新疆阿克苏市农一师高级中学2021-2022学年高考物理三模试卷含解析

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。

1.两个完全相同的带有同种电荷的小球M和N（可看成点电荷），用轻质绝缘弹簧相连后放在光滑绝缘水平面上的P,

Q两点静止不动，如图所示。若将小球N的带电量突然减小一半后的瞬间，小球M和N的加速度大小分别为①和42,

下列结论正确的是（）

PQ

A.匚j=0,口；工0

B.二［工0,二；=0

C.二0,二”0,且二*二；

D.二尸0,口卢0,且二j二匚；

2.如图所示为某齿轮传动装置中的A、B、C三个齿轮，三个齿轮的齿数分别为32、12、20,当齿轮绕各自的轴匀速

转动时，4、B、C三个齿轮转动的角速度之比为

A.8:3:5B.5:3:8

C.15:40:24D.24:40:15

3.冬季奥运会中有自由式滑雪U型池比赛项目，其赛道横截面如图所示，为一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆

形赛道竖直固定放置，直径PO。水平。一质量为，〃的运动员（按质点处理）自尸点上方高度R处由静止开始下落，

恰好从P点进入赛道。运动员滑到赛道最低点N时，对赛道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示运动员

从尸点运动到N点的过程中克服赛道摩擦力所做的功（不计空气阻力），则（）

3

A.W^-mgR,运动员没能到达。点

4

B.W^-mgR,运动员能到达。点并做斜抛运动

4

C.W=^mgR,运动员恰好能到达。点

D.W=^mgR,运动员能到达。点并继续竖直上升一段距离

4.如图，两根平行通电长直导线固定，左边导线中通有垂直纸面向外、大小为八的恒定电流，两导线连线（水平）

的中点处，一可自由转动的小磁针静止时N极方向平行于纸面向下。忽略地磁场的影响。关于右边导线中的电流

下列判断正确的是（）

L

Q.......i卜sO/，

A./2</1»方向垂直纸面向外B.方向垂直纸面向外

C.h<h,方向垂直纸面向里D.h>h,方向垂直纸面向里

5.嫦娥四号探测器（以下简称探测器）经过约110小时奔月飞行后，于2018年12月12日到达且月球附近进入高度

约100公里的环月圆形轨道I,如图所示：并于2018年12月30日实施变轨，进入椭圆形轨道D。探测器在近月点

Q点附近制动、减速，然后沿抛物线下降到距月面100米高处悬停，然后再缓慢竖直下降到距月面仅为数米高处，关

闭发动机，做自由落体运动，落到月球背面。下列说法正确的是（）

A.不论在轨道还是轨道无动力运行，嫦娥四号探测器在尸点的速度都相同

B.嫦娥四号探测器在轨道I无动力运行的任何位置都具有相同的加速度

C.嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行的任何位置都具有相同动能

D.嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行从P点飞到。点的过程中引力做正功

6.如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为3的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。尸为屏上的一小孔，PC与

MN垂直。一群质量为机、带电荷量为一g（9>0）的粒子（不计重力），以相同的速率也从尸处沿垂直于磁场的方向

射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场8垂直的平面内，且散开在与PC夹角为，的范围内。则在屏上被粒子打

中的区域的长度为（）

c

2mv(l-cos8)2mvcos^2mv2〃2V(1-sin3)

D.

qBqBqBqB

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.如图是在四川景区九寨沟拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚，而远处

则只看到对岸山峰和绿树的倒影，水面下的景物则根本看不到.下列说法中正确的是（）

A.远处山峰的倒影非常清晰，是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射

B.光从空气射入水中，光的波速变小，波长变小

C.远处水面下景物的光线到水面处，入射角较大，可能发生了全反射，所以看不见

D.来自近处水面下景物的光射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人

的眼睛中

8.如图，方向竖直向上的匀强磁场中固定着两根位于同一水平面内的足够长平行金属导轨，导轨上静止着与导轨接触

良好的两根相同金属杆1和2,两杆与导轨间的动摩擦因数相同且不为零，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行

于导轨的恒力/拉金属杆2使其开始运动，在足够长时间里，下列描述两金属杆的速度v随时间f变化关系的图像中，

可能正确的是（）

平

V杆

*

74

2蝶

9.如图所示，足够长。型管内分别由水银封有乙、乙两部分气体，则下列陈述中正确是（）

Li

hiTfi：

A.只对乙加热，则〃减小，气柱心长度不变

B.只对右加热，则无减小，气柱右长度减少

C.若在右管中注入一些水银，4将增大

D.使4、以同时升高相同的温度，则乙增大、&减小

10.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为f=0.2s时刻的波形图，虚线为UO.8s时的波形图，波的

周期丁＞0«,则（）

A.波速为l（）m/s

B.A比8先回到平衡位置

C.在，=0.5s时，8点到达波峰位置

D.经过0.4s,8点经过的路程为0.4m

E.在z=1.0s时，A点沿y轴负方向运动

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）.现测定长金属丝的电阻率。

（1）先用螺旋测微器测量金属丝直径，结果如图甲所示，其读数是mm,再用毫米刻度尺测量金属丝长度,

结果如图乙所示，其读数是mm。

（2）利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻，这段金属丝的电阻段约为100。。

电源E（电动势10V,内阻约为10。）；；

电流表4（量程0~250mA,内阻々=5。）；

电流表4（量程0~300mA,内阻约为5Q）；

滑动变阻器Ri（最大阻值10Q,额定电流2A）；

滑动变阻器R?（最大阻值1000。，额定电流1A）；

开关S及导线若干。

①某同学根据题意设计了实验方案（图丙），滑动变阻器应该选择（填“凡”或“&”）；

②请在图丙中把实验电路图补充完整，并标明器材代号;

③该同学测量得到电流表4的读数为/,,电流表A的读数为12,则这段金属丝电阻的计算式&=,从设计

原理看其测量值与真实值相比（填“偏大”“偏小”或“相等

12.（12分）如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置图。水平桌面固定一长导轨，一端伸出桌面,

另一端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，另一端被入射小球从自然长度位置4点压缩至3点，释放小

球，小球沿导轨从右端水平抛出，落在水平地面上的记录纸上，重复10次，确定小球的落点位置；再把被碰小球放在

导轨的右边缘处，重复上述实验10次，在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置（从左到右分别记为P、Q、

R）,测得OP=xi,OQ=X2,OR=X3

（1）关于实验的要点，下列说法正确的是一

A.入射小球的质量可以小于被碰小球的质量

B.入射小球的半径必须大于被碰小球的半径

C.重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至8点

D.导轨末端必须保持水平

（2）若入射球的质量为，被碰小球的质量为52,则该实验需要验证成立的表达式为一（用所给符号表示）；

（3）除空气阻力影响外，请再说出一条可能的实验误差来源.

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，质量加=0.45kg的平顶小车静止在光滑水平面上，质量，“2=0.5kg的小物块（可视为质点）静止在车

顶的右端.一质量为/no=O.O5kg的子弹以水平速度vo=lOOm/s射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以2m/s

的速度滑离小车.已知子弹与车的作用时间极短，小物块与车顶面的动摩擦因数〃=0.8,认为最大静摩擦力等于滑动

摩擦力.取g=10m/s2,求：

（1）子弹相对小车静止时小车速度的大小；

（2）小车的长度L.

14.（16分）如图所示，在竖直平面内，第二象限存在方向竖直向下的匀强电场（未画出），第一象限内某区域存在一边

界为矩形、磁感应强度&=0.1T、方向垂直纸面向里的匀强磁场（未画出），4（1m,0）处在磁场的边界上，现有比荷

20

-=108C/kg的离子束在纸面内沿与x轴正方向成0=60。角的方向从A点射入磁场，初速度范围为』X106m/s<V0<106

m3

m/s,所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴正半轴，进入电场区域。x轴负半轴上放置长为L的荧光屏MN,取层

=10,不计离子重力和离子间的相互作用。

（1）求矩形磁场区域的最小面积和y轴上有离子穿过的区域长度；

（2）若速度最小的离子在电场中运动的时间与在磁场中运动的时间相等，求电场强度E的大小（结果可用分数表示）；

（3）在第（2）问的条件下，欲使所有离子均能打在荧光屏MN上，求荧光屏的最小长度及M点的坐标。

__________」

MN0Ax

15.（12分）如图所示，xOy坐标系在竖直平面内，第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限有一半

径为R的圆形匀强磁场区域，圆形磁场区域与x轴相切于4点，与y轴相切于C点，磁场的磁感应强度为8,方向垂

直纸面向外。在A点放置一粒子发射源，能向x轴上方180。角的范围发射一系列的带正电的粒子，粒子的质量为加、

电荷量为g,速度大小为旧竺兰，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

m

(1)当粒子的发射速度方向与y轴平行时，粒子经过x轴时，坐标为(2R,0),则匀强电场的电场强度是多少？

(2)保持电场强度不变，当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60。角时，该带电粒子从发射到达到x轴上所用的时间

为多少?粒子到达的位置坐标是多少？

(3)从粒子源发射出的带电粒子到达x轴时，距离发射源的最远距离极限值应为多少？

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】

由题意可知开始时M、N两球开始静止不动，则弹簧的弹力等于它们之间的库仑力，当小球N的带电量突然减小一半

后的瞬间根据库仑定律可知它们之间的库仑力立即减小，而弹簧的弹力在这一瞬间保持不变，故合力不为零，根据牛

顿第二定律可知

!I-□-=ij

因为这一瞬间两球所受弹簧弹力和库仑力都是大小相等，方向相反，而两球质量相同，故两球加速度大小相等，方向

相反，故D正确，ABC错误。

故选D。

2、C

【解析】

三个齿轮同缘转动，所以三个齿轮边缘的线速度相等，即为：

vA=vB=vc

三个齿轮的齿数分别为32、12、20,根据

V

3=一

r

得A、5、C三个齿轮转动的角速度之比为

—:—:—=15:40:24

321220

A.8:3:5与计算结果不符，故A错误。

B.5:3:8与计算结果不符，故B错误。

C.15:40:24与计算结果相符，故C正确。

D.24:40:15与计算结果不符，故D错误。

3、D

【解析】

在N点，根据牛顿第二定律有:

F-mg=m

NR

解得:

VN

对质点从下落到N点的过程运用动能定理得:

mg.2R_W=；mv^—0

解得:

W=；mgR

由于PN段速度大于NQ段速度,所以N。段的支持力小于PN段的支持力，则在NQ段克服摩擦力做功小于在PN段

克服摩擦力做功，对N。段运用动能定理得:

-mgR-W，=gm%—

因为可知%＞。，所以质点到达。点后，继续上升一段距离，ABC错误，D正确。

故选D。

4、B

【解析】

小磁针静止时N极方向平行于纸面向下，说明该处的磁场方向向下，因八在该处形成的磁场方向向上，则在该处形

成的磁场方向向下，且大于人在该处形成的磁场，由安培定则可知/2方向垂直纸面向外且/2＞人。

故选B。

5、D

【解析】

A.嫦娥四号探测器在i轨道尸点处的速度大于在n轨道尸点处的速度，故A错误；

B.因为加速度是矢量，有方向，加速度的方向时刻都在变化，故B错误；

C.因为轨道II是椭圆形轨道，所以嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行的速度大小一直在变化，所以不是任何位置

都具有相同动能，故c错误；

TT

D.因为嫦娥四号探测器在轨道II无动力运行从尸点飞到。点的过程中，引力与速度的方向夹角小于,，所以做正功,

故D正确。

故选D。

6、A

【解析】

粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

2

nV

qvB=m—

r

解得

mv

r=——

qB

粒子沿着右侧边界射入，轨迹如图1

此时出射点最近，与边界交点与P间距为

4=2rcos6

粒子沿着左侧边界射入，轨迹如图2

图2

此时出射点最近，与边界交点与尸间距为

/2=2，cos6

粒子垂直边界MN射入，轨迹如3图

此时出射点最远，与边界交点与P间距为2r,故范围为在荧光屏上尸点右侧，将出现一条形亮线，其长度为

2r-2rcos0=2r（1-cos。）=力""（1-

qB

故A正确，BCD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0分。

7、BC

【解析】

试题分析：远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了反射，但不是全反射，因为全反射只有光从

光密介质射入光疏介质时才可能发生，故A错误.光线由空气射入水中，光的波速变小，频率不变，由波速公式v=〃

知波长变小，故B正确.远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生

全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故C正确.近处水面下景物的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而

折射光越强，射出水面而进入人眼睛中能量越少，故D错误.故选BC.

考点：光的折射；全反射

8、BD

【解析】

AB.当力F作用到杆2上时，杆2立刻做加速运动，随着速度的增加产生感应电流，从而产生向左的安培力，此时的

加速度

°B2I)v

F一一--jjmg

a=F-F.,-,mgR巡

mm

则随速度增加，杆2做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时做匀速运动；此时对杆1所受的安培力若小于最大

静摩擦力，则此过程中杆1始终不动，则图像A错误，B正确；

CD.由上述分析可知，若安培力增加到一定值时杆2开始运动，则随着安培力的增加，棒2做加速度逐渐增加的加速

运动，杆1做加速度减小的加速运动，当两杆的加速度相等时，两杆的速度差恒定，此时两杆所受的安培力恒定，加

速度恒定，则选项C错误，D正确。

故选BD.

9、AD

【解析】

AB.只对心加热，假设体积不变，则压强增大，所以乙增大、h减小,气柱匕长度不变，因为此部分气体做等温变

化，故A正确B错误；

C.若在右管中注入一些水银，心压强增大，假设心的体积不变，L的压强与力长度的水银柱产生的压强之和随之增

大，Li的压强增大，根据玻意耳定律得L将减小，故C错误；

D.使心、心同时升高相同的温度，假设气体体积不变，L的压强增大，L压强不变，则匕增大、h减小,故D正

确；

故选AD.

【点睛】

做好本题的关键是知道两边气体压强大小的影响因素，再利用理想气体状态方程判断各物理量的变化.

10、ACD

【解析】

A.横波沿x轴正方向传播，由于波的周期7>0.6s,经过4=0.6s,传播距离Ac=6m,则波速

Ax，八

v=——=1()m/s

△t

故A正确；

B.U0.2s时，质点A由波峰向平衡位置振动，质点B沿y轴正方向向平衡位置振动，故3比A先回到平衡位置，故

B错误；

C.由图可知，波长/l=8m,则传播距离

Ar=6m=0.752

则传播时间为

A/=0.6s=0.75T

33

解得T=0.8s,在U0.5s时，B振动了波传播了w/=3m,根据波形平移可知，B点到达波峰位置，故C正确;

D.经过0.4s=0.5T,则B点振动了2A=0.4m,故D正确；

E.ULOs时，质点A振动了0.8s=7,则A点回到波峰位置，速度为零，故E错误。

故选ACD»

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。

【解析】

(1)[1][2].螺旋测微器测量金属丝直径读数是3.5mm+0.01mmx20.0=3.700mm；

用毫米刻度尺测量金属丝长度读数是60.10cm=601.0mmo

(2)①[3].某同学根据题意设计了实验方案，滑动变阻器接成分压电路，则可知应该选择阻值较小的

②[4].根据伏安法可知，实验中需用一个已知内阻的电流表Ai作为电压表测定待测电阻的电压，实验电路图如图所

示；

从设计原理看其测量值与真实值相比相等。

12、CD叫马=町王+旭2七轨道摩擦的影响：确认落点尸、。、R时的误差：再，/，七的测量误差

【解析】

(1)[1]A.为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故A错误；

B.为使两球发生正碰，入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同，故B错误；

C.为了保证入射球每次到达桌面边缘的速度相同，则重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B点，从而让入射球获

得相同的弹性势能，故C正确；

D.为了保证两球碰后都能做平抛运动从而能求出飞出时的速度，导轨末端必须保持水平，故D正确。

故选CDo

(2)[2]两球碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，有

叫％=町h+m>v2

小球做平抛运动的时间f相等，两边同时乘以f,有

m,vot-m{v[t+m^v2t

结合碰撞前后的小球落点情况，换算水平距离后，有

X2=vot,xt=卬,X,=V2t

可得

m1x2=町玉+加2七

(3)[3]除空气阻力影响外，本实验其它的误差有：轨道摩擦的影响；确认落点尸、。、R时的误差；再，x2,七的

测量误差。

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)10m/s(2)2m

【解析】

本题考查动量守恒与能量综合的问题.

(1)子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得

mnvo=(mo+mi)vi................①

解得vi=10m/s

(2)三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得

(m()+mi)vi=(mo+nn)V2+miV3................②

解得V2=8m/s

由能量守恒可得

1,1,1

—(mo+im)vf=fini2g-L+—(mo+mi)v2+ymi匕..................③

解得L=2m

,3,19V3OV1OJ30

14、(1)工m?,—m,(2)-xl04V/m,(3)----------m,0).

20010411545J15

【解析】

(1)由洛伦兹力提供向心力，得

mv2

qvB=2-

小=%=0』m

qB0

根据几何关系可知，速度最大的离子在磁场中做圆周运动的圆心恰好在y轴8(0,£m)点，如图甲所示，离子从C

点垂直穿过y轴。根据题意，所有离子均垂直穿过y轴，即速度偏向角相等，4C连线是磁场的边界。速度最小的离子

在磁场中做圆周运动的半径：

加“汨1

，min=门

qB°30

甲乙

速度最小的离子从磁场离开后，匀速前进一段距离，垂直y轴进入电场，根据几何知识，离子恰好从8点进入电场,

如图乙所示，故y轴上5点至C点区域有离子穿过，且

1

BC=­m

10

A1

满足题意的矩形磁场应为图乙中所示，由几何关系可知矩形长宽ym,面积:

1020

S=A

200

(2)速度最小的离子从B点进入电场，离子在磁场中运动的时间:

1127rm

ti=-T——,~