2021-2022学年湖南省张家界市重点中学高考冲刺物理模拟试题含解析

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．下列说法正确的是（）A．天然放射现象揭示了原子具有核式结构B．衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变C．α、β和γ三种射线中α射线的穿透力最强D．氢原子向低能级跃迁后，核外电子的动能减小2．如图所示，一名消防救援队队员手拉长为L、呈水平方向的轻绳从平台上跳下，运动到B点时松开手，恰好落到障碍物后被困人员所在的A点。B点是障碍物的最高点，O、B、C三点在同一竖直线上，队员可视为质点，空气阻力不计，利用图示信息判断，下列关系正确的是（）A． B． C． D．3．自然界的电、磁现象和热现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是（）A．安培发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，揭示了热现象和电现象之间的联系C．法拉第发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”D．库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律”4．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（）A．根据公式可知，金属电阻率与导体的电阻成正比B．根据公式可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功C．根据公式可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多D．根据公式可知，电容与电容器所带电荷成正比，与两极板间的电压成反比5．甲、乙两列完全相同的横波分别从波源A、B两点沿x轴相向传播，时的波形图像如图所示，若两列波的波速都是，下列说法正确的是（）A．甲乙两列波的频率都是4HzB．时，甲乙两波相遇C．时，处质点的位移为负方向最大D．时，处质点与处质点的振动方向相反6．如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面水平向里的匀强磁场中，棒中通有由M到N的恒定电流I，细线的拉力不为零，两细线竖直．现将匀强磁场磁感应强度B大小保持不变，方向缓慢地转过90°变为竖直向下，在这个过程中()A．细线向纸面内偏转，其中的拉力一直增大B．细线向纸面外偏转，其中的拉力一直增大C．细线向纸面内偏转，其中的拉力先增大后减小D．细线向纸面外偏转，其中的拉力先增大后减小二、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，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是A．给气缸缓慢加热B．取走烧杯中的沙子C．大气压变小D．让整个装置自由下落8．对于物质固体、液体、气体的认识，下列说法正确的是（）A．液晶具有晶体的光学各向异性B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的E.液体的饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，但饱和汽压与饱和汽的体积无关9．如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′'垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2cosωtB．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C．电压表V示数为NBωL2D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小10．中国航天科工集团虹云工程，将在2023年前共发射156颗卫星组成的天基互联网，建成后WiFi信号覆盖全球。假设这些卫星中有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为，（T0为地球的自转周期），已知地球的第一宇宙速度为v，地球表面的重力加速度为g，则地球的半径R和该卫星做圆周运动的半径r分别为（）A． B． C． D．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）某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图象，如图乙所示．实验中所挂钩码的质量20g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮．(1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是下列哪一个_____________；(填字母代号)A．可使位移传感器测出的小车的加速度更准确B．可以保证小车最终能够做直线运动C．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力(2)由图乙可知，图线不过原点O，原因是_____________________________；(3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是_____________．A．30B．0.3C．20D．0.212．（12分）晓宇为了测量一段长度为L的金属丝的电阻率，进行了如下的实验操作。(1)首先用多用电表中“×10”的欧姆挡对该金属丝进行了粗测，多用电表调零后用红黑表笔连接在金属丝的两端，其示数如图甲所示，则该金属丝的阻值R约为____Ω；(2)接着对该金属丝的电阻进行了精确的测量，其中实验室提供了如下实验器材电流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、电流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、电压表V(0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑动变阻器R（额定电流2A，最大阻值为15Ω）、10Ω的定值电阻R1、500Ω的定值电阻R2内阻可忽略不计的电源（E=6V）、开关一个、导线若干、螺旋测微器、刻度尺。①利用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其示数如图乙所示，则金属丝的直径D＝____mm；②请将实验电路画在虚线框中，并注明所选仪器的标号____；③为了求出电阻率，则需测量的物理量有___（并写出相应的符号），该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___（用已知量和测量量表示）。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）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验．当他用粒子轰击铍原子核时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程．（2）为了测定中子的质量，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是．已知氮核质量与氢核质量的关系是，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量与氢核质量的比值．（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．14．（16分）如图所示，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；②继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．15．（12分）如图，质量m1=0.45kg的平顶小车静止在光滑水平面上，质量m2=0.5kg的小物块(可视为质点)静止在车顶的右端．一质量为m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端并留在车中，最终小物块相对地面以2m/s的速度滑离小车．已知子弹与车的作用时间极短，小物块与车顶面的动摩擦因数μ=0.8，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g=10m/s2，求：（1）子弹相对小车静止时小车速度的大小；（2）小车的长度L．

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．天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核有复杂的结构，但不能说明原子具有核式结构，故A错误；B．根据质量数和电荷数守恒知，质量数少32，则发生8次α衰变，导致电荷数少16，但是电荷数共少10，可知，发生了6次β衰变，故B正确；C．γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故C错误；D．根据玻尔理论可知，氢原子向低能级跃迁后，电子轨道的半径减小，由库仑力提供向心力得可知核外电子的动能增大，故D错误。故选B。2、A【解析】

消防救援队队员从平台上跳下到B点由动能定理得松手后消防救援队队员做平抛运动，则有，联立解得故A正确，BCD错误。故选A。3、D【解析】

A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系。不是安培，所以A错误；B．欧姆发现了欧姆定律，说明了电路中的电流与电压及电阻的关系。所以B错误；C．安培发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”。不是法拉第，所以C错误；D．库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律”，符合物理学史。所以D正确。故选D。4、C【解析】

A．电阻率是由导体本身的性质决定的，其大小与电阻无关，选项A错误；B．公式适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中的电流所做功，选项B错误；C．根据公式可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，选项C正确；D．电容的公式采用的是比值定义法，电容大小与电量和电压无关，选项D错误。故选C。5、C【解析】

A．两列波长均为，根据可知频率为A错误；B．两波初始时刻相距，相遇用时B错误；C．时，结合B选项和波形平移法可知，甲、乙两列波在处均为波谷位置，所以质点的负向位移最大，C正确；D．根据同侧法可知时，处质点与处质点的振动方向均向上，D错误。故选C。6、A【解析】

开始时，金属棒的重力和安培力大小相等．当磁场方向由垂直纸面向里缓慢地转过90°变为竖直向下，知安培力的大小FA=BIL不变，方向由竖直向上向里变为垂直纸面向里．根据共点力平衡知，细线向纸面内偏转，因为金属棒受重力、拉力和安培力平衡，重力和安培力的合力于拉力大小等值方向，重力和安培力的大小不变，之间的夹角由180°变为90°，知两个力的合力一直增大，所以拉力一直增大，故A正确，BCD错误．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】

以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．【详解】A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0-P)(S-s)=G…①给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．故选BD．【点睛】本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．8、ABE【解析】

A.液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，故A正确；B.绝对湿度指大气中水蒸汽的实际压强，空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示，单位是Pa；而空气的相对湿度是空气中水蒸气的绝对湿度与同温度水的饱和汽压的比值，所以空气的相对湿度没有单位，故B正确；C.液体表面张力产生在液体表面层，它的方向与液体表面相切而使得表面有收缩的趋势，同时跟液面分界线垂直，故C错误；D.单晶体物理性质是各向异性的，非晶体和多晶体是各向同性的；故D错误；E.饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，而与体积无关；一定温度下饱和汽压的分子数密度是一定值，温度越高饱和汽压越大，故E正确。故选ABE.9、AC【解析】

A．从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBL2ωcosωt故A正确；B．变压器的输入与输出功率之比为1：1，故B错误；C．交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，次级交流电压的最大值等于U2m=2NBωL2根据电流的热效应可得解得U=NBωL2故C正确；D．当P位置向下移动，R增大，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误。故选AC．10、AD【解析】

AB．绕地球表面运行的卫星对应的速度是第一宇宙速度，此时重力提供向心力，设卫星的质量为m，即得出故A正确，B错误；CD．卫星在高空中旋转时，万有引力提供向心力，设地球的质量为M，此高度的速度大小为v1，则有其中GM=R2g解得该卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径故C错误，D正确。故选AD。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、（1）C（2）平衡摩擦力使长木板的倾角过大；（3）D【解析】

（1）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力，故选C.（2）由F+F1=Ma解得由图乙可知，图线不过原点O，在a轴上有正截距，可知存在与F相同方向的力，可知原因是平衡摩擦力使长木板的倾角过大；（3）根据可知图线斜率等于F，则最接近的数值是F=mg=0.02×10N=0.2N.故选D.12、220Ω4.699（4.697~4.700均可）电压表的示数U、电流表的示数I【解析】

(1)[1]金属丝的阻值约为：Rx=22×10Ω=220Ω；(2)①[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为：4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；②[3]由(1)可知，该金属丝的电阻值约为220Ω，电源的电动势为6V，则流过金属丝的电流约为：由于电流表A2的量程比较大，因此需将电流表A1改装成量程为30mA的电流表，则电流表应选用A1，又由电流表的改装原理可知：解得：R=10Ω因此定值电阻应选择R1，由于改装后的电流表内阻已知，因此应选电流表的内接，由于滑动变阻器的总阻值小于金属丝的电阻值，因此滑动变阻器应用作分压接法，则所设计的电路图如图所示：③[4][5]电压表的示数U、电流表的示数I；流过金属丝的电流为其电压为：由欧姆定律可知该金属丝的电阻值为：又由电阻定律得：截面积为：解得：。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）（3）仅从力学角度分析，氢核减速效果最好，理由见解析【解析】（1）根据核反应过程中核电荷数与质量数守恒，知核反应方程式为；（2）设中子与氢核、氮核碰撞前后速率为，中子与氢核发生完全弹性碰撞时，取碰撞前中子的速度方向为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律有：；，解得碰后氢核的速率，同理可得：中子与氮核发生完全弹性碰撞后，氮核的速率；因此有，解得；（3）仅从力学角度分析，氢核减速效果最好，