武汉市2021届高三下学期一模物理试卷

绝密★启封前

2021年全国高等学校统一招生考试仿真模拟（一）

物 理 试 卷

考试时间：2021年 4月28日上午7:50--9:05      试卷满分：100分

一、选择题（1-7题为单选题，8-11题为多选题，每小题4分，总计44分）

1．利用金属晶格（大小约）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是（　　）

A．该实验说明了电子具有波动性

B．实验中电子束的德布罗意波的波长为

C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显

D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更不加明显

2．高速公路的ETC通道长度是指从识别区起点到自动栏杆的水平距离。如图所示，某汽车以18km/h的速度匀速进入识别区，ETC天线用了0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取制动刹车，汽车刚好没有撞杆。已知该ETC通道的长度为9m，车载电子标签到汽车前车牌的水平距离约为1m，刹车加速度大小为5m/s2，由此可知司机的反应时间约为（　　）

A．0.6s 

B．0.8s 

C．1.0s 

D．1.2s

3．一列简谐波沿x轴正向传播，波速v=500m/s，x0=1m处P点的振动方程为（m），则该波在t=0时刻波形为（　　）

A． B．

C． D．

4．在生产线上，常用如图所示的装置来运送零件，水平传送带匀速运动，在传送带的右端上方有一弹性挡板，以避免零件滑落。在时刻，将零件轻放在传送带的左端，当工件运动到弹性挡板所在的位置时与挡板发生碰撞，碰撞时间不计，碰撞过程无能量损失，从零件开始运动到与挡板第二次碰撞前的过程中，零件运动的图像可能正确的（　　）

A． B．C．．

5．如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大．下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是(　　)

A．L1灯丝突然短路

B．L2灯丝突然烧断

C．电源的输出功率一定变小

D．电容器C上电荷量减少

6．如图是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX′和YY′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX′和YY′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点，在那里产生一个亮斑．下列说法错误的是             (　　)

A．要想让亮斑沿OY向上移动，需在偏转电极YY′上加电压，且Y′比Y电势高

B．要想让亮斑移到荧光屏的右上方，需在偏转电极XX′、YY′上加电压，且X比X′电势高、Y比Y′电势高

C．要想在荧光屏上出现一条水平亮线，需在偏转电极XX′上加特定的周期性变化的电压(扫描电压)

D．要想在荧光屏上出现一条正弦曲线，需在偏转电极XX′上加适当频率的扫描电压、在偏转电极YY′上加按正弦规律变化的电压

7．光滑水平面上，小物块在水平力F作用下运动，运动过程中速度v与位置坐标x的关系如图所示，所受空气阻力f与速度v的关系满足，小物块从到的运动过程中（   ）

A．做匀变速直线运动       

B．拉力F一直保持不变

C．拉力F做功    

D．阻力的冲量大小

8．无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图所示，充电基座接上220V，50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为5V，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（　　）

A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为受电线圈发生了自感现象

B．220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化100次

C．受电线圈两端的输出电压的电压峰值为10V

D．基座线圈和受电线圈的匝数比为44：1

9．如图所示，各种物理图象不仅反映了两个物理量之间的数值关系，其上任一点的切线斜率有时也有相应的物理含义。例如对于直线运动，若y轴表示物体的位移，x轴表示时间，则其图象切线的斜率表示物体的速度。下面说法中正确的是（　　）

A．对于一个磁场，若y轴表示一段电流元在磁场中受到的力，x轴表示电流元的电流强度和长度的乘积，则图象切线的斜率表示磁感应强度的大小

B．对于单匝闭合导线圈，若y轴表示磁通量，x轴表示时间，则图象切线的斜率表示线圈中感应电动势的大小

C．对于静电场，若y轴表示电势，x轴表示位置，则图象切线斜率的绝对值表示电场强度在x方向上的分量大小

D．对于一个导体，若y轴表示导体两端的电压，x轴表示导体中流过的电流，则图象切线的斜率表示导体的电阻的大小

10．如图所示，倾角为30°的斜面体静止在水平地面上，轻绳一端连着斜面上一质量为m的物体A，轻绳与斜面平行，另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点。动滑轮上悬挂物体B，开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动，直到动滑轮两边轻绳的夹角为120°时，物体A刚好要滑动。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A与斜面间的动摩擦因数为。整个过程斜面体始终静止，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦。下列说法正确的是（  ）

A．物体B的质量为1.25m

B．物体A受到的摩擦力先减小再增大

C．地面对斜面体的摩擦力一直水平向左并逐渐增大

D．斜面体对地面的压力逐渐增大

11．如图所示，AB、CD组成一个平行轨道，导轨间距为L，轨道平面的倾角θ=30°，轨道与导轨EF、GH由两小段光滑绝缘的圆弧（长度可忽略）BE、DG相连，倾斜导轨部分处于垂直导轨平面向下的匀强磁场当中，磁感应强度大小为B，水平部分（足够长）处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为2B（磁场未画出），质量为m、电阻为的导体棒Q静止于水平导轨上。AC端接一个电容器，电容器的电容为，质量为m、电阻忽略不计的导体棒P与导轨垂直放置，从靠近AC端的位置由静止释放，导体棒P初始时离水平轨道的高度为h。已知重力加速度为g，不考虑导体棒P与导轨间的摩擦力，不计导轨的电阻，整个过程中Q始终静止不动且PQ没有发生碰撞。则下列说法正确的是（　　）

A．导体棒P在倾斜导轨上做匀加速运动，加速度大小为

B．导体棒P进入水平导轨时的速度大小为

C．导体棒Q在此过程中受到的最大摩擦力为

D．导体棒P在水平轨道发生的位移为

二、实验题

12．（6分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图甲所示的装置进行实验。实验中，当木块A位于水平桌面上的点时，重物B刚好接触地面。将A拉到点，待B稳定后由静止释放，A最终滑到点（物块B落地后不反弹）。分别测量OP、OQ的长度和。改变，重复上述实验，分别记录几组实验数据。

(1)实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当______（选填“增大”或“减小”）重物B的高度；

(2)根据实验数据作出关系的图像如图乙所示。实验测得A、B的质量之比为，由图像可得斜率为，则A木块与桌面间的动摩擦因数_______；（用表示）

13．（10分）小南同学为了测量一根电阻丝的电阻率，他设计了如图甲所示的实验电路图，可供选择的实验器材有：

A．电流表，量程，内阻很小  B．电流表，量程，内阻很小

C．灵敏电流计，量程        D．电源的电动势

E．电源的电动势         F．待测电阻丝

G．滑动变阻器，最大阻值为    

H．带金属夹的导线两根，其余导线若干，开关一个

I．螺旋测微器                       J．毫米刻度尺

实验步骤：

（1）（2分）用螺旋测微器在电阻丝的三个不同位置测量其直径，并求出平均值为，其中一次测得的直径如图乙所示，其读数是______；

（2）（2分）用多用电表的欧姆档“”档正确测量整根电阻丝的电阻时，指针指示如图丙所示，其读数为______；

（3）（3分）按照实验电路图连接器材，电流表应选择______（选填“”或“”）；

（4）将滑动变阻器的滑片调到最右端，将两个金属夹、分别接到电阻丝适当位置，测得并记录间的长度为。闭合开关，调节的滑片使灵敏电流计的示数为0，读出并记录电流表的示数；

（5）重新调节的滑片位置和金属夹的位置，重复步骤（4），测出相应的几组间的长度和电流；

（6）（3分）用测得的数据画出图象，如图丁所示，由此可求出电阻丝的电阻率______（用，，、表示）。

三、解答题

14（9分）．新冠肺炎疫情发生以来，各医院都加强了内部环境消毒工作。如图所示，是某医院消毒喷雾器设备，喷雾器的储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为，打气筒每次打气能向储液桶内压入的空气。现往储液桶内装入药液后关紧桶盖和喷雾头开关，此时桶内压强为，打气过程中储液桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，不计储液桶两端连接管以及软细管的容积。

（1）若打气使储液桶内消毒液上方的气体压强达到，求打气筒打气次数。

（2）当储液桶内消毒液上方的气体压强达到后，打开喷雾器开关直至储液桶消毒液上方的气压为，求在这过程中储液桶喷出药液的体积。

15（13分）．一球形人造卫星的最大横截面积为、质量为，在轨道半径为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，由于，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的均匀球体，万有引力常量为．

（）求人造卫星在轨道半径为的高空绕地球做圆周运动的周期．

（）取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．请估算人造卫星由半径为的圆轨道降低到半径为的圆轨道的过程中，机械能的变化．

（）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，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，请估算空气颗粒对卫星在半径为轨道上运行时，所受阻力大小的表达式．

16．（18）如图所示,在平面内，有一电子源持续不断地沿正方向每秒发射出N个速率均为的电子，形成宽为2b，在轴方向均匀分布且关于轴对称的电子流．电子流沿方向射入一个半径为R，中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xOy平面向里，电子经过磁场偏转后均从P点射出，在磁场区域的正下方有一对平行于轴的金属平行板K，其中K板与P点的距离为d，中间开有宽度为且关于轴对称的小孔．．已知，电子质量为m，电荷量为e，忽略电子间相互作用．

（1）求磁感应强度B的大小；

（2）求电子从P点射出时与负轴方向的夹角θ的范围；

（3）每秒经过极板K上的小孔的电子数。

               高三物理一模参考答案

1．C  2．B  3．B  4．A  5．B  6．A  7．C

8．BC  9．BC  10．AC  11．AB 

12．减小          

13．0.648    5.0           

14．（9分）（1）40次；（2）4L

（1）对储存桶内液体上方气体，打气前压强，体积

打气后压强，体积

由玻意耳定律得

（2分）

解得

打气次数

次（2分）

（2）对储存桶内液体上方气体，喷出药液后压强，体积

由玻意耳定律得

（2分）

得（1分）

则喷出药液的体积

（2分）

15．（13分）（）；（）；（）．

【解析】（）卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：

．（2分）

解得．（2分）

（）根据牛顿定律和万有引力定律有．（2分）

卫星的运动能为．势能为．

解得．（1分）

卫星高度下降，在半径为轨道上运行．同理： ；

卫星轨道高度下降，其机械能的改变量为： ．（2分）

（）最大横截面积为的卫星，经过时间从图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： ．

根据动量定理有： ．

根据万有引力定律和牛顿第二定律有：

．（2分）

解得．

根据牛顿第三定律，卫星所受的阻力大小为： ．（2分）

点睛：本题考查了万有引力定律与功能关系、动量定理等知识的综合，难度较大，难点在于能够正确地建立物理模型，比如选取卫星前的一定空间内的空气为研究对象，结合动量定理求解阻力的大小．

16．（1），（2）60o,（3）

【详解】

由题意可以知道是磁聚焦问题，即

（1）轨道半径R=r

根据 （2分）

解得：（2分）

（2）运动轨迹图如下

上端电子从P点射出时与负y轴最大夹角，由几何关系

（2分）

解得： （2分）

同理下端电子从p点射出与负y轴最大夹角也是600

所以电子从P点射出时与负轴方向的夹角θ的范围： （2分）

（3）进入小孔的电子速度与y轴间夹角正切值大小为：

（2分）

解得：

此时对应的能够进入平行板内电子长度为 ，根据几何关系知：

（2分）

设每秒能到达A板的电子数为n，

则由比例关系知： （2分）

解得： （2分）