湖南省张家界市重点中学2021-2022学年高考压轴卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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．氡是一种化学元素，符号为Rn，无色、无嗅、无味具有放射性，当人吸人体内后可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌，而建筑材料是室内氡的主要来源。氡的一种衰变为则下列判断正确的是A．该衰变为β衰变B．衰变过程中质量数守恒，电荷数不守恒C．的结合能小于的结合能D．的比结合能小于的比结合能2．2019年被称为5G元年。这一年全球很多国家开通了5G网络，开启了一个全新的通信时代，即万物互联的物联网时代，5G网络使用的无线电电波通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G及通信频率在0.3GHz~3.0GHz间的特高频段网络拥有更大的带宽和更快的的传输速率。下列说法正确的是（）A．4G信号是纵波，5G信号足横波B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象D．5G信号比4G信号波长更长，相同时间传递的信息量更大3．帆船运动中，运动员可以调节帆面与船前进方向的夹角，使船能借助风获得前进的动力．下列图中能使帆船获得前进动力的是A． B．C． D．4．有趣的“雅各布天梯”实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图乙是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中下列说法中正确的是（）A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处C．弧光消失瞬间，两杆间b、b'处电压最大D．弧光消失瞬间，两杆间c、c'处场强最大5．我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”目前建设顺利，预计2020年投入运行，开展相关科学实验。该装置以氢、氘气体为“燃料”，通过将其注入装置并击穿、“打碎”产生近堆芯级别的等离子体，来模拟核聚变反应。若已知H的质量为m1H的质量为m2，He的质量为m3，n质量为m4，关于下列核反应方程，下列说法中正确的是（）A．He+n是热核反应，其中x=2B．HeO+H是热核反应，其中x=1C．B+He是人工转变，其中x=1D．SrXe+n是裂变反应，其中x=86．关于原子、原子核和波粒二象性的理论，下列说法正确的是（）A．根据玻尔理论可知，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，但能量不一定守恒C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太弱D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强二、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，两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨在左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计，斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量为m、电阻可忽略不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨由静止开始上滑，并上升h高度，在这一过程中（）A．作用在金属棒上的合力所做的功大于零B．恒力F所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力的瞬时功率一定时刻在变化D．恒力F与重力mg的合力所做的功大于电阻R上产生的焦耳热8．下列说法正确的是（）A．固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的B．液态物质浸润某固态物质时，附着层中分子间的相互作用表现为斥力C．一定质量的理想气体，在温度不变的条件下，当它的体积减小时，在单位时间内、单位面积上气体分子对器壁碰撞的次数增大D．理想气体实验定律对饱和汽也适用E.有的物质在物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高9．一定质量的理想气体状态变化如图所示，则（）A．状态b、c的内能相等B．状态a的内能比状态b、c的内能大C．在a到b的过程中气体对外界做功D．在a到b的过程中气体向外界放热E.在b到c的过程中气体一直向外界放热10．如图甲所示，正六边形导线框abcdef放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．t＝0时刻，磁感应强度B的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流以顺时针方向为正、竖直边cd所受安培力的方向以水平向左为正．则下面关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图象正确的是()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）如图，物体质量为，静置于水平面上，它与水平面间的动摩擦因数，用大小为、方向与水平方向夹角的拉力F拉动物体，拉动4s后，撤去拉力F，物体最终停下来取试求：物体前4s运动的加速度是多大？物体从开始出发到停下来，物体的总位移是多大？12．（12分）如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”，两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙)，抬起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车位移的大小。（1）该实验中，盘和盘中砝码的总质量应___小车的总质量(填“远大于”、“远小于”、“等于”)；（2）图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的实验记录，已测得小车1的总质量M1=100g，小车2的总质量M2=200g，由图可读出小车1的位移x1=5.00m小车2的位移x2=___cm，可以算出=___(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，___(填“大于”、“小于”、“等于”)。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）右端开口，左端封闭的粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，长为10cm的水银柱封闭了长为30cm的空气柱，尺寸如图甲所示，现用注射器（开始时活塞在底部）缓慢地将水银抽出，如图乙所示．已知注射器管横截面积是玻璃管横截面积的10倍，大气压强为76cmHg，整个过程不漏气且温度不变．求：(1)当水银恰好被抽出时玻璃管内空气的压强（单位用cmHg表示）；(2)注射器管有效长度的最小值（结果保留3位有效数字）．14．（16分）如图所示，水平地面上方MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿竖直方向的匀强电场，磁感应强度B=1.0T，边界右侧离地面高h=0.45m处由光滑绝缘平台，右边有一带正电的a球，质量ma=0.1kg、电量q=0.1C，以初速度=0.9m/s水平向左运动，与大小相同但质量为=0.05kg静止于平台左边缘的不带电的绝缘球b发生弹性正碰，碰后a球恰好做匀速圆周运动，两球均视为质点，，求：(1)电场强度的大小和方向；(2)碰后两球分别在电磁场中运动的时间；(3)碰后两球落地点相距多远；15．（12分）如图所示，汽缸开口向右、固定在水平桌面上，汽缸内用活塞(横截面积为S)封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁之间的摩擦忽略不计．轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上的重物(质量为m)连接．开始时汽缸内外压强相同，均为大气压p0(mg＜p0S)，轻绳处在伸直状态，汽缸内气体的温度为T0，体积为V．现使汽缸内气体的温度缓慢降低，最终使得气体体积减半，求：(1)重物刚离开地面时汽缸内气体的温度T1；(2)气体体积减半时的温度T2；(3)在如图乙所示的坐标系中画出气体状态变化的整个过程并标注相关点的坐标值．

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】

AB．衰变过程中满足质量数守恒和电荷数守恒，可知为粒子，所以该衰变为衰变，AB错误；C．衰变过程中要释放核能，所以的结合能大于的结合能，C错误；D．比结合能越大的原子核越牢固，所以的比结合能小于的比结合能，D正确。故选D。2、C【解析】

A．电磁波均为横波，A错误；B．两种不同频率的波不能发生干涉，B错误；C．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，C正确；D．5G信号频率更高，光子的能量越大，故相同时间传递的信息量更大，故D错误。故选C。3、D【解析】

船所受风力与帆面垂直，将风力分解成沿船前进方向和垂直于船身方向．船在垂直船身方向受到的阻力能抵消风力垂直于船身方向的分量【详解】A、A图中船所受风力垂直于船前进方向，沿船前进方向的分力是零．故A项错误．B、将B图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故B项错误．C、将C图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相反，故C项错误．D、将D图中风力分解后沿船前进方向分力与船前进方向相同，能使使帆船获得前进动力．故D项正确．4、B【解析】

两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处，在c、c'处距离最远，场强最小，则最终弧光在c、c'处消失。弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。故选B。5、C【解析】

A．He+n是热核反应，根据核电荷数守恒和质量守恒可知，其中x=1，A错误；B．HeO+H是人工转变，其中x=1，B错误；C．B+He是人工转变，其中x=1，C正确；D．SrXe+n是裂变反应，根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒知x=10，故D错误。故选C。6、D【解析】

A．大量氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多只能辐射4种频率的光子，故A错误；B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，能量也守恒，故B错误；C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故C错误；D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强，故D正确。故选D。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、AD【解析】导体棒由静止向上加速，动能增大，根据动能定理可知，合力所作的功一定大于零，故A正确；由WF-WG-W安=0得，WF-WG=W安，即恒力F与重力的合力所做的功等于克服安培力所做功，即等于电路中发出的焦耳热，由于导体棒也存在电阻，故导体棒中也发生热量，故B错误；导体棒最终一定做匀速运动，则最后受力平衡，平衡后速度保持不变，则重力的功率不变，即恒力F与安培力的合力的瞬时功率不再变化，故C错误；由B分析可知，由于导体棒和电阻R均放出热量，故恒力F与重力mg的合力所做的功大于电阻R上产生的焦耳热，故D正确．故选AD．点睛：本题考查导体棒切割磁感线规律的应用，对于电磁感应与功能结合问题，注意利用动能定理进行判断各个力做功之间关系，尤其注意的是克服安培力所做功等于整个回路中产生热量．8、BCE【解析】

A．无论固体、液体和气体，分子都在做永不停息的无规则运动，故A错误；B．液体浸润某固体时，附着层内分子分布比内部密集，分子力表现为斥力，液面沿固体扩展，故B正确；C．温度不变，分子平均动能不变，分子平均速率不变。体积减小时，单位体积内分子个数增大，压强增大，故C正确；D．对于饱和汽，只要稍微降低温度就会变成液体，体积大大减小；只要稍微增大压强也会变成液体，体积大大减小，所以饱和汽不遵循气体实验定律，故D错误；E．晶体有固定熔点，熔化时吸收热量，温度不变，故E正确。故选BCE。9、ABD【解析】

A．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态b、c的温度相同，故内能相等，故A正确；B．根据理想气体状态方程结合图象可知，状态a的温度比状态b、c的温度高，故状态a的内能比状态b、c的内能大，故B正确；C．在a到b的过程中，体积减小，外界对气体做功，故C错误；D．a到b的过程，温度降低，内能减小，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体应从外界放热，故D正确；E．状态b、c的内能相等，由b到c的过程气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，整个过程气体吸热，由a到b的过程气体放热，故在c到a的过程中气体应吸热；故E错误．10、AC【解析】

分析：根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势和感应电流的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向，通过安培力大小公式求出安培力的大小以及通过左手定则判断安培力的方向．解答：解：A、0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，为正值．根据法拉第电磁感应定律，E==B0S为定值，则感应电流为定值，I1=．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，为正值，大小与0～2s内相同．在3～4s内，磁感应强度垂直纸面向外，且逐渐减小，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针方向，为负值，大小与0～2s内相同．故A正确，B错误．C、在0～2s内，磁场的方向垂直纸面向里，且逐渐减小，电流恒定不变，根据FA=BIL，则安培力逐渐减小，cd边所受安培力方向向右，为负值．0时刻安培力大小为F=2B0I0L．在2s～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，根据FA=BIL，则安培力逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，为正值，3s末安培力大小为B0I0L．在2～3s内，磁感应强度方向垂直纸面向外，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向右，为负值，第4s初的安培力大小为B0I0L．在4～6s内，磁感应强度方向垂直纸面向里，且逐渐增大，则安培力大小逐渐增大，cd边所受安培力方向向左，6s末的安培力大小2B0I0L．故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、42m【解析】

（1）由牛顿第二定律运用正交分解法求解加速度；（2）根据运动公式求解撤去外力之前时的位移；根据牛顿第二定律求解撤去外力后的加速度和位移，最后求解总位移.【详解】（1）受力分析：正交分解：由牛顿第二定律得：；；联立解得：（2）前4s内的位移为，

4s末的速度为：，

撤去外力后根据牛顿第二定律可知：，

解得：，

减速阶段的位移为：，

通过的总位移为：．【点睛】此题是牛顿第二定律的应用问题；关键是知道加速度是联系运动和力的桥梁，运用正交分解法求解加速度是解题的重点．12、远小于2.42～2.472.02～2.07等于【解析】

(1)因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，所以不需要满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒内的砂）的总质量；(2)由图可知，小车2的位移为2.