湖北省武昌市2021-2022学年高考物理一模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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．下列说法正确的是（）A．库仑发现了电流的磁效应B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应从动量方面进一步揭示了光的粒子性C．镭226变为氡222的半衰期是1620年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短D．结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固2．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为电容器。将滑动变阻器的滑动触头P置于位置a，闭合开关S，电路稳定时理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，理想电流表A的示数为I。当滑动变阻器的滑动触头P由a滑到b且电路再次稳定时，理想电压表V1、V2的示数分别为U1′、U2′，理想电流表A的示数为I′。则以下判断中正确的是（）A．滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，通过R3的电流方向由左向右B．滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，电容器的带电量减小C．，，D．3．如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块，木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示的a­F图，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2，则下列选项错误的是A．滑块的质量m＝4kgB．木板的质量M＝2kgC．当F＝8N时滑块加速度为2m/s2D．滑块与木板间动摩擦因数为0.14．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场分布在半径为R的圆内，CD是圆的直径，质量m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止经电场加速后，沿着与直径CD平行且相距的直线从A点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是，则加速电场的电压是（）A． B．C． D．5．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．6．如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是A．圆环通过O点的加速度小于gB．圆环在O点的速度最大C．圆环在A点的加速度大小为g+D．圆环在B点的速度为2二、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，在某一峡谷的两侧存在与水平面成相同角度的山坡，某人站在左侧山坡上的P点向对面的山坡上水平抛出三个质量不等的石块，分别落在A、B、C三处，不计空气阻力，A、C两处在同一水平面上，则下列说法正确的是()A．落到A、B、C三处的石块落地速度方向相同B．落到A、B两处的石块落地速度方向相同C．落到B、C两处的石块落地速度大小可能相同D．落到C处的石块在空中运动的时间最长8．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动。电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（）A．在汽车向右匀速直线运动过程中电路中没有电流B．在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流C．在汽车向右做加速度增大的减速运动过程中电介质所处的位置电势升高D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的电流9．质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U加速后，经小孔P沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。但受加速场实际结构的影响，从小孔P处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q，其中质量分别为m1、m2（m2>m1）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（）A．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cosθ=B．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=C．两种粒子形成亮线的最大总长度为D．两种粒子形成亮线的最大总长度为10．下列说法正确的是A．用不能被水浸润的塑料瓶做酱油瓶，向外倒酱油时不易外洒B．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度升高而减少C．某气体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则该气体的分子体积为V0＝D．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的三、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）如图所示装置可以用来测量滑块和水平面间动摩擦因数。在水平面上将弹簧一端固定，另一端与滑块接触（两者不固连）。压缩弹簧，静止释放，滑块被弹出，离开弹簧后经过光电门O，最终停在P点。已知挡光片的宽度d，记录滑块上挡光片通过光电门的时间t，重力加速度大小为g。(1)滑块经过O点的速度为____________。(2)除了记录滑块挡光片通过D点光电门的挡光时间之外，还需要测量的一个物理量是____________（填选项前的字母）。A．滑块释放点到P点距离xB．光电门与P点间的水平距离sC．滑块（带挡光片）质量mD．弹簧的长度l(3)动摩擦因数的表达式为____________（用上述测量量和重力加速度g表示）。12．（12分）某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验：A．一端带有滑轮和刻度尺的轨道B．两个光电计时器C．安装有挡光片的小车（质量为M）D．拴有细线的托盘（质量为m0）E.可以调节高度的平衡支架F.一定数量的钩码某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：①调节两个光电门中心的距离，记为L；②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门A、B，钩码的质量记为m；③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门A、B，光电计时器记录小车通过A、B的时间分别为△t1和△t2；④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题(1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度d，则d=______cm。(2)小车加速从A到B过程中合外力做的功W=________；小车动能的变化量的表达式△Ek=___（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。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，一质量m=1.0kg的小球系在竖直平面内长度R=0.50m的轻质不可伸长的细线上，O点距水平地面的高度h=0.95m。让小球从图示水平位置由静止释放，到达最低点的速度v=3.0m/s，此时细线突然断开。取重力加速度g=10m/s2.求：(1)小球落地点与O点的水平距离x。(2)小球在摆动过程中，克服阻力所做的功W；(3)细线断开前瞬间小球对绳子的拉力T。14．（16分）据报道，我国华中科技大学的科学家创造了脉冲平顶磁场磁感应强度超过60T的世界纪录，脉冲平顶磁场兼具稳态和脉冲两种磁场的优点，能够实现更高的强度且在一段时间保持很高的稳定度。如图甲所示，在磁场中有一匝数n=10的线圈，线圈平面垂直于磁场，线圈的面积为S=4×10-4m2，电阻为R=60Ω。如图乙为该磁场磁感应强度的变化规律，设磁场方向向上为正，求：(1)t=0.5×10-2s时，线圈中的感应电动势大小；(2)在0~2×10-2s过程中，通过线圈横截面的电荷量；(3)在0~3×10-2s过程中，线圈产生的热量。15．（12分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段平直倾斜且粗糙，BC段是光滑圆弧，对应的圆心角，半径为r，CD段水平粗糙，各段轨道均平滑连接，在D点右侧固定了一个圆弧挡板MN，圆弧半径为R，圆弧的圆心也在D点。倾斜轨道所在区域有场强大小为、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电小物块(视为质点)在倾斜轨道上的A点由静止释放，最终从D点水平抛出并击中挡板。已知A，B之间距离为2r，斜轨与小物块之的动摩擦因数为，设小物块的电荷量保持不变，重力加速度为g，，。求：(1)小物块运动至圆轨道的C点时对轨道的压力大小；(2)改变AB之间的距离和场强E的大小，使小物块每次都能从D点以不同的速度水平抛出并击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值。

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、B【解析】

A．安培发现了电流的磁效应，选项A错误；B．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应从动量方面进一步揭示了光的粒子性，选项B正确；C．半衰期不随外界环境的变化而变化，选项C错误；D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D错误。故选B。2、D【解析】

AB．电容C与电阻R1、R2并联，其电压等于电源的路端电压，当滑动变阻器滑动触头P由a滑向b的过程中，变阻器的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，根据可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，通过R3的电流方向由右向左，故AB项错误；C．因电路电流减小，故，则R1两端电压减小，即。因路端电压增大，则R2两端电压增大，即，故C项错误；D．将R1等效为电源内阻，则可视为等效电源的路段电压，根据U—I图像的斜率关系可得故D项正确。故选D。3、C【解析】

AB．由题图乙知，F＝6N时，滑块与木板刚好不相对滑动，加速度为a＝1m/s2。对整体分析，由牛顿第二定律有F＝（M＋m）a，代入数据计算得出:M＋m＝6kg，当F≥6N时，对木板，根据牛顿第二定律得:，知图线的斜率k＝，则:M＝2kg，滑块的质量:m＝4kg；故AB不符合题意；CD．根据F＝6N时，a＝1m/s2，代入表达式计算得出:μ＝0.1，当F＝8N时，对滑块，根据牛顿第二定律得μmg＝ma′，计算得出：a′＝μg＝1m/s2，故C符合题意，D不符合题意。故选C。4、B【解析】

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期是；

粒子在磁场中运动的时间是如图所示，粒子从A点进入磁场后，从E点射出．O为磁场圆的圆心，设∠AOC=α

则sinα=，则α=45°粒子做圆周运动的圆心是O1点，设半径O1A=r，O1A⊥CD，∠COO1=45°．

由图可知r=R粒子做圆周运动加速过程满足解得加速电压故选B。5、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．6、D【解析】

A．圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故A错误；B．圆环受力平衡时速度最大，应在O点下方，故B错误；C．圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，在A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长根据牛顿第二定律，有解得故C错误；D．圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能解得故D正确。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、BC【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度．知道速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．解：A、因为速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，A、B两点的位移方向相同，与落在C点的位移方向不同，所以A、B两点的速度方向相同，与C点的速度方向不同，故A错误，B正确．C、落在B点的石块竖直分速度比C点竖直分速度大，但是B点的水平分速度比C点水平分速度小，根据平行四边形定则可知，两点的速度大小可能相同，故C正确．D、高度决定平抛运动的时间，可知落在B点的石块运动时间最长．故D错误．故选BC．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．8、AD【解析】

A．当汽车向右匀速直线运动时，电介质位置不变，根据电容的决定式可知电容器的电容不变，因两板电压不变，根据电容的定义式可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，A正确；B．当汽车以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，根据电容器的决定式可知电容器的电容不变，因两极的电压不变，根据电容器的定义式可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，B错误；C．电容器两端与电源连接，电压等于电源电压不变，两板间距不变，电容器两板之间形成的匀强电场不变，根据匀强电场中电势差与场强的关系可以推断电介质所处位置电势不变，C错误；D．当电路中有顺时针方向的电流时，说明电容器处于充电状态，因电容器两端电压等于电源电压不变，根据可知电容器的电容增大导致电容器所带电荷量增加，根据电容器的决定式可知插入极板间电介质加深，弹簧越拉越长，合力向右增大，汽车向右做加速度增大的加速运动符合上述结果，D正确。故选AD。9、AD【解析】

由题意知解得同理设左右最大发射角均为时，粒子光斑的右边缘恰好与粒子光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为半圆轨迹和向左发散角轨迹，实线为半圆轨迹和向左发散轨迹），则联立解得此时两种粒子光斑总宽度为解得故选AD。10、ABE【解析】

A．从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油不浸润塑料，故A正确；B．一定质量的理想气体，在压强不变时，温度升高，则分子对器壁的平均碰撞力增大，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数减少，故B正确；C．气体间距较大，则得到的是气体分子间的平均距离，故C错误；D．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，布朗运动的激烈程度与温度和悬浮颗粒的体积有关，温度越高，体积越小，布朗运动越剧烈，若是与固体颗粒相碰的液体分子数越多，说明固体颗粒越大，不平衡性越不明显，故D错误；E．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故E正确。故选ABE。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、B【解析】

(1)[1]遮光条的宽度较小，通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，根据平均速度公式可知滑块的速度(2)[2]到的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得动摩擦因数的表达式为还需要测量的物理量是：光电门与之间的水平距离，ACD错误，B正确。故选B。(3)[3]根据上述分析可知12、0.7