湖北五校联盟2021-2022学年高三下学期第六次检测物理试卷含解析

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．“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是A．A球面电势比B球面电势高B．电子在AB间偏转电场中做匀变速运动C．等势面C所在处电场强度的大小为E=D．等势面C所在处电势大小为2．同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN连接，如图甲所示．导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流的正方向，则在1~2s内A．M板带正电，且电荷量增加B．M板带正电，且电荷量减小C．M板带负电，且电荷量增加D．M板带负电，且电荷量减小3．如图所示，轻质弹簧下端挂有一质量为的小球（视为质点），静止时弹簧长为，现用一始终与弹簧轴向垂直的外力作用在小球上，使弹簧由竖直位置缓慢变为水平。重力加速度为。则在该过程中（）A．弹簧的弹力先增大后减小B．外力一直增大C．外力对小球做功为D．弹簧弹力对小球做功为4．如图所示，空间有一正三棱锥P-ABC，D点是BC边上的中点，点是底面ABC的中心，现在顶点P点固定一正的点电荷，则下列说法正确的是（）A．ABC三点的电场强度相同B．底面ABC为等势面C．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，静电力对该试探电荷先做负功后做正功D．若B、C、D三点的电势为，则有5．如图所示，在半径为R的半圆和长为2R、宽为的矩形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。一束质量为m、电量为q的粒子（不计粒子间相互作用）以不同的速率从边界AC的中点垂直于AC射入磁场.所有粒子从磁场的EF圆弧区域射出（包括E、F点）其中EO与FO（O为圆心）之间夹角为60°。不计粒子重力.下列说法正确的是（）A．粒子的速率越大，在磁场中运动的时间越长B．粒子在磁场中运动的时间可能为C．粒子在磁场中运动的时间可能为D．粒子的最小速率为6．如图，两端封闭的玻璃直管下方用一小段水银柱封闭了一定质量的理想气体，上方为真空．现在管的下方加热被封闭的气体，下图中不可能发生的变化过程是（）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．如图甲所示，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，从离弹簧上端高h处由静止释放，某同学在研究小球落到弹簧后向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（）A．小球在下落的过程中机械能守恒B．小球到达最低点的坐标大于C．小球受到的弹力最大值等于2mgD．小球动能的最大值为mgh+mgx08．如图所示，两根间距为L、电阻不计、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平故置。导轨所在空间存在方向与导轨所在平面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场。平行金属杆ab、cd的质量分别为m1、m2，电阻分别为R1、R2，长度均为L，且始终与导轨保持垂直。初始时两金属杆均处于静止状态，相距为x0。现给金属杆ab一水平向右的初速度v0，一段时间后，两金属杆间距稳定为x1，下列说法正确的是（）A．全属杆cd先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动B．当全属杆ab的加速度大小为a时，金属杆cd的加速度大小为C．在整个过程中通过金属杆cd的电荷量为D．金属杆ab、cd运动过程中产生的焦耳热为9．下列说法正确的有A．电子的衍射图样表明电子具有波动性B．发生光电效应时，仅增大入射光的频率，光电子的最大初动能就增大C．β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核束缚而形成的D．中子和质子结合成氘核，若亏损的质量为m，则需要吸收mc²的能量10．下列说法中正确的是。A．电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减小D．光电效应中极限频率的存在说明了光的波动性三、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）用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。(1)下列实验条件必须满足的有____________；A．斜槽轨道光滑B．斜槽轨道末段水平C．挡板高度等间距变化D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系；a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_______（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定轴时_______（选填“需要”或者“不需要”）轴与重锤线平行；b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则_______（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为_______（已知当地重力加速度为，结果用上述字母表示）。(3)为了得到平拋物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是_______；A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_______。A．在水平方向上做匀速直线运动B．在竖直方向上做自由落体运动C．在下落过程中机械能守恒12．（12分）某同学在用如图所示实验装置测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示。图甲读数为____________mm，图乙读数为_________mm。根据以上实验，测得光的波长是_________m（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）光滑水平面上，质量为1kg的小球A以5m/s的速度向右运动，大小相同的小球B质量为4kg，以0.5m/s的速度向右运动，两者发生正碰，碰撞后小球B以2m/s的速度向右运动.求：①碰后A球的速度v；②碰撞过程中A球对B球的冲量大小I.14．（16分）如图所示，竖直分界线左侧存在水平向右的匀强电场，电场强度大小；右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小。为电场中的一点，点到的距离，在其下方离点距离处有一垂直于的足够大的挡板。现将一重力不计、比荷的带正电的粒子从点由静止释放，电场和磁场的范围均足够大。求：（1）该带电粒子运动到位置的速度大小。（2）该带电粒子打到挡板的位置到的距离。（3）该带电粒子从点出发至运动到挡板所用的时间。15．（12分）地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道，它是一条穿过地心的笔直隧道，如图所示。假设地球的半径为R，质量分布均匀，地球表面的重力加速度为g。已知均匀球壳对壳内物体引力为零。(ⅰ)不计阻力，若将物体从隧道口静止释放，试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动；(ⅱ)理论表明：做简谐运动的物体的周期T=2πmk，其中，m为振子的质量，物体的回复力为F=－kx。求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t(地球半径R=6400km，地球表面的重力加速为g=10m/s2

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．电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以板的电势较高；故A错误；B．电子做匀速圆周运动，受到的电场力始终始终圆心，是变力，所以电子在电场中的运动不是匀变速运动．故B错误；C．电子在等势面所在处做匀速圆周运动，电场力提供向心力：又：，联立以上三式，解得：故C正确；D．该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以有：即有：所以可得：故D错误；故选C。2、A【解析】

在1~2s内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大，假设环闭合，由楞次定律可知感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知上极M板电势高，带正电，电荷量增加，故A正确，B、C、D错误；故选A．3、B【解析】

AB．小球受外力、重力和弹簧弹力三个力构成一个三角形，当外力与弹簧弹力垂直时最小，由三角形定则可判断，弹簧弹力一直减小，外力一直增大，故A不符合题意，B符合题意；CD．由上分析可知外力F和弹簧的弹力都是变力，所以无法直接求出外力和弹力所做的功，只能根据能量守恒求出外力与弹簧弹力的合力对小球做的功等于，故CD不符合题意。故选B。4、C【解析】

AB．A、B、C三点到P点的距离相等，根据点电荷的场强公式分析可知，A、B、C三点的电场强度大小相等，但方向不同；A、B、C的三个点到场源电荷的距离相等，在同一等势面，但其它点到场源电荷的距离与A、B、C三点到场源电荷的距离不等，故底面ABC所在平面不是等势面，故A、B错误；C．将一正的试探电荷从B点沿直线BC经过D点移到C点，电势先升高后降低，电势能先增大后减小，则静电力对该试探电荷先做负功后做正功，故C正确；D．由于B、C的两个点到场源电荷的距离相等，在同一等势面，即，则有，故D错误；5、B【解析】

ABC．粒子从F点和E点射出的轨迹如图甲和乙所示；

对于速率最小的粒子从F点射出，轨迹半径设为r1，根据图中几何关系可得：解得根据图中几何关系可得解得θ1=60°，所以粒子轨迹对应的圆心角为120°；

粒子在磁场中运动的最长时间为对于速率最大的粒子从E点射出，轨迹半径设为r2，根据图中几何关系可得解得根据图中几何关系可得所以θ2＜60°，可见粒子的速率越大，在磁场中运动的时间越短，粒子的速率越小运动时间越长，粒子在磁场中运动的最长时间为，不可能为，故B正确、AC错误；

D．对从F点射出的粒子速率最小，根据洛伦兹力提供向心力可得解得最小速率为故D错误。

故选B。6、B【解析】

A、图A为P-T图象，气体先做等压变化，温度升高，后做等容变化，压强随温度的升高而增大；故A正确．B、图B为p-t图，图中的气体的第二段变化的过程压强不变，显然是不可能的；故B错误．C、图C是p-V图象，气体先做等压变化，体积增大，后做等容变化，压强增大；故C正确．D、图D是V-T图象，气体第一段图线不变，表示气体先做等压变化，体积增大，后做等容变化；故D正确．本题选择不可能的故选B．【点睛】该题结合气体的状态图象考查对理想气体的状态方程的应用，解答的关键是先得出气体的状态参量变化的规律，然后再选择图象．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、BD【解析】

A．小球与弹簧组成地系统只有重力和弹簧的弹力做功，满足机械能守恒定律，故A错误；BC．由图像可知，为平衡位置，小球刚接触弹簧时有动能，有对称性知识可得，小球到达最低点的坐标大于，小球运动到最低点时弹力大于2mg，故B正确，C错误；D．为平衡位置，动能最大，故从开始到这段过程，根据动能定理可得而克服弹力做功等于图乙中小三角形面积，即故小球动能的最大值D正确。故选BD。8、CD【解析】

A．因为最终两金属杆保持稳定状态，所以最终两金属杆所受的安培力均为零，即回路中无感应电流，穿过回路的磁通量不再改变，则两金属杆最终的速度相同，所以金属杆ab先做加速度逐渐减小。的减速直线运动，最后做匀速直线运动，金属杆cd先做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后做匀速直线运动，A项错误；B．两金属杆中的电流大小始终相等，根据安培力公式F安=BIL可知两金属杆所受的安培力大小时刻相等，再根据牛顿第二定律F=ma可知当金属杆ab的加速度大小为a时，金属杆cd的加速度大小为，B项错误；C．设从金属杆ab获得一水平向右的初速度v0到最终达到共同速度所用的时间为t。则在这段时间内，回路中的磁通量的变化量=BL（x1-x0）根据法拉第电磁感应定律有由闭合电路欧姆定律有设在这段时间内通过金属杆cd的电荷量为q，所以有联立以上各式解得q=C项正确；D．设两金属杆最终的共同速度为v，根据动量守恒定律有设金属杆ab、cd产生的焦耳热为Q，则由能量守恒定律有解得Q=D项正确。故选CD。9、AB【解析】

A．衍射是波动性的体现，A正确；B．根据光电效应方程，仅增大入射光频率，光子能量增大，逸出功不变，光电子初动能增大，B正确；C．β衰变中放出的β射线是原子核内的中子转化成质子过程中跑射出的电子形成的D．质量亏损，根据质能方程，应该放出能量，D错误；故选AB。10、AB【解析】

A．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故A正确；B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，故B正确；C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大，故C错误；D．光电效应现象说明了光的粒子性，并不是波动性，故D错误。故选AB。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、BD球心需要大于ABB【解析】

(1)[1]因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度处无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，BD正确；挡板高度可以不等间距变化，故C错误。故选BD。(2)a．[2][3]因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应的白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定轴时需要轴与重锤线平行。b．[4][5]由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上的位移之比为1:3:5：…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大，因此大于；由，联立解得(3)[6]将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔受摩擦力作用，且不一定能保证铅笔水平，铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动，铅笔将发生倾斜，故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C不可行，AB可行。(4)[7]从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，可认为做平抛运动，因此不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动，故选项B正确。12、2.335（2.332-2.337）15.375（15.372-15.377）6.5×10-7【解析】

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