金科大联考2021-2022学年高三下学期第一次联考物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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．有关科学发现，下列说法中正确的是（）A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了质子B．汤姆孙通过α粒子散射实验，发现了原子核具有一定的结构C．卢瑟福依据α粒子散射实验，提出了原子核内部存在着质子D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理2．一个质量为m的质点以速度做匀速运动，某一时刻开始受到恒力F的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为。质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中A．该质点做匀变速直线运动B．经历的时间为C．该质点可能做圆周运动D．发生的位移大小为3．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t=0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为300VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz4．如图所示，虚线表示某孤立点电荷Q激发的电场中三个等间距的等势面，一带电粒子（可看成点电荷）仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，a、b、c、d为轨迹与等势面的交点。下列说法正确的是（）A．粒子在a点的电势能一定小于在d点的电势能B．电势的高低一定是。C．粒子运动过程中经过c点时的加速度一定最大D．粒子在a、b间的动能改变量一定等于在b、c间的动能改变量5．职业高空跳伞运动员从近万米高空带着降落伞跳下，前几秒内的运动可视为自由落体运动。已知运动员的质量为80kg，重力加速度g取10m/s2，关于运动员所受重力做功的功率，下列说法正确的是（）A．下落第1s末的瞬时功率为4000WB．下落第1s内的平均功率为8000WC．下落第2s末的瞬时功率为8000WD．下落第2s内的平均功率为12000W6．如图甲所示，在匀强磁场中有一个N=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2直于磁场方向，线圈电阻为5Ω。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（）A．线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热B．在时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为D．线圈从图示位置转过90º时穿过线圈的磁通量变化率最大二、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，质量为M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的左端连接质量为m的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为μ。从某时刻开始给小车施加水平向右的外力F，外力F从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2μ(m+M)g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（）A．木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变B．当弹簧产生弹力时，外力F的大小为μ(m+M)gC．在外力F从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等D．在外力F从零达最大的过程中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能8．2019年10月5日2时51分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“高分十号”地球同步卫星发射升空。一般发射地球同步卫星要经过两次变轨才能进入地球同步轨道。如图所示，先将卫星送入较低的圆轨道Ⅰ，经椭圆轨道Ⅲ进入地球同步轨道Ⅱ。已知“高分十号”卫星质量为m卫，地球质量为m地，轨道Ⅰ半径为r1，轨道Ⅱ半径为r2，A、B为两轨道的切点，则下列说法正确的是（）A．“高分十号”在轨道Ⅰ上的运行速度大于7.9km/sB．若”高分十号”在轨道I上的速率为v1：则在轨道II上的速率v2=v1C．在椭圆轨道上通过B点时“高分十号”所受万有引力小于向心力D．假设距地球球心r处引力势能为Ep=－则“高分十号”从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ，其机械能增加了－9．在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图象如图乙所示，根据图象分析得出的结论中正确的是()A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层10．2018年3月30日01时56分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第三十、三十一颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号第七、八颗组网卫星。北斗导航卫星的轨道有三种：地球静止轨道（高度35809km）、倾斜地球同步轨道（高度35809km）、中圆地球轨道（高度21607km），如图所示。已知地球半径为6370km，下列说法正确的是（）A．倾斜同步轨道卫星的加速度与地球静止轨道的加速度大小相等B．中圆地球轨道卫星受到的万有引力一定比静止轨道卫星受到的万有引力大C．倾斜同步轨道卫星每天在固定的时间经过同一地区的正上方D．倾斜同步轨道卫星的机械能一定大于中圆地球轨道卫星的机械能三、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）一根均匀的细长空心金属圆管，其横截面如图甲所示，长度为L，电阻R约为5Ω，这种金属的电阻率为ρ，因管线内径太小无法直接测量，某同学设计下列实验方案尽可能精确测定它的内径d；(1)用螺旋测微器测量金属管线外径D，图乙为螺旋测微器校零时的示数，用该螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=_______mm．(2)为测量金属管线的电阻R，取两节干电池（内阻不计）、开关和若干导线及下列器材：A．电流表0～0.6A，内阻约0.05ΩB．电流表0～3A，内阻约0.01ΩC．电压表0～3V，内阻约10kΩD．电压表0～15V，内阻约50kΩE．滑动变阻器，0～10Ω（额定电流为0.6A）F．滑动变阻器，0～100Ω（额定电流为0.3A）为准确测出金属管线阻值，电流表应选_______，电压表应选______，滑动变阻器应选_______(填序号)(3)如图丙所示，请按实验要求用笔代线将实物图中的连线补充完整_______．(4)根据已知的物理量（长度L、电阻率ρ）和实验中测量的物理量（电压表读数U、电流表读数I、金属管线外径D），则金属管线内径表达式d＝______________12．（12分）在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中：(1)第一组同学利用如图甲所示的实验装置测量，电压表选择量程“3V”，实验后得到了如图乙的图像，则电池内阻为_______Ω；(2)第二组同学也利用图甲的实验装置测量另一节干电池的电动势和内阻，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上开关后发现滑片P向左滑动的过程中，电流表的示数先始终为零，滑过一段距离后，电流表的示数才逐渐增大。该组同学记录了多组电压表示数U、电流表示数、滑片P向左滑动的距离x。然后根据实验数据，分别作出了U-x图象、I-x图象，如图丙所示，则根据图像可知，电池的电动势为______V，内阻为_______Ω。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，竖直放置的光滑金属导轨水平间距为L，导轨下端接有阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属细杆ab与竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连，弹簧上端固定。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。现使细杆从弹簧处于原长位置由静止释放，向下运动距离为h时达到最大速度vm，此时弹簧具有的弹性势能为Ep。导轨电阻忽略不计，细杆与导轨接触良好，重力加速度为g，求：（1）细杆达到最大速度m时，通过R的电流大小I；（2）细杆达到最大速度vm时，弹簧的弹力大小F；（3）上述过程中，R上产生的焦耳热Q。14．（16分）某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处于倾斜传送带理想连接，传送带长度L=15.0m，皮带以恒定速率v=5m/s顺时针转动，三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0=6m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起．碰撞时间极短，滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上，已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.1．（1）滑块A、B碰撞时损失的机械能；（2）滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q；（3）若每次实验开始时滑块A的初速度v0大小不相同，要使滑块C滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？（结果可用根号表示）15．（12分）如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为。（1）求桅杆到P点的水平距离；（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

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、D【解析】

A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，A错误；B．汤姆孙发现了电子，揭示了原子具有一定的结构，B错误；C．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了原子核内部存在着质子，C错误；D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理，D正确。故选D。2、D【解析】

质点减速运动的最小速度不为0，说明质点不是做直线运动，力F是恒力所以不能做圆周运动，而是做匀变速曲线运动．设力F与初速度夹角为θ，因速度的最小值为可知初速度v0在力F方向的分量为，则初速度方向与恒力方向的夹角为150°，在恒力方向上有v0cos30°－t＝0在垂直恒力方向上有质点的位移联立解得时间为发生的位移为选项ABC错误，D正确；故选D．3、B【解析】

由图乙可知特殊时刻的电动势，根据电动势的特点，可判处于那个面上；由图像还可知电动势的峰值和周期。根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值；根据周期和频率的关系可求频率。【详解】A．由图乙知t=0.005s时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率最大，但线圈与磁场平行磁通量为零，故A错误。B．由图乙可知t=0.01时刻，e=0，说明此时线圈正经过中性面，故B正确。CD．由图乙可知，该交变电流的周期为T=0.02s，电动势最大值为Em=311V。根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为故CD错误。故选B。【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图像得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系。4、A【解析】

A．由图可知，轨迹向下弯曲，带电粒子所受的电场力方向向下，则带电粒子受到了排斥力作用；从a到d过程中，电场力做负功，可知电势能增大，故A正确；B．由于不知道粒子带正电还是带负电，因此无法确定电场的方向，无法判断电势的高低，故B错误；C．根据点电荷的电场特点可知，在轨迹上，距离点电荷最近的地方的电场强度最大，所以粒子运动过程中经过距离点电荷最近处的加速度一定最大，但c处不是距点电荷最近点的，故其加速度不是最大，故C错误；D．ab之间任意一点的电场强度均小于bc之间任意一点的场强，带电粒子在ab之间电场力做功小于bc之间电场力做的功，粒子在a、b间的动能改变量小于在b、c间的动能改变量，故D错误。故选A。5、D【解析】

A．下落第1s末的瞬时功率为选项A错误；B．下落第1s内的平均功率为选项B错误；C．下落第2s末的瞬时功率为选项C错误；D．下落第2s内的平均功率为选项D正确；故选D。6、C【解析】

A．最大感应电动势为：感应电动势的有效值为：线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热故A错误；B．t=0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；C．由图知角速度因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为e=10πcos（5πt）V故C正确；D．线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D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、AB【解析】

A．当F较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有F=(m+M)aFf=ma得Ff=Ff与F成正比，当Ff增大到等于μmg后，木块与小车间缓慢相对移动，Ff保持不变，故A正确；B．当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大Ff=μmg可得F=μ(m+M)g故B正确；C．当F达最大时，有2μ(m+M)g=(m+M)a′μmg+F′=ma′得F′=μmg所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到μmg，但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后，木块的速度不相同，木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故C错误；D．弹簧的弹性势能等于弹簧的弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等，所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故D错误。故选AB。8、BD【解析】

A．第一宇宙速度为7.9km/s，绕地球做圆周运动的轨道半径等于地球的半径，根据万有引力提供向心力则有可得知轨道半径越大，线速度越小，所以“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的运行速度小于7.9km/s，故A错误；B．根据可得“高分十号”卫星在轨道I上的速率为在轨道II上的速率为联立解得故B正确；C．由于“高分十号”卫星需要在点从椭圆轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，卫星在点需加速，所以“高分十号”卫星在椭圆轨道Ⅲ上通过B点时，万有引力大于向心力，故C错误；D．“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的机械能在轨道Ⅱ上的机械能则机械能增加量故D正确；故选BD。9、BC【解析】

由F－t图象可以看出，0～t1F＝mg物块可能处于静止状态或匀速运动状态，t1～t2F>mg电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上或减速向下运动，t2～t3F＝mg物块可能静止或匀速运动，t3～t4F<mg电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下或减速向上运动，综上分析可知，故BC正确。故选BC。10、AC【解析】

A．由公式可知，由于倾斜同步轨道与地球静止轨道的半径相同，则加速度大小相等，故A正确；B．中圆地球轨道卫星与静止轨道卫星的质量关系未知，故无法比较万有引力大小，故B错误；C．倾斜同步轨道卫星的轨道半径与静止轨道同步卫星的轨道半径相等，故公转周期相等，说明倾斜同步轨道卫星每天在固定的时间经过同一地区的正上方，故C正确；D．倾斜同步轨道卫星与中圆地球轨道卫星的质量关系未知，故无法比较它们的机械能，故D错误。故选AC。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、5.167ACE【解析】

(1)[1]螺旋测微器校零时的示数3.3×0.01mm=0.033mm螺旋测微器测量的管线外径读数为5.200mm，则所测金属管线外径D=5.200-0.033mm=5.167mm．(2)[2]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的量程，即为C；

[3]因为电量中最大电流大约为为了测量的精确，电流表应选择A，[4]滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E．

(3)[5]由于待测电阻的平方小于电压表与电流表内阻的乘积，属于小电阻，所以电流表采用外接法，连接滑动变阻器的滑片接头错误，应该在接线柱；

(4)[6]该实验需要测量空心金属管的内径，通过欧姆定律测出电阻的大小，结合电阻定律测出横截面积，从而根据外径求出内径的大小．故所需测量的物理量为金属管的长度L、金属管的外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I．据欧姆定律得，，又，则，因为解得:12、1.51.51【解析】

(1)[1]．由图乙图像可知，电源内阻(2)[2][3]．由图示图像可知，时，，；当时，，，则由U=E-Ir可得1.20=E-0.3r1.35=E-0.15r解得：r=1ΩE=1.5V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、（1）；（2）mg-；（3）【解析】

（1）细杆切割磁感线，产生动生电动势：E=BLvmI=可得I=（2）细杆向下运动h时，mg=F+BIL可得F=mg-（3）由能量守恒定律得mgh=EP++Q总Q=Q总可得电阻R上产生的焦耳热：Q=14、(1)(2)(3)【解析】试题分析：（1）A、B碰撞过程水平方向的动量守恒