电力作用。(1)求A球的带电量qA；(2)将A、B间细线剪断，描述B球的运动情况，并分析说明理由；(3)剪断细线后，求B球的最大速度vm．15．（12分）如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足什么条件？

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、B【解析】

A．设小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为θ，如图所示：速度为v，细绳长度为L．由牛顿第二定律得：，圆周运动的半径为：r=Lsinθ，小球的动能为：，联立解得：，Ek=mgLsinθtanθ，则知小球的动能越大，θ越大，则做匀速圆周运动的半径越大，故A错误。

B．根据，θ越大，cosθ越小，则周期T越小，故B正确。

C．根据，知线速度越大，故C错误。

D．向心加速度，则向心加速度越大，故D错误。故选B。2、D【解析】试题分析：小球被抛出后做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，1s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式即可解题．解：A、B、设小球的初速度为v0，则1s末的速度为：v1==，根据图象可知：小球的初动能为：EK0=mv01=5J，1s末的动能为：EK1=mv11=30J，解得：m=0.115kg，v0=4m/s，故A、B错误．C、最初1s内重力对小球做功的瞬时功率为：P=mgvy=mg•gt=0.115×101×1W=15W，则1s末小球重力的瞬时功率能确定．故C错误．D、根据已知条件只能求出1s内竖直方向下落的高度为：h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球抛出时的高度，则D不能确定．故D正确．故选D．【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能表达式的直接应用，要求同学们能根据图象读出有效信息．3、A【解析】

AB．根据光电效应方程则有在光电管中，遏止电压满足联立方程有因为所以对于同一光电管和金属蓝光对应的遏止电压大，则图（b）中的乙线是对应蓝光照射，A正确，B错误；C．极限频率满足则联立两式解得C错误；D．用黄光照射时，光电子的最大初动能为，D错误。故选A。4、B【解析】光电效应现象揭示了光具有粒子性，故A错误；—群氢原子从n＝4的激发态跃迁时，最多能辐射，即6种不同频率的光子，故B正确；卢瑟福通过粒子散射实验证实原子的核式结构模型，故C错误；半衰期只适用大量原子核，对极个别原子核没有不适用，故D错误．所以B正确，ACD错误．5、D【解析】

自由下落的小球，有得对于竖直上抛的小球，由机械能守恒得：则得落地时速度大小为对于竖直上抛的小球，将其运动看成一种匀减速直线运动，取竖直向上为正方向，加速度为，则运动时间为：故时间之差为A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论相符，选项D正确；故选D．点睛：本题关键要明确小球运动中机械能守恒，要理清过程中的速度关系，写出相应的公式，分析运动时间的关系．6、C【解析】

A．天然放射现象揭示了原子核有复杂结构，A错误；B．汤姆逊发现电子揭示了原子具有复杂结构，而不是原子核具有复杂的结构，B错误C．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说基础上引进了量子理论，C正确；D．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，D错误。故选C。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．通入顺时针方向电流稳定后，绳圈周长为，由可得，面积由安培定则可判断出环形电流在环内产生的磁场方向竖直向下，绳圈内磁感应强度大于，由磁通量公式可知通电稳定后绳圈中的磁通量大于，故A正确；B．段的等效长度为，故段所受安培力故B错误；C．设题图中两处的弹力大小均为，对半圆弧段，由平衡条件有解得，故C正确；D．由胡克定律有解得，两侧均除以，得即，故D正确。故选ACD。8、ACD【解析】

A．当线圈处于图示位置时，位于与中性面垂直的平面，瞬时感应电动势最大，灯泡两端电压最大，故A正确；B．电流表测量的是通过灯泡电流的有效值，故B错误；C．根据可知当转速增加1倍，则电动势最大值增大为原来的2倍，根据可知电动势有效值增大为原来的2倍，即电压表的示数增大为原来的2倍，故C正确；D．根据当转速增大1倍，可知交流电的频率变为原来的2倍，即通过灯泡的电流频率为原来的2倍，故D正确。故选ACD。9、ACD【解析】

A．分子间距离减小，其斥力和引力均增大，A正确；B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误；C．0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，分子平均动能不变，其分子势能会增加，C正确；D．对气体做功大于气体放出的热量，其分子的平均动能会增大，D正确；E．第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，只是违反热力学第二定律，E错误。故选ACD。10、BD【解析】

A．因金属棒与导轨之间有摩擦力，可知开始时导体棒CD的速度为零，当所受的安培力等于最大静摩擦力时才开始运动，故A错误；B．开始时，CD棒的速度为零，加速度为零；当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大，与AB的速度差逐渐变大，则回路中感应电流逐渐变大，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，加速度逐渐变大，当CD的加速度与AB加速度相等时，两棒的速度差保持不变，安培力保持不变，加速度保持不变，故B正确；C．在开始CD棒不动时，安培力即安培力随时间成正比关系增加；当CD开始运动后，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故C错误；D．对AB外力开始时CD加速度为零，AB加速度为a=a0，则此时外力F随时间t线性增加；当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大，导体棒AB所受的向左的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故D正确。故选BD。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、1.844（1.842~1.846均可）4.2416ACE【解析】

(1)[1]螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数+估读，由题图甲知，圆柱体的直径为刻度读数十估读，由题图甲知，圆柱体的直径为1.5mm+34.4×1.11mm=1.844mm由于误差则1.842mm~1.846mm均可[2]游标卡尺读数为主尺读数+游标尺读数×精度，由题图乙知，长度为42mm+8×1.15mm=42.41mm=4.241cm[3]多用电表的读数为电阻的粗测值，其电阻为(2)[4][5][6]待测电阻大约，若用滑动变阻器R2（阻值范围，）调节非常不方便，且额定电流太小，所以应用滑动变阻器R1（阻值范围，1.1A），电源电动势为3V，所以电压表应选3V量程的为了测多组实验数据，滑动变阻器应用分压接法，电压表内电阻较大，待测圆柱体的电阻较小，故采用电流表外接法误差较小；电路中的电流约为所以电流表量程应选1.6A量程的。(3)[7]根据以上分析，设计的电路图如图所示(4)[8]由，及得12、C【解析】

（1）[1]小车所受到的水平拉力即为力传感器的示数，由图象可知当，小车开始有加速度，即摩擦力为5N，由牛顿第二定律可知：，得：，所以既不需要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量，也不需要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力，选项ABD错误；实验中保持细线与轨道平行时，小车和位移传感器（发射器）所受的拉力为力传感器的示数，选项C正确。故选：C。（2）[2]选小车和位移传感器（发射器）为研究对象，由牛顿第二定律可得，即，由图乙可知图象的斜率，即，得：，由时可解得：；（3）[3]若要验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”要将轨道一端垫高来平衡摩擦力。对小车和位移传感器（发射器）受力分析可得：，即，所以。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