湖南省衡阳县创新实验班2021-2022学年高三下学期第五次调研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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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．有关原子物理学史，下列说法符合事实的是（）A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的枣糕模型B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的C．汤姆孙首先发现了中子，从而说明原子核内有复杂的结构D．玻尔在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程2．一个质量为m的小球，以大小为v0的初速度被竖直向上抛出，从抛出到落地的过程中，重力对小球做功为mv02。不计空气阻力，则此过程重力对小球的冲量大小为A． B． C． D．3．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24．科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。按玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子B．一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大5．1905年爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。下列给出的与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（）A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电B．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关C．图丙中，若电子电荷量用表示，已知，由图像可求得普朗克常量的表达式为D．图丁中，由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知，该金属的逸出功为或6．如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子由n=4的激发态向低能级跃迁，则产生波长最长的光子的能量为（）A．12.75eV B．10.2eVC．0.66eV D．2.89eV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．如左图所示,假设某星球表面上有一倾角为θ的固定斜面,一质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动,其速度–时间图象如右图所示.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为μ＝该星球半径为R=6×104km.引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2,则下列正确的是:()A．该星球的第一宇宙速度B．该星球的质量C．该星球的自转周期D．该星球的密度8．将一小球竖直向上抛出，取竖直向上为正方向，设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定。从抛出到落回抛出点的过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能Ek与其离开抛出点高度h之间的关系正确的是（）A． B．C． D．9．如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v0，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（）A．导体棒作匀减速直线运动B．当棒发生位移为时，通过棒的电量为C．在通过棒的电荷量为时，棒运动的速度为D．定值电阻R释放的热量为10．我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2三、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）晓宇为了测量一段长度为L的金属丝的电阻率，进行了如下的实验操作。(1)首先用多用电表中“×10”的欧姆挡对该金属丝进行了粗测，多用电表调零后用红黑表笔连接在金属丝的两端，其示数如图甲所示，则该金属丝的阻值R约为____Ω；(2)接着对该金属丝的电阻进行了精确的测量，其中实验室提供了如下实验器材电流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、电流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、电压表V(0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑动变阻器R（额定电流2A，最大阻值为15Ω）、10Ω的定值电阻R1、500Ω的定值电阻R2内阻可忽略不计的电源（E=6V）、开关一个、导线若干、螺旋测微器、刻度尺。①利用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其示数如图乙所示，则金属丝的直径D＝____mm；②请将实验电路画在虚线框中，并注明所选仪器的标号____；③为了求出电阻率，则需测量的物理量有___（并写出相应的符号），该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___（用已知量和测量量表示）。12．（12分）实验小组要测定一个电源的电动势E和内阻r。已知待测电源的电动势约为5V，可用的实验器材有：待测电源；电压表V1（量程0～3V；内阻约为3kΩ）；电压表V2（量程0～6V；内阻约为6kΩ）；定值电阻R1（阻值2.0Ω）；滑动变阻器R2（阻值0～20.0Ω）；开关S一个，导线若干。（1）实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，M、N是电压表，P、Q分别是定值电阻R1或滑动变阻器R2，则P应是_________（选填“R1”或“R2”）。（2）按照电路将器材连接好，先将滑动变阻器调节到最大值，闭合开关S，然后调节滑动变阻器的阻值，依次记录M、N的示数UM、UN。（3）根据UM、UN数据作出如图乙所示的关系图像，由图像得到电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（均保留2位有效数字）（4）由图像得到的电源的电动势值_________（选填“大于”、“小于”、“等于”）实际值。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）如图甲所示，直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x轴相切于A点，A点的坐标为，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在A点正上方的P点由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O，匀强磁场的磁感应强度大小为B，不计粒子的重力，求：（1）P点的坐标；（2）若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小也为B，如图乙所示，粒子释放的位置改为A点正上方点处，点的坐标为，让粒子在点处由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，在磁场中偏转后第一次出磁场时，交x轴于C点，则AC间的距离为多少；粒子从点到C点运动的时间为多少.14．（16分）如图甲所示，单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5Ω，边长L=20cm，匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，求：（1）0～2s内通过ab边横截面的电荷量q；（2）3s时ab边所受安培力的大小F；（3）0～4s内线框中产生的焦耳热Q．15．（12分）粗糙绝缘的水平地面上有一质量为m的小滑块处于静止状态、其带电量为q(q>0)。某时刻，在整个空间加一水平方向的匀强电场，场强大小为。经时间t后撤去电场，滑块继续滑行一段距离后停下来。已知滑块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求滑块滑行的总距离L。

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．卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，实验结果成了否定汤姆孙枣糕原子模型的有力证据，在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型，故A错误；B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的，故B正确；C．查德威克通过用α粒子轰击铍核（）的实验发现了中子，汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子有复杂的结构，故C错误：D．爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故D错误。故选：B。2、D【解析】

根据动能定理：得v=v0，根据动量定理，重力的冲量：I=m（v+v0）=（+1）mv0。ABC.由上计算重力对小球的冲量大小为（+1）mv0，ABC错误；D.由上计算重力对小球的冲量大小为（+1）mv0，D正确。3、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。4、C【解析】

A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态是从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故A错误；B．一个氢原子，从激发态向基态跃迁，最多可以辐射出3种频率的光子，故B错误；C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到的激发态，再向低能级跃迁可以辐射出10种频率的光子，故C正确；D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径变大，动能变小，电势能变大，故D错误。故选C。5、D【解析】

A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器也带正电，选项A错误；B．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，但是遏止电压和光的强度无关，选项B错误；C．根据，则由图像可得解得选项C错误；D．图丁中，根据，由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知，该金属的逸出功为或，选项D正确。故选D。6、C【解析】

从n=4能级跃迁到n=3能级释放出的光子能量最小，波长最长，该光子的能量为－0.85eV－（－1.51eV）＝0.66eVC正确，ABD错误。故选C。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、ABD【解析】上滑过程中，根据牛顿第二定律，在沿斜面方向上有，下滑过程中，在沿斜面方向上有，又知v-t图像的斜率表示加速度，则上滑和下滑过程中的加速度大小分别为：，，联立解得，故该星球的第一宇宙速度为，A正确；根据黄金替代公式可得该星球的质量为，B正确；根据所给条件无法计算自转周期，C错误；该星球的密度，D正确．8、AD【解析】

A．小球所受空气阻力大小恒定，上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a1大小恒定，方向向下，小球所受空气阻力大小恒定，下降阶段是匀加速直线运动，取向上为正方向，根据牛顿第二定律有a2大小恒定，方向向上，且有故A正确；B．上升阶段是匀减速直线运动，取向上为正方向，有非一次线性函数，同理可知，下降过程的图像也非一次线性函数，故B错误；C．上升过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为下降过程机械能E与小球离抛出点高度h的关系为由图像可知，故C错误；D．上升过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为下降过程动能Ek与小球离抛出点高度h的关系为且落回出发点的动能小于抛出时的动能，故D正确。故选AD。9、BD【解析】

A.由于导体棒向右减速运动，则电动势减小，则电流减小，则导体棒的安培力减小，即合力减小，根据牛顿第二定律可知其加速度减小，则导体棒做变减速运动，故A错误；B.棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：当棒发生位移为时，则通过棒的电量为，故B正确；C.棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：当流过棒的电荷为时，棒发生的位移为：根据牛顿运动定律可得棒运动的加速度为：设棒运动的时间为，则有：所以有：即：当流过棒的电荷为时，则有：当流过棒的电荷为时，则有：解得：故C错误；

D.棒的速度减为零的过程中，定值电阻R释放的热量为：故D正确；故选BD。10、BD【解析】

启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误；设每一节车厢的质量是m，阻力为，做加速运动时，对6、7、8车厢进行受力分析得：，对7、8车厢进行受力分析得：，联立可得：，故B正确；设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s，则：，又，可得：，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故C错误；设每节动车的功率为P，当只有两节动力车时，最大速率为v，则：，改为4节动车带4节拖车的动车组时，最大速度为，则：，所以，故D正确．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、220Ω4.699（4.697~4.700均可）电压表的示数U、电流表的示数I【解析】

(1)[1]金属丝的阻值约为：Rx=22×10Ω=220Ω；(2)①[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为：4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；②[3]由(1)可知，该金属丝的电阻值约为220Ω，电源的电动势为6V，则流过金属丝的电流约为：由于电流表A2的量程比较大，因此需将电流表A1改装成量程为30mA的电流表，则电流表应选用A1，又由电流表的改装原理可知：解得：R=10Ω因此定值电阻应选择R1，由于改装后的电流表内阻已知，因此应选电流表的内接，由于滑动变阻器的总阻值小于金属丝的电阻值，因此滑动变阻器应用作分压接法，则所设计的电路图如图所示：③[4][5]电压表的示数U、电流表的示数I；流过金属丝的电流为其电压为：由欧姆定律可知该金属丝的电阻值为：又由电阻定律得：截面积为：解得：。12、R24.90.90～1.0小于【解析】

（1）[1]由电路图可知，电压表M测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V2，N为小量程的电压表V1，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程的滑动变阻器R2，Q为小阻值的定值电阻R1。（3）[2][3]设电压表M的示数为UM，电压表N的示数为UN，由图示电路图可知，电源