益阳市重点中学2021-2022学年高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析

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．如图所示，某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成，当质量为m的物体竖直射向空中时，底盘对物体的支持力为6mg(g为重力加速度)，已知两根弹簧与竖直方向的夹角为θ＝60°，则此时每根弹簧的伸长量为A．3mgkB．4mgkC．5mg2．如图，倾角为的斜面固定在水平面上，质量为的小球从顶点先后以初速度和向左水平抛出，分别落在斜面上的、点，经历的时间分别为、；点与、与之间的距离分别为和，不计空气阻力影响。下列说法正确的是（）A．B．C．两球刚落到斜面上时的速度比为1∶4D．两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为1∶13．如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()A．振动周期为5s，振幅为8cmB．第2s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C．从第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度减小的减速运动D．第3s末振子的速度为正向的最大值4．甲、乙两物体同时同地沿同一直线运动的速度一时间图象如图所示，下列说法正确的是（）A．时刻两物体的加速度方向相同B．时刻两物体的速度方向相同C．甲物体的加速度逐渐减小D．时刻两物体相遇5．如图甲所示的充电电路中，R表示电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中的元件参数对同一电容器进行两次充电，对应的电荷量q随着时间t变化的曲线如图乙中的a、b所示。曲线形状由a变化为b，是由于（）A．电阻R变大B．电阻R减小C．电源电动势E变大D．电源电动势E减小6．滑索速降是一项具有挑战性、刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。可跨越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较高的速度向下滑行，使游客在有惊无险的快乐中感受刺激和满足。下行滑车甲和乙正好可以简化为下图所示的状态，滑车甲的钢绳与索道恰好垂直，滑车乙的钢绳正好竖直。套在索道上的滑轮质量为m，滑轮通过轻质钢绳吊着质量为M的乘客，则（）A．滑轮a、b都只受三个力作用B．滑轮b不受摩擦力的作用C．甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动D．乙中钢绳对乘客的拉力小于乘客的总重力二、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，水平面内的等边三角形ABC的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点，光滑直导轨的上端点D到A、B两点的距离均为L，D在AB边上的竖直投影点为O．一对电荷量均为－Q的点电荷分别固定于A、B两点．在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上(忽略它对原电场的影响)，将小球由静止开始释放，已知静电力常量为k、重力加速度为g，且，忽略空气阻力，则A．轨道上D点的场强大小为B．小球刚到达C点时，其加速度为零C．小球刚到达C点时，其动能为D．小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先增大后减小8．如图1所示，矩形线圈放在光滑绝缘水平面上，一部分处于竖直向下的匀强磁场中，线圈用绝缘直杆连接在竖直墙上．当磁场的磁感应强度B随时间t按如图2所示的规律变化时，则在0-t时间内A．杆对线圈的作用力一直是拉力 B．轩对线圈的作用力先是拉力后是推力C．杆对线的作用力大小恒定 D．杆对线圈的作用力先减小后増大9．1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日L2点，下列说法正确的是（）A．该卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等B．该卫星在L2点处于平衡状态C．该卫星绕太阳运动的向心加速度小于地球绕太阳运动的向心加速度D．该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处大10．如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（）A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高三、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）某同学在实验室利用图甲所示的装置探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”。图中长木板水平固定，小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M。(1)为减小实验误差，打点计时器应选用________________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。(2)该同学回到教室处理数据时才发现做实验时忘记了平衡摩擦力，也没有记下小吊盘和盘中物块的质量之和。图乙为实验中所得的滑块的加速度a与滑块（含滑块上的砝码）的质量的倒数的关系图象。取g=10m/s2，根据图象可求出小吊盘和盘中物块的质量之和约为________________kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数为________________。12．（12分）某研究性学习小组从一个数码设备中拆下了一个旧电池，已知该电池的电动势约为12V内阻约为2Ω，该小组的同学为了测定电池的电动势和内阻，从实验室借来了如下实验器材：A．电压表(量程为0～3V，内阻为2kΩ)B．电流表(量程为0～3A，内阻约为0.1Ω)C．定值电阻4kΩD．定值电阻8kΩE.定值电阻1ΩF.定值电阻3ΩG.滑动变阻器0～20ΩH.滑动变阻器0～2kΩI.开关一个，导线若干(1)该小组的同学设计了如图甲所示的实验电路，电阻R1应选____________，电阻R2应选__________，滑动变阻器应选__________。(选填相应器材前面的字母)(2)开关闭合以前，应将滑动变阻器的滑片调至__________(填“最左端”或“最右端”)，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，可得到多组电压表和电流表的读数U和I，利用得到的实验数据作出U－I图像如图乙所示，根据图像可知该电池的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω。(计算结果保留三位有效数字)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）如图所示，为折射率的扇形玻璃砖截面，一束单色光照射到面上的点，在点折射后的光线平行于。已知点是的中点，点是延长线上一点，°。①求入射光在点的入射角；②通过计算判断光射到弧能否从弧射出。14．（16分）1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点，解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和恢学设备中。回旋加速器的工作原理如图甲所，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速器按一定频率的高频交流电源，保证粒子每次经过电场都被加速，加速电压为U。D形金属盒中心粒子源产生的粒子，初速度不计，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求把质量为m、电荷量为q的静止粒子加速到最大动能所需时间；(2)若此回旋加速器原来加速质量为2m，带电荷量为q的α粒子（），获得的最大动能为Ekm，现改为加速氘核（），它获得的最大动能为多少？要想使氘核获得与α粒子相同的动能，请你通过分析，提出一种简单可行的办法；(3)已知两D形盒间的交变电压如图乙所示，设α粒子在此回旋加速器中运行的周期为T，若存在一种带电荷量为q′、质量为m′的粒子，在时进入加速电场，该粒子在加速器中能获得的最大动能？（在此过程中，粒子未飞出D形盒）15．（12分）如图所示，有一棱镜，，．某同学想测量其折射率，他用激光笔从面上的点射入一束激光，从点射出时与面的夹角为，点到面垂线的垂足为，．求：①该棱镜的折射率②改变入射激光的方向，使激光在边恰好发生全反射，其反射光直接到达边后是否会从边出射？请说明理由。

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】

对物体m，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：N-mg=ma；其中：N=6mg；解得：a=5g；再对质量不计的底盘和物体m整体分析，受两个拉力和重力，根据牛顿第二定律，有：竖直方向：2Fcos60°-mg=ma；解得：F=6mg；根据胡克定律，有：x=F2、D【解析】

A．平抛运动落在斜面上时，竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定解得可知时间与初速度成正比，所以，故A错误；B．落点到A点的距离可知距离与初速度的平方成正比，所以，故B错误；CD．设速度与水平方向的夹角为，有则知小球落在斜面上时速度方向相同，所以两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角相同，夹角正切值的比为1∶1，则落到斜面上时的速度为则可知刚落到斜面上时的速度与初速度成正比，所以两球刚落到斜面上时的速度比为1∶2，故C错误，D正确。故选D。3、D【解析】

A．由题图可知振动周期为4s，振幅为8cm，选项A错误；B．第2s末振子在最大位移处，速度为零，位移为负，加速度为正向的最大值，选项B错误；C．从第1s末到第2s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的减速运动，选项C错误；D．第3s末振子在平衡位置，向正方向运动，速度为正向的最大值，选项D正确.4、B【解析】

A．由图象可知，斜率表示加速度，则时刻两物体的加速度方向相反，选项A错误；B．v-t图象中速度在时间轴的同一侧表示速度方向相同，则时刻两物体的速度方向相同，选项B正确；C．由斜率表示物体的加速度可知，甲物体的切线斜率越来越大，即加速度逐渐增大，选项C错误；D．v-t图象所围面积表示位移，相遇表示位移相等，由图象可得，时刻两物体不相遇，选项D错误。故选B。5、A【解析】

由图象可以看出，最终电容器所带电荷量没有发生变化，只是充电时间发生了变化，说明电容器两端电压没有发生变化，即电源的电动势不变，而是电路中电阻的阻值发生了变化。图象b比图象a的时间变长了，说明充电电流变小了，即电阻变大了，故A正确，BCD错误。故选A。6、C【解析】

AB．设索道的倾角为，甲图中，对乘客，根据牛顿第二定律得解得对滑轮和乘客组成的整体，设滑轮受到的摩擦力大小为，由牛顿第二定律得解得故滑轮只受重力和钢绳的拉力两个力作用；乙图中，对乘客分析知，乘客只受重力和钢绳的拉力两个力作用，这两个力必定平衡，若这两个力的合力不为零，且合力与速度不在同一直线上，乘客不能做直线运动，故该乘客做匀速直线运动，对滑轮和乘客组成的整体可知，滑轮一定受到摩擦力，故A、B错误；C．由上分析知，甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，故C正确；D．乙做匀速直线运动，乙中钢绳对乘客的拉力等于乘客的总重力，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、BC【解析】由点电荷场强公式可得,轨道上D点的场强为:，选项A错误；同理可得轨道上C点的场强也为:，在C点，由牛顿定律可得：，解得a=0，选项B正确；从D到C，电场力做功为零，根据动能定理可得：，选项C正确；小球沿直轨道CD下滑过程中，电场力先做正功，后做负功，则其电势能先减小后增大，选项D错误；故选BC.点睛：解答此题关键是搞清两个点电荷周围的电场分布情况，利用对称的思想求解场强及电势的关系；注意立体图与平面图形的转化关系.8、BD【解析】

AB.磁通量先减小后增大，根据楞次定律可知，杆对线圈的作用力先是拉力后是推力，A错误，B正确；CD.由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，感应电流恒定，由于磁感应强度先变小后变大，由F=BIL可知，杆对线圈的作服力先减小后增大，C错误，D正确．9、AD【解析】

A．据题意知，卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则卫星绕太阳运动周期和地球公转周期相等，故A正确；B．卫星受的合力为地球和太阳对它引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，处于非平衡状态，故B错误；C．由于卫星与地球绕太阳做圆周运动的周期相同，卫星的轨道半径大，根据公式分析可知，卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度，故C错误；D．由题可知，卫星在L1点与L2点的周期与角速度是相等的，卫星的合力提供向心力，根据向心力的公式可知，在L1点处的半径小，所以在L1点处的合力小，故D正确。故选AD。10、AC【解析】

AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，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、电火花打点计时器0.020.2【解析】

(1)[1]电磁打点计时器纸带运动时，振针振动，计时器与纸带存在较大摩擦，而电火花打点计时器由火花放电，摩擦小，故选用电火花打点计时器误差小；(2)[2]根据牛顿第二定律，对滑块有变形后得图像斜率表示合外力则有由于小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M，则小吊盘和盘中物块的总重力近似等于合力，所以小吊盘和盘中物块的总质量为[3]乙图中纵截距则滑块与木板间的动摩擦因数为12、DFG最右端12.51.69【解析】

（1）[1][2][3]．电压表量程为0～3V，内阻为2kΩ，则要要使此电压表的量程扩大到12V左右，则需串联一个8kΩ的电阻，故定值电阻选择D；电源内阻为2Ω左右，R2做为保护电阻，则应该选择与内阻阻值相当的F即可；滑动变阻器选择与内阻阻值差不多的G即可；（2）[4]．开关闭合以前，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的最右端；（3）[5][6]．根据图像可知外电路电流为0时电压表读数为2.5V，则此时路段电压为5×2.5V=12.5V，即电源电动势为E=12.5V，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