新疆生产建设兵团五校2021-2022学年高三下学期联合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．关于原子能级跃迁，下列说法正确的是（）A．处于n=3能级的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子B．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能减小D．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV，则动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态2．物体做匀速圆周运动时，在任意相同时间间隔内，速度的变化量（）A．大小相同、方向相同 B．大小相同、方向不同C．大小不同、方向不同 D．大小不同、方向相同3．利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（）A．频率为100Hz.B．电压有效值为50VC．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J4．在某一次中国女排击败对手夺得女排世界杯冠军的比赛中，一个球员在球网中心正前方距离球网d处高高跃起，将排球扣到对方场地的左上角（图中P点），球员拍球点比网高出h（拍球点未画出），排球场半场的宽与长都为s，球网高为H，排球做平抛运动（排球可看成质点，忽略空气阻力），下列选项中错误的是（）A．排球的水平位移大小B．排球初速度的大小C．排球落地时竖直方向的速度大小D．排球末速度的方向与地面夹角的正切值5．在平直公路上行驶的车和车，其位移--时间图象分别为图中直线和曲线，已知b车的加速度恒定且等于时，直线和曲线刚好相切，则（）A．车做匀速运动且其速度为B．时，车和车的距离C．时，车和车相遇，但此时速度不等D．时，b车的速度为10m/s6．如图，金星的探测器在轨道半径为3R的圆形轨道I上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达P点时点火进入椭圆轨道II，运行至Q点时，再次点火进入轨道III做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是（）A．探测器在P点和Q点变轨时都需要加速B．探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率C．探测器在轨道II上经过P点时的机械能大于经过Q点时的机械能D．金星的质量可表示为二、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，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是A． B． C． D．8．如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为θ＝30°的斜面体置于水平地面上，A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动。将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止。下列判断中正确的是（）A．B受到的摩擦力先减小后增大B．A下摆的过程中，绳的最大拉力为3mgC．A的机械能守恒D．A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒9．如图所示，光滑圆环固定在竖直面内，一个小球套在环上，用穿过圆环顶端光滑小孔的细线连接，现用水平力F拉细线，使小球缓慢沿圆环向上运动，此过程中圆环对小球的弹力为N，则在运动过程中（）A．F增大 B．F减小C．N不变 D．N增大10．如图所示，光滑的水平杆上套有一质量为1kg、可沿杆自由滑动的滑块，滑块下方通过一根长为1m的轻绳悬挂需质量为0.99kg的木块。开始时滑块和木块均静止。现有质量为10g的子弹以500m/s的水平出度击中木块并留在其中，子弹与木块间的作用时间极短，取g=10m/s2。下列说法正确的是（）A．滑块的最大速度为5m/sB．子弹和木块摆到最高点时速度为零C．子弹和木块摆起的最大高度为0.625mD．当子弹和木块摆起高度为0.4m时，滑块的速度为1m/s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）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上A点左侧与滑块a之间的动摩擦因数的实验．在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门，水平平台上A点右侧摩擦很小，可忽略不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为g．采用的实验步骤如下：A．在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片；B．用天平分别测出小滑块a（含挡光片）和小球b的质量ma、mb：C．在a和b间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上：D．烧断细线后，a、b瞬间被弹开，向相反方向运动：E．记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间△t：F．滑块a最终停在C点（图中未画出），用刻度尺测出AC之间的距离SaG．小球b从平台边缘飞出后，落在水平地面的B点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与B点之间的水平距离sb；H．改变弹簧压缩量，进行多次测量．（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为________mm；（2）该实验要验证“动量守恒定律”，则只需验证两物体a、b弹开后的动量大小相等，即a的动量大小____________等于b的动量大小___________；（用上述实验所涉及物理量的字母表示）（3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块a的Sa与1(Δt)12．（12分）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，有如下实验器材：待测干电池一节电流表（量程（0～0.6A，内阻）电压表（量程0～3V，内阻约3k）滑动变阻器开关、导线若干（1）某同学用图甲所示电路进行实验，由于电表内阻的影响产生系统误差，其主要原因是______________；（2）为消除系统误差，结合所给电表参数，另一同学改用图乙所示电路进行实验，根据实验数据得出如图丙所示的图像，则可得电源电动势E=_________V，内阻r=_________。（结果均保留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）两平行金属导轨水平放置，导轨间距。一质量的金属棒垂直于导轨静止放在紧贴电阻处，电阻，其他电阻不计。矩形区域内存在有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小，金属棒与两导轨间的动摩擦因数均为，电阻与边界的距离。某时刻金属棒在一水平外力作用下由静止开始向右匀加速穿过磁场，其加速度大小，取。(1)求金属棒穿过磁场的过程中平均电流的大小；(2)若自金属棒进入磁场开始计时，求金属棒在磁场中运动的时间内，外力随时间变化的关系。(3)求金属棒穿过磁场的过程中所受安培力的冲量的大小。14．（16分）如图所示，在边长为L的正三角形OAB区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)和平行于AB边水平向左的匀强电场(图中未画出)。一带正电粒子以某一初速度从三角形区域内的O点射入三角形区域后恰好沿角平分线OC做匀速直线运动。若撤去该区域内的磁场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子恰好从A点射出；若撤去该区域内的电场，该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域，则粒子将在该区域内做匀速圆周运动。粒子重力不计。求：(1)粒子做匀速圆周运动的半径r；(2)三角形区域内分别只有电场时和只有磁场时，粒子在该区域内运动的时间之比。15．（12分）如图所示，轻质弹簧右端固定，左端与一带电量为+q的小球接触，但不粘连。施加一外力，使它静止在A点，此时弹簧处于压缩状态，小球的质量为m=0.5kg，撤去外力后，小球沿粗糙水平面AC进入竖直的光滑半圆形管道，管道的宽度忽略不计，管道半径r=1m，在边长为2m的正方形BPMN区域内有一匀强电场，电场强度大小为E=，方向与水平方向成45o斜向右上，半圆形轨道外边缘恰好与电场边界相切。水平轨道AB的长度为L=2m，小球与水平面的动摩擦因数μ=0.5，小球到达B点时，速度的大小为m/s，所有的接触面均绝缘，g取10m/s2，求：(1)释放小球前，弹簧的弹性势能大小；(2)求小球过D点的速度；(3)求小球的落地点到C点的距离。

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、B【解析】

A．处于n=3的一个氢原子回到基态时可能会辐射一种频率的光子，或两种不同频率的光子。处于n=3的“一群”氢原子回到基态时会辐射三种频率的光子；故A错误；B．根据玻尔理论，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯，故选项B正确；C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能增大。故选项C错误；D．根据能量守恒可知，要使原来静止并处于基态的氢原子从基态跃迁到某一激发态，需要吸收的能量为1．09eV，则必须使动能比1．09eV大得足够多的另一个氢原子与这个氢原子发生碰撞，才能跃迁到某一激发态，故D错误。故选B。2、B【解析】

物体做匀速圆周运动时，速度的变化量，由于加速度的大小不变但方向时刻在变化，所以在任意相同时间间隔内，速度的变化量大小相等，方向不同。A.大小相同、方向相同，与分析不符，故A错误；B.大小相同、方向不同，与分析相符，故B正确C.大小不同、方向不同，与分析不符，故C错误；D.大小不同、方向相同，与分析不符，故D错误。3、B【解析】

A．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s，故频率为50Hz故A错误；B．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量其中的故电压有效值为U有=50V，故B正确；C．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V，而R两端电压的瞬时值最大为100V，故电容不能正常工作，故C错误；D．电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min内产生的热量为故D错误。故选B。4、B【解析】

A.由勾股定理计算可知，排球水平位移大小为故A正确不符合题意；B.排球做平抛运动，落地时间为初速度故B错误符合题意；C.排球在竖直方向做自由落体运动可得解得，故C正确不符合题意；D.排球末速度的方向与地面夹角的正切值故D正确不符合题意。故选B。5、B【解析】

A．a车图像是倾斜直线，所以该车作匀速直线运动，该车速度为故A错误；C．时，直线和曲线刚好相切，则b车此时速度为，故C错误；B．由得，b车的初速度为b车在第一秒内位移为则时，车和车的距离故B正确；D．时，b车的速度为，故D错误。故选B。6、B【解析】

A．探测器在P点需要减速做近心运动才能由轨道I变轨到轨道II，同理，在轨道II的Q点需要减速做近心运动才能进入轨道III做圆周运动，故A错误；B．探测器在轨道II上P点的速率大于轨道I上的速率，在轨道II上，探测器由P点运行到Q点，万有引力做正功，则Q点的速率大于P点速率，故探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率，故B正确；C．在轨道II上，探测器由P点运行到Q点，万有引力做正功，机械能守恒，故探测器在轨道Ⅱ上经过P点时的机械能等于经过Q点时的机械能，故C错误；D．探测器在3R的圆形轨道运动，在轨道I上运动过程中，万有引力充当向心力，故有解得，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、AC【解析】

ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向右做减速运动，；金属棒cd受向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，故最终电路中电流为0，故AC正确，BD错误．8、ABC【解析】

AB．开始时B物块静止，轻绳无拉力作用，根据受力平衡：方向沿斜面向上，小球A从静止开始摆到最低点时，以O点为圆心做圆周运动，应用动能定理：落到最低点，根据牛顿第二定律：解得A球下落过程中绳子的最大拉力：此时对B物块受力分析得：解得B物块受到的静摩擦力：方向沿斜面向下，所以B物块在A球下落过程中，所受静摩擦力先减小为0，然后反向增大，AB正确；CD．A球的机械能由重力势能和动能构成，下落过程中只有重力做功，A球机械能守恒，同理，A、B系统也只有A球的重力做功，所以A、B系统的机械能守恒，C正确，D错误。故选ABC。9、BC【解析】

小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，N，三个力。满足受力平衡。作出受力分析图如图所示；

由图可知△OAB∽△GFA，即：小球沿圆环缓慢上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变；

A.F增大，与结论不相符，选项A错误；B.F减小，与结论相符，选项B正确；C.N不变，与结论相符，选项C正确；D.N增大，与结论不相符，选项D错误。10、AC【解析】

A．设子弹质量为m0，木块质量为m1，滑块质量为m2，只要轻绳与杆之间的夹角为锐角，轻绳拉力对滑块做正功，滑块就会加速，所以当轻绳再次竖直时滑块速度最大，设此时滑块速度为vm，子弹和木块速度为v'，系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得由机械能守恒定律代入数据解得或即滑块的最大速度为5m/s，故A正确；B．设子弹质量为m0，木块质量为m1，滑块质量为m2，由子弹、木块、滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，故当子弹和木块摆到最高点时三者具有相同的速度，且速度方向水平，故B错误；C．当子弹和木块摆到最高点时三者具有相同的速度v，在水平方向，由动量守恒定律得代入数据解得由子弹进入木块后系统机械能守恒可得代入数据解得故C正确；D．当子弹和木块摆起高度为0.4m时，系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律得代入数据解得而此时木块和子弹竖直方向速度一定不为零，故由子弹进入木块后系统机械能守恒可得解得故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、2.550madtm【解析】（1）螺旋测微器的读数为：2.5mm+0.050mm=2.550mm．（2）烧断细线后，a向左运动，经过光电门，根据速度公式可知，a经过光电门的速度为：va=dt，故a的动量为：Pa=madt，b离开平台后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：（3）对物体a由光电门向左运动过程分析，则有：va2=2asa，经过光电门的速度：va=12、由于电压表分流导致测得电流比实际干路电流偏小1.51.0【解析】

（1）[1]．图甲采用相对电源的电流表外接法，由于电压表内阻不是无穷大，所以电压表分流导致电流表中电流比实际干路电流偏小；

（2）[2][3]．改用图乙实验时，根据闭合电路欧姆定律U=E-I（r+rA），再由图所示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5V，电源电动势E=1.5V，图象的斜率表示电动势，故；故电源内阻r=3.0-2.0Ω=1.0Ω。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)其中；(3)。【解析】

(1)设金属棒到达磁场左、右边界、时的速度分别为、则有解得由电磁感应规律，金属棒的平均感应电动势金属棒穿过磁场的过程中平均电流的大小联立以上各式，解得。(2)金属棒在磁场中运动时产生感应电动势，金属棒中有感应电流，则金属棒速度为时受到的安培