2021-2022学年湖南省长沙市开福区长沙一中高三冲刺模拟物理试卷含解析

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．中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（）A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/sB．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度2．分别用频率为ν和2ν的甲、乙两种单色光照射某金属，逸出光电子的最大初动能之比为1∶3，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，电子电量为e。下列说法正确的是（）A．用频率为2ν的单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目一定较多B．用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应C．甲、乙两种单色光照射该金属，对应光电流的遏止电压相同D．该金属的逸出功为3．如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外．ab边中点有一电子发源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子．已知电子的比荷为k．则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为A．， B．，C．， D．，4．在平直公路上有甲、乙两辆汽车从同一位置沿着同一方向运动，它们的速度－时间图象如图所示，则()A．甲、乙两车同时从静止开始出发B．在t＝2s时乙车追上甲车C．在t＝4s时乙车追上甲车D．甲、乙两车在公路上可能相遇两次5．图甲所示的变压器原，副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2，L3，L4为四只规格均为“9V,6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是()A．ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin100πt(V)B．电流表的示数为2A，且四只灯泡均能正常发光C．流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次D．ab输入端输入功率Pab＝18W6．如图(甲)所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从高弹簧上端高h处自由下落．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴OX,小球的速度v随时间t变化的图象如图(乙)所示．其中OA段为直线，切于A点的曲线AB和BC都是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，下列说法正确的是()A．B．C．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0分。7．如图所示为等离子体发电机的示意图。N、S为两个磁极，所夹空间可看作匀强磁场。一束含有正、负离子的等离子体垂直于磁场方向喷入磁场中，另有两块相距为d的平行金属板P、Q。每块金属板的宽度为a、长度为b。P、Q板外接电阻R。若磁场的磁感应强度为B，等离子体的速度为v，系统稳定时等离子体导电的电阻率为。则下列说法正确的是（）A．Q板为发电机的正极 B．Q板为发电机的负极C．电路中电流为 D．电路中电流为8．平行金属板、与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为，内电阻为零；靠近金属板的处有一粒子源能够连续不断地产生质量为，电荷量，初速度为零的粒子，粒子在加速电场的作用下穿过板的小孔，紧贴板水平进入偏转电场；改变滑片的位置可改变加速电场的电压和偏转电场的电压，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（）A．粒子的竖直偏转距离与成正比B．滑片向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小C．飞出偏转电场的粒子的最大速率D．飞出偏转电场的粒子的最大速率9．如图所示，两根质量均为m的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1∶2，导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力F向右拉CD棒，在CD棒向右运动距离为s的过程中，AB棒上产生的焦耳热为Q，此时AB棒和CD棒的速度大小均为v，此时立即撤去拉力F，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，则下列说法正确的是（）A．v的大小等于B．撤去拉力F后，AB棒的最终速度大小为v，方向向右C．撤去拉力F后，CD棒的最终速度大小为v，方向向右D．撤去拉力F后，整个回路产生的焦耳热为mv210．投掷标枪是运动会的比赛项目。运动员将标枪持在离地面高的位置，之后有三个阶段：①运动员与标枪--起由静止加速至速度为；②以的速度为基础，运动员经的时间将标枪举高至处，并以的速度将标枪掷出；③标枪离手后向斜上方向运动至离地面的最高点后再向斜下方运动至地面。若标枪的质量为，离手后的运动的最大水平距离为。取地面为零势能参考面，取。下列说法中正确的是（）A．第①阶段中，运动员对标枪做功B．第①②③阶段中，标枪获得的最大动能为C．第①②③阶段中，标枪的最大机械能为D．第②阶段中，运动员对标枪做功的平均功率为三、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）某同学查阅电动车使用说明书知道自家电动车的电源是铅蓄电池，他通过以下操作测量该电池的电动势和内电阻．(1)先用多用电表粗测电池的电动势．把多用电表的选择开关拨到直流电压50V挡，将两表笔与电池两极接触，电表的指针位置如图甲所示，读数为________V．(2)再用图乙所示装置进行精确测量．多用电表的选择开关拨向合适的直流电流挡，与黑表笔连接的应是电池的________极．闭合开关，改变电阻箱的阻值R，得到不同的电流值I，根据实验数据作出图象如图丙所示．已知图中直线的斜率为k，纵轴截距为b，电流档的内阻为rA，则此电池的电动势E＝________，内阻r＝________(结果用字母k、b、rA表示)．(3)多用表直流电流档的内阻对电动势的测量值大小________（选填“有”或“无”）影响．12．（12分）频闪摄影是研究物体运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。如图所示是物体下落时的频闪照片示意图，已知频闪仪每隔闪光一次，当地重力加速度大小为，照片中的数字是竖直放置的刻度尺的读数，单位是厘米。利用上述信息可以求出：物体下落至点时速度大小为______（结果保留3位有效数字），实验中物体由点下落至点，动能的增加量约为重力势能减少量的____%（结果保留2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，半径均为的光滑圆弧轨道与在点平滑连接，固定在竖直面内，端与固定水平直杆平滑连接，两段圆弧所对的圆心角均为60°，一个质量为的圆环套在直杆上，静止在点，间的距离为，圆环与水平直杆间的动摩擦因数，现给圆环施加一个水平向右的恒定拉力，使圆环向右运动，圆环运动到点时撤去拉力，结果圆环到达点时与圆弧轨道间的作用力恰好为零，重力加速度，求：(1)拉力的大小；(2)若不给圆环施加拉力，而是在点给圆环一个初速度，结果圆环从点滑出后，下落高度时的位置离点距离也为，初速度应是多大。14．（16分）如图所示，开口向下竖直放置的内部光滑气缸，气缸的截面积为S，其侧壁和底部均导热良好，内有两个质量均为m的导热活塞，将缸内理想分成I、II两部分，气缸下部与大气相通，外部大气压强始终为p0，，环境温度为，平衡时I、II两部分气柱的长度均为l，现将气缸倒置为开口向上，求：（i）若环境温度不变，求平衡时I、II两部分气柱的长度之比；（ii）若环境温度缓慢升高，但I、II两部分气柱的长度之和为2l时，气体的温度T为多少？15．（12分）第24届冬奥会将于2022年2月4日在中国北京和张家口联合举行。如图为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC为R=10m的圆弧面，二者相切于B点，与水平面相切干C点，AC间的竖直高度差为h1=50mCD为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为m=80kg，从A点由睁止滑下，假设通过C点时雪道对运动员的支持力为F=8000N水平飞出段时间后落到着陆坡DE的E点上。CE间水平方向的距离x=150m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：(1)运动员到达C点速度vc的大小；(2)CE间竖直高度差h2；(3)运动员从A点滑到C点的过程中克服摩擦力做的功W。

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】

A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，有可得因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。故选D。2、B【解析】

A．单位时间内逸出的光电子数目与光的强度有关，由于光的强度关系未知，故A错误；BD．光子能量分别为和根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为，逸出光电子的最大初动能之比为1：3，联立解得用频率为的单色光照射该金属不能发生光电效应，故B正确，D错误；C．两种光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理可知，题目对应的遏止电压是不同的，故C错误。故选B。3、B【解析】

a点射出粒子半径Ra==，得：va==，d点射出粒子半径为，R=故vd==，故B选项符合题意4、C【解析】由图像可知，乙车比甲车迟出发1s，故A错误．根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，知t=2s时，甲车的位移比乙的位移大，则知该时刻乙车还没有追上甲车，故B错误．在0-4s内，甲车的位移x甲=×8×4m=16m，乙车的位移x乙=×（1+3）×8m=16m，所以x甲=x乙，两者又是从同一位置沿着同一方向运动的，则在t=4s时乙车追上甲车，故C正确．在t=4s时乙车追上甲车，由于t=4s时刻以后，甲车的比乙车的速度大，两车不可能再相遇，所以两车只相遇一次，故D错误．故选C．点睛：解决本题的关键是要理解速度时间图线表示的物理意义，知道图线与时间轴围成的面积表示位移，相遇时两车的位移相等．5、B【解析】

AB．由题知，cd的电压瞬时值表达式为有效值为，由得副线圈，则均能正常发光，每只灯泡的电流副线圈电流由得原线圈的电流也能正常发光，ab输入电压的表达式为选项A错，选项B对；C．由图象知交流电的周期为0.02s，交流电的频率为50Hz，流过灯L2的电流每秒钟方向改变100次，C错；D．ab输如果气体端输入功率选项D错；故选B．【点睛】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时运用闭合电路殴姆定律来分析随着电阻变化时电流、电压如何变化．分析的思路先干路后支路，以不变应万变．最后值得注意的是变压器的原线圈与灯泡串联后接入交流中，所以图象的有效值不是原线圈的有效值．【考点】交变电流，变压器6、B【解析】

AB.OA段对应着小球下落h的过程，则XA=h，到达A点时的加速度为aA=g，选项B正确，A错误；C.B点是速度最大的地方，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度也就为0，由mg=kx，可知，所以B得坐标为h+，所以C错误．D.取一个与A点对称的点为D，由A点到B点的形变量为，由对称性得由B到D的形变量也为，故到达C点时形变量要大于h+2，加速度ac＞g，所以D错误．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、AC【解析】

AB．等离子体进入板间受洛伦兹力而发生偏转，由左手定则知：正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受到的洛伦兹力方向向上。则Q板为电源的正极。故A正确，B错误；CD．离子在运动过程中同时受电场力和洛伦兹力，二力平衡时有又有则流过R的电流为内电阻为其中解得故C正确，D错误。故选AC。8、BC【解析】

A．在加速电场中，由动能定理得在偏转电场中，加速度为则偏转距离为运动时间为联立上式得其中l是偏转极板的长度，d是板间距离。粒子的竖直偏转距离与成正比，故A错误；B．从偏转电场飞出的粒子的偏转角的正切值联立解得滑片向右滑动的过程中，U1增大，U2减小，可知偏转角逐渐减小，故B正确；CD．紧贴M板飞出时，电场做功最多，粒子具有最大速率。由动能定理解得故C正确，D错误。故选BC。9、AC【解析】

A．两棒的长度之比为1：2，所以电阻之比为1：2，由于电路在任何时刻电流均相等，根据焦耳定律：Q=I2Rt，所以CD棒的焦耳热为2Q，在CD棒向右运动距离为s的过程中，根据功能关系有解得故A正确；

BC．令AB棒的长度为l，则CD棒长为2l，撤去拉力F后，AB棒继续向左加速运动，而CD棒向右开始减速运动，两棒最终匀速运动时，电路中电流为零，两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，此时两棒的速度满足BlvAB′=B⋅2lvCD′即vAB′=2vCD′对两棒分别应用动量定理，有FABt=mvAB′-mv-FCDt=mvCD′-mv因为FCD=2FAB所以vAB′＝vvCD′＝v故B错误，C正确；D．撤去外力F到最终稳定运动过程根据能量守恒定律故D错误。故选AC。10、ACD【解析】

A．第①阶段中，标枪在水平面加速运动，动能增加量为由动能定理得运动员对标枪做功为，故A正确；B．第①②③阶段中，标枪出手时速度最大，其动能也最大，有故B错误；C．第①②③阶段中，标枪出手前机械能一直增大，出手时机械能最大，有故C正确；D．第②阶段中，标枪机械能增加量为则运动员对标枪做功的平均功率为故D正确。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。11、12.0；负无【解析】

(1)[1]．电压档量程为50V，则最小分度为1V，则指针对应的读数为12.0V；

(2)[2]．作为