山西省晋中市2021-2022学年高三下学期一模考试物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，梯形小车a处于光滑水平面上，一弹性绳将小车a与竖直墙壁连接（松弛），a倾斜的上表面放有物块b，现给a和b向左的相同速度v0，在之后的运动过程中，a与b始终保持相对静止。则在弹性绳从伸直到长度最大的过程中（）A．b对a的压力一直增大B．b对a的摩檫力一直减小C．b对a的作用力一直减小D．b对a的作用力方向水平向左2．如图所示，在水平桌面上固定一个光滑长木板，质量为M的木块通过轻绳与质量为m的钩码相连，重力加速度为g，则释放后钩码的加速度大小为（）A．0B．gC．D．3．百余年前，爱因斯坦的广义相对论率先对黑洞作出预言。2019年4月10日21点整，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。若认为黑洞为一个密度极大的球形天体，质量为，半径为，吸引光绕黑洞做匀速圆周运动。已知光速为，以黑洞中心为起点，到黑洞外圈视界边缘的长度为临界半径，称为史瓦西半径。下面说法正确的是（）A．史瓦西半径为 B．史瓦西半径为C．黑洞密度为 D．黑洞密度为4．某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上（船未与岸相撞），不计水的阻力，则（）A．该同学和小船最终静止在水面上B．该过程同学的动量变化量大小为105kg·m/sC．船最终的速度是0.95m/sD．船的动量变化量大小为70kg·m/s5．如图所示，真空中位于x轴上的两个等量正点电荷的位置关于坐标原点O对称，规定电场强度沿x轴正方向为正，无穷远处电势为0。下列描述x轴上的电场强度E或电势随位置x的变化规律正确的是（）A． B．C． D．6．一列简谐横波沿x轴正向传播，波形如图所示，波速为10m/s。下列说法正确的是（）A．该波的振幅为0.5m，频率为2HzB．此时P点向y轴负方向运动C．再经0.9s，Q点有沿y轴正方向的最大加速度D．再经1.05s，质点P沿波传播方向迁移了10.5m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．在如图所示的电路中，灯泡L的电阻小于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（）A．灯泡L变亮B．电流表读书变小，电压表读数变大C．电源的输出功率变小D．电容器C上电荷量增多8．下列说法正确的有（）A．研究表明，一般物体的电磁辐射仅与温度有关B．电子的衍射图样证实了电子的波动性C．α粒子散射实验是估测原子核半径最简单的方法D．结合能越大的原子核，核子的平均质量越大9．如图所示，卫星a没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星b发射成功在地球赤道上空贴着地表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。认为重力近似等于万有引力。下列说法正确的是（）A．a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期B．b做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度gC．a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小相等D．a、b做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度10．理论表明，围绕地球转动的卫星，其机械能只与卫星的质量和轨道的长轴大小有关。如图所示，A为地球，b、c为质量相同的两颗卫星围绕地球转动的轨道形状分别为圆和椭圆，两轨道共面，P为两个轨道的交点，b的半径为R，c的长轴为2R。关于这两颗卫星，下列说法正确的是（）A．它们的周期不同 B．它们的机械能相等C．它们经过P点时的加速度不同 D．它们经过P点时的速率相同三、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）小华同学欲测量小物块与斜面间的动摩擦因数，其实验装置如图1所示，光电门1、2可沿斜面移动，物块上固定有宽度为d的挡光窄片。物块在斜面上滑动时，光电门可以显示出挡光片的挡光时间。（以下计算的结果均请保留两位有效数字）(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图2所示，则挡光片的宽度d=______mm。(2)在P处用力推动物块，物块沿斜面下滑，依次经过光电门1、2，显示的时间分别为40ms、20ms，则物块经过光电门1处时的速度大小为____________m/s，经过光电门2处时的速度大小为____________m/s。比较物块经过光电门1、2处的速度大小可知，应_______（选填“增大”或“减小”）斜面的倾角，直至两光电门的示数相等；(3)正确调整斜面的倾角后，用刻度尺测得斜面顶端与底端的高度差h=60.00cm、斜面的长度L=100.00cm，g取9.80m/s2，则物块与斜面间的动摩擦因数的值（___________）。12．（12分）某实验小组为了测量某微安表G（量程200μA，内阻大约2200Ω）的内阻，设计了如下图所示的实验装置。对应的实验器材可供选择如下：A．电压表（0~3V）；B．滑动变阻器（0~10Ω）；C．滑动变阻器（0~1KΩ）；D．电源E（电动势约为6V）；E．电阻箱RZ（最大阻值为9999Ω）；开关S一个，导线若干。其实验过程为：a．将滑动变阻器的滑片滑到最左端，合上开关S，先调节R使电压表读数为U，再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱值为；b．重新调节R，使电压表读数为，再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示为满偏，记下此时电阻箱值（如图所示）为R2；根据实验过程回答以下问题：（1）滑动变阻器应选_______（填字母代号）；（2）电阻箱的读数R2=________；（3）待测微安表的内阻_________。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，水平向右的匀强电场中，某倾角为θ=37°的绝缘斜面固定于水平面上，顶端静置一质量为m=2kg的物块，带正电，电量为q=10-6C。若物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，电场强度为E=5×106V/m，且物块能自由下滑到斜面底端。斜面高度为h=1m，已知：g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8试问，物块下滑到斜面底端过程中：(1)物块与斜面摩擦产生的内能为多少；(2)物块动能的改变量；(3)物块机械能的改变量。14．（16分）如图所示，光滑水平台面左端有一小物块A，右端有一小物块B，右侧面与一曲面相连。以台面右侧底端的O点为原点建立坐标系Oxy．已知，台面的高度为2h，曲面的方程为y=x2，物块A的质量是物块B质量的n倍，A物块以速度v0向右运动与物块B发生弹性正碰，碰撞后物块B沿水平方向飞出，忽略空气阻力，重力加速度为g。（1）求碰撞后瞬间物块B的速度大小；（2）n值不同，物块B落到曲面时的动能也不同。求n取多大时，物块B落到曲面时动能最小。15．（12分）应急救援中心派直升机营救一被困于狭小山谷底部的探险者。直升机悬停在山谷正上方某处，放下一质量不计的绳索，探险者将绳索一端系在身上，在绳索拉力作用下，从静止开始竖直向上运动，到达直升机处速度恰为零。己知绳索拉力F随时间t变化的关系如图所示，探险者（含装备）质量为m=80kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：(1)直升机悬停处距谷底的高度h；(2)在探险者从山谷底部到达直升机的过程中，牵引绳索的发动机输出的平均机械功率。

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】

AB．整体受到的弹性绳的拉力越来越大，则加速度越来越大，即整体做加速度越来越大的减速运动，则b也做加速度越来越大的减速运动，对b受力分析，由牛顿第二定律可知，则随着加速度a的增加，a对b的支持力N一直增大；即则随着加速度a的增加，a对b的摩擦力f可能先减小后增大，根据牛顿第三定律，b对a的压力一直增大，b对a的摩擦力可能先减小后增大，A正确，B错误；

CD．b受到a的作用力和重力，由于b的加速度水平线向右越来越大，根据牛顿第二定律，a对b的作用力一直增大，a对b的作用力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律，b对a的作用力一直增大，方向斜向左下方，CD错误。故选A。2、C【解析】

以钩码为研究对象则有以木块为研究对象，则有联立解得故选C。3、B【解析】

AB．逃逸速度此为脱离中心天体吸引的临界速度，代入光速可知临界半径为A错误，B正确；CD．若光绕黑洞表面做匀速圆周运动，轨道半径等于黑洞半径，由可知密度为CD错误。故选B。4、B【解析】

AC.规定该同学原来的速度方向为正方向.设该同学上船后，船与该同学的共同速度为v.由题意，水的阻力忽略不计，该同学跳上小船后与小船达到共同速度的过程，该同学和船组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒，则由动量守恒定律得m人v人－m船v船=（m人+m船）v，代入数据解得v=0.25m/s，方向与该同学原来的速度方向相同，与船原来的速度方向相反，故A、C错误；B.该同学的动量变化量为Δp=m人v－m人v人=60×（0.25－2）kg·m/s=－105kg·m/s，负号表示方向与选择的正方向相反，故B正确；D.船的动量变化量为Δp＇=m船v－m船v船=140×[0.25－（－0.5）]kg·m/s=105kg·m/s，故D错误.5、A【解析】

AB．由点电荷在真空中某点形成的电场强度公式和电场叠加原理可知，沿x轴方向，点，电场强度为负，逐渐变大，A点→O点，电场强度为正，逐渐减小，O点→B点，电场强度为负，逐渐变大，B点，电场强度为正，逐渐减小，故A正确，B错误。CD．无穷远处电势为零，根据等量同种正电荷的电场线分布图，分析知，等量同种正电荷电场中的电势不会为负值，且O点处电势大于零，故CD错误。故选A。6、C【解析】

A．从图中可以看出振幅为0.5m，波长为4m，所以周期为则频率为故A错误；B．因为波沿x轴正向传播，所以P点下一步会成为波峰，应该向y轴正方向运动，故B错误；C．因为周期是0.4s，简谐横波沿x轴正向传播，所以经过0.9s后，相当于Q点经过0.1s到达波谷，此时加速度最大，并且沿着y轴正方向，故C正确；D．质点P只会上下振动，不会沿波传播方向迁移，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、BD【解析】

AB．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，滑动变阻器的电阻变大，根据串反并同，灯泡L中电流减小，电流表读数变小，电压表读数变大，灯泡L变暗，选项A错误，B正确；C．当外电路的总电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。虽然灯泡L的电阻小于电源的内阻r，但外电路的总电阻与电源的内阻大小不确定，故电源的输出功率变化情况不确定，故选项C错误；D．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，电容器C上电压增大，电容器C上电荷量增多，选项D正确。故选BD。8、BC【解析】

A．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型，故A错误；B．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故B正确；C．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一，故C正确；D．根据核子平均质量曲线与比结合能曲线可知比结合能越大，原子核越稳定，核子平均质量越小，故D错误。故选BC。9、AB【解析】

A．a在赤道上随地球自转而做圆周运动，所以a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，A正确；B．对卫星b重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力所以向心加速度等于重力加速度g，B正确；C．两卫星受到地球的万有引力相等。卫星a万有引力的一部分充当自转的向心力，即卫星b万有引力全部用来充当公转的向心力，因此a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等，C错误；D．a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，根据可知万有引力提供向心力解得线速度表达式因为所以b卫星的速度等于第一宇宙速度D错误。故选AB。10、BD【解析】

A．卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，都是R，根据可知，两颗卫星运行周期相同，A错误；B．由题意可知，两颗卫星质量相同，卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，故机械能相等，B正确；C．卫星经过P点时的加速度为所以加速度相同，C错误；D．因为卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，且质量相等，所以两颗卫星经过P点时的势能相同，又因为B选项中两卫星的机械能相等，则动能相同，速率相同，D正确。故选BD。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、5.20.130.26减小0.75【解析】

(1)[1]挡光片的宽度为；(2)[2][3]d=5.2mm=5.2×10-3m，t1=40ms=40×10-3s，t2=20ms=20×10-3s，用平均速度来求解瞬时速度：[4]由于v2<v1，物块做加速运动，设斜面的倾角为θ，则对物块受力分析有mgsinθ>μmgcosθ故应减小斜面的倾角，直到mgsinθ=μmgcosθ此时物块匀速运动，两光电门的示数相等(3)[5]h=60.00cm=0.6m，L=100.00cm=1m，物块匀速运动时mgsinθ=μmgcosθ即tanθ=μ又解得μ=0.7512、B46532170【解析】

(1)[1]．滑动变阻器用分压电路，则为方便实验操作，滑动变阻器应选择B；

(2)[2]．由图示电阻箱可知，电阻箱示数为R2=4×1000Ω+6×100Ω+5×10Ω+3×1Ω=4653Ω(3)[3]．根据实验步骤，由欧姆定律可知U=Ig（Rg+R1）解得Rg=2170Ω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)6.33J；(2)7J；