湖北武汉市第十一中学2021-2022学年高三第一次模拟考试物理试卷含解析

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．我国航天事业持续飞速发展，2019年1月，嫦娥四号飞船在太阳系最大的撞击坑内靠近月球南极的地点着陆月球背面。

假设有一种宇宙飞船利用离子喷气发动机加速起飞，发动机加速电压U ，喷出二价氧离子，离子束电流为I ，那么下列结论正确的是（元电荷e ，氧离子质量0m ，飞船质量M ）（） A ．喷出的每个氧离子的动量2p eU =
B ．飞船所受到的推力为0m U
F I
e
= C ．飞船的加速度为0
I MU
a m e
=
D ．推力做功的功率为2MeU
2．如图所示，A 、B 两球质量相等，A 球用不能伸长的轻绳系于O 点，B 球用轻弹簧系于O′点，O 与O ′点在同一水平面上，分别将A 、B 球拉到与悬点等高处，使轻绳拉直，弹簧处于自然长度。

将两球分别由静止开始释放，达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则下列说法正确的是（ ）
A ．两球到达各自悬点的正下方时，动能相等
B ．两球到达各自悬点的正下方时，B 球动能较大
C ．两球到达各自悬点的正下方时，A 球动能较大
D ．两球到达各自悬点的正下方时，A 球受到向上的拉力较小
3．中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站—华能石岛湾高温气冷堆核电站，位于山东省威海市荣成石岛湾。

目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是23592
U ＋x→14456Ba ＋89
36Kr ＋3x 。

下列
关于x 的说法正确的是（ ） A ．x 是α粒子，具有很强的电离本领
B ．x 是α粒子，穿透能力比较弱
C ．x 是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的
D ．x 是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的
4．一人站在滑板上以速度0v 在冰面上滑行忽略滑板与冰面间的摩擦某时刻人沿水平方向向正前方距离滑板离开时人相对冰面的速度大小为02v 。

已知人与滑板的质量分别为,()M m M m >，则人离开时滑板的速度大小为（ ） A ．
0m v M
B ．
0m
v m M
+
C ．
0M m
v m
- D ．
0M m
v m
+ 5．如图所示，一定质量的通电导体棒ab 置于倾角为θ的粗糙导轨上，在图所加各种大小相同方向不同的匀强磁场中，导体棒ab 均静止，则下列判断错误的是
A ．四种情况导体受到的安培力大小相等
B ．A 中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零
C ．B 中导体棒ab 可能是二力平衡
D ．C 、D 中导体棒ab 与导轨间摩擦力可能为零
6．某气体星球的半径为R ，距离星球中心2R 处的P 点的重力加速度为g 。

若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。

当星球半径膨胀为3R 时，P 点的重力加速度为g '。

已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。

则g '与g 的比值为（ ） A ．
13
B ．1
C ．
94
D ．
827
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．下列说法正确的是________。

A ．液体表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现
B ．用熵的概念表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的熵不会增加
C ．晶体在物理性质上可能表现为各向同性
D ．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 E.热量可以从低温物体传给高温物体
8．如图(a)所示，在x 轴上有O 、P 、Q 三点，且 1.8m OP =， 3.0m OQ =。

一列简谐波沿x 轴正方向传播，图示为0时刻的波形。

再过0.6s 的时间P 质点第二次振动至波峰。

对此下列说法正确的是______。

A ．Q 点的振幅为10cm
B ．波速为3m/s
C ．频率为2Hz
D ．质点Q 在0~0.6s 内的运动路程为25cm E.质点Q 在0.6s t =时沿y 轴正方向运动
9．电压表，电流表都是由小量程电流表改装而成的，如图甲、乙所示分别是电压表，电流表的改装图，以下说法正确的是（ ）
A ．若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，可以给并联电阻再并一个较大的电阻
B ．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些，可以给串联电阻再串联一个较大的电阻
C ．小量程电流表内阻为g R ，给它并联一个电阻R ，改装后的电流表量程是原来的g R R R
+倍
D ．为实现对改装电表的逐格校准，需要采用分压式电路
10．如图甲所示，A 、B 为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置。

A 线圈中通有如图乙所示的交变电流i ，则以下说法正确的是（ ）
A ．1t 时刻，两线圈间作用力为零
B ．2t 时刻，两线圈间吸力最大
C ．在1t 到2t 时间内，A 、B 两线圈相吸
D ．在2t 到3t 时间内，A 、B 两线圈相斥
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）某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。

(1)用如图甲所示的装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示细线所受拉力的大小。

实验时，下列操作必要且正确的是__________。

A ．将长木板右端适当垫高，使小车前端的滑轮不挂砂桶时，小车能自由匀速滑动
B ．为了减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
C ．实验时，拉小车前端滑轮的细线必须保持水平
D ．实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数 (2)在正确、规范的操作下，打出一条如图乙所示的纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器电源的频率为50Hz 。

则打计数点3时，小车的速度大小
3v =__________m/s ；小车做匀加速直线运动的加速度大小a =__________2m/s 。

（结果均保留三位有效数字）
(3)带滑轮的长木板水平放置，保持小车质量M 不变，改变砂桶里砂的质量测出每次拉力传感器的示数F 和小车对应的加速度a ，作a F -图象。

下列图线正确的是_____。

A ．
B ．
C ．
D ．
12．（12分）某同学要测量一由新材料制成的粗细均匀的圆柱形导体的电阻率ρ。

步骤如下：
(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图（甲）所示，由图可知其长度为______cm ； (2)用螺旋测微器测量其直径如图（乙）所示，由图可知其直径为______mm ；
(3)用图（丙）所示的电路测定其电阻值，其中R x 是待测的圆柱形导体，R 为电阻箱，电源电动势为E ，其内阻不计。

在保证安全的情况下多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R 和对应的电压表示数U ，由测得的数据，绘出了如图（丁）所示的
1
R U
-图线，电阻R x =__Ω（结果保留两位有效数字），此数值与电阻的真实值R 0比较，R x ____R 0
(4)根据以上数据计算出圆柱形导体的电阻率ρ=______。

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）一定质量的理想气体经历如图所示的AB 、BC 、CA 三个变化过程，若B →C 过程中气体做功数值约是C →A 过程中气体做功数值的1.6倍，气体在状态B 时压强为4.5×105Pa ，求： (i)气体在状态A 和C 的压强。

(ii)整个过程中气体与外界交换的热量。

14．（16分）为了保证行车安全，车辆在行进过程中应保持足够的安全距离。

现在有甲、乙两辆汽车在同一直线车道上匀速行驶，甲车速度10/v m s =甲,乙车速度24/v m s =乙，甲车在前，乙车在后。

当两车相距48x m ∆=时，两车司
机同时看到前方正在发生山体滑坡，于是立即采取制动措施，刹车的加速度大小分别为22
2/,4/a m s a m s ==甲乙。

如果不考反应时间与车身的长度，那么两车能否避免相碰？
15．（12分）如图所示，放置在水平地面上一个高为48cm 、质量为30kg 的金属容器内密闭一些空气，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计.活塞质量为10kg ，横截面积为50cm².现打开阀门，让活塞下降直至静止.不考虑气体温度的变化，大气压强为1.0×
105Pa ，忽略所有阻力。

求：
(1)活塞静止时距容器底部的高度；
(2)活塞静止后关闭阀门，对活塞施加竖直向上的拉力，通过计算说明能否将金属容器缓缓提离地面?
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 、对于每个氧离子，在加速电压U 的作用下加速，有：201
22
eU m v =，0p m v =，解得：02p m eU =A 错误；
B 、设t ∆时间内有n 个离子被喷出，根据电流的定义式：2Q n e I t t
=
=∆∆，对于单个离子，由动量定理得：00F t m v ∆=，若有n 个离子被喷出，则有0F nF '=，联立以上各式可得：0m U F e '=，由牛顿第三定律：0m U
F F e
'==，故B 正确；
C 、对飞船，由牛顿第二定律得：0m U
F I
a M M e
=
=C 错误； D 、功率的单位与2MeU 不同，故D 错误。

【点睛】 2、C
【解析】
ABC ．两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还是在同一个水平面上，根据重力做功的特点可知在整个过程中，AB 两球重力做的功相同，两球重力势能减少量相等。

B 球在下落的过程中弹簧要对球做负功，弹簧的弹性势能增加，所以B 球在最低点的速度要比A 的速度小，动能也要比A 的小，故AB 错误，C 正确； D ．由于在最低点时B 的速度小，且两球质量相同，根据向心力的公式
2
v T mg m r
-=
可知，B 球需要的向心力小，所以绳对B 的拉力也要比A 的小，故D 错误。

故选C 。

3、D 【解析】
AB ．根据该反应的特点可知，该核反应属于重核裂变，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，x 为中子，故AB 错误；
CD ．根据物理学史可知，卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，中子是查德威克通过实验最先发现的，故C 错误，D 正确。

故选D 。

4、C 【解析】
规定初速度v 0的方向为正方向，根据动量守恒定律可知：
00()2M m v M v mv +=⋅+
解得
0M m
v v m
-=-
负号表示速度与正方向相反，大小为0M m
v m
-； 故选C 。

5、D 【解析】
A ．导体棒受到的安培力F=BIL ，因
B 大小相同，电流相同，故受到的安培力大小相等，故A 正确，不符合题意； B ．杆子受竖直向下的重力、水平向右的安培力和垂直于斜面向上的斜面的支持力，若三个力平衡，则不受摩擦力，故B 正确，不符合题意；
C ．杆子受竖直向下的重力、竖直向上的安培力，若重力与安培力相等，则二力平衡，故C 正确，不符合题意；
D ．杆子受重力、竖直向下的安培力、支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，D 杆子受重力、水平向左的安培力，支持力，要想处于平衡，一定受摩擦力，故D 错误，符合题意； 故选D. 【名师点睛】
此题是物体的平衡及安培力的问题；解决本题的关键掌握安培力的方向判定，以及能正确地进行受力分析，根据受力平衡判断杆子受力；此题难度不大，考查基本知识的运用能力. 6、D 【解析】
设P 点放置质量为m 的物体，则有
2
(2)
GMm
mg R = 解得
2
(2)GM
g R =
① 如图所示，星球膨胀后质量不变，有
34
π(3)3
M R ρ'=⋅
P 点以下球体质量为
34
π(3)3
M R R ρ''=⋅-
解得
827
M M '=
结合①式得
827
g g '=
则
827
g g '= 所以D 正确，ABC 错误。

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、ACE 【解析】
A ．液体的表面张力是分子力作用的表现，外层分子较为稀疏，分子间表现为引力；浸润现象也是分子力作用的表现，故A 正确；
B ．根据热力学第二定律，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，故B 错误；
C ．单晶体因排列规则其物理性质为各向异性，而多晶体因排列不规则表现为各向同性，故C 正确；
D ．扩散现象是分子无规则热运动的结果，不是对流形成的，故D 错误；
E ．热量不能自发的从低温物体传给高温物体，但在引起其它变化的情况下可以由低温物体传给高温物体，故E 正确。

故选ACE 。

8、ACE 【解析】
A ．由图像知波长为
4.0m λ=
振幅为
10cm A =
故A 正确；
B ．简谐波沿x 轴正方向传播，则P 质点向上运动；0.6s 时P 点恰好第二次到达波峰，对应波形如图所示
传播距离
0.8m 4.8m x λ∆=+=
则波速为
8m/s x
v t
∆=
= 故B 错误； C ．简谐波的周期为
4.0
s 0.5s 8
T v
λ
=
=
= 则简谐波的频率
1
2Hz f T
=
= 故C 正确；
DE ．质点Q 运动了时间为
1
0.615
s T =
则运动路程小于555cm 25cm A =⨯=，此时质点Q 在平衡位置的下方，沿y 轴正方向运动，故D 错误，E 正确； 故选ACE 。

9、CD 【解析】
A ．若改装后的电流表示数比标准表稍小一些，说明流过表头的电流小，可以增大分流电阻使其分流少些，从而增大流过表头的电流使其准确，应该给并联电阻串联一个较小的电阻，A 错误；
B ．若改装后的电压表示数比标准表稍小一些。

说明流过表头的电流小，应该减小串联电阻，或给串联电阻再并联一个较大的电阻，B 错误；
C ．小量程电流表内阻为g R ，给它并联一个电阻R ，改装后的电流表量程
g g g I R I I R
=+
得出
g
g R R I I R
+= C 正确；
D ．分压式电路电压、电流可以从零开始调节，可以实现对改装电表的逐格校准，D 正确。

故选CD 。

10、ACD 【解析】
A ．1t 时刻，A 线圈中电流变化率为零，
B 线圈中感应电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故A 正确； B ．2t 时刻A 线圈中电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故B 错误；
C ．在1t 到2t 时间内，A 线圈中电流在减小，B 线圈中磁通量在减小，根据楞次定律，AB 两线圈相吸，故C 正确；
D ．在2t 到3t 时间内，A 线圈中电流在增大，B 线圈中磁通量在增大，根据楞次定律，AB 两线圈排斥，故D 正确。

故选ACD 。

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、AD 1.13 2.50 B
【解析】
(1)[1]A ．为使小车的合外力等于小车受到的拉力，必须平衡摩擦力，故A 正确；
B ．小车受到的拉力等于拉力传感器的两倍，不需要用细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故B 错误；
C ．细线必须与木板保持平行，因为平衡了摩擦力，木板不水平，所以细线也不水平，故C 错误；
D ．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故D 正确。

故选AD 。

(2)[2] 打点计时器电源的频率为50Hz ，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则相邻计数点间时间间隔 0.10s T =
根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段的平均速度可得
3432x x v T
+= 代入数据可得
3 1.13m/s v ≈
[3]根据逐差法有
45612329x x x x x x a T
++---= 代入数据可得
22.50m/s a ≈
(3)[4]木板水平放置时，没有平衡小车受到的摩擦力，则有
2F f Ma -=
整理得
2f a F M M
=- 则a F -图象为不过原点的斜线，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

12、5.015 4.700 17 小于 5.9×
10-3Ω∙m 【解析】
(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知读数为
50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm
(2)[2]根据螺旋测微器读数规则可知读数为
4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
(3)[3]由图示电路图可知，电压表示数为
x x x
E U IR R R R ==
+ 整理得 111x R U ER E
=+ 由图示图象可知，纵轴截距
10.5b E
== 所以电源电动势E =2V ，图象斜率
1
10.80.50.310x U k ER R ∆
-====∆
所以电阻阻值
11170.032
x R kE ==Ω≈Ω⨯ [4]由于电压表的分流作用可知此测量值小于电阻的真实值R 0。

(5)[5]由电阻定律可知
2
2x L L R S d ρρπ==⎛⎫ ⎪⎝⎭ 代入数据解得电阻率ρ≈5.9×10-3Ω∙m ；
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、（i ）51.510Pa ⨯；51.510Pa ⨯（ii ）吸收热量；180J
【解析】
(i)由图可知，气体从状态A 到状态B 为等容变化过程，由查理定律有B A B A
p p T T =，解得 51.510Pa A p =⨯
由图可知，气体从状态B 到状态C 为等温变化过程，由玻意耳定律有B B C C p V p V ，解得
51.510Pa C p =⨯
(ii)由状态B 经状态C 回到状态A ，设外界对气体做的总功为W ，从状态C 到状态A ，为等压变化，外界对气体做功为
()300J CA C C A W p V V =-=
B →
C 过程中气体做功的大小约是C →A 过程中气体做功的大小的1.6倍，则B →C 过程中外界对气体做功为 480J BC W =-
从状态A 到状态B ，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以整个过程中外界对气体做功为
180J CA BC W W W =+=-
整个过程中气体内能增加量为△U =0，设气体从外界吸收的热量为Q ，由热力学第一定律△U =Q +W ，解得 Q =180J
即气体从外界吸收的热量是180J 。

14、可避免相撞
【解析】
设经过t 时间后两车的速度相等，可得
v a v t a t t -=+甲甲乙乙
解得
7t s =
设汽车从开始刹车到停时间为1t
那么由
01t v v at -=
可得甲车的停车时间为5s ，乙车的停车时间为6s 。

7s 时速度相等，说明在7s 内后车速度一直大于前车，距离一直在靠近，然而7s 时两车都已经停车，所以说明两车在停车之前距离一直在缩小。

设两车从开始刹车到停止经过的位移为x ，则由
22102v v ax -=
可计算出
2
10=25m 22
x =⨯甲 2
24=72m 24
x =⨯乙 在停车之前，乙车比甲车多行进的距离为
47m x x -=乙甲
而两车之间的距离48m x ∆=，所以两车可以避免相碰。

15、 (1)20cm(2)不能
【解析】
（1）活塞经阀门细管时，容器内气体的压强为：p 1=1.0×
105Pa 。

容器内气体的体积为：L 1=24cm
活塞静止时，气体的压强为：
5520510101.010 1.2105010
mg p p Pa S -⨯=+=⨯+=⨯⨯ 根据玻意耳定律：p 1V 1=p 2V 2
代入数据得：
512521 1.0102420cm 1.210p S L p S
L S S ⨯⨯⨯⨯⨯＝＝＝ （2）活塞静止后关闭阀门，设当活塞被向上拉至容器开口端时，L 3=48cm
根据玻意耳定律：
p 1L 1S =p 3L 3S
代入数据得：
p 3＝5×104Pa
又因为
F +p 3S =p 0S +mg
所以
F=350N＜40×10N
所以金属容器不能被提离地面。