湖北省武漢華中師大一附中2021-2022學(xué)年高三下學(xué)期聯(lián)合考試物理試題含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效；在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．兩行星和各有一顆衛(wèi)星和，衛(wèi)星的圓軌道接近各自的行星表面，如果兩行星質(zhì)量之比，兩行星半徑之比則兩個(gè)衛(wèi)星周期之比為（）A． B． C． D．2．圖甲中的變壓器為理想變壓器，原線圈的匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)n2之比為5∶1。變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式電流，兩個(gè)20Ω的定值電阻串聯(lián)接在副線圈兩端。電流表、均為理想電表。則（）A．電流表示數(shù)為0.2A B．電流表示數(shù)為5AC．電壓表示數(shù)為4V D．通過(guò)電阻R的交流電的周期為2×10-2s3．原子核有天然放射性，能發(fā)生一系列衰變，可能的衰變過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（）A．過(guò)程①的衰變方程為B．過(guò)程①的衰變方程為C．過(guò)程②的衰變方程為D．過(guò)程②的衰變方程為4．“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一．摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列敘述正確的是（）A．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，乘客的機(jī)械能保持不變B．在最高點(diǎn)，乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力C．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，乘客重力的沖量為零D．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變5．如圖所示，將一交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd通過(guò)理想變壓器外接電阻R=5Ω，已知線圈邊長(zhǎng)ab=cd=0.1m，ad=bc=0.2m，匝數(shù)為50匝，線圈電阻不計(jì)，理想交流電壓表接在原線圈兩端，變壓器原副線圈匝數(shù)比n1︰n2=l︰3，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的虛線軸以ω=200rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A．從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系式為e=40sin200t（V）B．交流電壓表的示數(shù)為20VC．電阻R上消耗的電動(dòng)率為720WD．電流經(jīng)過(guò)變壓器后頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍6．人們射向未來(lái)深空探測(cè)器是以光壓為動(dòng)力的，讓太陽(yáng)光垂直薄膜光帆照射并全部反射，從而產(chǎn)生光壓．設(shè)探測(cè)器在軌道上運(yùn)行時(shí)，每秒每平方米獲得的太陽(yáng)光能E=1.5×104J，薄膜光帆的面積S=6.0×102m2，探測(cè)器的質(zhì)量m=60kg，已知光子的動(dòng)量的計(jì)算式，那么探測(cè)器得到的加速度大小最接近A．0.001m/s2 B．0.01m/s2 C．0.0005m/s2 D．0.005m/s2二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7．如圖所示，絕緣底座上固定一電荷量為+q的小球A，在其上方l處固定著一個(gè)光滑的定滑輪O，絕緣輕質(zhì)彈性繩一端系在O點(diǎn)正上方處的D點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為m的帶電小球B連接。小球B平衡時(shí)OB長(zhǎng)為l，且與豎直方向夾角為60°。由于小球B緩慢漏電，一段時(shí)間后，當(dāng)滑輪下方的彈性繩與豎直方向夾角為30°時(shí)，小球B恰好在AB連線的中點(diǎn)C位置平衡。已知彈性繩的伸長(zhǎng)始終處于彈性限度內(nèi)，靜電力常量為k，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球B帶負(fù)電B．彈性繩原長(zhǎng)為C．小球B在C位置時(shí)所帶電荷量為D．小球B在初始平衡位置時(shí)所帶電荷量為8．如圖甲，用強(qiáng)磁場(chǎng)將百萬(wàn)度高溫的等離子體（等量的正離子和電子）約束在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)受控核聚變的裝置叫托克馬克。我國(guó)托克馬克裝置在世界上首次實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行100秒的成績(jī)。多個(gè)磁場(chǎng)才能實(shí)現(xiàn)磁約束，其中之一叫縱向場(chǎng)，圖乙為其橫截面的示意圖，越靠管的右側(cè)磁場(chǎng)越強(qiáng)。盡管等離子體在該截面上運(yùn)動(dòng)的曲率半徑遠(yuǎn)小于管的截面半徑，但如果只有縱向場(chǎng)，帶電粒子還會(huì)逐步向管壁“漂移”，導(dǎo)致約束失敗。不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（）A．正離子在縱向場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng) B．發(fā)生漂移是因?yàn)閹щ娏Ｗ拥乃俣冗^(guò)大C．正離子向左側(cè)漂移，電子向右側(cè)漂移 D．正離子向下側(cè)漂移，電子向上側(cè)漂移9．如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧橫波t=0時(shí)刻的波形圖，虛線是0.2s時(shí)的波形圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．該波的波長(zhǎng)為4mB．若波向右傳播，x=1m的質(zhì)點(diǎn)0時(shí)刻正在向x軸方向運(yùn)動(dòng)C．t=0.2s時(shí)，x=3m處的質(zhì)點(diǎn)的加速度最大且方向沿y軸負(fù)方向D．若波向左傳播，0~0.2s時(shí)間內(nèi)它傳播的最小距離為3mE.若波向右傳播，它的最大周期為0.8s10．如圖為一電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的穩(wěn)定電路。電壓表A的內(nèi)阻為5kΩ。B為靜電計(jì)，C1，C2為兩個(gè)理想的電容器且耐壓值足夠高。在開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后，下列說(shuō)法正確的是A．C1上電荷量為0B．若將甲右滑，則C2上電荷量增大C．若C1>C2，則電壓表兩端大于靜電計(jì)兩端電壓D．將S斷開(kāi)，使C2兩極距離增大，B張角變大三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11．（6分）如圖所示利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，并調(diào)至水平B．測(cè)出遮光條的寬度dC．將滑塊移至圖示的位置，測(cè)出遮光條到光電門的距離lD．釋放滑塊，讀出遮光條通過(guò)光電門的遮光時(shí)間tE.用天平稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量mF.………請(qǐng)回答下列問(wèn)題（重力加速度取g）：(1)滑塊經(jīng)過(guò)光電門的速度可以表示為_(kāi)___（用物理量符號(hào)表示）。(2)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測(cè)的物理量是____。(3)滑塊從靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到光電門的過(guò)程中，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少_____（用物理量符號(hào)表示）。(4)選用不同的l，測(cè)出對(duì)應(yīng)的t。能直觀反應(yīng)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的圖像是_____。A．t﹣lB．t2﹣lC．﹣lD．﹣l12．（12分）實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ，提供的器材有：帶定滑輪的長(zhǎng)木板，有凹槽的木塊，質(zhì)量為m0的鉤碼若干，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，電源，紙帶，細(xì)線等．實(shí)驗(yàn)中將部分鉤碼懸掛在細(xì)線下，剩余的鉤碼放在木塊的凹槽中，保持長(zhǎng)木板水平，利用打出的紙帶測(cè)量木塊的加速度．(1)正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得到一條紙帶。紙帶的一部分如左圖所示，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s。該同學(xué)將紙帶從每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處截?cái)?，得?條短紙帶，再把6條短紙帶的下端對(duì)齊貼在紙上，以紙帶下端為橫軸建立直角坐標(biāo)系，并將刻度尺邊緣緊靠縱軸，其示數(shù)如右圖所示。則打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”時(shí)小車的速度大小為_(kāi)___________m/s；小車的加速度大小為_(kāi)__________m/s2(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)將木塊凹槽中的鉤碼逐個(gè)添加到細(xì)線下端，改變懸掛鉤碼的總質(zhì)量m，測(cè)得相應(yīng)的加速度a，作出a－m圖象如圖所示．已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝9.8m/s2，則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________(保留兩位有效數(shù)字)；μ的測(cè)量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值。(3)實(shí)驗(yàn)中________(選填“需要”或“不需要”)滿足懸掛鉤碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中鉤碼總質(zhì)量．四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）某容積為20L的氧氣瓶里裝有30atm的氧氣，現(xiàn)把氧氣分裝到容積為5L的小鋼瓶中，使每個(gè)小鋼瓶中氧氣的壓強(qiáng)為4atm，如每個(gè)小鋼瓶中原有氧氣壓強(qiáng)為latm。問(wèn)最多能分裝多少瓶？（設(shè)分裝過(guò)程中無(wú)漏氣，且溫度不變）14．（16分）如圖所示，導(dǎo)熱缸體質(zhì)量M=10kg，氣缸內(nèi)輕質(zhì)活塞被一勁度系數(shù)k=100N/cm的輕彈簧豎直懸掛于天花板上。輕質(zhì)活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體（氣體重力不計(jì)），環(huán)境溫度為T1=300K時(shí)，被封氣柱長(zhǎng)度cm，缸口離天花板高度h=1cm，已知活塞與缸壁間無(wú)摩擦，活塞橫截面積S=1×10-2m2，大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa且保持不變，重力加速度g=10m/s2.求：①環(huán)境溫度降到多少時(shí)缸口恰好接觸天花板；②溫度降到多少時(shí)天花板對(duì)缸體的壓力等于缸體重力（缸口與天花板接觸點(diǎn)不完全密閉）。15．（12分）如圖所示，足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MNC和PQD平行且間距為L(zhǎng)左右兩側(cè)導(dǎo)軌平面與水平面夾角分別為α=37°、β=53°，導(dǎo)軌左側(cè)空間磁場(chǎng)平行導(dǎo)軌向下，右側(cè)空間磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，電阻均為R，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸，始終垂直于導(dǎo)軌，金屬棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，金屬棒ef光滑。同時(shí)由靜止釋放兩金屬棒，并對(duì)金屬棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度大小為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大加速度的大?。唬?）金屬棒ab達(dá)到最大速度所用的時(shí)間；（3）金屬棒ab運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，外力F對(duì)ef棒的沖量。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】

衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有得所以兩衛(wèi)星運(yùn)行周期之比為故A正確、BCD錯(cuò)誤。

故選A。2、A【解析】

AB．根據(jù)圖象可得原線圈的電壓的最大值為，所以電壓的有效值為原線圈的匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)n2之比為5∶1，則有解得副線圈電壓則副線圈中的電流根據(jù)變壓器電流與匝數(shù)的關(guān)系有所以原線圈中的電流即電流表的讀數(shù)故A正確，B錯(cuò)誤；C．電壓表示數(shù)為電阻R上的電壓，根據(jù)歐姆定律有故C錯(cuò)誤；D．由乙圖可知通過(guò)電阻R的交流電的周期為4×10-2s，故D錯(cuò)誤。故選A。3、D【解析】

AB．由核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得，過(guò)程①的衰變方程為故AB錯(cuò)誤；CD．由核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得，過(guò)程①的衰變方程為故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。4、B【解析】摩天輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，乘客的速度大小不變，則動(dòng)能不變，但高度變化，所以機(jī)械能在變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，在最高點(diǎn)由重力和支持力的合力提供向心力，即，所以重力大于支持力，選項(xiàng)B正確；轉(zhuǎn)動(dòng)一周，重力的沖量為I=mgT，不為零，C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，乘客的重力大小不變，速度大小不變，但是速度方向時(shí)刻在變化，根據(jù)P=mgvcosθ可知重力的瞬時(shí)功率在變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選B．5、B【解析】

A．線圈繞垂直磁場(chǎng)的虛線軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交流電，交變電動(dòng)勢(shì)最大值：Em=NBSω=50×0.2×0.1×0.2×200V=40V圖示位置為與中性面垂直的位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大，則從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系式為e=40cos200t（V）故A錯(cuò)誤；B．線圈內(nèi)阻不計(jì)，則電壓表示數(shù)為交變電動(dòng)勢(shì)的有效值故B正確；C．根據(jù)變壓比可知，副線圈輸出電壓：電阻R上消耗的功率：故C錯(cuò)誤；D．變壓器不會(huì)改變交流電的頻率，故D錯(cuò)誤。故選：B。6、A【解析】

由E=hv，P＝以及光在真空中光速c=λv知，光子的動(dòng)量和能量之間關(guān)系為E=Pc．設(shè)時(shí)間t內(nèi)射到探測(cè)器上的光子個(gè)數(shù)為n，每個(gè)光子能量為E，光子射到探測(cè)器上后全部反射，則這時(shí)光對(duì)探測(cè)器的光壓最大，設(shè)這個(gè)壓強(qiáng)為p壓；每秒每平方米面積獲得的太陽(yáng)光能：p0＝?E由動(dòng)量定理得F?＝2p壓強(qiáng)p壓＝對(duì)探測(cè)器應(yīng)用牛頓第二定律F=Ma可得a＝代入數(shù)據(jù)得a=1.0×10-3m/s2故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選A.點(diǎn)睛：該題結(jié)合光子的相關(guān)知識(shí)考查動(dòng)量定理的應(yīng)用，解答本題難度并不大，但解題時(shí)一定要細(xì)心、認(rèn)真，應(yīng)用動(dòng)量定理與牛頓第二定律即可解題．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BC【解析】

A．由同種電荷相互排斥可知，小球B帶正電，故A錯(cuò)誤；D．根據(jù)受力分析和平衡條件，可得解得小球B在初始位置時(shí)所帶電荷量為，故D錯(cuò)誤；C．小球B在C位置時(shí)，由相似三角形原理可得解得，故C正確；B．當(dāng)小球B在C位置時(shí)，設(shè)繩子原長(zhǎng)為x，由受力分析和相似三角形原理可知，當(dāng)小球B在初始平衡位置時(shí)有當(dāng)小球B在C位置時(shí)有聯(lián)立方程組可得彈性繩原長(zhǎng)，故B正確。故選BC。8、AD【解析】

A．根據(jù)左手定則可判斷出正離子在縱向場(chǎng)中沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，故A正確；B．因?yàn)樽笥覂蛇叴艌?chǎng)強(qiáng)度不一樣，導(dǎo)致左右的半徑不同，所以發(fā)生偏移；CD．根據(jù)得發(fā)現(xiàn)B越大，R越小，所以右邊部分的R大于左邊部分的R，結(jié)合左手定則判斷出正離子就會(huì)向下側(cè)漂移，電子向上側(cè)漂移，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。9、ADE【解析】

A．根據(jù)圖像可知波長(zhǎng)，A正確；B．若波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，根據(jù)同側(cè)法可知處的質(zhì)點(diǎn)0時(shí)刻向軸正方向運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．t=0.2s時(shí)，x=3m處的質(zhì)點(diǎn)的加速度最大且方向沿y軸正方向，C錯(cuò)誤；D．若波向左傳播，0~0.2s時(shí)間內(nèi)根據(jù)圖像可知圖中波峰的移動(dòng)的最小距離為3m，則它傳播的最小距離為3m，D正確；E．若波向右傳播，經(jīng)過(guò)時(shí)（n=1，2，3…）解得（n=1，2，3…）當(dāng)時(shí)，最大周期為，E正確。故選ADE。10、AD【解析】

A．由于電容器和靜電計(jì)均為斷路，故開(kāi)關(guān)閉合一段時(shí)間后，電路中電流為0，故電壓表兩端電壓為0，因此C1上電荷量為0，故A正確；B．由于整個(gè)電路中沒(méi)有電流，C2相當(dāng)于直接接在電源兩端，故滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器對(duì)電路沒(méi)有影響，C2上電壓不變，故電荷量不變，故B錯(cuò)誤；C．電壓表兩端電壓為0，靜電計(jì)兩端電壓不為0，故C錯(cuò)誤；D．S斷開(kāi)后，C2上電荷量保持不變，故當(dāng)兩極板距離增大時(shí)，電容減小，由可知，電壓增大，故靜電計(jì)張角變大，故D正確；故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11、滑塊和遮光條的總質(zhì)量MmglD【解析】

(1)[1]遮光條寬度小，通過(guò)時(shí)間短，可以用平均速度近似代替瞬時(shí)速度，擋光條通過(guò)光電門的速度為v＝(2)[2]令滑塊和遮光條的總質(zhì)量為M，托盤和砝碼下落過(guò)程中，系統(tǒng)增加的動(dòng)能為Ek＝(M+m)v2＝(m+M)·()2實(shí)驗(yàn)中還要測(cè)量的物理量為滑塊和擋光條的總質(zhì)量M。(3)[3]根據(jù)題意可知，系統(tǒng)減少重力勢(shì)能即為托盤和砝碼減小的，為Ep＝mgl(4)[4]為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒，需滿足的關(guān)系是mgl＝(m+M)·()2應(yīng)該是圖像，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。12、0.47；0.70；0.33；大于；不需要；【解析】

（1）依據(jù)中時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，那么計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”時(shí)小車的速度大小為：；根據(jù)?x=aT2結(jié)合逐差法可得：。（2）根據(jù)牛頓第二定律可知mg-μ（M-m）g=Ma，解得，由圖可知，-μg=-3.3，解得μ=0.33；

μ的測(cè)量值大于真實(shí)值，原因是滑輪與軸承、細(xì)線間有摩擦，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦等；

（3）在此實(shí)驗(yàn)中，由于把小車和砝碼的質(zhì)量作為了整體，結(jié)合第二問(wèn)可知，不需要滿足懸掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和槽中的鉤碼總質(zhì)量；【點(diǎn)睛】此題在求解加速度時(shí)還可這樣做：紙帶的長(zhǎng)度之比等于此段紙帶的平均速度之比，還等于各段紙帶中間時(shí)刻的速度之比，即紙帶的高度之比等于中間時(shí)刻速度之比，這種等效替代的方法減小了解題難度，要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推