2021-2022学年福建省“超级全能生”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

考生请注意：

1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2.第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的

位置上。

3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试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，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内一个有质量的活塞封闭着理想气体，活塞下部为真空•两

端固定的轻弹簧被压缩后用绳扎紧•现在绳突然断开，当轻弹簧推动活塞上升的过程中，理想气体（）

A.压强增大，温度升高

B.压强增大，温度降低

C.压强减小，温度升高

D.压强减小，温度降低

2、如图所示，真空中孤立导体球均匀带电，电荷量为+Q。试探电荷从尸点由静止释放，只在电场力作用下运动到无

限远处，电场力做功为W,若导体球电荷量变为+2Q,则该试探电荷从尸点运动至无限远的过程中电场力做功为（）

3、如图，水平导体棒尸。用一根劲度系数均为A=80N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，置于水平向里的匀强磁场中，

P0长度为L=0.5m,质量为,〃=0.1kg。当导体棒中通以大小为/=2A的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状

态。欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，（重力加速度g取10m/s2）则（）

A.通入的电流方向为P—Q,大小为1.2A

B.通入的电流方向为P-Q,大小为2.4A

C.通入的电流方向为Q-P,大小为1.2A

D.通入的电流方向为。TP,大小为2.4A

4、I960年10月第十一届国际计量大会确定了国际通用的国际单位制，简称SI制。国际单位制共有七个基本单位，

其中力学单位制中的3个基本单位是（）

①kg②ms③N④m⑤s@Nm⑦m/s?⑧N•s

A.①④⑤B.①③④C.②③⑦D.⑤⑥⑧

5、为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为八的圆轨道上运动，周期为7“总质量

为，”I,环绕速度为以。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该星球更近的半径为0的圆轨道上运动环绕速度为以，周期为

T2,登陆舱的质量为析2,引力常量为G,则（）

4乃。

A.该星球的质量为加=浸

该星球表面的重力加速度为gx=等"

C.

D.

6,如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心。正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球（可视为质点），小

球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点未到顶点），在此过程中，小球

对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是（）

A.N不变，T变小B.N变小，7不变C.N变大，T变大D.N变大，T变小

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，斜面倾角为8=37。，小球从斜面顶端尸点以初速度%水平抛出，刚好落在斜面中点处。现将小球以初

速度2%水平抛出，不计空气阻力，小球下落后均不弹起，sin37。=0.6,cos37。=0.8,重力加速度为g,则小球两

次在空中运动过程中（）

A.时间之比为1:2

B.时间之比为1：J5

C.水平位移之比为1:4

D.当初速度为％时，小球在空中离斜面的最远距离为U

40g

8、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=12m处的质元的振动图线如图1所示，在x=18m处的质元的振动图线如

图2所示。下列说法正确的是（）

0

-2

A.该波的周期为12s

B.尤=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰

C.在。〜4s内x=12m处和x=18m处的质元通过的路程均为6cm

D.该波的波长不可能为8m

9、如图半径为K的内壁光滑圆轨道竖直固定在桌面上，一个可视为质点的质量为机的小球静止在轨道底部A点。现

用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球在极短的时间内获得一个水平速度后沿轨道在竖直面内运动。当小球回到A

点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过这两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中

始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1,第二次击打过程中小锤对小球做功W2。若两次击打过程

中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则号的值可能是（）

10、如图所示直角坐标xOy平面，在02区域I内有沿x轴正向的匀强电场，电场强度大小为E；在的区域H

中有垂直于xOy平面的匀强磁场（图中未画出），一质量为小、电荷量为g的正粒子，从坐标原点由静止开始自由释放,

不计粒子重力，能过坐标为（。，的尸点，则下列说法正确的是（）

A.磁场方向垂直于xOy平面向里

B.粒子通过尸点时动能为gEa

C.磁感应强度5的大小可能为，

D.磁感应强度8的大小可能为6

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）调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一水滴刚碰到盘

时，恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有3个正在下落的水滴，测出水龙头到盘子间的距离为心当第一

滴水滴落到盘中时，第二滴水滴离水龙头的距离为;从第一滴水滴离开水龙头开始计时，到第〃滴水滴落

到盘中，秒表测得时间为,,可知当地的重力加速度g为o

12.（12分）为了测量木块与木板间动摩擦因数〃，某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置，让木块从

倾斜木板上A点由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机，描绘出滑块与传感

器的距离s随时间f变化规律，取g=10m/s2,sin37o=0.6,如图所示：

（1）根据上述图线，计算可得木块在0.4s时的速度大小为叱=（）m/s；

（2）根据上述图线，计算可得木块的加速度大小a=（）m/s2；

（3）现测得斜面倾角为37。，则产（）。（所有结果均保留2位小数）

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）一个长方形透明物体横截面如图所示，底面AB镀银，（厚度可忽略不计），一束光线在横截面内从M点

的入射，经过A5面反射后从N点射出，已知光线在M点的入射角a=53。，长方形厚度A=2cm,N之间距离s=3cm。

求：

(1)画出光路图，并求透明物体的折射率；

(2)若光速为c=3.0xl08m/s,求光在透明物体中传播时间。

14.(16分)一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m,在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动.由于受

到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小.卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了AH,

由于AH«R,所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动.设地球可看成质量为M的均匀球体，万有

引力常量为G.取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为

.GMm

E=-------.

pr

(1)求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；

(2)某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为p,且为恒

量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内

发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变.在满足上述假设的条

件下，请推导：

①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；

②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-AH的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式.

15.(12分)如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在。点，过圆心放置一长度为2r、电阻为2K的均匀

辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置的一部分置于磁感应强度大小为仄方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，

磁场边界恰好与圆环的直径在同一直线上。现使辐条以角速度“绕。点顺时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和

圆环的边缘良好接触，Rt=R,右侧为水平放置的足够长的光滑平行导轨，间距为2r,导轨之间有垂直导轨平面向里、

磁感应强度大小也为5的匀强磁场，质量为机、电阻为R的导体棒成垂直放置在导轨上且接触良好，不计其他电阻。

(1)若S闭合，Si断开时，求理想电表的示数；

(2)若S、Si都闭合，求出导体棒功能够获得的最大速度惴;

(3)在导体棒仍加速过程中通过的电荷量仪

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】

根据理想气体的状态方程分析气体的状态参量的变化；轻弹簧推动活塞上升的过程中对气体做功，结合热力学第一定

律即可判定气体内能的变化与温度的变化.

【详解】

活塞向上压缩气体的过程中对气体做正功，同时，由于是绝热的气缸，气体与外界之间没有热交换，根据热力学第一

定律可知，气体的内能一定增大，所以气体的温度升高.根据理想气体的状态方程：可知，气体的温度升高,

体积减小则气体的压强一定增大.故选A.

【点睛】

通过受力分析确定所受的各个力，以及物体的初末状态和物体运动过程，从而确定不同力的做功情况以及能量的转化

是解决此类题目的解题思路.

2、A

【解析】

根据点电荷产生的电场的电势分布特点

(p=k-

r

可知，当导体球电荷量变为+2。时，除无穷远处电势仍为0夕卜，其它点的电势变为原来的两倍，则P点与无穷远处的

电势差变为原来的两倍，根据

W=qU

可知试探电荷仍从P点运动至无限远的过程中电场力做功为

W'=2W

故A正确，BCD错误。

故选A。

3、C

【解析】

由题意知通电后弹簧恢复到原长，说明安培力方向向上，由平衡条件可得辽5=,监，代入数据解得磁感应强度大小

B=-^=lTo欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，假设安培力方向向下，由平衡条件可得，阳+//5=h，解

得：，=1.2A,假设成立，此时通入的电流方向为。—P,故C正确，ABD错误。

4、A

【解析】

国际基本单位有米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉；其中力学单位制中的3个基本单位是米、秒、千克，

即时m、kg、s,即①④@,故A正确，BCD错误。

故选A。

5,D

【解析】

,Mm.（2乃）Min,r2万]v]

由G—丁=町4~=町一和G—/=生弓~=网一

r\彳r2VT2）r2

A.该星球的质量为

M=^

GT；

选项A错误；

B.由

G~^T=,nxS

K

星球的半径R未知，不能求解其表面的重力加速度，选项B错误;

C.由表达式可知

Z岭L=山E

选项C错误；

D.由表达式可知

选项D正确。

故选D。

6、A

【解析】

小球受重力支持力和拉力作用，将三力平移可构成首尾连接的三角形，其中重力与过。点竖直线平行，支持力N沿半

球面半径方向且

N'=N

拉力沿绳方向，力的三角形与。小球、滑轮构成的三角形相似，设小球与滑轮间的绳长为L,滑轮到。点的距离为，，

半球面半径为R,则有：

N_T_mg

小球从A点滑向半球顶点过程中，小球到。点距离为R不变，，不变，L减小,所以N不变，T变小

故选A。

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.设小球的初速度为为时，落在斜面上时所用时间为f,斜面长度为L小球落在斜面上时有：

I2

tanO=-----=&-

W2%

解得：

I_2%.tan3

g

设落点距斜面顶端距离为S,则有

5=工=242.冶0c寸

cosOgcosO

若两次小球均落在斜面上，落点距斜面顶端距离之比为1：4,则第二次落在距斜面顶端4L处，大于斜面的长度，可

知以2yo水平抛出时小球落在水平面上。

两次下落高度之比1：2,根据/?=；g*得:

[2h

所以时间之比为1：、巧，选项A错误，B正确;

C.根据x=vnt得水平位移之比为：

%:/=:（2%-夜彳）=1:2>/2

选项C错误；

D.当小球的速度方向与斜面平行时，小球到斜面的距离最大。即在小球距离斜面最远时，垂直于斜面方向的速度等于

0,

建立沿斜面和垂直于斜面的平面直角坐标系，将初速度v0和重力加速度g进行分解，垂直于斜面的最远距离

2

{vosinOy9v0

2gcos840g

选项D正确。

故选BD。

8、AB

【解析】

A.由图可知，该波的周期为12s。故A正确；

B.由图可知，U3s时刻，x=12m处的质元在平衡位置向上振动时，x=18m处的质元在波峰，故B正确；

C.由图可知，该波的振幅为4cm,圆频率

由图1可知，在f=0时刻x=12m处的质点在-4cm处，则其振动方程

4•/乃冗、

%12=-4sin(—t+-)cm

4s时刻质元的位置

玉2一4=-4-sin彳+g=2cm

所以x=12m处的质元通过的路程

Si2=4cm+2cm=6cm

据图2知Z=Os时，在x=18m处的质元的位移为0cm,正通过平衡位置向上运动，其振动方程为

A.K、

x=4sin(—Z)cm

186

在Z=4s时刻，在x=18m处的质元的位移

%8=4xsin今=26cm

所以在。〜4s内x=18m处的质元通过的路程

xi8=4cm+(4-2V3)cm«4.54cm<6cin

故C错误;

3

D-由两图比较可知'2m处比处的质元可能早振动所以两点之间的距离为

3、

x=(n+—)1(〃=0、1、2、3…)

4

所以

。4x4x6、

A=---------=---------m(w=0>L2、3…)

4〃+34〃+3

4x6

〃=0时，波长最大，为a=-----m=8m

3

故D错误:

故选AB。

9、AB

【解析】

第一次击打后球最多到达与球心O等高位置，根据功能关系，有

WS/zigK①

两次击打后可以到轨道最高点，根据功能关系，有

用+W22〃gK=g②

在最高点，有

以2

mg+Fti=m-->mg@

R

联立①②③解得

Wi<mgR

3

Wi>—mgR

故

W23

故AB正确，CD错误。

故选AB»

10、ABD

【解析】

根据题意可得，粒子能够通过（a,6）的尸点，轨迹可能的情况如图所示,

A.根据左手定则可得，磁场方向垂直于xOy平面向里，A正确;

B.洛伦兹力不做功，整个过程中只有电场力做功，根据动能定理可得，粒子通过尸点时动能为

Ek-qEa

故B正确;

CD.粒子在磁场中运动的速度大小为%则

2

Ek=qEa=gmv

解得

Vm

粒子在磁场中运动的半径为

b_.

Y—其中〃=1、2、3・・・,

2n

mv

根据r=「可得

qB

2mEa

8=2〃

qb1

12inEn/9177Fa

磁感应强度不可能2m为Ea当〃=3时，8=6』三半，故C错误，D正确。

"qb~\qb

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。

9〃(〃+3)2

11、—h

168/

【解析】

[1]设相邻两水滴的时间间隔为7,则

1,

h=-g(4T)2

第二滴水滴离水龙头的距离

1,9

216

[2]从第一滴水滴离开水龙头开始计时，到第〃滴水滴落到盘中，秒表测得时间为f,贝！I：

(n+3)T-t

又:

〃=于(47)2

解得：

力(〃+3)2

g=一

12、0.401.000.63

【解析】

木块在斜面上做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，则木块在0.4s

时的速度大小

v=(30-14)xl^m/s=04()m/s

0.6-0.2

⑵[2]木块在0.2s时的速度大小

小(32-24)x1。-2mzs=o20mzs

0.4-0

木块的加速度大小

u—M0.4-0.2,2।，

a=-----=-----------m/s=1.00m/s-

20.4-0.2

(3)[3]斜面倾角为37。，则对木块受力分析，由牛顿第二定律可得

m^sin37°一[〃"gcos37°

a

m

解得

a0.63

8

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。

【解析】

光路图如图所示

由几何知识可得:

故可得

Z1=Z2=Z3=Z4=37°

根据折射定律

sinz

n=----

sinr

可得

sina4

n=------=—

sinl3

(2)根据〃，可得

V

c3

v=—=—c

n4

由几何知识可得

SOM+SON=，MN=5cm

故光在透明物体中传播时间为

IO

t=sOM+sON=2.2X1OS

V

mbH_pm,11.

S嗡⑵①人堂；②--------------或----(---------)

4山(及一43VMR-SHR

【解析】

试题分析：（1）设卫星在R轨道运行的周期为T,

4JC2

根据万有引力定律和牛顿第二定律有:GMmN

—s-=m—A

R2T2

解得：嗡

（2）①如图所示，最大横截面积为A的卫星，经过时间从图中的实线位置运动到了图中的虚线位置，该空间区域

的稀薄空气颗粒的质量为Am=pAv\t

以这部分稀薄空气颗粒为研究对象，碰撞后它们都获得了速度v,设飞船给这部分稀薄空气颗粒的平均作用力大小为F,

根据动量定理有：FA/=Amv

根据万有引力定律和牛顿第二定律有：雪二用匕解得：P^L

R1RF=R

根据牛顿第三定律，卫星所受的阻力大小F，=F=?幽

R

②设卫星在R轨道运行时的速度为vi、动能为Eki、势能为Epi、机械能为Ei,

根据牛顿定律和万有引力定律有