湖北省武汉华中师大一附中2021-2022学年高三下学期联合考试物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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。1．两行星和各有一颗卫星和，卫星的圆轨道接近各自的行星表面，如果两行星质量之比，两行星半径之比则两个卫星周期之比为（）A． B． C． D．2．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为5∶1。变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流，两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。电流表、均为理想电表。则（）A．电流表示数为0.2A B．电流表示数为5AC．电压表示数为4V D．通过电阻R的交流电的周期为2×10-2s3．原子核有天然放射性，能发生一系列衰变，可能的衰变过程如图所示。下列说法中正确的是（）A．过程①的衰变方程为B．过程①的衰变方程为C．过程②的衰变方程为D．过程②的衰变方程为4．“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是（）A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变5．如图所示，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=5Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m，ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1︰n2=l︰3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t（V）B．交流电压表的示数为20VC．电阻R上消耗的电动率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的2倍6．人们射向未来深空探测器是以光压为动力的，让太阳光垂直薄膜光帆照射并全部反射，从而产生光压．设探测器在轨道上运行时，每秒每平方米获得的太阳光能E=1.5×104J，薄膜光帆的面积S=6.0×102m2，探测器的质量m=60kg，已知光子的动量的计算式，那么探测器得到的加速度大小最接近A．0.001m/s2 B．0.01m/s2 C．0.0005m/s2 D．0.005m/s2二、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，绝缘底座上固定一电荷量为+q的小球A，在其上方l处固定着一个光滑的定滑轮O，绝缘轻质弹性绳一端系在O点正上方处的D点，另一端与质量为m的带电小球B连接。小球B平衡时OB长为l，且与竖直方向夹角为60°。由于小球B缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球B恰好在AB连线的中点C位置平衡。已知弹性绳的伸长始终处于弹性限度内，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球B带负电B．弹性绳原长为C．小球B在C位置时所带电荷量为D．小球B在初始平衡位置时所带电荷量为8．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9．如图所示，实线是一列简谐横波t=0时刻的波形图，虚线是0.2s时的波形图，下列说法正确的是（）A．该波的波长为4mB．若波向右传播，x=1m的质点0时刻正在向x轴方向运动C．t=0.2s时，x=3m处的质点的加速度最大且方向沿y轴负方向D．若波向左传播，0~0.2s时间内它传播的最小距离为3mE.若波向右传播，它的最大周期为0.8s10．如图为一电源电动势为E，内阻为r的稳定电路。电压表A的内阻为5kΩ。B为静电计，C1，C2为两个理想的电容器且耐压值足够高。在开关闭合一段时间后，下列说法正确的是A．C1上电荷量为0B．若将甲右滑，则C2上电荷量增大C．若C1>C2，则电压表两端大于静电计两端电压D．将S断开，使C2两极距离增大，B张角变大三、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）如图所示利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平B．测出遮光条的宽度dC．将滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离lD．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间tE.用天平称出托盘和砝码的总质量mF.………请回答下列问题（重力加速度取g）：(1)滑块经过光电门的速度可以表示为____（用物理量符号表示）。(2)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是____。(3)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少_____（用物理量符号表示）。(4)选用不同的l，测出对应的t。能直观反应系统机械能守恒的图像是_____。A．t﹣lB．t2﹣lC．﹣lD．﹣l12．（12分）实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为m0的钩码若干，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．(1)正确进行实验操作，得到一条纸带。纸带的一部分如左图所示，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s。该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻度尺边缘紧靠纵轴，其示数如右图所示。则打下计数点“2”时小车的速度大小为____________m/s；小车的加速度大小为___________m/s2(结果均保留两位有效数字)(2)将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的加速度a，作出a－m图象如图所示．已知当地重力加速度g＝9.8m/s2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。(3)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．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）某容积为20L的氧气瓶里装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为4atm，如每个小钢瓶中原有氧气压强为latm。问最多能分装多少瓶？（设分装过程中无漏气，且温度不变）14．（16分）如图所示，导热缸体质量M=10kg，气缸内轻质活塞被一劲度系数k=100N/cm的轻弹簧竖直悬挂于天花板上。轻质活塞封闭一定质量的理想气体（气体重力不计），环境温度为T1=300K时，被封气柱长度cm，缸口离天花板高度h=1cm，已知活塞与缸壁间无摩擦，活塞横截面积S=1×10-2m2，大气压强p0=1.0×105Pa且保持不变，重力加速度g=10m/s2.求：①环境温度降到多少时缸口恰好接触天花板；②温度降到多少时天花板对缸体的压力等于缸体重力（缸口与天花板接触点不完全密闭）。15．（12分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。

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、A【解析】

卫星做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，有得所以两卫星运行周期之比为故A正确、BCD错误。

故选A。2、A【解析】

AB．根据图象可得原线圈的电压的最大值为，所以电压的有效值为原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为5∶1，则有解得副线圈电压则副线圈中的电流根据变压器电流与匝数的关系有所以原线圈中的电流即电流表的读数故A正确，B错误；C．电压表示数为电阻R上的电压，根据欧姆定律有故C错误；D．由乙图可知通过电阻R的交流电的周期为4×10-2s，故D错误。故选A。3、D【解析】

AB．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得，过程①的衰变方程为故AB错误；CD．由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得，过程①的衰变方程为故C错误，D正确。故选D。4、B【解析】摩天轮运动过程中做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，选项A错误；圆周运动过程中，在最高点由重力和支持力的合力提供向心力，即，所以重力大于支持力，选项B正确；转动一周，重力的冲量为I=mgT，不为零，C错误；运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，根据P=mgvcosθ可知重力的瞬时功率在变化，选项D错误．故选B．5、B【解析】

A．线圈绕垂直磁场的虚线轴匀速转动，产生正弦式交流电，交变电动势最大值：Em=NBSω=50×0.2×0.1×0.2×200V=40V图示位置为与中性面垂直的位置，感应电动势为最大，则从此时开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40cos200t（V）故A错误；B．线圈内阻不计，则电压表示数为交变电动势的有效值故B正确；C．根据变压比可知，副线圈输出电压：电阻R上消耗的功率：故C错误；D．变压器不会改变交流电的频率，故D错误。故选：B。6、A【解析】

由E=hv，P＝以及光在真空中光速c=λv知，光子的动量和能量之间关系为E=Pc．设时间t内射到探测器上的光子个数为n，每个光子能量为E，光子射到探测器上后全部反射，则这时光对探测器的光压最大，设这个压强为p压；每秒每平方米面积获得的太阳光能：p0＝•E由动量定理得F•＝2p压强p压＝对探测器应用牛顿第二定律F=Ma可得a＝代入数据得a=1.0×10-3m/s2故A正确，BCD错误．故选A.点睛：该题结合光子的相关知识考查动量定理的应用，解答本题难度并不大，但解题时一定要细心、认真，应用动量定理与牛顿第二定律即可解题．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】

A．由同种电荷相互排斥可知，小球B带正电，故A错误；D．根据受力分析和平衡条件，可得解得小球B在初始位置时所带电荷量为，故D错误；C．小球B在C位置时，由相似三角形原理可得解得，故C正确；B．当小球B在C位置时，设绳子原长为x，由受力分析和相似三角形原理可知，当小球B在初始平衡位置时有当小球B在C位置时有联立方程组可得弹性绳原长，故B正确。故选BC。8、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。9、ADE【解析】

A．根据图像可知波长，A正确；B．若波向右传播，质点不随波迁移，根据同侧法可知处的质点0时刻向轴正方向运动，B错误；C．t=0.2s时，x=3m处的质点的加速度最大且方向沿y轴正方向，C错误；D．若波向左传播，0~0.2s时间内根据图像可知图中波峰的移动的最小距离为3m，则它传播的最小距离为3m，D正确；E．若波向右传播，经过时（n=1，2，3…）解得（n=1，2，3…）当时，最大周期为，E正确。故选ADE。10、AD【解析】

A．由于电容器和静电计均为断路，故开关闭合一段时间后，电路中电流为0，故电压表两端电压为0，因此C1上电荷量为0，故A正确；B．由于整个电路中没有电流，C2相当于直接接在电源两端，故滑动滑动变阻器对电路没有影响，C2上电压不变，故电荷量不变，故B错误；C．电压表两端电压为0，静电计两端电压不为0，故C错误；D．S断开后，C2上电荷量保持不变，故当两极板距离增大时，电容减小，由可知，电压增大，故静电计张角变大，故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、滑块和遮光条的总质量MmglD【解析】

(1)[1]遮光条宽度小，通过时间短，可以用平均速度近似代替瞬时速度，挡光条通过光电门的速度为v＝(2)[2]令滑块和遮光条的总质量为M，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为Ek＝(M+m)v2＝(m+M)·()2实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量M。(3)[3]根据题意可知，系统减少重力势能即为托盘和砝码减小的，为Ep＝mgl(4)[4]为了验证机械能守恒，需满足的关系是mgl＝(m+M)·()2应该是图像，ABC错误，D正确。故选D。12、0.47；0.70；0.33；大于；不需要；【解析】

（1）依据中时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，那么计数点“2”时小车的速度大小为：；根据∆x=aT2结合逐差法可得：。（2）根据牛顿第二定律可知mg-μ（M-m）g=Ma，解得，由图可知，-μg=-3.3，解得μ=0.33；

μ的测量值大于真实值，原因是滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等；

（3）在此实验中，由于把小车和砝码的质量作为了整体，结合第二问可知，不需要满足悬挂钩码质量远小于木块和槽中的钩码总质量；【点睛】此题在求解加速度时还可这样做：纸带的长度之比等于此段纸带的平均速度之比，还等于各段纸带中间时刻的速度之比，即纸带的高度之比等于中间时刻速度之比，这种等效替代的方法减小了解题难度，要提高应用匀变速直线的规律以及推