2022届湖南省常德市重点中学高三高考物理模拟卷（二）及参考答案

常德市重点2022届高三高考模拟试卷（二）物理一、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．第26届国际计量大会2018年11月16日通过“修订国际单位制”决议，正式更新了质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”和物质的量单位“摩尔”4项基本单位定义方法。其中开尔文将用玻尔兹曼常数(K)定义，玻尔兹曼常数的物理意义是单个气体分子的平均动能Ek随热力学温度T变化的系数，表达式为Ek＝eq\f(3,2)KT，那么玻尔兹曼常数的单位应为A．eq\f(kg·m2,s·K)B．eq\f(N·m,s2·K)C．eq\f(W,K)D．eq\f(V·A·s,K)2．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，由斜面上方A点伸出三根光滑轻杆至斜面上B、C、D三点，其中轻杆AC与斜面垂直，且，把可看成质点的质量为m的圆环依次从A点沿杆AB、AC、AD由静止滑下，滑到斜面用时分别为、、。下列说法正确的是A． B． C． D．3．静电除尘机原理的示意图如图所示，图中虚线为电场线。废气先经过机械过滤装置再进入静电除尘区，集尘极带正电，尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，图示位置的A、B、C三点在同一直线上，且AB＝BC，下列说法正确的是()A．电场方向由放电极指向集尘极B．A点的电势小于B点的电势C．A点的电场强度小于B点的电场强度D．A、B间的电势差UAB等于B、C间的电势差UBC4．如图所示，质量均为m的A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上的O点和O′点，A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接，细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ，细绳L2水平拉直，则下列有关细绳L2被剪断瞬间的表述，正确的是A．细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶1B．细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为cos2θ∶1C．A与B的加速度之比为1∶1D．A与B的加速度之比为1∶cosθ5．质量为m和M的两个物块A、B，中间夹着一根由轻绳束缚着的、被压缩的轻质弹簧，弹簧与A、B不相连，它们一起在光滑的水平面上以共同的速度向右运动，总动量为p，弹簧的弹性势能为EP；某时刻轻绳断开，弹簧恢复到原长时，A刚好静止，B向右运动，与质量为M的静止物块C相碰并粘在一起，则A．弹簧弹力对A的冲量大小为 B．弹簧弹力对B做功的大小为EPC．全过程中机械能减小量为EP D．B、C的最终速度为6．如图所示，已知甲图中没有电场和磁场，乙图中有竖直向上的匀强电场，丙图中有竖直向下的匀强电场，丁图中有垂直纸面向里的匀强磁场。四幅图中的斜面相同且绝缘，相同的带负电塑料小球从斜面上的同一点O以相同初速度同时沿水平方向抛出，分别落在甲、乙、丙、丁图中斜面上A、B、C、D点（图中未画出）。若小球受到的电场力、洛伦兹力始终小于重力，不计空气阻力。则下列说法正确的是（）A．O、B之间距离等于O、C之间距离B．小球从抛出到落在斜面上用时相等C．小球落到A点的速度小于落到C点的速度D．小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒二、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，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7．行星外围有一圈厚度为d的发光带（发光的物质），简化为如图所示模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的关系如图所示（图中所标v0为已知），则下列说法正确的是A．发光带是该行星的组成部分B．该行星的质量C．行星表面的重力加速度 D．该行星的平均密度为8．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线OO′上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断正确的是A．图示位置线圈中的感应电动势最大，为Em＝BL2ωB．从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL2ωsinωtC．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为9．如图甲所示，质量为m的物块静止在竖直放置的轻弹簧上（物块与弹簧不相连），弹簧下端固定，劲度系数为k。t=0时刻，对物块施加一竖直向上的外力F，使物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢复原长时，撤去外力F。从0时刻到F撤去前，物块的加速度a随位移x的变化关系如图乙所示。重力加速度为g，忽略空气阻力，在物块上升阶段，下列说法正确的是A．外力F为恒力，且大小为mg B．物块的最大加速度大小为2gC．外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为 D．弹簧最大弹性势能为10．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（）发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下面说法正确的是A．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙B．新核Y在磁场中圆周运动的半径为C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15、16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共43分。11．（6分）某同学用如图所示装置做验证机械能守恒定律的实验。（1）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是___________。（填写步骤序号）A．将导轨调至水平B．测出遮光条的宽度dC．测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量MD．将滑块移至图示A位置，测出遮光条到光电门的距离LE．释放滑块，然后开启气泵，读出遮光条通过光电门的挡光时间t（2）在实验操作正确的前提下，滑块从A静止释放运动到光电门B的过程中，若钩码和滑块组成的系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为___________。（用（1）中给出的字母表示）（3）该实验小组在研究中发现利用该装置可以测量带长方形遮光条滑块的总质量M。实验小组多次改变光电门的位置，且每次都将滑块从同一点A静止释放，测出相应的L与t值，完成实验后，某同学根据测量数据作出图像为一条原点的直线，测得直线的斜率为k，已知钩码的质量m，遮光条的宽度d，重力加速度g，则滑块总质量M的表达式为___________。（用题目给出的字母表示）12．（9分）某兴趣学习小组将电压表改装成测量物体质量的仪器，如图甲所示。所用实验器材有：直流电源：电动势为E，内阻为r；理想电压表V：量程0～3V；滑动变阻器R：规格0～5Ω；竖直固定的粗细均匀的直电阻丝R0：总长为1cm，总阻值为9Ω；竖直弹簧：下端固定于水平地面，上端固定秤盘，弹簧上固定一水平导体杆，导体杆右端点P与直电阻丝R0接触良好且无摩擦；开关S以及导线若干。实验步骤如下：（1）秤盘中未放被测物前，将导体杆右端点P置于直电阻丝R0上端a处，秤盘处于静止状态。（2）直流电源的U-I图象如图乙所示，则电源电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。（3）在弹簧的弹性限度内，在秤盘中轻轻放入被测物，待秤盘静止平衡后，导体杆右端点P正好处于直电阻丝R0下端b处，要使此时电压表达到满偏，则滑动变阻器R接入电路的阻值为___________Ω。已知弹簧的劲度系数k=9.8×103N/m，当地重力加速度g=9.8m/s2，则被测物的质量m=___________kg。由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即将该电压表改装成了测量物体质量的仪器，则质量刻度是___________（填“均匀”或“非均匀”）的。13．（13分）某兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的研究。如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的正中间，用手指将纸板水平直线弹出，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板，已知橡皮擦可视为质点，质量为m1=20g，硬纸板的质量为m2=10g，长度为l=5cm。橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为μ1=0.2，纸板与桌面间的动摩擦因数为μ2=0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g=10m/s2。(1)手指对纸板作用力与时间的关系如图乙，在手指与纸板相互作用时，要使橡皮擦相对纸板滑动，F0至少多大？(2)手指对纸板的作用时间很短，可认为作用结束后，纸板获得速度v0，但位移近似为零，则要使橡皮擦脱离纸板（一旦脱离，橡皮擦就不能再次滑上纸板），v0需满足的条件？14．（15分）如图甲，距离很近的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区域，磁场范围很大，方向垂直纸面向里。在边界上固定两个等长的平行金属板A和D，两金属板中心各有﹣小孔S1、S2，板间电压的变化规律如图乙，正、反向最大电压均为U0，周期为T0。一个质量为m、电荷量为+q的粒子在磁场中运动的周期也是T0。现将该粒子在t＝T0/4时刻由S1静止释放，经电场加速后通过S2又垂直于边界进入右侧磁场区域，在以后的运动过程中不与金属板相碰。不计粒子重力、极板外的电场及粒子在两边界间运动的时间。（1）求金属板的最大长度。（2）求粒子第n次通过S2的速度。（3）若质量m′＝电荷量为+q的另一个粒子在t＝0时刻由S1静止释放，求该粒子在磁场中运动的最大半径。（二）选考题：共13分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。15．[物理——选修3-3]（13分）(1)(5分）两个内壁光滑、完全相同的绝热汽缸A、B，汽缸内用轻质绝热活塞封闭完全相同的理想气体，如图1所示，现向活塞上表面缓慢倒入细沙，若A中细沙的质量大于B中细沙的质量，重新平衡后，汽缸A内气体的内能______（填“大于”“小于”或“等于”）汽缸B内气体的内能，图2为重新平衡后A、B汽缸中气体分子速率分布图像，其中曲线______（填图像中曲线标号）表示汽缸B中气体分子的速率分布规律。(2)(8分）如图甲所示，一竖直放置、导热性能良好的汽缸静置在水平桌面上，用销钉固定的导热性能良好的活塞将汽缸分隔成A、B两部分，每部分都密封有一定质量的理想气体，此时A、B两部分气体体积相等，压强之比为2:3，拔去销钉，如图乙所示，同时使汽缸竖直向下做加速度大小为a=g/3的匀加速直线运动，活塞稳定后A、B两部分气体体积之比为2:1，已知活塞的质量为M，横截面积为S，重力加速度为g，外界温度保持不变，不计活塞和汽缸间的摩擦，整个运动过程不漏气，求稳定后B部分气体的压强。16．[物理——选修3-3]（13分）(1)（5分）一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图甲所示，平衡位置在的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．该波的波长为12mB．该波的波源的振动频率为2.5HzC．该波沿x轴正方向传播D．该波的波速为60m/sE．t=0.4s时，质点P的速度正在减小(2)(8分如图甲所示是某种透明材料制成的光学元件，该元件是一个中间圆柱形中空的立方体，其某一横截面如图乙所示，其中OA=2R，中空圆形半径为R，一束单色光（纸面内）从外正方柱面上的A点由空气中射入，入射角度为，光束经折射后恰好与内球面相切于B点。已知此材料对该单色光的折射率为，真空中的光速为c。求∶①人射光的入射角度以及该单色光从A到B经历的时间；②如果改变入射光的入射角度，恰好在内球面上发生全反射，则入射角为多大。物理参考答案及评分细则1．D【解析】据Ek＝eq\f(3,2)KT，得K＝eq\f(2Ek,3T)。Ek的单位为J，1J＝1kg·m2/s2或1J＝1W·s，热力学温度T的单位为开尔文K，则玻尔兹曼常数的单位为eq\f(kg·m2,s2·K)或eq\f(W·s,K)，故A、C错误；1J＝1N·m或1J＝1V·A·s，热力学温度T的单位为开尔文K，则玻尔兹曼常数的单位为eq\f(N·m,K)或eq\f(V·A·s,K)，故B错误，D正确。2．A【解析】从A点作竖直向下的直线交斜面于E点，设，以AE为直径作“等时圆”，恰好过C点，如图所示，圆环在杆AC上运动过程，由牛顿第二定律及运动学公式可得，，联立解得。即从A点出发，到达圆周各点所用的时间相等，与杆的长短、倾角无关，杆AD较短，所用时间较短，杆AB较长，所用时间较长，可得。3．C【解析】由题意，集尘极带正电荷，是正极，所以电场线方向由集尘极指向放电极，A错误；沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A点的电势高于B点的电势，B错误；由电场线的疏密程度可知，A点的电场强度小于B点的电场强度，C正确；由E＝eq\f(U,d)，AB＝BC，即d相同，而AB间的电场强度小于BC间的电场强度，所以A、B间的电势差UAB小于B、C间的电势差UBC，D错误。4．B【解析】对A球，剪断细绳L2的瞬间，细绳L1的拉力将发生突变，合力垂直于细绳L1斜向下，细绳L1的拉力大小为FA＝mgcosθ，A球的加速度大小aA＝gsinθ；对B球，剪断细绳L2的瞬间，弹簧弹力不变，合力水平向右，弹簧弹力大小FB＝eq\f(mg,cosθ)，B球的加速度大小aB＝gtanθ，所以eq\f(aA,aB)＝eq\f(cosθ,1)，eq\f(FA,FB)＝eq\f(cos2θ,1)。5．A【解析】选取向右为正方向，两个物体的总动量是P，则A的动量弹簧恢复到原长时，A刚好静止，由动量定理得负号表示与选定的正方向相反．故A正确；弹簧对AB作用的过程中，弹簧对A做负功，对B做正功，系统的机械能全部转化为B的动能，所以B的动能的增加量等于弹簧的弹性势能与A的动能的和，所以弹簧弹力对B做功的大于EP，故B错误；物块A与B以及弹簧组成的系统相互作用的过程中系统的动量守恒，设相互作用结束后B的速度为v1，选取向右为正方向，则p=Mv1，B与C相互作用的过程中二者组成的系统的动量也守恒，设最终的速度为v2，根据动量守恒得Mv1=(M+M)v2联立得整个的过程中损失的机械能而联立解得。可知只有在m与M相等时，全过程中机械能减小量才为EP，故CD错误；故选A。6．D【解析】甲图小球不受电场力加速度为g，带电小球在乙图中受到竖直向下的电场力与重力，加速度大于g，而在丙图中受到竖直向上的电场力与重力，加速度小于g，根据类平抛运动规律，他们落在斜面上时均有解得可知，当加速度越大时，所用时间越短，所以小球从抛出到落在斜面上用时不相等；因此沿斜面运动的距离可见加速度大，在斜面上运动的距离短，所以有所以O、B之间距离小于O、C之间距离；竖直方向的速度，可知A、C水平速度相同，竖直速度也相同，所以小球落到A点的速度等于落到C点的速度。故ABC错误；D．图甲小球只受重力，图丁中小球受重力和洛伦兹力，但洛伦兹力不做功，所以图甲和图丁中只有重力做功，小球从O到A和从O到D的过程中机械能守恒，故D正确。故选D。7．BC【解析】若光带是该行星的组成部分，则其角速度与行星自转角速度相同，应有v=ωr，v与r应成正比，与图不符，因此该光带不是该行星的组成部分，故A错误；光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有得该行星的质量为由图知，r=R时，v=v0，则有故B正确；当r=R时有解得行星表面的重力加速度故C正确。该行星的平均密度为故D错误。故选BC。8．BD【解析】题图所示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，A错误；B．线圈所围成的闭合电路中产生的感应电动势最大值为Em＝BL2ω故对应的瞬时值表达式为e＝BL2ωsinωt，B正确；由公式q＝可得线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为q＝，C错误；电阻R上产生的热量应利用有效值求解，即转动一周的过程中产生的热量为Q＝，D正确。故选BD。9．AC【详解】根据图像可知，F撤去前瞬间，加速度为零，故初始时对物块有根据图像可知，a与x成正比，所以F为恒力，故A正确；初始时刻加速度最大，为故B错误；从初始到物体脱离弹簧，根据速度位移公式可知a-x图象围成的面积表示，则有从脱离弹力到最高点，根据动能定理有联立解得外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为故C正确；从初始到物体脱离弹簧，根据功能关系有解得故D错误。故选AC。10．BCD【解析】由动量守恒可知，衰变后α粒子与新核Y运动方向相反，所以，轨迹圆应外切，由圆周运动的半径公式可知，α粒子半径大，由左手定则可知两粒子圆周运动方向相同，丁图正确，A错误；由圆周运动的半径公式可知，，B正确；圆周运动周期，环形电流，C正确；对α粒子，由洛伦兹力提供向心力可得①，由质量关系可知，衰变后新核Y质量为②，由衰变过程动量守恒可得Mv’-mv=0可知③，系统增加的能量为④，由质能方程得⑤，联立①②③④⑤可得，D正确。11．（6分）【答案】（1）E（2）（3）【解析】（1）实验时将导轨调至水平，用游标卡尺测出遮光条的宽度d，用天平测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量M，再将滑块移至图示A位置，测出遮光条到光电门的距离L，之后开启气泵，待出气稳定后再释放滑块，故步骤ABCD妥当，步骤E不妥当。故选E。（2）遮光条通过光电门时的速度大小为①根据机械能守恒定律有②联立①②解得（3）根据②式变形可得则由题意有解得12．【答案】(2)4.01(3)210均匀【解析】（2）根据闭合电路的欧姆定律可得E=U+Ir解得U=E-Ir，U-I图象与纵轴交点表示电动势，图线斜率绝对值表示内阻，由图可知，。（3）电压表达到满偏Ug=3V时，设滑动变阻器R接入电路的阻值为Rx，根据闭合回路的欧姆定律可得解得Rx=2Ω。由平衡条件可得kl=mg代入数据，解得m=10kg（4）因为电压表示数与弹簧形变量成正比，被测物体的质量也与弹簧形变量成正比，所以将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度时均匀的。13．（13分）【解析】(1)当橡皮擦刚好相对纸板滑动，对橡皮擦有:μ1m1g=m1a1（1分）对橡皮擦和纸板整体有:F0-μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a1（2分）联立并代入数据，解得F0=0.15N（2分）(2)纸板获得速度后做减速运动，橡皮擦做加速运动，当橡皮擦与纸板共速时刚好脱离纸板，此时v0最小设为v0min。则对橡皮擦有（1分）v=a1t（1分）对纸板有μ1m1g+μ2(m1+m2)g=m2a2（1分）（1分）（1分）根据位移关系有（1分）联立解得（1分）则要使橡皮擦脱离纸板，v0需满足（1分）14．（15分）【解答】（1）由题意知，粒子第一次在电场中运动，由动能定理有粒子在磁场里做匀速圆周运动，有qv0B＝半径周期在磁场里做匀速圆周运动的最小半径解得金属板的最大长度（2）粒子每从S1、S2中穿过一次，就会被加速一次，且每次加速的电压总为对粒子由动能定理有解得（3）质量m′＝电荷量为+q的另一个粒子在