湖南省长沙市第七中学2022年高三物理模拟试题含解析

湖南省长沙市第七中学2022年高三物理模拟试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.某电场的分布如右图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面。A、B、C三点的电场强度大小分别为、、，电势分别为、、，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（

）A．＜，＝

B．＝，＝C．＜，＜

D．＞，＞参考答案：D2.如图所示，长直杆CPD与水平面成45°，由不同材料拼接面成，P为两材料分界点，DP＞CP．一个圆环套在长直杆上，让圆环无初速从顶端滑到底端（如图1）；再将长直杆两端对调放置，让圆环无初速从顶端滑到底端（如图2），两种情况下圆环从开始运动到经过P点的时间相同．下列说法中正确的是（）A．圆环与直杆CP段的动摩擦因数小于圆环与直杆DP段之间的动摩擦因数B．两次滑动中圆环到达底端速度大小不相等C．圆环从C到D所用时间小于从D到C所用时间D．圆环从C到D所用时间大于从D到C所用时间参考答案：D【考点】匀变速直线运动规律的综合运用．【专题】直线运动规律专题．【分析】根据牛顿第二定律，结合位移时间公式比较加速度的大小，从而比较动摩擦因数的大小．根据动能定理比较到达底端的速度大小．根据平均速度推论求出两次到达P点的速度大小，然后对后半过程，运用平均速度推论比较运动的时间，从而比较出总时间．【解答】解：A、C到P的过程中，有：，a1=gsin45°﹣μ1gcos45°，D到P的过程中有：，a2=gsin45°﹣μ2gcos45°，因为xDP＞xCP，运动到P的时间相等，则a1＜a2，所以μ1＞μ2，即圆环与直杆CP段的动摩擦因数大于圆环与直杆DP段之间的动摩擦因数，故A错误．B、从C到D和从D到C过程中摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理可知，两次滑动中物块到达底端速度相等，故B错误．C、由题意可知，小物块两次滑动经过P点的时间相同，且DP＞CP，因此从D到P的平均速度大于从C到P的平均速度，设从C到P点时速度为v1，从D到P时速度为v2，则根据匀变速直线运动特点有：，即从D到P点速度大于从C到P点的速度，则得v1＜v2．设圆环滑到底端的速度大小为v．则第一种情况：从P到D过程，第二种情况：从P到C过程，因为xPD＞xPC，v1＜v2．所以t1＞t2．则得第一次圆环到达底端所用时间长．故D正确，C错误．故选：D．3.（多选）下列说法正确的是（）A．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的C．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定D．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子参考答案：解：A、放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与原子所处的化学状态无关．故A错误．B、β射线为原子核内的中子转化为质子同时生成的电子．故B正确．C、比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C正确；D、大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生6种不同频率的光子；故D错误；故选：BC．4.(单选)如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l。t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线是参考答案：B5.如图所示，实线和虚线表示两个波长和振幅都相同的简谐横波(各只有半个波形)，两波在同一根弹性绳上分别向左、向右传播，某一时刻两列波的位置如图所示．P、Q、S表示弹性绳上的三个质点的平衡位置，下列说法中正确的是

A．该时刻的速度向上，Q的速度为零，S的速度向下

B．该时刻P的速度向下，Q的速度为零，S的速度向卜

C．该时刻P、Q、S都处于各自的平衡位置，各点振动速度相同

D．该时刻P、Q、S都处丁各自的平衡位置，但Q的速度最大参考答案：答案：A二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面的高度是地球半径的3倍。则该卫星做圆周运动的向心加速度大小为__________；周期为____________。参考答案：7.如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω。若在C、D间连一个理想电流表，其读数是

A；若在C、D间连一个理想电压表，其读数是

V。参考答案：

1

68.如图，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P点固定一个点电荷+Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平，PB⊥AC，AB=BC=15cm，B是AC的中点．电荷量为+q的小球（小球直径略小于细管内径）从管中A处以速度v=1m/s开始沿管向下运动，在A处时小球的加速度为a=4m/s2．则小球运动到C处速度大小为2m/s，加速度大小为6m/s2．参考答案：考点：电势差与电场强度的关系；牛顿第二定律．专题：电场力与电势的性质专题．分析：（1）从A到C的过程中，因AC两点处于同一等势面上，故电场力做功为零，只有重力做功，根据动能定理即可求的速度；（2）根据受力分析，利用牛顿第二定律即可求的加速度解答：解：（1）根据动能定理可得mg代入数据解得vC=2m/s（2）在A处时小球的加速度为a，对A点受力分析，电场力、重力与支持力，由力的合成法则可知，合外力由重力与电场力沿着细管方向的分力之和提供的；当在C处时，小球仍受到重力、电场力与支持力，合外力是由重力与电场力沿着细管方向的分力之差提供的，即为a′=g﹣a=10﹣4m/s2=6m/s2．故答案为：2；6点评：考查点电荷的电场强度公式，掌握矢量的合成法则，利用动能定理求解，理解牛顿第二定律与力的平行四边形定则的综合应用9.测定木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图1所示的装置，图中长木板水平固定．（1）实验过程中，电火花计时器应接在交流（选填“直流”或“交流”）电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数μ=．（3）如图2为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=1.21cm，x2=2.32cm，x5=5.68cm，x6=6.81cm．则木块加速度大小a=1.12m/s2（保留三位有效数字）．参考答案：解：（1）电火花计时器应接在交流电源上．调整定滑轮高度，使细线与长木板平行．（2）对木块、砝码盘和砝码进行受力分析，运用牛顿第二定律得：对木块：F﹣μMg=Ma对砝码盘和砝码：mg﹣F=ma由上式得：μ=（3）相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s根据运动学公式得：△x=at2，a==1.12m/s2．故答案为：（1）交流；细线与长木板平行（2）（3）1.1210.汽车沿半径为R的圆跑道行驶，跑道路面水平，与路面作用的摩擦力的最大值是车重的0.1倍，要使汽车不致冲出跑道，车速最大不能超过

。如果汽车是做匀速圆周运动，在转半圈的过程中路面作用的静摩擦力对汽车做功值为

。（g=10m/s2）参考答案：

答案：

011.某小组同学尝试用下图所示装置测定大气压强．实验过程中温度保持不变．最初U形管两臂中的水银面齐平，烧瓶中无水．当用注射器往烧瓶中注入水时，U形管两臂中的水银面出现高度差．实验的部分数据记录在下表中．

气体体积V(ml)800674600531500水银面高度差h(cm)014.025.038.045.0

（1）根据表中数据，在右图中画出该实验的h－1/V关系图线；（2）实验环境下的大气压强p0=

cmHg；

（3）如果实验开始时气体的热力学温度为T0，最终气体的体积为500ml，现使U型管中的水银面回到初始齐平状态，应使容器中的气体温度降低到_________．参考答案：（1）右图所示

（2分）（2）75（±2）

（3分）（3）

（3分）12.为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中，弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系（其中橡皮条的弹性势能表达式为，k是劲度系数），某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0，记录在表格中；b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3…的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3…；c．以橡皮条的伸长量△l为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出F-△l图象；d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量△l1、△l2、△l3…；e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功．f.根据弹性势能表达式求出橡皮条具有的弹性势能.（1）以上操作合理的顺序是______________；（2）实验中，该同学作出的F-△l图象如图所示，从图象可求出△l=9cm过程中外力克服橡皮条的弹力做的功约为_____J，计算出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为_____J.（保留二位有效数字）（3）由实验可得出的结论是______________________________________________参考答案：（1）abdcef

（2）0.11

，0.11

（3）在误差允许范围内克服弹力做的功等于橡皮条弹性势能的增量13.质点做直线运动，其s-t关系如图所示，质点在0-20s内的平均速度大小为_________m/s，质点在_________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度。

参考答案：0.8，

10s或14s

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.

（选修3-3）（4分）估算标准状态下理想气体分子间的距离（写出必要的解题过程和说明,结果保留两位有效数字）参考答案：解析：在标准状态下，1mol气体的体积为V=22.4L=2.24×10-2m3

一个分子平均占有的体积V0=V/NA

分子间的平均距离d=V01/3=3.3×10-9m15.（选修模块3－4）如图所示是一种折射率n=1.5的棱镜用于某种光学仪器中。现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的大小。求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向（不考虑返回到AB面上的光线）。

参考答案：解析：由得（1分）

由得，（1分）

由＜，可知C＜45°（1分）

而光线在BC面的入射角＞C，故光线在BC面上发生全反射后，垂直AC面射出棱镜。（2分）

四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，如图甲为它的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条窄缝。两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零，求（1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率（2）求离子能获得的最大动能（3）求离子第1次与第n次在下半盒中运动的轨道半径之比。

参考答案：（1）

使正离子每经过窄缝都被加速，交变电压的频率应等于离子做圆周运动的频率正离子在磁场中做匀速圆周运动，由洛仑兹力提供向心力又解得

所以（2分）（2）当离子从D盒边缘离开时速度最大，此时离子做圆周运动的半径为D盒的半径有离子获得的最大动能为（2分）（3）离子从S点经电场加速1次后，以速度v1第1次进入下半盒，由动能定理解得离子从S点经电场加速3次后，以速度v3第2次进入下半盒解得离子经电场加速（2n－1）次后，第n次进入磁场同理可得所以（n=1,2,3……）（3分）

17.中央电视台曾经推出过一个游戏节目——推矿泉水瓶．选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内视为成功，若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L1=5m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域．已知BC长度为L2=1m，瓶子质量为m=0.5kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.某选手作用在瓶子上的水平