湖北荆州中学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考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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．如图所示为一理恕变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压u=Umsin100πt(V)．当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，三个灯泡刚好都正常发光．下列说法正确的是（）A．三个灯泡的额定电压为Um/8B．变压器原、副线圈匝数比为9︰2C．此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2︰7D．流过灯泡c的电流，每0.02s方向改变一次2．用相同频率的光照射两块不同材质的金属板M、N，金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应。则（）A．金属板M的逸出功大于金属板N的逸出功B．若增加光的照射强度，则金属板N有可能发生光电效应C．若增加光的照射强度，则从金属板M中逸出的光电子的最大初动能会增大D．若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数会增加3．如图所示，aefc和befd是垂直于纸面向里的匀强磁场I、II的边界，磁场I、Ⅱ的磁感应强度分别为B1、B2，且B2=2B1，一质量为m、电荷量为q的带电粒子垂直边界ae从P点射入磁场I，后经f点进入磁场II，并最终从fc边界射出磁场区域．不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为（）A． B．C． D．4．“跳跳鼠”是很多小朋友喜欢玩的一种玩具（图甲），弹簧上端连接脚踏板，下端连接跳杆（图乙），人在脚踏板上用力向下压缩弹簧，然后弹簧将人向上弹起，最终弹簧将跳杆带离地面．A．不论下压弹簧程度如何，弹簧都能将跳杆带离地面B．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，弹簧的弹性势能全部转化为人的动能C．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，人一直向上加速运动D．从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，人的加速度先减小后增大5．2017年11月24日，国家航天局探月与航天工程中心副主任裴照宇表示，嫦娥五号任务将是我国首次月球表面采样返回任务，这次任务的完成将标志着我国探月工程“三步走”顺利收官。若已知万有引力常量G，那么在下列给出的各种情景中，能根据测量的数据求出月球密度的是()A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间tB．嫦娥五号贴近月球表面做匀速圆周运动，测出运行周期TC．嫦娥五号在高空绕月球做匀速圆周运动，测出距月球表面的高度H和运行周期TD．观察月球绕地球的匀速圆周运动，测出月球的直径D和运行周期T6．密闭容器内封有一定质量的空气，使该容器做自由落体运动，气体对容器壁的压强（）A．为零 B．保持不变C．减小 D．增大二、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(a)，A、B为某电场中沿x方向上的两个点，现将正点电荷q从A点静止释放，仅在电场力作用下沿x轴方向运动一段距离到达B点，其电势能Ep随x的变化关系如图(b)所示，则A．从A到B，电势先逐渐降低后逐渐升高B．从A到B，电场强度先增大后减小C．从A到B的过程中，电荷所受电场力先减小后增大D．从A到B的过程中，电场力对电荷先做负功后做正功8．在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s，则下列说法正确的是_________．A．此时P、Q两点运动方向相同B．再经过0.5s质点N刚好在（-5m，20cm）位置C．在1.5s<t<1.6s时间间隔内，质点N在x轴上方向上运动D．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3HzE.再经过0.5s时间质点M通过的路程大于100m9．下列说法正确的是_____A．悬浮在液体中的微粒越大，某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显B．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力C．分子平均速率大的物体的温度一定比分子平均速率小的物体的温度高D．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性E.外界对气体做功，气体的内能可能减小10．下列说法中正确的是（）A．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性B．第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律C．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小D．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大E.非晶体是各向同性的，晶体都是各向异性的三、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．（6分）图1为拉敏电阻的阻值大小随拉力变化的关系。某实验小组利用其特性设计出一电子测力计，电路如图2所示。所用器材有：拉敏电阻，其无拉力时的阻值为500.0电源（电动势3V，内阻不计）电源（电动势6V，内阻不计）毫安表mA（量程3mA，内阻）滑动变阻器（最大阻值为）滑动变阻器（最大阻值为）电键S，导线若干。现进行如下操作：①将拉敏电阻处于竖直悬挂状态并按图连接好电路，将滑动变阻器滑片置于恰当位置，然后闭合电键S。②不挂重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为3mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变。③在下施加竖直向下的拉力时，对应毫安表的示数为，记录及对应的的值。④将毫安表的表盘从1mA到3mA之间逐刻线刻画为对应的的值，完成电子测力计的设计。请回答下列问题：（1）实验中应该选择的滑动变阻器是__________（填“”或“”），电源是________（填“”或“”）；（2）实验小组设计的电子测力计的量程是__________。12．（12分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________。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，光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球A和B，A球所带电荷量为+q，B球不带电。现在A球右侧区域的有限宽度范围内加上水平向右的匀强电场，电场强度为E，小球A在电场力作用下由静止开始运动，然后与B球发生弹性正碰，A、B碰撞过程中没有电荷转移，且碰撞过程时间极短，求：(1)A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度；(2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功；(3)要使A、B两球只发生三次碰撞，所加电场的宽度d应满足的条件。14．（16分）如图所示，水平面AB光滑，质量为m=1.0kg的物体处于静止状态。当其瞬间受到水平冲量I=10N·s的作用后向右运动，倾角为θ=37°的斜面与水平面在B点用极小的光滑圆弧相连，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.5，经B点后再经过1.5s物体到达C点。g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求BC两点间的距离。15．（12分）已知外界大气压恒为，重力加速度，现有水平放置的导热良好的气缸用横截面积为的活塞封闭一定质量的理想气体，外界温度为，活塞与气缸底部间距离，如图甲所示。求：(1)现将气缸缓慢转动到开口向下如图乙所示温度降为，若活塞到底部的距离为，试计算活塞的质量多大？(2)若温度保持为原来的时，使气缸倾斜至与水平面成，此时气缸中活塞到底部的长度多长？（忽略活塞与气缸的摩擦，计算结果取三位有效数字）

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】设灯泡的额定电压为U，根据题意，输入电压，得：，此时原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，则变压器原、副线圈匝数比为，根据，因为a、b此时都能正常发光，故电压都为额定电压，根据，可知a、b消耗的电功率与电流成正比，即此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2︰7，由输入电压的表达式，可知角频率，则周期，而变压器不会改变交变电流的周期，故每0.02s电流方向改变两次，故ABD错误，C正确；故选C.【点睛】根据灯泡电压与输入电压的关系可确定接在线圈的输入端和输出端的电压关系，则可求得匝数之比；根据变压器电流之间的关系和功率公式可确定功率之比．2、D【解析】

A．金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应，说明入射光的频率大于金属板M的极限频率而小于金属板N的极限频率，由，知金属板M的逸出功小于金属板N的逸出功，故A错误；B．能否发生光电效应取决于入射光的频率和金属的极限频率的大小关系，而与光的照射强度无关，故B错误；C．根据爱因斯坦光电效应方程可知，在金属板M逸出功一定的情况下，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，故C错误；D．在能发生光电效应的前提下，若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数增加，故D正确。故选D。3、B【解析】

粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有则有粒子垂直边界ae从P点射入磁场Ⅰ，后经f点进入磁场Ⅱ，故根据几何关系可得：粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为磁场宽度d；根据轨道半径表达式，由两磁场区域磁感应强度大小关系可得：粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为磁场宽度，那么，根据几何关系可得：粒子从P到f转过的中心角为，粒子在f点沿fd方向进入磁场Ⅱ；然后粒子在磁场Ⅱ中转过，在e点沿ea方向进入磁场Ⅰ；最后，粒子在磁场Ⅰ中转过后从fc边界射出磁场区域；故粒子在两个磁场区域分别转过，根据周期可得：该带电粒子在磁场中运动的总时间为故选B。4、D【解析】当弹簧下压的程度比较小时，弹簧具有的弹性势能较小，弹簧不能将跳杆带离地面，故A错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能转化为人的动能和重力势能，故B错误；从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长，开始弹力大于重力，人向上加速，弹簧逐渐恢复性变,弹力逐渐减小，加速度逐渐减小；后来弹力小于重力，人的加速度反向增加，所以人的加速度先减小后增大，故C错误，D正确．所以D正确，ABC错误．

5、B【解析】设月球的质量为M，半径为r，则月球的密度A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t，根据，可知算出月球的重力加速度，根据，可以算得月球的质量，但不知道月球的半径，故无法算出密度，故A错误；B．根据得，所以，已知T就可算出密度，故B正确；C、根据得，但不知道月球的半径，故无法算出密度，故C错误；D、观察月球绕地球的圆周运动，只能算出地球的质量，无法算出月球质量，也就无法算出月球密度，故D错误；故选B。6、B【解析】气体的压强是由于气体分子做无规则运动，对器壁频繁地撞击产生的，容器做自由落体运动时处于完全失重状态，但气体分子的无规则运动不会停止．根据气体压强的决定因素：分子的平均动能和分子的数密度可知，只要温度和气体的体积不变，分子的平均动能和单位体积内分子数目不变，气体对容器壁的压强就保持不变，故B正确，ACD错误．故选B．点睛：大量的气体分子做无规则热运动，对器壁频繁、持续地碰撞产生了压力，单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．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】

AD.正点电荷q从A点静止释放，仅在电场力作用下沿x轴方向运动一段距离到达B点，电势能先减小后增大，则正电荷从A到B电场力先做正功，后做负功；正点电荷q电势能先减小后增大，所以电势先降低后升高。故A正确，D错误；BC.电势能EP随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小，因此电场力先减小后增大，电场强度先减小后增大，故B错误，C正确。8、ABE【解析】

A.根据对称性可知，此时P（-2m，0cm）、Q（2m，0cm）两点运动方向相同，A正确；B.由图可知波长，周期为，时间，波传到N点的时间为T，波传到N点时，N点向上运动，经过0.5s质点N刚好在波峰，其坐标为（-5m，20cm），B正确；C.在1.5s<t<1.6s时间间隔内，即，由周期性可知其与运动状态相同，可判断质点N在x轴下方向上运动，C错误；D.该波的频率为，能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz，D错误；E.在经过0.5s即个周期，1个完整的周期其通过的路程为80cm，由于内M处于加速阶段，因此通过的路程大于20cm，即总路程大于100cm，E正确．9、BDE【解析】

A．悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数越少，布朗运动越明显，故A错误；B．由于表面分子较为稀疏，故液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，所以液体表面存在表面张力，故B正确；C．分子的平均动能相等时，物体的温度相等；考虑到分子的质量可能不同，分子平均速率大有可能分子的平均动能小；分子平均速率小有可能分子的平均动能大．故C错误；D．由热力学第二定律可知，自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故D正确；E．当外界对气体做功，根据热力学第一定律△U=W+Q分析可知，内能可能增大也可能减小，故E正确．10、ACD【解析】

A．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性，选项A正确；B．第二类永动机研制失败的原因是违背了热力学第二定律，选项B错误；C．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，选项C正确；D．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，选项D正确；E．多晶体具有各向同性，选项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。11、200【解析】

（1）[1][2]毫安表示数为3mA时，由闭合电路的欧姆定律，有若选电源，则滑动变阻器电阻为，两个滑动变阻器均达不到，所以只能选电源，此时滑动变阻器电阻为，只能选。（2）[3]毫安表示数为1mA时，拉力最大，由闭合电路的欧姆定律，有由图1有解得拉力最大值为200N。电子测力计的量程200N。12、不连接等于在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比【解析】

(2)[1][2]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。(3)[3]遮光条经过光电门A时的速度表达式经过光电门B时的速度表达式所以(4)[4]由牛顿第二定律可知，保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。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）（2）5qEx0（3）8x0<d≤18x0【解析】

（1）设A球与B球第一次碰撞前的速度为v0，碰撞后的速度分别为vA1、vB1。

对A，根据牛顿第二定律得：qE=ma

由运动学公式有：v02=2ax0。

解得：v0=

对于AB碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：

mv0=mvA1+mvB