2021-2022学年福建省福州市长乐区长乐某中学高三（最后冲刺）物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

注意事项

1.考生要认真填写考场号和座位序号。

2.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑

色字迹的签字笔作答。

3.考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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，甲球用细线悬挂于车厢顶，乙球固定在竖直轻杆的下端，轻杆固定在天花板上，当车向右加速运动时，

细线与竖直方向的夹角为叙45。，已知甲球的质量为，"，乙球的质量为2m，重力加速度为g。则轻杆对乙球的作用力

大小等于（）

甲：1乙

B.41mgC.2mgD.2G.mg

2.物体做竖直上抛运动：u表示物体的瞬时速度，a表示物体的加速度，♦表示物体运动的时间，〃代表其离抛出点的

高度，Ek代表动能，Ep代表势能，以抛出点为零势能面.下列所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是（）

3.如图是世界物理学史上两个著名实验的装置图，下列有关实验的叙述正确的是

放射叱飞荧光屏

A.图甲是。粒子散射实验装置，卢瑟福指导他的学生们进行a粒子散射实验研究时，发现了质子和中子

B.图甲是a粒子散射实验装置，汤姆孙根据a粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”结构

C.图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能

越大

D.图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光光照强度一定，则光的频率越大所

产生的饱和光电流就越大

4.将一物体竖直向上抛出，不计空气阻力。用x表示物体运动的路程，，表示物体运动的时间，Ek表示物体的动能，

下列图像正确的是（）

5.如图所示，一角形杆ABC在竖直面内，8c段水平，段竖直，质量为，〃的小球用不可伸长的细线连接在两段杆

上，0E段水平，。。段与竖直方向的夹角为6=30。.只剪断E0段细线的瞬间，小球的加速度为而只剪断。。段

细线的瞬间，小球的加速度为则巴为

1_2

A.1C.2D.

23

6.如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下，质量与厚度均不计、导热性能良好

的活塞横截面积为S=2xl0-3m2,与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,此时活塞与汽缸底部之间的距离依24cm,

活塞距汽缸口10cm。汽缸所处环境的温度为300K,大气压强po=l.OxlO5pa,g=10m/s2；现将质量为机=4kg的物块

挂在活塞中央位置上，活塞挂上重物后，活塞下移，则稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为（）

A.25cmB.26cmC.28cmD.30cm

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.如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板加、S2间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒N内可以产

生质子和瓶核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片P

上。不计质子和航核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）

A.质子和凝核在极板S1、S2间运动的时间之比为1：百

B.质子和瓶核在磁场中运动的时间之比为1:石

C.质子和施核在磁场中运动的速率之比为1:百

D.质子和晁核在磁场中运动的轨迹半径之比为1:6

8.如图，地球与月球可以看作双星系统它们均绕连线上的C点转动在该系统的转动平面内有两个拉格朗日点L2、L4（位

于这两个点的卫星能在地球引力和月球引力的共同作用下绕C点做匀速圆周运动，并保持与地球月球相对位置不变），

L2点在地月连线的延长线上，L4点与地球球心、月球球心的连线构成一个等边三角形.我国已发射的“鹊桥”中继卫星

位于L2点附近，它为“嫦娥四号”成功登陆月球背面提供了稳定的通信支持.假设L4点有一颗监测卫星，“鹊桥”中继

卫星视为在L2点.已知地球的质量为月球的81倍，则

区室测卫星-

■\

A.地球和月球对监测卫星的引力之比为81：1

B.地球球心和月球球心到C点的距离之比为1：9

C.监测卫星绕C点运行的加速度比月球的大

D.监测卫星绕C点运行的周期比“鹄桥”中继卫星的大

9.如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压恒定、输电线上的

电阻不变，假设用户所用用电器都是纯电阻用电器，若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定

A.通过用户的电流减小了

B.用户接入电路的总电阻减小了

C.用户消耗的电功率减小了

D.加在用户两端的电压变小了

10.如图所示，轻弹簧放置在倾角为30°的斜面上，下端固定于斜面底端，重1ON的滑块从斜面顶端。点由静止开始

下滑，到。点接触弹簧，滑块将弹簧压缩最低至c点，然后又回到。点，已知加，be=0.2m,下列说法正确的

是（）

A.整个过程中滑块动能的最大值为6J

B.整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6/

C.从〃点向下到C点过程中，滑块的机械能减少量为6/

D.从C点向上返回。点过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒

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）为测得某圆柱形金属导体的电阻率，某同学设计了如下实验。

（1）用螺旋测微器测它的直径,如图甲所示,为mm,用游标卡尺测它的长度,如图乙所示,为emo

234cm

1IlI111,IIIl.lIIIIIIIII.II

一t"

JAi-01020

图甲图乙

（2）用伏安法测得该金属导体的伏安特性曲线如图丙所示，则该金属导体材料的电阻率与有关，并且电阻率随

该物理量的增大而（填"增大”或"减小”）。

U/X

（3）若把该金属导体与一阻值为4.0。的定值电阻串联后接在电源电动势为3.0V、内阻为1.0。的电源两端，该金属导体

的热功率为W。（保留两位有效数字）

12.（12分）某同学要测定一电源的电动势E和内阻r,实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测

得的电流用/表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干。该同学设计了如图甲所示的电路进行实验

和采集数据。

■:

■ns:

■s_三

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£Hl

■

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■■

附

a且

m属

E宅

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»ssiSzi

anl

g经

乙一s.

s38

（1）该同学设计实验的原理表达式是E=（用r、/、R表示）。

（2）该同学在闭合开关之前，应先将电阻箱调到（选填“最大值”“最小值”或“任意值”），实验过程中，将电阻

箱调至如图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为

（3）该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的,一R图象，则由图象可求得，该电源的电动势后=V,内阻

r=fto（结果均保留两位有效数字）

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，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部都由一细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一

个活塞，质量分别为州和活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，

两活塞位于同一高度ho（已知见=3m,2=2m）

①在两活塞上同时各放一质量为加的物块，求气体再次达到平衡后两活塞的高度差（假定环境温度始终保持为

②在达到上一问的终态后，环境温度由温缓慢上升到丁，试问在这个过程中，气体对活塞做了多少功？气体是吸收还

是放出了热量？（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。

mi

iM

14.（16分）如图所示，两气缸A8粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为8的2

倍，A上端封闭，8上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两气缸中各有一厚度可忽略的绝热

轻活塞a、b,活塞下方充有氮气，活塞。上方充有氧气；当大气压为尸。,外界和气缸内气体温度均为7c且平衡时，

活塞。离气缸顶的距离是气缸高度的活塞力在气缸的正中央.

①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞》恰好升至顶部时，求氮气的温度；

②继续缓慢加热，使活塞“上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的」时，求氧气的压强.

15.（12分）如图甲所示，在平面直角坐标系xOy中关于x轴对称放置两平行金属板A、B,A、B板的左端均在y轴

上，两板间距离d=6.0cm,板长L=1.8cm,距两板右端L2=28cm处放置有足够长的垂直x轴方向的荧光屏，两者之间

区域分布着匀强磁场，磁感应强度5=1.0T,方向垂直坐标平面向里。大量比荷为且=5.0xl04c/kg带负电粒子以速度

m

%=6.0xl伊m/s从坐标原点。连续不断的沿x轴正向射入板间，离开板间电场后进入磁场，最后打在荧光屏上。在两板

间加上如图乙所示的交流电压，不计粒子重力，不考虑场的边缘效应和粒子的相对论效应，求：

(1)/=0时刻发射的粒子离开电场时的速度大小及偏转距离;

⑵粒子打在荧光屏上的范围；

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】

对甲球由牛顿第二定律知

/na=/ngtanO

则加速度大小为：

a=gtan0

设杆对乙球的作用力为尸，则

y]F2—(2mg)2=2ma

解得：

F=2y/2mg；

A.mg,与结论不相符，选项A错误；

B.5/2mg,与结论不相符，选项B错误；

C.2mg,与结论不相符，选项B错误；

D.242mg,与结论相符，选项D正确；

2、C

【解析】

竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，物体运动过程中机械能守恒.根据运动学公式列出v与t的关系式，根据机械

能守恒定律得出物体的动能与高度的关系式.再选择图象.

【详解】

AB.物体做竖直上抛运动，只有重力，加速度等于g,保持不变，所以。一图象是平行于时间轴的直线，取竖直向上

为正方向，则竖直上抛运动可看成一种匀减速直线运动，速度与时间的关系为

V=VO-gt

y-f图象是一条向下倾斜的直线，AB不符合题意；

C.以抛出点为零势能面，则物体的重力势能为

En=mgh

则Ep-〃图象是过原点的直线，C符合题意；

D.根据机械能守恒定律得：

ingh+Ek=；mvo2

得

1,

£rk=—2"mgh

可见&与“是线性关系，增大，&减小，Ek-无图象是向下倾斜的直线.D不符合题意。

故选C。

3、C

【解析】

AB、图甲是a粒子散射实验装置，卢瑟福提出了核式结构模型；卢瑟福通过用a粒子轰击氮原子放出氢核，发现了

质子；查得威克发现了中子；汤姆孙通过研究阴极射线中粒子的性质发现了电子，故选项A、B错误；

C、图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应方程&,“=硼-皿可知超过极限频率的入射光频率越大，则光电

子的最大初动能越大，故选项C正确；

D、光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大，入射光的光强一定时，频率

越大，光电子的最大初动能最越大，而不是所产生的饱和光电流就越大，故选项D错误.

4、B

【解析】

AB.由机械能守恒得

12

mgx+Ek=-mv^

心与x是线性关系，故A错误，B正确;

CD.根据机械能守恒定律得

mgx+Ek=g相片

又

12

得

，”、刖、g都是定值，则£k是，的二次函数，Ek-f图象是抛物线，故CD错误。

故选B。

5、B

【解析】

只剪断EO段细线的瞬间，根据牛顿第二定律

mgsin0-nui]

小球的加速度为

q=gsin6=/g

只剪断DO段细线的瞬间，小球的加速度为z=g,则

幺」

a22

A.1,与结论不相符，选项A错误；

B.!，与结论相符，选项B正确；

C.2,与结论不相符，选项C错误；

2

D.与结论不相符，选项D错误；

故选B.

6、D

【解析】

该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有

代入数据解得

加=30cm

故D正确，ABC错误。

故选D。

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、AD

【解析】

由题意可知质子和煎核的质量之比为1：3；电量之比为h1；

A.粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有

d=L.吗2

2m

可得

故质子和显核在极板间运动的时间之比

故A正确;

B.带电粒子在磁场中做圆周运动的周期

271/72

qB

质子和晁核在磁场中均运动半个周期，则质子和负核在磁场中运动的时间之比

t；M3

故B错误；

C.根据动能定理有

quTr=—1mv2

得

故c错误;

D.由公式

mv

qB

得质子和瓶核在磁场中运动的轨迹半径之比

4=加/%=1

r2机2y百

故D正确。

故选AD»

8、AC

【解析】

mM

A项：由公式G一丁=/可知，地球和月球对监测卫星的引力之比为等于地球的质量与月球的质量之比即为81：1,

r

故A正确；

B项：设地球球心到C点的距离为口，月球球心到C点的距离为打，对地球有:

mM^

c13

mM

n92

G-^-=Mf,cor2

1}月2

联立解得：奈M址=上r9=781，故B错误;

“月41

C项：对月球有：GM*=灼”,对监测卫星有：地球对监测卫星的引力,月球对监测卫星的引力团契

13"L2L2

由于两引力力的夹角小于90。，所以两引力的合力大于写四，由公式4=等可知，监测卫星绕C点运行的加速

度比月球的大，故C正确；

D项：由于监测卫星绕C点运行的加速度比月球的大，所以监测卫星绕C点运行的周期比月球的更小，由于月球的周

期与，，鹄桥，，中继卫星的相等，所以监测卫星绕C点运行的周期比“鹄桥”中继卫星的小，故D错误.

9、BD

【解析】

A项：如果发电机输出电流增大，根据变流比可知，输送电流增大，通过用户的电流增大，故A错误；

B项：由=/；A+(』)2A用户可知，输送电流增大，是由于R用户减小引起的，故B正确；

〃3

C项：当用户电阻减小时，用户消耗的功率增大，故C错误；

D项：发电机输出电流增大，则输电线上的电压降增大，因此降压变压器的输入、输出电压均减小，即因在用户两端

电压变小了，故D正确。

故选：BD«

10、BCD

【解析】

试题分析：当滑块的合力为0时，滑块速度最大，设滑块在4点合力为0,△点在〃和C之间，滑块从4到4，运用

动能定理得：机-0,mghad<mghac=10X1.2X5/«300=6J,/<。，所以七W<6/,故A错误;

滑块从。到c,运用动能定理得：机g%+叱单'=0-0,解得：％'=-6人弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，

所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6/,故B正确；从〃点到c点弹簧的弹力对滑块做功为-6根据功能关

系知，滑块的机械能减少量为6?7,故C正确；整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，没有与系统外

发生能量转化，弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，故D正确.

考点：机械能守恒定律

【名师点睛】本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律,

准确分析能量是如何转化的.

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、0.6002.060温度增大0.45

【解析】

(1)[1].螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径为

rf=0.5mm+10.0x0.01mm=0.600mm

[2].游标卡尺的读数由固定刻度和游标尺上的读数两部分组成，长度为

L=20mm+12x0.05mm=20.60mm=2.060cm

(2)[3][4].由曲线可看出温度升高电阻增大，电阻率增大；

⑶⑸.电源与4.0。的定值电阻串联组成等效电源，有

U=E-I(R+r)=3.0-(4.0+1.0)l=2>-51

〃A

在灯泡伏安特性曲线中作出电源的UJ图象，两图象的交点坐标值为：U=1.5V,/=0.3A

灯泡功率为

P=W=L5Vx0.3A=0.45W

12、I(R+r)最大值216.3(6.1-6.4)2.5(2.4~2.6)

【解析】

(1)口1根据闭合电路欧姆定律，该同学设计实验的原理表达式是E=I(R+r)

(2)[2]根据实验的安全性原则，在闭合开关之前，应先将电阻箱调到最大值

⑶根据电阻箱读数规则，电阻箱接入电路的阻值为2x100+1x10=21。

⑶[4]⑸由E=I(R+r)可得

11„r

————RT—

1EE

图像斜率等于

k,—1_—___4_-_1_

E22-3.5

得

E»6.2V

由于误差(6.1~6.4)V均正确，图像的截距

b=—=0A

E

得

r«2.5Q

由于误差(2.4~2.6)Q均正确

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。

5T

13、①i；②5mgli(〒一1),吸收热量。

410

【解析】

①设左、右活塞的面积分别为S'和S,由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，即

3mg_2mg

丁一丁

由此得

3

Sr=-S®

2

在两个活塞上各加质量为m的物块后，假设左右两活塞仍没有碰到汽缸底部，由平衡条件

JO

3mg

心＜匕，则右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中

在初态，气体的压强为："警,体积为：K=|s/z；

在末态，气体压强为：鸟=翳，体积为：匕=2xS(x为左活塞的高度)

由玻意耳定律得

3N

代入数据解得

由盖•吕萨克定律得

,T577?

x=——x=---

活塞对气体做的功为

W=Fs=4mg•—h(---1)=5mgh(----1)

环境温度升高，则气体温度升高内能变大，又气体对活塞做功，根据热力学第一定律：在此过程中气体吸收热量。

【解析】

试题分析：现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部的过程中，a活塞不动，活塞如b下方的氮气经历等压过

程，分析出初态和末态的体积和温度，由盖•吕萨克定律求解；继续缓慢加热，使活塞。上升，活塞。上方的氧气经历

等温过程，根据玻意耳定律求解即可.

(1)活塞b升至顶部的过程中，活塞。不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程.设气缸A的容积为％,氮气初态

体积为％,温度为八，末态体积为匕，温度为72,按题意，气缸8的容积为4,