2022届湖南省长沙市第一中学高三（下）模拟试卷物理试题（一）（解析版）

1、 长沙市一中2022届模拟试卷（一）物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. “嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是（）A. 一个衰变为

2、释放的核能为B. 由于月球上昼夜温差很大，所以在月球上衰变得比在地球上快些C. 比的中子数少2个D. 发生的是衰变，射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤【答案】C【解析】【详解】A依题意，可得该核反应过程中的质量亏损为则一个衰变为释放的核能为故A错误；B放射性元素的半衰期与外部环境条件无关，所以在月球上的衰变同在地球上的衰变快慢是一样的，故B错误；CD根据质量数及电荷数守恒，可写出该核反应方程为可知该核反应为衰变，由于粒子由两个质子和2个中子组成，可知比的中子数少2个，且射线的电离能力较强，穿透能力较弱，所以射线不能用于金属探伤，故C正确，D错误。故选C。2. 某物体沿一直线运动，其v-t图像

3、如图所示，下列描述正确的是（ ）A. 第1s内和第2s内物体的速度方向相反B. 第1s和第2s内物体的加速度方向相反C. 第3s内物体的速度方向和加速度方向相反D. 前2s内物体的位移为零【答案】B【解析】【详解】A在v-t图像中速度的正负表示运动方向，第1s内和第2s物体的速度均为正值，运动方向相同，A错误；B由于图线斜率的符号反映加速度的方向，可知第1s内加速度为正方向，第2s内加速度为负方向，所以第1s内和第2s内物体的加速度方向相反，B正确；C第3秒内物体速度为负方向，斜率为负即加速度为负方向，所以第3s内物体的速度方向和加速度方向相同，C错误；D前2s内物体的位移为前2s图像所围成的

4、面积，不为零，D错误。故选B。3. 2021年7月和10月，美国SpaceX公司星链卫星两次侵入中国天宫空间站轨道，为保证空间站内工作的三名航天员生命安全，中方不得不调整轨道高度，紧急避碰。其中星链2305号卫星，采取连续变轨模式接近中国空间站，中国发现且规避后，该卫星轨道又重新回到正常轨道。已知中国空间站在高度为390km的圆轨道，轨道倾角41.58（轨道倾角是指卫星轨道面与地球赤道面之间的夹角），而星链卫星在高度为550km的圆轨道，倾角为53。已知地球半径为6400km，引力常量为。下列说法正确的是（）A. 中国空间站运行速度约为8.39km/sB. 由题目所给数据可以计算出地球的密度C

5、. 星链卫星保持轨道平面不变，降至高度为390km的圆轨道时，一定不会与中国空间站相撞D. 星链卫星在正常圆轨道需减速才能降到中国空间站所在高度【答案】D【解析】【详解】A中国空间站在地球的万有引力作用下绕地球做匀速圆周运动，其速度不可能大于第一宇宙速度，A错误；B根据万有引力提供向心力，可得根据题意，可以知道轨道半径、引力常量G，不知道运行周期或线速度角速度等，不能求出地球质量，则不能求解地球的密度，B错误；C星链卫星保持轨道平面不变，降至390公里附近圆轨道时，其速度与中国空间站速度接近，由于二者并不是在同一轨道平面上且保持绕行方向相同，所以存在相撞的可能，故C错误。D星链卫星在高轨道运行

6、，在正常圆轨道需减速降轨做近心运动后才能降到中国空间站所在高度，D正确；故选D4. 如图所示，带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态。给小球B施加水平力F使其缓慢上升，直到小球A刚要滑动在此过程中()A. 水平力F的大小不变B. 杆对小球A的支持力不变C. 轻绳对小球B的拉力先变大后变小D. 杆对小球A的摩擦力先变小后变大【答案】D【解析】【详解】AC.对小球受力分析，受拉力F、重力和细线的拉力T，根据平衡条件，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示随着的增大，拉力F和细线的拉力T均增加，故AC错误；BD.对A B球整体分析，受重力、拉力F、支持力

7、N和静摩擦力f，如图所示设杆与水平方向的夹角为，根据平衡条件，在垂直杆方向有随着F的增加，支持力增加；在平行杆方向有故有随着F的增加，静摩擦力逐渐减小，当 时，摩擦力为零，此后静摩擦力反向增大，故D正确B错误。故选D。5. 如图所示，粗细均匀的圆形绝缘环位于空间直角坐标系中的xOy平面内，其几何中心与坐标原点O重合。处于每个象限的圆环都均匀带有相同电量的电荷，电性如图所示。点1、2、3、4、5、6分别位于z、x、y轴上，它们与原点间距相同，以下说法错误的是（）A. 点1、点2处的场强一定相同B. 点3、点4处的场强一定相同C. 点3、点4处的电势一定相等D. 点5、点6处的电势一定相等【答案】

8、B【解析】【详解】A根据电场强度叠加原理，点1和点2的场强都为零，场强相同，A不符合题意；B根据电场强度叠加原理，点3和点4的场强大小相同，方向相反，场强一定不同，B符合题意；C根据微元法和等效法，点3和点4可看作等量异种电荷中垂线上的点，电势都跟无穷远处电势相同。C不符合题意；D根据微元法和等效法，点5和点6可看作等量异种电荷中垂线上的点，电势都跟无穷远处电势相同。D不符合题意；故选B。6. 如图所示，将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，香皂盒的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验，若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦

9、因数均为，重力加速度为g。若本实验中，香皂盒与纸板左端的距离，若香皂盒移动的距离超过，人眼就能感知，忽略香皂盒的体积因素影响，g取10m/s2；为确保香皂盒移动不被人感知，纸板所需的拉力至少是（）A. 0.72NB. 0.92NC. 1.22ND. 1.42N【答案】D【解析】【详解】香皂盒与纸板发生相对滑动时，根据牛顿第二定律可得解得对纸板，根据牛顿第二定律可得为确保实验成功，即香皂盒移动的距离不超过l0.002m，纸板抽出时香皂盒运动的最大距离为纸板运动距离为纸板抽出后香皂盒运动的距离为则由题意知代入数据联立求得故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符

10、合题目要求。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. 图甲为一起重机的电路示意图，理想变压器的原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，照明灯的规格为“20V 10W”，电动机的内阻为r=0.5，装置工作时，质量为m= 50kg的重物体恰好匀速上升，照明灯正常工作，电表均为理想电表，电流表的示数为10.5A。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是（）A. 原副线圈的匝数之比为n1n2=2B. 重物匀速上升的速率v=0.3m/sC. 电动机的效率为 =0.75D. 若电动机被卡住不转，且电路尚未烧坏，则原线圈中电流为101.25A【答案】BC【解析】【详解】A原线圈电压为

11、照明灯正常工作，则副线圈电压为原副线圈的匝数之比为故A错误；B通过灯的电流为通过电动机的电流为电动机的输出功率等于重物克服重力做功的功率，则有解得故B正确；C电动机的效率故C正确；D若电动机被卡住不转，为纯电阻电路，照明灯的阻值为总电阻为副线圈电流根据变流比可知故D错误。故选BC。8. 主题口号为“一起向未来”的2022年北京冬奥会圆满落幕。跳台滑雪比赛在河北张家口举行，如图，跳台滑雪赛道由助滑道、着陆坡、停止区三部分组成。比赛中，甲、乙两运动员先后以速度、从点正上方处沿水平方向飞出，分别落在了着陆坡的中点和末端，运动员可看成质点，不计空气阻力，着陆坡的倾角为，重力加速度为，则（）A. 甲运动

12、员从点飞出到距离斜面最远所需要的时间B. 、的大小关系为C. 甲、乙两运动员落到着陆坡前瞬间速度方向相同D. 甲运动员落到着陆坡前瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的大【答案】AD【解析】【详解】A甲运动员从点飞出到距离斜面最远时，速度方向与斜面平行，则有解得A正确；B设高度为，长度为，对甲运动员有解得对乙运动员有解得可得即B错误；CD设甲、乙两运动员落到着陆坡前瞬间速度方向与水平方向成和，位移方向与水平方向成和，根据平抛运动推论可知由情景图可知，甲运动员落到着陆坡前瞬间位移方向与水平方向夹角比乙的大，即则有可得即甲运动员落到着陆坡前瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的大，C错误，D正确；故选AD

13、。9. 汽车在研发过程中都要进行性能测试，如图所示为某次测试中某型号汽车的速度v与牵引力F大小倒数的图像，vm表示最大速度。已知汽车在水平路面上由静止启动，ab平行于v轴，bc反向延长过原点O。已知阻力恒定，汽车质量为2103kg，下列说法正确的是（）A. 汽车从a到b持续的时间为20sB. 汽车由b到c过程做匀加速直线运动C. 汽车额定功率为50kWD. 汽车能够获得的最大速度为12m/s【答案】AC【解析】【详解】C根据 ，额定功率等于图线的斜率C正确；B根据 ，汽车由b到c过程功率不变，随着汽车速度的增大，牵引力减小；根据牛顿第二定律得 汽车所受阻力不变，随着牵引力的减小，汽车的加速度减

14、小，汽车由b到c过程做非匀变速直线运动，B错误；D汽车能够获得最大速度为 D错误；A汽车所受的阻力为汽车从a到b所受的牵引力为 解得 根据牛顿第二定律得解得 汽车从a到b持续的时间为 A正确。故选AC。10. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的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，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（ ）A. 粒子获得的最大动能与加速电压无关B

15、. 粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为C. 粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为D. 若 ，则粒子获得的最大动能为【答案】ACD【解析】【详解】A.当粒子出D形盒时，速度最大，动能最大，根据qvB=m，得v=则粒子获得的最大动能Ekm=mv2=粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A正确。B.粒子在加速电场中第n次加速获得的速度，根据动能定理nqU=mvn2可得vn=同理，粒子在加速电场中第n+1次加速获得的速度vn+1=粒子在磁场中运动的半径r=，则粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为，故B错误。C.粒子被电场加速一次动能的增加为qU，则粒子被加速的次数n=粒子在磁场中运动周期

16、的次数n=粒子在磁场中运动周期T=，则粒子从静止开始到出口处所需的时间t=nT=故C正确。D. 加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即，当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应该为，粒子的动能为Ek=mv2。当时，粒子的最大动能由Bm决定，则解得粒子获得的最大动能为当时，粒子的最大动能由fm决定，则vm=2fmR解得粒子获得的最大动能为Ekm=22mfm2R2故D正确。故选ACD.三、实验题：本题包含2小题，共16分。11. 某同学设计如图甲所示的实验装置来做“验证机械能守恒定律”实验，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小铁球通过光电门

17、的时间t，当地的重力加速度为g。（1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则其直径为_cm。（2）调整、之间距离h，多次重复上述过程，作出随h的变化图像如图丙所示。若小铁球下落过程中机械能守恒，则该直线斜率_。（3）在实验中根据数据实际绘出图像的直线斜率为，则实验过程中小铁球所受的平均阻力f为其重力的_倍（用表示）。【答案】 . 2.385 . . 【解析】【详解】（1）120分度游标卡尺读数为（2）2根据机被能守恒定律有可得故随h的变化图像的斜率为（3）3考虑阻力的情况下，由动能定理有解得可得随h的变化图像的斜率为由此可知12. 某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置，将一电流表改装

18、为温度计。提供的实验器材有：电流表（量程为，内阻为100）、学生电源（输出电压为，内阻不计）滑动变阻器（最大阻值为）、滑动变阻器（最大阻值为）、单刀双掷开关、用防水绝缘材料包裹的热敏电阻、导线若干.已知热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为，实验步骤如下：a.按照电路图连接好实验器材；b.为不烧坏电流表，将滑动变阻器的滑片P调整到a端；然后将单刀双掷开关掷于c端，调节滑动变阻器，使电流表指针指在_（选填“中央刻线”或“满刻线”）位置，并在以后的操作中使滑片P_（选填“位置不变”、“置于a端”或“置于b端”）；c.在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于d端，随着热水温度的下降，记录若干个电流表的示

19、数；d.根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作电流表的刻度盘，改装成温度计.依据实验步骤，完成下列问题：(1)为使改装的温度计的量程足够大，将实验步骤b中两空按照要求填写完整.(2)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选_（填“”或“”）.(3)电流表的电流I与热水温度t之间的函数关系式为_（A），该温度计能够测量的最低温度为_.【答案】 . 满刻线 . 位置不变 . . . 4【解析】【详解】(1)12 调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在满刻线位置，并在以后的操作中使滑片P位置不变。(2)3 由于灵敏电流表的内阻只有100 ，所以当灵敏电流表达到满偏时，有将U2.0

20、 V，Rg100 及I1.0103 A代入可得R1900 所以，应选择滑动变阻器R2。(4)45 由于滑动变阻器的滑片在以后的实验中保持不动，则滑动变阻器接入电路的阻值和电流表的内阻之和为2 000 ，当开关掷于d端时，根据欧姆定律有又因为代入整理可得当电流表达到满偏时，此时测量的温度为该温度计能够测量的最低温度，将I=1.010-3A代入上式可得四、解答题：本题包含2小题，共27分。其中13题12分，14题15分。13. 如图所示，光滑轨道abcd周定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，圆弧轨道的半径，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳

21、将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，与弹簧分开之后A向左滑上小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处。物块A与小车之间的动摩擦因数，小车质量M满足，重力加速度g取10m/s2。求：（1）物块B运动到最低点b时对轨道的压力；（2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能；（3）物块A在小车上滑动过程中产生的热量Q（计算结果可含有M）。【答案】（1）60N；（2）12J；（3）当1kgM2kg时，；当2kgM3.5kg时，【解析】【详解】（1）在最高点有牛顿第二定律可得b到d由动能定理可

22、得在b点有牛顿第二定律可得联立以上方程可得由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力竖直向下，大小为（2）由动量守恒定律可得由能量守恒可得联立以上方程可得（3）假设A恰好滑到小车左端时与小车有共同速度v，由动量守恒定律可得mAvA=（mAM）v由能量守恒可得联立以上方程可得=2kg当1kgM2kg时，A与小车最终有共同速度，由能量守恒可得解得当2kgM3.5kg时，A将从小车左端滑出，可得Q2=mAgL解得14. 如图a所示，超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。如图b所示，已知管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ两导轨的间距为，运输车的

23、质量为m，横截面是半径为r的圆。运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计，重力加速度为g。(1)如图c所示，当管道中的导轨平面与水平面成角时，运输车恰好能无动力地匀速下滑。求运输车与导轨间的动摩擦因数；(2)在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力。当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平面向下的匀强磁场中，如图d所示。求刚接通电源时运输车的加速度的大小；（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象）当运输车进站时，管道内依次分布磁

24、感应强度为B，宽度为D的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度v0从如图e通过距离D后的速度v。【答案】(1) ；(2)；【解析】【详解】(1) 设轨道对运输车的支持力为N1、N2，在垂直斜面方向上，受力分析如图所示则可知在沿斜面方向上，对运输车进行受力分析可知代入数据，整理得(2)运输车离站时，电路图如图所示根据电阻的串关联关系，回路总电阻总电流1、2两导体棒受安培力方向相同，受到的合力而，根据牛顿第二定律联立可得，加速度大小运输车进站时，电路如图所示当车速为v时，由法拉第电磁感应定律根据闭合电路的欧姆定律每个导体棒所受的安培力代入数据，运输车所受的合力选取一小段时间t，运输车

25、速度的变化量为v，由动量定律由于上式变为两边求和解得五、选做题：共13分。物理一选修3-3（13分）15. 有关下列五幅图像所对应的物理规律，说法正确的是（）A. 甲图中，碳颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的B. 乙图说明单晶体在不同方向上的微粒排列是不一样的，所以单晶体在物理性质上表现为各向异性C. 丙图中，当分子间作用力为零时，分子间的引力、斥力都为零，分子势能最小D. 从丁图可知气体的多数分子的速率在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律E. 将戊图中的隔板抽走，A内气体进入B内，对外不做功，内能不变【答案】BDE【解析】【详解】A图中的折线是固体小颗粒

26、在不同时刻的位置的连线，即不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，图中的折线没有规则，说明固体小颗粒的运动是无规则的，水分子的运动是无规则的，故A错误；B单晶体具有各向异性，是因为内部结构，在不同方向上物质微粒的排列情况不同，故B正确；C当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力大小相等方向相反，合力为零，即分子力为零，但不是分子间的引力和斥力都为零；分子间距离从近距离增大时，分子力先为斥力，后为引力；分子力先做正功，后做负功；故分子势能将先减小后增大，当两个分子间的距离为r0时，分子势能最小，故C错误；D根据分子运动的统计规律可知，不论温度如何变化，气体分子速率分布规律总表现为“中间多

27、两头少”，速率很大和很小的分子总是少数分子，故D正确；E绝热容器内的气体与外界没有热传递，即Q=0A内气体向真空扩散时气体没有做功，即W=0根据热力学第一定律，可得即气体的内能不变，故E正确。故选BDE。16. 如图甲所示，导热性良好的汽缸固定在左端带有铰链的木板上，在汽缸内通过厚度可忽略的、可以在汽缸内无摩擦滑动的、横截面面积为S的活塞密封了一定质量的理想气体。现在竖直面内缓慢转动木板，可得到气体的压强p与外界大气压强p0的比值随木板与水平面之间的夹角的变化关系如图乙所示。当=60时活塞距汽缸底面的高度为h，环境温度为T0，理想气体的内能与温度的关系为U=kT，比例系数k已知。sin37=0.6，cos37=0.8，重力加速度为g。（结果用S、p0、h、T0、k、g表示）（1）求活塞的质量m。（2）当=37时固定木板，环境温度缓慢降至0.8T0，求在此过程中气体向外界放出的热量Q。【答案】（1） ；（2） 【解析】【分析】【详解】（1）由图乙可知当=60时P=1.5P0，对活寒进行受力分析，由平衡条件得mgcos60+P0S=1.5P0S解得（2）当=37时对活塞进行受力分析，由平衡条件得mgcos37+P0S=PS设此时活塞距缸底的距离为H1，该过程为等温变化，由