湖北重点中学2021-2022学年高三下学期联考物理试题含解析

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、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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．如图，水平导体棒PQ用一根劲度系数均为k=80N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，置于水平向里的匀强磁场中，PQ长度为L=0.5m，质量为m=0.1kg。当导体棒中通以大小为I=2A的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状态。欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，（重力加速度g取10m/s2）则（）A．通入的电流方向为P→Q，大小为1.2AB．通入的电流方向为P→Q，大小为2.4AC．通入的电流方向为Q→P，大小为1.2AD．通入的电流方向为Q→P，大小为2.4A2．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔。质量为m的小球套在圆环上。一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉动细线，使小球沿圆环缓慢上移，在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是()A．F不变，FN增大 B．F减小，FN不变C．F不变，FN减小 D．F增大，FN减小3．某探究小组计划以下述思路分析电容器间电场（可看作匀强电场）的特点。如图所示，把电容器的一个极板接地，然后用直流电源给电容器充电，接地极板连接电源正极，充电结束后电容器与电源断开。在两极板之间的P点固定一个负试探电荷，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离。在平移过程中，电容C、场强E、P点电势、试探电荷在P点电势能与负极板移动距离x的关系正确的是（）A．B．C．D．4．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为9：1，电表均为理想电表，R1为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R0为定值电阻。若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交变电流，下列说法中正确的是（）A．输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为（V）B．t=0.02s时，穿过该发电机线圈的磁通量最小C．R温度升高时，电流表示数变大，电压表示数变小，变压器的输人功率变大D．t=0.01s时，电流表的示数为05．2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫基发射中心，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星，北斗三号CEO-2是一颗地球同步轨道卫星，以下关于这颗卫星判断正确的是（）A．地球同步轨道卫星的运行周期为定值B．地球同步轨道卫星所受引力保持不变C．地球同步轨道卫星绕地运行中处干平衡状态D．地球同步轨道卫星的在轨运行速度等于第一宇宙速度6．如图所示，在矩形区域abcd内存在磁感应强度大小为B、方向垂直abcd平面的匀强磁场，已知bc边长为。一个质量为m，带电量为q的正粒子，从ab边上的M点垂直ab边射入磁场，从cd边上的N点射出，MN之间的距离为2L，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．磁场方向垂直abcd平面向里B．该粒子在磁场中运动的时间为C．该粒子在磁场中运动的速率为D．该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量为零二、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，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8．下列说法正确的是______A．水池中水的温度相同，水底一小气泡因扰动而上升时一定吸热B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．同一容器中同种气体所有的分子运动速率基本相等D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行E.压缩汽缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力9．一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，处为粒子电势能最大位置，则下列说法正确的是（）A．处电场强度最大B．粒子在段速度一直在减小C．在、、、处电势、、、的关系为D．段的电场强度大小方向均不变10．如图所示,一固定斜面倾角为θ,将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右拋出,击中了斜面上的P点;将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左拋出,恰好垂直斜面击中Q点。不计空气阻力,重力加速度为A．若小球A在击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为φ,则tanB．若小球A在击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为φ,则tanC．小球A、B在空中运动的时间比为2D．小球A、B在空中运动的时间比为tan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）如图所示的实验装置，桌面水平且粗糙，在牵引重物作用下，木块能够从静止开始做匀加速直线运动。在木块运动一段距离后牵引重物触地且不反弹，木块继续运动一段距离停在桌面上（未碰到滑轮）。已知牵引重物质量为m，重力加速度为g。某同学通过分析纸带数据，计算得到牵引重物触地前、后木块的平均加速度大小分别为a1和a2，由此可求出木块与桌面之间的动摩擦因数为μ=_______（结果用题中字母表示）；在正确操作、测量及计算的前提下，从系统误差的角度，你认为该实验测量的木块与桌面之间的动摩擦因数的结果与真实值比较会_____（选填“偏大”、“偏小”“不变”）；木块的质量为M=_____（结果用题中字母表示）。12．（12分）某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，其主要步骤如下：（1）物块P、Q用跨过光滑定滑轮的轻绳相连，P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P，使系统处于静止状态（如图所示），用刻度尺测出遮光条所在位置A与固定在铁架台上的光电门B之间的高度h。（2）现将物块P从图示位置由静止释放，记下遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度大小v=___________。（3）己知当地的重力加速度为g，为了验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是_________（用相应的文字及字母表示）。（4）利用上述测量的实验数据，验证机械能守恒定律的表达式是_________。（5）改变高度h，重复实验，描绘出v2-h图象，该图象的斜率为k。在实验误差允许范围内，若k=_________，则验证了机械能守恒定律。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）如图所示是一种叫“蹦极跳”的运动。跳跃者用弹性长绳一端绑在脚踝关节处，另一端固定在距地面几十米高处，然后从该高处自由跳下。某人做蹦极运动时，从起跳开始计时，他对弹性长绳的弹力F随时间t变化为如图所示的曲线。为研究方便，不计弹性长绳的重力，忽略跳跃者所受的空气阻力，并假设他仅在竖直方向运动，重力加速度g取10m/s2。根据图中信息求：(1)该跳跃者在此次跳跃过程中的最大加速度；(2)该跳跃者所用弹性绳的原长；(3)假设跳跃者的机械能都损耗于与弹性绳相互作用过程中。试估算，为使该跳跃者第一次弹回时能到达与起跳点等高处，需要给他多大的初速度。14．（16分）如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第I象限和第IV象限的圆形区域内分别存在如图所示的匀强磁场，在第IV象限磁感应强度大小是第Ⅰ象限的2倍．圆形区域与x轴相切于Q点，Q到O点的距离为L，有一个带电粒子质量为m，电荷量为q，以垂直于x轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成60°角以速度v进入第I象限，又恰好垂直于x轴在Q点进入圆形区域磁场，射出圆形区域磁场后与x轴正向成30°角再次进入第I象限。不计重力。求：（1）第I象限内磁场磁感应强度B的大小：（2）电场强度E的大小；（3）粒子在圆形区域磁场中的运动时间。15．（12分）如图所示是研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在xOy平面坐标系的第一象限内，存在两个电场强度大小均为E，方向分别水平向左和竖直向上的匀强电场区域Ⅰ和Ⅱ。两电场的边界均是边长为L的正方形，位置如图所示。（不计电子所受重力）(1)在Ⅰ区域AO边的中点处由静止释放电子，求电子离开Ⅱ区域的位置坐标；(2)在电场区域Ⅰ内某一位置（x、y）由静止释放电子，电子恰能从Ⅱ区域右下角B处离开，求满足这一条件的释放点x与y满足的关系。

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】

由题意知通电后弹簧恢复到原长，说明安培力方向向上，由平衡条件可得ILB=mg，代入数据解得磁感应强度大小B==1T。欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，假设安培力方向向下，由平衡条件可得mg+I′LB=kx，解得：I′=1.2A，假设成立，此时通入的电流方向为Q→P，故C正确，ABD错误。2、B【解析】

小球沿圆环缓慢上移可看作处于平衡状态，对小球进行受力分析，作出受力示意图如图由图可知△OAB∽△GFA即：，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，ACD错误B正确。3、D【解析】

设原两极板的距离为，负极板右移x时，两极板的距离为两极板间的距离减小；A．两极板间距减小为时，由知则C增大，但C与x的关系不是一次函数，其图像不是直线，故A错误；B．由，则有则E与x无关，其图像为平行于x轴的直线，故B错误；C．正极板接地其电势为0，且为最高值。P点与正极板距离不变，设为l，其电势为得则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为负值，故C错误；D．负试探电荷电势能为则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为正值，故D正确。故选D。4、C【解析】

A．由交变电流的图像可读出电压的最大值为，周期为，则所以输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为故A错误；B．当t=0.02s时，输入电压的瞬时值为0，所以该发电机的线圈平面位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故B错误；C．R温度升高时，其阻值变小，副线圈中的电流I2变大，则原线圈中电流也变大，由P=UI得，变压器的输入功率变大，电压表读数则U3减小，故C正确；D．电流表测的是电路中的有效值，不为0，D错误。故选C。5、A【解析】

A．同步卫星相对地球是静止的，即运行周期等于地球自转周期，为定值，A正确；BC．地球同步轨道卫星所受引力充当圆周运动的向心力，时时刻刻指向圆心，为变力，其合力不为零，故不是出于平衡状态，BC错误；D．第一宇宙速度是最小发射速度，最大环绕速度，即为在地球表面环绕的卫星的速度，而同步卫星轨道半径大于地球半径，根据可知，轨道半径越大，线速度越小，所以同步卫星运行速度小于第一宇宙速度，D错误。故选A。6、B【解析】

A．粒子向下偏转，根据左手定则可知磁场方向垂直abcd平面向外，故A错误；B．粒子运动轨迹如图所示根据图中几何关系可得，则R2=3L2+（R-L）2解得R=2L解得θ=60°该粒子在磁场中运动的时间为故B正确；C．根据洛伦兹力提供向心力可得，解得该粒子在磁场中运动的速率为故C错误；D．根据动量定理可得该粒子从M点到N点的运动过程中，洛伦兹力对该粒子的冲量等于动量变化，由于速度变化不为零，则动量变化不为零，洛伦兹力对该粒子的冲量不为零，故D错误。故选B。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、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。8、ABD【解析】

A．气泡上升过程压强不断减小，气泡逐渐胀大，就要对外做功，然而温度还不变，于是它肯定不断吸热．所以A正确．B．悬浮在液体中的颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞击的分子数越小.布朗运动微粒大小在10-6m数量级,液体分子大小在10-10m数量级,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因此,布朗运动越明显.B正确．C．同一容器中同种气体所有的分子运动速率不一定相等，C错误．D．按机械能与内能转化的方向性表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．熵增加原理的内容：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．如果过程可逆，则熵不变；如果过程不可逆，则熵增加．

从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展．所以D正确．E．分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小随分子间的距离而发生变化．当时，合力表现为斥力，当时，合力表现为引力．E错误．所以选择ABD．9、BC【解析】

A．根据电势能与电势的关系Ep=qφ，场强与电势的关系得由数学知识可知Ep−x图象切线的斜率x2处切线斜率为零，则x2处电场强度为零，选项A错误；B．由图看出在0∼x2段图象切线的斜率一直为正，由上式知场强方向没变，处为粒子电势能最大位置，则处为粒子动能最小，所以粒子在段速度一直在减小，选项B正确；C．根据电势能与电势的关系Ep=qφ，粒子带负电，即q<0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有选项C正确；D．段图象切线的斜率可知的电场强度方向不变，但大小在增大，选项D错误。故选BC。10、BC【解析】

AB、由题图可知，斜面的倾角θ等于小球A落在斜面上时的位移与水平方向的夹角，则有tanθ=12gt2v0t；小球ACD、设小球A在空中运动的时间为t1，小球B在空中运动的时间为t2，则由平抛运动的规律可得tanθ=12三、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、偏大【解析】

[1]牵引重物触地后，对木块由牛顿第二定律由此可求出木块与桌面之间的动摩擦因数为[2]在减速阶段产生加速度的力是滑动摩擦力和纸带受到的阻力，所以该实验测量的木块与桌面之间的动摩擦因数的结果与真实值比较会偏大。[3]牵引重物触地前，对木块和牵引重物分别用牛顿第二定律联立解得12、P的质量M，Q的质量m（M-m）gh=【解析】

（1）[1]光电门的遮光条挡住光的时间极短，则平均速度可作为瞬时速度，有：；（2）[2]两物块和轻绳构成的系统，只有重力做功，机械能守恒：故要验证机械能守恒还需要测量P的质量M、Q的质量m；（3）[3]将光电门所测速度带入表达式：则验证机械能守恒的表达式为：；（4）[4]将验证表达式变形为：若在误差允许的范围内，系统满足