广东省广州市华南师大附中2021-2022学年高考压轴卷物理试卷含解析

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．如图，一两端封闭的玻璃管在竖直平面内倾斜放置，与水平面间的夹角为θ，一段水银柱将管内一定质量气体分割成两部分。在下列各种情况中，能使管中水银柱相对玻璃管向a端移动的情况是（）A．降低环境温度 B．在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管C．保持θ角不变，使玻璃管减速上升 D．使玻璃管垂直纸面向外做加速运动2．如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触，现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间t变化的关系式为I=kt（k为常数，k>0），金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象中，可能正确的有A．B．C．D．3．已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（）A．频率变小，波长变长 B．频率变大，波长变短C．频率不变，波长变长 D．频率不变，波长变短4．（题文）（题文）如图，两同心圆环A、B置于同一水平面上，其中B为均匀带负电绝缘环，A为导体环.当B绕环心转动时，导体环A产生顺时针电流且具有扩展趋势，则B的转动情况是（）A．顺时针加速转动B．顺时针减速转动C．逆时针加速转动D．逆时针减速转动5．下列关于行星运动定律和万有引力定律的发现历程，符合史实的是（）A．哥白尼通过整理第谷观测的大量天文数据得出行星运动规律B．牛顿通过多年的研究发现了万有引力定律，并测量出了地球的质量C．牛顿指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的万有引力D．卡文迪许通过实验比较准确地测量出了万有引力常量，并间接测量出了太阳的质量6．如图所示，质量为4kg的物体在动摩擦因数为0.5的水平面上向右运动，在运动过程中受到水平向左、大小为10N的拉力作用，则物体所受摩擦力为（g=10N/kg）A．10N，向右 B．10N，向左C．20N，向右 D．20N，向左二、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，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为，质量为、边长为的正方形线框斜向穿进磁场，当刚进入磁场时，线框的速度为，方向与磁场边界成，若线框的总电阻为，则（）A．线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为B．刚进入磁场时线框中感应电流为C．刚进入磁场时线框所受安培力大小为D．此进两端电压为8．一质量为0.5kg的物块沿直线运动的速度-时间（）图像如图所示，下列说法正确的是（）A．0.25s时的速度方向与1.25s时的速度方向相反B．1.5s末受到的合力大小为2NC．0~0.5s内合力做的功为1JD．前2s的平均速度大小为0.75m/s9．如图所示，电阻不计、间距为L的粗糙平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B。方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。下列关于金属棒的速度v随时间t变化的图象和感应电流的功率P随v2变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．10．如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动 B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移 D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移三、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）某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验，采用的实验装置如图1所示。（1）本实验中_______(填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，______(填“需要”或“不需要”）钩码的质量远小于小车的质量。（2）该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图2所示。在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离依次为x1=1.45cm，x2=2.45cm,x3=3.46cm，x4=4.44cm,x5=5.45cm,x6=6.46cm，打点计时器的频率f=50Hz,则打纸带上第5个计数点时小车的速度为______m/s；整个过程中小车的平均加速度为_______m/s2。(结果均保留2位有效数字）12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．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，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角α=37°，导轨间距L=1m，顶端用电阻R=2Ω的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T。质量m1=0.1kg、电阻R1=4Ω的导体棒M在磁场中距虚线的距离d=2m，M与导轨间的动摩擦因数μ1=0.25，质量m2=0.3kg、电阻R2=2Ω的导体棒N在虚线处，N与导轨间的动摩擦因数μ2=0.8。将导体棒M、N同时从导轨上由静止释放，M到达虚线前已经匀速，重力加速度g取10m/s2，运动过程中M、N与导轨始终接触良好，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求M、N相碰前，M上产生的焦耳热；（2）求M、N相碰前M运动的时间；（3）M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力F，使M、N同时匀减速到零，求M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。14．（16分）将消毒碗柜里刚经过高温消毒的一个圆柱型茶杯和杯盖小心取出后，立刻用杯盖盖住茶杯，并放置在水平桌面上，如图。开始时茶杯内部封闭气体的温度t1＝87℃、压强等于外界大气压强p1．放置一段时间后，茶杯内气体的温度等于室内温度t2＝27℃．已知杯盖的质量为m，茶杯橫截面圆形面积为S，杯盖住茶杯后密封良好没有发生漏气。茶杯内部封闭气体可视为理想气体，重力加速度大小为g。（i）求最后茶杯内部封气体的压强和杯盖对茶杯的压力大小；（ii）在茶杯连同杯内气体的温度达到稳定后，用力作用在杯盖上缓慢上提，结果发现茶杯能随杯盖一起向上离开桌面，求茶杯的质量M满足什么条件？15．（12分）如图所示，小球b静止与光滑水平面BC上的C点，被长为L的细线悬挂于O点，细绳拉直但张力为零．小球a从光滑曲面轨道上AB上的B点由静止释放，沿轨道滑下后，进入水平面BC（不计小球在B处的能量损失），与小球b发生正碰，碰后两球粘在一起，在细绳的作用下在竖直面内做圆周运动且恰好通过最高点．已知小球a的质景为M，小球b的质量为m．M=5m．己知当地重力加速度为g求：（1）小球a与b碰后的瞬时速度大小（2）A点与水平面BC间的高度差．

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、C【解析】

A.假定两段空气柱的体积不变，即V1，V2不变，初始温度为T，当温度降低△T时，空气柱1的压强由p1减至p′1，△p1=p1−p′1，空气柱2的压强由p2减至p′2，△p2=p2−p′2，由查理定律得：，，因为p2=p1+h>p1，所以△p1<△p2，即水银柱应向b移动。故A错误；B.在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管，使θ角变大，若水银柱相对玻璃管不动，则增大了水银柱对下部气体的压力，水银柱向b端移动，故B错误；C.玻璃管竖直向上减速运动，加速度向下，水银柱失重，若水银柱相对玻璃管不动，水银柱对下部气体压力减小，水银柱向a端移动，故C正确；D.使玻璃管垂直纸面向外做加速运动不会影响水银柱竖直方向上的受力，水银柱的位置不变，故D错误。2、B【解析】

以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度a=mg-fm，f=μN=μFA=μBIL=μBLkt，联立解得加速度a=g−【点睛】解决本题的关键会根据合力确定加速度的变化，结合加速度方向与速度方向判断物体做加速运动还是减速运动，知道速度时间图线的切线斜率表示加速度．3、D【解析】

当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短。A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项A错误；B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项B错误；C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项C错误；D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项D正确；4、A【解析】由图可知，A中感应电流为顺时针，由楞次定律可知，感应电流的内部磁场向里，由右手螺旋定则可知，引起感应电流的磁场可能为：向外增大或向里减小；若原磁场向外，则B中电流应为逆时针，由于B带负电，故B应顺时针转动且转速增大；若原磁场向里，则B中电流应为顺时针，则B应逆时针转动且转速减小；又因为导体环A具有扩展趋势，则B中电流应与A方向相反，即B应顺时针转动且转速增大，A正确．5、C【解析】

A.开普勒通过整理第谷观测的大量天文数据得出行星运动规律，故A错误；B.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出了万有引力常量，并间接测量出了地球的质量，故B错误，D错误；C.牛顿通过研究指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的万有引力，万有引力提供地球做曲线运动所需的向心力，故C正确。故选：C。6、D【解析】

物体相对地面向右运动，则滑动摩擦力的方向向左，大小为：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0分。7、CD【解析】

线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，则感应电流的方向为ABCD方向，故A错误；AC刚进入磁场时CD边切割磁感线，AD边不切割磁感线，所以产生的感应电动势，则线框中感应电流为，此时CD两端电压，即路端电压为，故B错误，D正确；AC刚进入磁场时线框的CD边产生的安培力与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是，由几何关系可以看出，AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量合，即，故C正确。故选CD。8、BCD【解析】

A．由图象知，0.25s时的速度方向与1.25s时的速度方向都为正方向，方向相同，故A错误。

B．由图象知，1.5s末的加速度所以合力F=ma=2N故B正确。

C．由动能定理知，0～0.5s内合力做的功故C正确。

D．由图象的面积表示位移知，前2s的位移前2s的平均速度故D正确。

故选BCD。9、ABD【解析】

AB．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得合因为金属棒从静止出发，所以有且合即加速度，加速度方向水平向右；（1）若，则有加速度为定值，金属棒水平向右做匀加速直线运动，则有说明速度与时间成正比，故A可能；(2)若，则有随增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度-时间图象的斜率增大；(3)若，则有随增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，速度-时间图象的斜率减小，故B可能；CD．设金属棒在某一时刻速度为，由题意可知感应电动势环路电流为则有感应电流与速度成正比；感应电流功率为则有感应电流的功率与速度的平方成正比，故C错误，D正确。故选ABD。10、AD【解析】

A．根据左手定则可判断出正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A正确；B．因为左右两边磁场强度不一样，导致左右的半径不同，所以发生偏移；CD．根据得发现B越大，R越小，所以右边部分的R大于左边部分的R，结合左手定则判断出正离子就会向下侧漂移，电子向上侧漂移，故C错误，D正确。故选AD。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、需要不需要0.49m/s1.0m/【解析】

（1）本实验是通过力传感器测量的细线的拉力，要想将拉力作为小车的合外力，需要平衡摩擦力；由于拉力可以直接读出，所以钩码的质量不需要远远小于小车的质量；

（2）频率f=50Hz，则周期T=0.02s，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔t=5T=0.1s；第5个计数点的速度为v5=x4+12、40【解析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50Hz．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）0.48J；（2）1.5s；（3）F=0.96－0.08t(t≤2.5s)【解析】

（1）M棒匀速时，有m1gsin37°=μ1m1gcos37°＋BIL①E