江苏省南京市玄武高级中学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

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，某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成，当质量为m的物体竖直射

向空中时，底盘对物体的支持力为6,”g（g为重力加速度），已知两根弹簧与竖直方向的夹角为，=60。，则此时每根

弹簧的伸长量为

A.亭B.早C.4^D.”

2.如图所示，一只蚂蚁从盘中心。点向盘边缘用点沿直线匀速爬动，同时圆盘绕盘中心。匀速转动，则在蚂蚁

向外爬的过程中，下列说法正确的（）

A.蚂蚁运动的速率不变B.蚂蚁运动的速率变小

C.相对圆盘蚂蚁的运动轨迹是直线D.相对地面蚂蚁的运动轨迹是直线

3.如图所示，质量为加、长度为L的导体棒MN的电阻为R,初始时，导体棒静止于水平轨道上，电源的电动势为

E、内阻为广。匀强磁场的磁感应强度大小为3,其方向斜向上与轨道平面成。角且垂直于导体棒MN开关闭合后，

导体棒仍静止，则导体棒MN所受摩擦力的大小和方向分别为（）

BFIRF1

A.——sin。，方向向左B.——sin。，方向向右

R+rR+r

RFIftpj

c.卫士cose,方向向左D.与士cose,方向向右

R+rR+r

4.钻一60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食

品辐射保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。一个钻60原子核（；；Co）放出一个P粒子后衰变成

一个银核（累ND,并伴随产生了丫射线。已知钻60的半衰期为5.27年，该反应中钻核、0粒子、银核的质量分别为

"21、"?2、机3。下列说法正确的是（）

A.核反应中释放的能量为（/H2+/M3—〃“）C2

B.核反应中释放出的Y射线的穿透本领比0粒子强

C.若有16个钻60原子核，经过5.27年后只剩下8个钻60原子核

D.8粒子是钻原子核外的电子电离形成的

5.如图所示，四个等量异种的点电荷，放在正方形的四个顶点处。4、8、C、。为正方形四个边的中点，。为正方形

的中心，下列说法正确的是（）

—产

&-…i--…&

A.4、C两个点的电场强度方向相反

B.。点电场强度等于零

C.将一带正电的试探电荷从8点沿直线移动到。点，电场力做正功

D.O点的电势低于A点的电势

6.某电磁轨道炮的简化模型如图所示，两圆柱形固定导轨相互平行，其对称轴所在平面与水平面的夹角为〃，两导轨

长为L,间距为d,一质量为机的金属弹丸置于两导轨间，弹丸直径为d,电阻为R,与导轨接触良好且不计摩擦阻力，

导轨下端连接理想恒流电源，电流大小恒为/,弹丸在安培力作用下从导轨底端由静止开始做匀加速运动，加速度大

小为以下列说法正确的是（）

恒海以a

A.将弹丸弹出过程中，安培力做的功为机M+,"gLsin。

B.将弹丸弹出过程中，安培力做的功为尸尺

C.将弹丸弹出过程中，安培力的功率先增大后减小

D.将弹丸弹出过程中，安培力的功率不变

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。分。

7.如图所示，x轴在水平地面上，轴在竖直方向。图中画出了从）'轴上沿x轴正方向水平抛出的三个小球内人和c

的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.”和。的初速度大小之比为近：1

B.”和。在空中运动的时间之比为2：1

C.。和c的初速度大小之比为行：］

D.。和c在空中运动的时间之比为贬：］

8.如图所示，足够大的平行玻璃砖厚度为d,底面镀有反光膜CD,反光膜厚度不计，一束光线以45。的入射角由A

点入射，经底面反光膜反射后，从顶面8点射出（B点图中未画出）。已知玻璃对该光线的折射率为0,c为光在真

空中的传播速度，不考虑多次反射。则下列说法正确的是（）

cD

A.该光线在玻璃中传播的速度为c

B.该光线在玻璃中的折射角为30°

C.平行玻璃砖对该光线的全反射临界角为45。

D.为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，则底面反光膜面积至少为4次

9.2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动.黑洞是一类特殊的天

体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象.传统上认

为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来.但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在

向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度"T：T=,其中h为普朗克常量,

8兀kGM

c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量，左是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”.以

下能用来表示“玻尔兹曼常量''单位的是（）

10.如图所示，实线是一列简谐横波U0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4m

B.若波向右传播，x=lm的质点0时刻正在向x轴方向运动

C./=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3m

E.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）如图所示，用做平抛运动实验的装置验证机能守恒定律。小球从桌面左端以某一初速度开始向右滑动，在

桌面右端上方固定一个速度传感，记录小球离开桌面时的速度（记作小球落在地面上，记下落点，小球从桌面右

边缘飞出点在地面上的投影点为O,用刻度尺测量落点到O点的距离X。通过改变小球的初速度，重复上述过程，记

录对应的速度y和距离也已知当地的重力加速度为g。若想验证小球在平抛运动过程中机械能守恒，只需验证平抛运

动过程的加速度等于重力加速度即可。

一：.速度传感器未画出

Iri-*------*

力力〃”劝hJ*7

0

(1)某同学按如图所示测量高度力和水平距离X,其中存在测量错误的是(填“肥或“X”)，正确的测量方法

应是。

(2)若小球在下落过程中的加速度为a,则x与y的关系式为x=.

(3)该同学在坐标纸上画出了纵、横坐标，以/为纵坐标，画出的图象为一条过原点的直线，图线的斜率为上那么

该同学选择为横坐标，根据平抛运动得到的加速度为.然后与g。比较，若两者在误差允许范围内相

等，就验证了小球在平抛运动过程中机械能守恒。

12.(12分)如图所示为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木

板上，并靠近物块的初始位置，当地重力加速度为g。

(1)如图所示，利用游标卡尺测得的挡光条宽度为cm

(2)调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。某次测量时发现挡光条通过光电门时，数

字计时器记录挡光条的挡光时间为f,测得物块被弹开时挡光条与光电门中心的距离为xo,物块停止时光电门中心与

挡光条中心的距离为x,挡光条宽度用d表示，物块的质量用机表示，则物块与木板间的动摩擦因数〃=,弹

射器对物块做的功为(均用字母表示)

(3)考虑到空气阻力的影响，〃的测量值与真实值相比(填“偏大”“偏小”或“相等”)。

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)能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过

程中也同样适用.卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子.

(1)为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用a粒子轰击一系列元素进行实验.当他用&粒子轰击钺

原子核（：Be）时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测.请你完成此核反应方

程：+：a->+；）〃.

（2）为了测定中子的质量町,，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰.实验中

他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是为=3%.已知氮核质量与氢核质量的关系是叫v=14m〃，将中子与

氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞.请你根据以上数据计算中子质量也与氢核质量机”的比值.

（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减

速.在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：

铅核、氢核、电子.以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明

理由.

14.（16分）1916年，Tolman和Stewart发表论文指出，一个绕在圆柱上的闭合金属线圈当该圆柱以一定的角速度

绕轴旋转时，线圈中会有电流通过，这种效应称为Stewart-Tolman效应。设有许多匝线圈，每匝线圈的半径为r,每

匝线圈均用电阻为R的细金属导线绕成，线圈均匀地绕在一个很长的玻璃圆柱上，圆柱的内部为真空每匝线圈的位置

用黏胶固定在圆柱上，单位长度的线圈匝数为〃，包含每匝线圈的平面与圆柱的轴垂直。从某一时刻开始，圆柱以角

加速度绕其轴旋转。经过足够长时间后：请计算每匝线圈中的电流强度。

15.（12分）如图所示，长为3/的不可伸长的轻绳，穿过一长为/的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为小、血机

的小球A和小物块8,开始时3先放在细管正下方的水平地面上.手握细管轻轻摇动一段时间后，5对地面的压力恰

好为零，A在水平面内做匀速圆周运动.已知重力加速度为g,不计一切阻力.

（1）求4做匀速圆周运动时绳与竖直方向夹角公

（2）求摇动细管过程中手所做的功；

（3）轻摇细管可使5在管口下的任意位置处于平衡，当3在某一位置平衡时，管内一触发装置使绳断开，求A做平

抛运动的最大水平距离.

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】

对物体m,受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：N-mg=ma；其中：N=6mg；解得：a=5g；再对质量不计的底盘

和物体m整体分析，受两个拉力和重力，根据牛顿第二定律，有：竖直方向：2Fcos60°-mg=ma；解得：F=6mg；根

据胡克定律，有：二=:=当，故选D。

2、C

【解析】

AB.在蚂蚁向外爬的过程中，沿半径方向的速度不变，垂直于半径方向的速度逐渐变大，可知合速度逐渐变大，即蚂

蚁运动的速率变大，选项AB错误；

C.蚂蚁沿半径方向运动，则相对圆盘蚂蚁的运动轨迹是直线，选项C正确；

D.相对地面，蚂蚁有沿半径方向的匀速运动和垂直半径方向的圆周运动，则合运动的轨迹不是直线，选项D错误；

故选C。

3、A

【解析】

磁场方向与导体棒垂直，导体棒所受安培力大小

F=BIL=^-

R+r

方向垂直于磁场方向与电流方向所确定的平面斜向下。

其水平向右的分量大小为

F,=Fsin6

由力的平衡可知摩擦力大小为

BEL

f=F、=sin。

R+r

方向向左。

选项A项正确，BCD错误。

故选Ao

4、B

【解析】

A.根据质能方程可知核反应中释放的能量为

AE=(7飞-m^c1

A错误；

B.根据三种射线的特点与穿透性，可知Y射线的穿透本领比B粒子强，B正确；

C.半衰期具有统计意义，对个别的原子没有意义，C错误；

D.根据P衰变的本质可知，P粒子是原子核内的一个中子转变为质子时产生的，D错误。

故选B。

5^D

【解析】

AB.利用点电荷场强的合成A、0、C三点的合场强均水平向右，AB错误；

C.在80直线上场强方向垂直80向右，则沿着80移动正电荷电场力不做功，C错误；

D.沿着电场线方向电势降低，则0点的电势低于A点的电势，选项D正确.

故选D。

6、A

【解析】

AB.对弹丸受力分析，根据牛顿第二定律

F...-mgsin0=ma

安培力做功

W=F安L=maL+mgLsin3

A正确，B错误；

CD.弹丸做匀加速直线运动，速度一直增大，根据

P=F/v

可知安培力的功率一直增大，CD错误。

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。分。

7、CD

【解析】

小球做平抛运动，则有：

vot=x

12

2§r=y

对。有，

2L=vata

2L=ggt；

对匕有，

2L=Ah

L=gg记

对c有：

L=Ve(c

L=\sC

解得：

Va：Vh=l：y/2

%：“3：1

vc:v(.=V2:1

L4=&：1

故CD正确，AB错误。

故选CDo

8、BC

【解析】

A.玻璃砖的折射率为

n-y/2=-

V

则该光线在玻璃中传播的速度为

C

故A错误。

sina

B.由折射定律得〃=砺'可得

4=30°

选项B正确

C.设临界角为C,则有

sinC」=E

n2

得

C=45°

故C正确。

D.为了使从A点以各种角度入射的光线都能从顶面射出，反射光线不能在顶面发生全反射，则底面反光膜半径至少

为

r=dtanC=d

面积兀/，故D错误。

故选BCo

9、BCD

【解析】

he，

根据T—得

8ikGM

5

k,—___h_e__

STTTGM

h的单位为J»s=Nms=kg»m2/s,c的单位是m/s,G的单位是N»m2/kg2=kg»mJ/s2>M的单位是kg,T的单位是K,代入

上式可得我的单位是需等’不等于鹄

A.检与结论不相符，选项A错误;

Ks

B.她汇，与结论相符，选项B正确;

Ks2

C.JK1,与结论相符，选项C正确

W.s

D.-与结论相符，选项D正确；

K

10、ADE

【解析】

A.根据图像可知波长2=4m,A正确；

B.若波向右传播，质点不随波迁移，根据同侧法可知x=lm处的质点0时刻向)'轴正方向运动，B错误；

C.Z=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0.2s时

0.2s=—T+nT(n=l,2,3…)

解得

T=。用s(n=l,2,3...)

4/1+1

当〃=0时，最大周期为0.8s,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、h从桌面到地面的距离V.—v2半

Vak

【解析】

(1)[1][2].其中/，的测量有问题，应该是从桌面到地面的距离；

(2)[3].小球下落过程中，竖直方向

h=—ar

2

水平方向:

解得:

x-v.

(3)[4][5].根据x=»可得f=—则以V为纵坐标，画出的图象为一条过原点的直线，图线的斜率为A,

2h2h

那么该同学选择/为横坐标；由攵=一得到的加速度为。然后与比较，若两者在误差允许范围内相等，就

ak

验证了小球在平抛运动过程中机械能守恒。

2

dmd~(JC+x)

12、0.4500偏大

2xt2

【解析】

(1)口］游标卡尺的主尺读数为4mm,游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05xl0mm=0.50mni,

所以最终读数为

4mm+0.50mm=4.50mm=0.450cm

(2)⑵物体通过光电门时的速度为

d

v=—

由动能定理，则有

12

—/amgx-0——mv

解得

d2

卜I—~T

2gxr

［3］再根据功能关系，弹射器对物块做的功除到达光电门的动能外，还在滑行过程中产生内能，则有

W-Rrngx。+^mv2

解得

md2(x+x)

W=0

2xr

(4)［4］考虑空气阻力的影响，则有

因此〃值的测量值与真实值相比偏大

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。

m7

2n

13、(1)6C(2)—=7(3)仅从力学角度分析，氢核减速效果最好，理由见解析

mH6

【解析】

(1)根据核反应过程中核电荷数与质量数守恒，知核反应方程式为；He+：3e-：C+：)〃；

(2)设中子与氢核、氮核碰撞前后速率为％,中子与氢核发生完全弹性碰撞时，取碰撞前中子的速度方向为正方向,

由动量守恒定律和能量守恒定律有：mnv0=mnvn+mHvH；

(犯，说="乂+^mllv；l,

2mvn

解得碰后氢核的速率VH=——,

mn+mH

2mv

同理可得：中子与氮核发生完全弹性碰撞后，氮核的速率｛="一为n；