2021届湖北省高三下学期5月第二次模拟考试物理试卷

这是一份2021届湖北省高三下学期5月第二次模拟考试物理试卷，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

考试时间：2021 年 5 月 18 日上午试卷满分：100 分
一、选择题：本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项符合题目要求，第 8~11 题有多项符合题目要求。全都选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
下列说法中正确的是（ ）
悬浮在液体中的微粒越大，某一瞬间跟它相撞的液体分子数越多，撞击作用的不平衡性 就表现的越明显
在 LC 振荡电路中，将铁芯插入电感线圈，向外辐射电磁波的本领会增强
核反应释放的核能可以将原子核激发到很高的能级，向低能级跃迁时会辐射出γ射线 D．法拉第提出了分子电流假说，成功解释了一些磁现象来源于运动电荷这一本质
科学研究表明，太阳核心的温度极高、压力极大，使得太阳内部每 4 个氢核（ 1 H ）转
化为 1 个氦核（ 4 He ）和几个正电子并释放出大量能量。假设生成的所有正电子均定向移动，且正电子在 4.8×104s 时间内定向移动形成的平均电流为 8.0×10-8A，已知电子的电荷量为 1.6×10-19C，则在这段时间内发生核聚变的氢核（ 1 H ）的个数为（ ）
A．8.0×1016B．4.8×1016C．3.2×1016D．2.4×1016
色光
红
橙
黄
绿
蓝
紫
折射率
1.513
1.514
1.517
1.519
1.528
1.532
临界角/（°）
41.370
41.340
41.230
41.170
40.880
40.750
如图所示，一个棱镜的顶角为=41.300 ，一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红 到紫排列的彩色光带。各色光在棱镜中的折射率和临界角 见下表。当入射角逐渐减小到 0 的过程中，假定只考虑光线在右侧面发生的第一次折射，则彩色光带的变化情况 正确的是（）
紫光最先消失，最后只剩红光、橙光
紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光C．红光最先消失，最后只剩紫光
D．红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光
三体问题是天体力学中的基本模型，即探究三个质量、初始位置和初始速度都任意的可 视为质点的天体，在相互之间万有引力的作用下的运动规律。三体问题同
时也是一个著名的数学难题，1772 年，拉格朗日在“平面限制性三体问题” 条件下找到了 5 个特解，它就是著名的拉格朗日点。在该点上，小天体在
两个大天体的引力作用下能基本保持相对静止。右图是日地系统的 5 个拉格朗日点（L1、L2、L3、L4、L5），设想未来人类在这五个点上都建立了太空站，若不考虑其它天体对太空站的引力，则下列说法正确的是（ ） A．位于 L1 点的太空站处于受力平衡状态
位于 L2 点的太空站的线速度小于地球的线速度
位于 L3 点的太空站的向心加速度大于位于 L1 点的太空站的向心加速度
位于 L4 点的太空站向心力大小一定等于位于 L5 点的太空站向心力大小
如图甲所示为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为 n1 、 n2 。当两点火针间电压大于5000V 就会产生电火花进而点燃燃气，闭合 S，下列说法正确的是（ ）
电压表的示数为50 2V
在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于 5000V
当 n2  100 时，才能点燃燃气
n1
当 n2  200 时，点火针每个周期的放电时间为 s
n1
在空中的 O 点将一可视为质点的小球以速度 v0 水平抛出，经时间 t1 小球经过 P1 点，速度方向偏转了 45°角；如果在 O 点将该小球以速度 3v0 水平抛出，经时间 t2 小球经过 P2 点， 速度方向也偏转了 45°角，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）
O 点到 P1 点和 O 点到 P2 点的水平距离之比为 1∶9
O 点到 P1 点和 O 点到 P2 点的竖直距离之比为 1∶3
小球经过 P1 点、P2 点时动能之比为 1∶3
OP1、OP2 与水平方向夹角的正切值之比为 1∶9
完全相同的平行金属板 A、B 分别带等量的正负电荷，以两板正中心 O 点为坐标原点， 沿平行于极板方向建立 x 轴，规定由 A 板垂直指向 B 板的方向为场强的正方向，得出了 x 轴上的场强 E 随坐标 x 变化的图像，如图所示。根据图像，下列说法正确的是（）
A．沿 x 轴正方向电势降低
B．A、B 两板的电势差一定为 2x0E0
将电子由 O 点静止释放，运动过程中电子的电势能增加
若使电子沿 x 轴在板间移动，则电子的电势能不变
一列简谐横波在均匀介质中传播，t=0.1s 时的波形图如图甲所示，A、B 是介质中的两个质点，质点 B 的振动图象如图乙所示。分析图象可知（）
波沿着 x 轴负方向传播
波速大小为 20m/s
t=0.65s 时质点 B 的加速度为正向最大值
t=0.1s 到t=0.5s 时间内质点 A 通过的路程为0.8m
C
A
等离子体
B
一种用磁流体发电的装置如图所示，平行金属板 A、B 之间有一个很强的磁场区域，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场。图中虚线框部分相当于电源，A、B 就是电源的两极，则下列说法正确的是（ ）
用电器
用电器中的电流方向从 C 到 D
带负电的粒子受到向上的洛伦兹力作用C．若只增强磁场，发电机的电动势将增大
D．若将发电机与用电器断开，A 板积累的电荷会一直增多D
如图所示，间距 L=0.5m 的平行导轨竖直放置，导轨上端与电阻 R 连接，图中水平虚线下方存在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小 B=0.2T 的匀强磁场。现将质量 m=0.1kg 的导体棒从虚线上方 h1 处垂直于导轨由静止释放，经时间 t1 后导体棒进入磁场且恰好以速度 v0 做匀速直线运动，匀速运动 t2=2s 后给导体棒施加一竖直向上的恒力 F=2N，并且由于磁感应强度发生变化，回路中不再产生感应电流，再经过 t3=0.2s 导体棒的速度减为零。已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导体棒的电阻不计，重力加速度g=10m/s2，关于导体棒由静止释放到速度减为零的过程，下列说法正确的是（）
v0=2m/s
hl=2m
回路中磁通量的最大值为 4Wb
回路中产生的焦耳热为 4J
地面上质量为 m 的物体在竖直向上的力 F 作用下由静止开始向上运动，
力 F 随物体离地面高度 x 的变化关系如图所示（图中 H 已知），物体上升的最大高度为 h，重力加速度为 g，不计空气阻力。在物体运动的过程中，下列说法中正确
的是（）
A．当高度为 0 或 h 时，加速度最大B． F = 2mgH
02H  h
C．加速度的最大值为 gD．动能的最大值为
mgh2
4(2H  h)
二、非选择题：本题共 5 小题，共 56 分。
12．（7 分）在进行“验证机械能守恒定律”的实验中：
两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验。比较两种实验方案，你认为图 （选填“甲”或“乙”）所示实验方案误差更小，理由是 。某同学开始实验时情形如图丙所示，接通电源释放纸带，请指出该同学在实验中存在的两处明显错误或不当的地方： ； 。
有一同学采用了图甲所示的方案，选出一条纸带如图丁所示，其中 O 点为起始点，A、B、C 为三个计数点，在计数点 A 和 B 之间、B 和 C 之间还各有一个点，已知 OA、OB、OC 的长度分别为 xA、xB、xC，交流电的频率为 f，重力加速度为 g。则满足 时（用xA、xB、xC、f、g 表示），表明在实验允许的误差范围内，系统的机械能守恒。
13．（9 分）物理小组小铎同学要测量如图甲所示金属圆环材料的电阻率，已知圆环的半径为 r.
该同学先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径 d，如图乙所示，则 d＝ mm；
该同学再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻，图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径上，电压表的量程为 5 V。电键 S 闭合后，电压表右端接到 a 点时电压表示数为 4.5 V、电流表示数为 1.8 mA，接到 b 点的电压表示数为 4.6 V、电流表示数为 1.6 mA，为了减小电阻的测量误差，该同学应该把电压表的右端接在 进行实验(填“a”或“b”)，据此
测得圆环接入电路的两点间的电阻值为 Ω，此值 (填“偏大”“偏小”或“准
确”)；
实验中发现电流表损坏，该同学又找到另外一个量程为 2 V，内阻为 R1 的电压表 V1
替代电流表完成了实验。实验中电压表 V 和 V1 的示数分别为 U 和 U1，改变滑片位置测得多组 U、U1 数据，该同学作出了 U-U1 图像为一条直线，如图丁所示，测得该直线的斜率为 k，
则金属圆环材料的电阻率的表达式为 (用 r、d、k、R1 表示，计算时可按 d<< r 处理)。14．（9 分）两个相同的上端开口的柱状容器用带有活栓的细管(细管中容积不计)相连，开始时活栓是关闭的，如图所示，容器 1 中在质量为 m 的活塞下方封闭有一定质量的理想气体，
1
气体体积为
2
1
V0；容器 2 中质量为
2
m 的活塞位于容器底且活塞下方没有气体，每个容器
内都能保持与外界环境温度相同。现保持环境温度不变，打开活栓，使两容器中气体达到稳
定状态。已知环境温度为 T0，容器的容积都为 V0，活塞横截面积 S 满足关系： mg  P0 S ，
2
P0 为外界大气压强，g 为重力加速度。不计活塞与容器间摩擦，活塞与容器间密封性能良好。求：
稳定后容器 1 内和容器 2 内气体的体积各为多少？
稳定后固定容器 2 中活塞的位置，再缓慢升高环境温度使容
器 1 中的活塞回到最初的位置，此时的环境温度为多少？
15．（13 分）如图所示，在 xy 平面的第二象限有一匀强电场，电场强度大小 E 可调，方向平行于 y 轴沿 y 轴正向。第三象限有一垂直 xy 平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B. 电子源 S 在 xy 平面内向各个方向发射速度大小不同的电子，已知电子质量为 m,电荷量为
e.x 轴上的 P 点与 S 点的连线垂直于 x 轴，S 点与 P 点的距离为 d，不考虑重力和电子间相互作用。
（1)若从 S 发出的电子能在磁场中直接到达 P 点，求电子的最小速度 v1；
（2)若通过 P 点的电子在电场和磁场中沿闭合轨迹做周期性运动，求场强的大小 E．
16．（18 分）如图所示，足够长的粗糙水平轨道 ab、光滑水平轨道 cd 和足够长的粗糙倾斜轨道 de 在同一竖直平面内，斜面倾角为 37°，cd 和 de 平滑连接。在 ab 的最右端静止一个质量 M= 4kg 的木板，其高度与 cd 等高，木板与轨道 ab 间动摩擦因数μ1=0.05，质量 mQ=1kg 的滑块 Q 静止在 cd 轨道上的某点，在 de 轨道上距斜面底端 L=8m 处静止释放一质量 mP=3kg 的滑块 P，一段时间后滑块 P 与 Q 发生弹性正碰，碰撞时间忽略不计，P 与 Q 碰撞 1s 后 Q 滑上长木板，再经过 3s 后 Q 从木板上飞出，飞出后 0.5s 落地（假设落地后静止）。已知 P、Q 与斜面和木板间的动摩擦因数均为μ2=0.25，滑块 P、Q 均当作质点，重力加速度 g 取 10m/s2， sin37°=0.6，cs37°=0.8。 求：
滑块 P、Q 碰撞后获得的速度大小；
木板的长度；
最终 P、Q 静止时距木板左侧的距离。
物理试卷参考答案
12、（1）甲；除了纸带和打点计时器之间的摩擦外还有细线和滑轮之间的摩擦或乙图装置摩擦力较大（图甲无需测量质量，没有测量质量产生的误差）；打点计时器接了直流电源 ; 重
32
物离打点计时器太远;（2） 1 ƒ2(xC − xA)2 = gxB
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
B
A
C
C
A
D
BD
AC
AD
ABD
13、（1）5.665 ；（2）b ；2875 ；偏大 ；（3）
k 1 R d 2
。
2r
14、解：（1）打开活栓后，左侧容器中活塞下降到容器底部，由等温变化知
( p0 / 2  p0 )V0 / 2  ( p0 / 4  p0 )V2
（3 分）
V1  0
V2  3V0 / 5
（2 分）
（2）容器 1 中活塞回到初位置则气体压强变为3 p0 / 2 ，由气体状态方程得
(5 p0  3V0 ) / T  3 p0 (3V0  V0 ) / T （2 分）得T  2.2T

（2 分）
4502520
15、（13 分）
解：（1）从 S 发出电子做圆周运动能直接到达 P 点的最小半径
由向心力公式有
r = 1 d 2
1
nv2
ev B = 1
r
解得
v = Bed
2n
设电子初速度为 v，初速度方向与 SP 的夹角为θ，从 Q 点由电场进入磁场，如图所示，设该轨迹圆半径为 r，则
2rsin8 = d
由向心力公式有
evB =
nv2 r
设每次电子在电场中运动的时间为 2t，则
y 方向有
x 方向有
vcs8 = eE0 t
n
vtsin8 = rcs8
解得
E0 =
eB2d 2n
评分标准：第（1）问，第 1 式 1 分，第二式 2 分，结果 1 分，共 4 分；第（2）问，第 1-4
式各 2 分，结果 1 分，共 9 分。
16、解：（1）滑块 P 在下滑到底端的过程中，由动能定理得
n gsin37°L − µ n
1
gcs37°L =nv − 0
P
代入数据可得v1 = 8m/s
2 P21
滑块 P、Q 碰撞过程中动量守恒和机械能守恒
nPv1 = nPvP + nQvQ
121212
2 nPv1 = 2 nPvP + 2 nQvQ
代入数据可得vP=4m/s，vQ=12m/s
（2）1s 后 Q 滑上长木板后，设 Q 减速时的加速度为aQ
µ2nQg = nQaQ
解得aQ = 2.5n/s2
又µ2nQg = 2.5N = µ1(M + nQ)g,即木板恰好处于静止状态
由（1）可知，vQ = 3vP，P 经 t=3s 后滑上长木板，故 Q 在木板上运动 2s 后，P 滑上长木板， 然后 Q 再继续滑行 1s 后飞出长木板
故 Q 滑上长木板 t1=2s 内
x12
Q 滑上长木板 t2=1s 内
Q1 = vQt1 − 2 aQt1 = 19m
vQ1 = vQ − aQt1 = 7m/s
µ2nPg = nPaP
µ2nPg + µ2nQg − µ1(M + nP + nQ)g = MaM
解得aP = 2.5n/s2aM = 1.5n/s2
则 t2=1s 后
vQ2 = vQ1 − aQt2 = 4.5m/s vP1 = vP − aPt2 = 1.5m/s vM = aMt2 = 1.5m/s
x12
Q2 = vQ1t2 − 2 aQt2 = 5.75m
12
xP1 = vPt2 − 2 aPt2 = 2.75m
x12
故长木板的长度
M1 = 2 aMt2 = 0.75m
L = xQ1 + xQ2 − xM1 = 24m
由（2）可知，当滑块 Q 飞出长木板后，vP1 = vM = 1.5m/s
经 t3=0.5s 后，滑块 Q 做平抛运动后落地
xQ3 = vQ2t3 = 2.25m
由于µ1 < µ2 ,P、Q 共速后将一起运动，无相对滑动
µ1(M + nP)g = (M + nQ)a
解得 a=0.5m/s2 由于
解得t4=3s ，此时
0 = vM − at4
x12
M2 = vMt − 2 at4 = 2.25m
故最终静止时，Q、P 距木板左侧
sQ = xQ3 − xM2 = 0
sP = L − （xP1 − xM1） = 22m