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2021年湖南省怀化市高三第一次模拟物理试题及答案
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这是一份2021年湖南省怀化市高三第一次模拟物理试题及答案，文件包含2021年湖南省怀化市高三第一次模拟物理试题docx、2021年湖南省怀化市高三第一次模拟物理试题答案pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
一、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．甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示。下列判断正确的是
A．图线a与b不一定平行
B．图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系
C．乙金属的极限频率小于甲金属的极限频率
D．甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率大
2．水平路面上匀速行驶的汽车，因紧急情况而刹车，刹车过程中汽车做匀减速直线运动，v-t图像如图所示。已知汽车开始刹车后，第2秒内的位移为4 m，2秒后的位移为0.5 m。汽车刹车过程的加速度大小为
A． B．
C． D．
3．如图所示，我国首颗火星探测器“天问一号”在降落火星之前，将进行五次近火制动，先后在5个近火点相同但远火点不同的轨道上运行。2月24日6时29分，“天问一号”探测器成功实施第三次近火制动，由停泊调相轨道进入停泊轨道。以下关于“天问一号”在停泊调相轨道和停泊轨道运行的说法正确的是
A．在两轨道的近火点的速度大小相同
B．在两轨道的周期相同
C．在两轨道的机械能相同
D．在两轨道的近火点加速度大小相同
4．质点Q在xy平面内运动，其在x轴方向和y轴方向的分运动图像如图甲和图乙所示，下列说法正确的是
A．质点Q做匀变速度直线运动，初速度为12
B．质点Q做匀变速度曲线运动，加速度为5
C．质点Q做匀变速度直线运动，2秒末的速度为20
D．质点Q做匀变速度曲线运动，2秒内的位移为45
5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，原线圈与定值电阻R1串联后，接入输出电压有效值恒定的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2，A、V是理想电表，已知R1=1 Ω。当R2=3 Ω时，电流表的读数为2 A，则
A．电源输出电压为6 V
B．电源输出功率为26 W
C．当R2=6 Ω时，电压表的读数为8 V
D．当R2=4 Ω时，变压器输出功率最大
6．如图所示，A、B是粗糙水平面上的两点，O、P、A三点在同一竖直线上，且OP=L，在P点处固定一光滑的小立柱，一小物块通过原长为L0的弹性轻绳与悬点O连接．当小物块静止于A点时，小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。将小物块移至B点（弹性轻绳处于弹性限度内），由静止释放后，小物块沿地面运动通过A点，若L0>L，则在小物块从B运动到A的过程中
A．小物块受到的滑动摩擦力保持不变
B．小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小
C．小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大
D．小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大
二、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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。
7. 如图所示，双手端着半球形的玻璃碗，碗内放有三个相同的小玻璃球．双手晃动玻璃碗，当碗静止后碗口在同一水平面内，三小球沿碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动。不考虑摩擦作用，下列说法中正确的是
A. 三个小球受到的合力值相等
B. 距碗口最近的小球线速度的值最大
C. 距碗底最近的小球向心加速度的值最小
D. 处于中间位置的小球的周期最小
8. 沿电场中某条电场线方向建立轴，该电场线上各点电场强度随的变化规律如图所示，坐标轴上的点0、、和分别与轴上、、、四点相对应，相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从点由静止释放，运动到点的动能为，仅考虑电场力作用，则下列说法正确的是
A. 从点到点，电势先升高后降低
B. 粒子先做匀加速运动，后做变加速运动
C. 粒子运动到点时动能大于
D. 粒子在段电势能减少量大于段电势能减少量
9．如图所示，固定的竖直光滑U形金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态,其伸长量，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是
A．初始时刻导体棒受到的安培力大小
B．初始时刻导体棒加速度的大小
C．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态
D．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热
10. 如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为。先水平敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着水平敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，相对静止前B的加速度大小为，相对静止后B的加速度大小为，此后两者一起运动至停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是
A.
B.
C.
D. 从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A和B之间没有摩擦力
三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共43分。
11．（6分）
甲
用如图甲所示的甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带经打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：O为打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1＝50 g，m2＝150 g，则（g取9.8 m/s2，打点计时器打点的频率为50 Hz，结果保留两位有效数字）
乙
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v＝________m/s。
（2）在打点O－5过程中系统动能的增量＝________J，系统势能的减少量＝______J。
12．（9分）
如图为简易多用电表的电路图。该多用电表有5个挡位，5个挡位中有：直流电压1 V挡和5 V档，直流电流3 mA挡和6 mA挡，欧姆挡。
图中E是直流电源；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻，最大值为2 kΩ；表头G的满偏电流为2 mA，内阻为20 Ω。A端和B端分别与两表笔相连。
（1）图中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）要想使用直流电压1V档，选择开关B应与______相连（填选择开关对应的数字）；
（3）关于R6的使用，下列说法正确的是______（填正确答案标号）
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（4）根据题给条件可得R1=______Ω，R2=______Ω。
13.（13分）
如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内，ab倾斜、bc水平，与半径R＝0.4 m竖直固定的粗糙半圆形轨道cd在c点平滑连接。可视为质点的小球甲和乙静止在水平轨道上，二者中间压缩有轻质弹簧，弹簧与两小球均不拴接且被锁定。现解除对弹簧的锁定，小球甲在脱离弹簧后恰能沿轨道运动到a处，小球乙在脱离弹簧后沿半圆形轨道恰好能到达最高点d。已知小球甲的质量m1＝2 kg，a、b的竖直高度差h＝0.45 m，已知小球乙在c点时轨道对其弹力的大小F＝100 N，弹簧恢复原长时两小球均在水平轨道上，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）小球乙的质量；
（2）弹簧被锁定时具有的弹性势能Ep；
（3）小球乙在半圆形轨道上克服摩擦力所做的功Wf。
14.（15分）
如图所示，两平行金属板水平放置，间距为d，两极板接在电压可调的电源上。两板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B、方向垂直纸面向里，磁场边界与水平方向的夹角为60°。平行金属板中间有一粒子发射源，可以沿水平方向发射出电性不同的两种带电粒子，改变电源电压，当电源电压为U时，粒子恰好能沿直线飞出平行金属板，粒子离开平行金属板后进入有界磁场后分成两束，经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场，而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直，粒子之间的相互作用不计，粒子的重力不计，试求：
（1）带电粒子从发射源发出时的速度；
（2）两种粒子的比荷和带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。
（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15．[物理——选修3–3]（13分）
（1）（5分）某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成，如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．在状态a和c时的内能可能相等
B．在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
C．b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能
D．d→a过程单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
E．在一次循环过程中吸收的热量等于放出的热量
（2）（8分）体育课上某同学发现一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为1.2 atm，已知篮球内部容积为7.5 L。现用简易打气筒给篮球打气，每次能将0.2 L、1.0 atm的空气打入球内，已知篮球的正常气压范围为1.5～1.6 atm。忽略球内容积与气体温度的变化。为使篮球内气压回到正常范围，求需打气的次数范围。
16．[物理——选修3–4]（13分）
（1）（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝5 m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝11 m处的质点的振动图线如图乙所示，以下说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．该波的周期为12 s
B．该波的传播速度可能为2 m/s
C．从t＝0时开始计时，x＝5 m处的质点做简谐运动的表达式为y＝4sint(m)
D．在0～4 s内x＝5 m处的质点通过的路程等于x＝11 m处的质点通过的路程
E．该波在传播过程中若遇到4.8 m的障碍物，可能发生明显衍射现象
（2）（8分）如图，在长方体玻璃砖内部有一半球形气泡，球心为O，半径为R，其平面部分与玻璃砖表面平行，球面部分与玻璃砖相切于点。有－束单色光垂直玻璃砖下表面入射到气泡上的A点，发现有一束光线垂直气泡平面从C点射出，已知，光线进入气泡后第一次反射和折射的光线相互垂直，气泡内近似为真空，真空中光速为c，求：
（i）玻璃的折射率n；
（ii）光线从A在气泡中多次反射到C的时间。
怀化市2021年普通高等学校招生第一次模拟考试
物理答案
一、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。
二、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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。
三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共43分。
11．（6分）
（1）2.4 （2分） （2）0.58 （2分） 0.59（2分）
12．（9分）
（1）红（1分） （2）4（2分）
（3）B（2分） （4）20 （2分） 20（2分）
13.（13分）
解析：（1）对小球甲，由机械能守恒定律得 2分
对小球甲、乙，由动量守恒定律得m1v1＝m2v2 2分
对小球乙，在c点，由牛顿第二定律得F－m2g＝ 2分
联立解得m2＝1 kg，v2＝6 m/s或m2＝9 kg，v2＝m /s
小球乙恰好过d点，有m2g＝m2 解得vd＝＝2 m/s
由题意vd＜v2，所以小球乙的质量m2＝1 kg。 1分
（2）由能量守恒定律有 2分
解得弹簧被锁定时具有的弹性势能 1分
（3）对小球乙在半圆形轨道上运动的过程中，设摩擦力所做的功为由动能定理有
2分
解得＝-8 J 所以，Wf=8 J 1分
14.（15分）
解析： （1）根据题意，带电粒子在平行金属板间做直线运动时，所受电场力与洛伦兹力大小相等，由平衡条件可得 2分
解得 2分
（2）根据题意可知，带正电粒子进入磁场后沿逆时针方向运动，带负电粒子进入磁场后沿顺时针方向运动，作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，带负电粒子在刚进入磁场时速度沿水平方向，离开磁场时速度方向垂直磁场边界，根据图中几何关系可知，带负电粒子在磁场中做圆周运动的偏转角为
θ1＝30°＝ 1分
带负电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r1＝＝2d 1分
带负电粒子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力，有 2分
联立解得 2分
根据带正电粒子的运动轨迹及几何关系可知，带正电粒子在磁场中的偏转角为
θ2＝120°＝ 1分
根据带电粒子在磁场中做圆周运动的周期公式 1分
可得带负电粒子在磁场中运动的时间为
带正电粒子在磁场中运动的时间为
根据题意可知t1＝t2
联立以上各式，可得 1分
带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为 1分
解得 1分
（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15．[物理——选修3–3]（13分）
（1）（5分）BCD
（2）（8分）
【解析】对球内原有气体，当压强降为P1=1.0atm时，设其体积为V1，
由玻意耳定律有：P0V0=P1V1 （1分）
解得：V1=9L （1分）
设需打气n次球内气压回到正常范围，设球内正常气压为P2，每次打入的空气为ΔV。
由玻意耳定律有：P2V0=P1（V1+n ΔV） （2分）
解得： （1分）
当P2=1.5atm时，解得n=11.25 （1分）
当P2=1.6atm时，解得n=15 （1分）
故需打气的次数范围12≤n≤15 （1分）
16．[物理——选修3–4]（13分）
（1）（5分）ABE
（2）（8分）
【解析】（i）如图，作出光路图（1分）
根据折射定律可得 （1分）
根据几何知识可得 （1分）
（1分）
联立解得 （1分）
（ii）光从A经多次反射到C点的路程 （1分）
时间 （1分）
得 （1分）
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
A
D
C
D
C
题号
7
8
9
10
答案
BC
CD
BC
AC
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。
一、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．甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示。下列判断正确的是
A．图线a与b不一定平行
B．图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系
C．乙金属的极限频率小于甲金属的极限频率
D．甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率大
2．水平路面上匀速行驶的汽车，因紧急情况而刹车，刹车过程中汽车做匀减速直线运动，v-t图像如图所示。已知汽车开始刹车后，第2秒内的位移为4 m，2秒后的位移为0.5 m。汽车刹车过程的加速度大小为
A． B．
C． D．
3．如图所示，我国首颗火星探测器“天问一号”在降落火星之前，将进行五次近火制动，先后在5个近火点相同但远火点不同的轨道上运行。2月24日6时29分，“天问一号”探测器成功实施第三次近火制动，由停泊调相轨道进入停泊轨道。以下关于“天问一号”在停泊调相轨道和停泊轨道运行的说法正确的是
A．在两轨道的近火点的速度大小相同
B．在两轨道的周期相同
C．在两轨道的机械能相同
D．在两轨道的近火点加速度大小相同
4．质点Q在xy平面内运动，其在x轴方向和y轴方向的分运动图像如图甲和图乙所示，下列说法正确的是
A．质点Q做匀变速度直线运动，初速度为12
B．质点Q做匀变速度曲线运动，加速度为5
C．质点Q做匀变速度直线运动，2秒末的速度为20
D．质点Q做匀变速度曲线运动，2秒内的位移为45
5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，原线圈与定值电阻R1串联后，接入输出电压有效值恒定的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2，A、V是理想电表，已知R1=1 Ω。当R2=3 Ω时，电流表的读数为2 A，则
A．电源输出电压为6 V
B．电源输出功率为26 W
C．当R2=6 Ω时，电压表的读数为8 V
D．当R2=4 Ω时，变压器输出功率最大
6．如图所示，A、B是粗糙水平面上的两点，O、P、A三点在同一竖直线上，且OP=L，在P点处固定一光滑的小立柱，一小物块通过原长为L0的弹性轻绳与悬点O连接．当小物块静止于A点时，小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。将小物块移至B点（弹性轻绳处于弹性限度内），由静止释放后，小物块沿地面运动通过A点，若L0>L，则在小物块从B运动到A的过程中
A．小物块受到的滑动摩擦力保持不变
B．小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小
C．小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大
D．小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大
二、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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。
7. 如图所示，双手端着半球形的玻璃碗，碗内放有三个相同的小玻璃球．双手晃动玻璃碗，当碗静止后碗口在同一水平面内，三小球沿碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动。不考虑摩擦作用，下列说法中正确的是
A. 三个小球受到的合力值相等
B. 距碗口最近的小球线速度的值最大
C. 距碗底最近的小球向心加速度的值最小
D. 处于中间位置的小球的周期最小
8. 沿电场中某条电场线方向建立轴，该电场线上各点电场强度随的变化规律如图所示，坐标轴上的点0、、和分别与轴上、、、四点相对应，相邻两点间距相等。一个带正电的粒子从点由静止释放，运动到点的动能为，仅考虑电场力作用，则下列说法正确的是
A. 从点到点，电势先升高后降低
B. 粒子先做匀加速运动，后做变加速运动
C. 粒子运动到点时动能大于
D. 粒子在段电势能减少量大于段电势能减少量
9．如图所示，固定的竖直光滑U形金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态,其伸长量，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是
A．初始时刻导体棒受到的安培力大小
B．初始时刻导体棒加速度的大小
C．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态
D．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热
10. 如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为。先水平敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着水平敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，相对静止前B的加速度大小为，相对静止后B的加速度大小为，此后两者一起运动至停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是
A.
B.
C.
D. 从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A和B之间没有摩擦力
三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共43分。
11．（6分）
甲
用如图甲所示的甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带经打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：O为打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1＝50 g，m2＝150 g，则（g取9.8 m/s2，打点计时器打点的频率为50 Hz，结果保留两位有效数字）
乙
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v＝________m/s。
（2）在打点O－5过程中系统动能的增量＝________J，系统势能的减少量＝______J。
12．（9分）
如图为简易多用电表的电路图。该多用电表有5个挡位，5个挡位中有：直流电压1 V挡和5 V档，直流电流3 mA挡和6 mA挡，欧姆挡。
图中E是直流电源；R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，R6是可变电阻，最大值为2 kΩ；表头G的满偏电流为2 mA，内阻为20 Ω。A端和B端分别与两表笔相连。
（1）图中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接；
（2）要想使用直流电压1V档，选择开关B应与______相连（填选择开关对应的数字）；
（3）关于R6的使用，下列说法正确的是______（填正确答案标号）
A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
（4）根据题给条件可得R1=______Ω，R2=______Ω。
13.（13分）
如图所示，光滑轨道abc固定在竖直平面内，ab倾斜、bc水平，与半径R＝0.4 m竖直固定的粗糙半圆形轨道cd在c点平滑连接。可视为质点的小球甲和乙静止在水平轨道上，二者中间压缩有轻质弹簧，弹簧与两小球均不拴接且被锁定。现解除对弹簧的锁定，小球甲在脱离弹簧后恰能沿轨道运动到a处，小球乙在脱离弹簧后沿半圆形轨道恰好能到达最高点d。已知小球甲的质量m1＝2 kg，a、b的竖直高度差h＝0.45 m，已知小球乙在c点时轨道对其弹力的大小F＝100 N，弹簧恢复原长时两小球均在水平轨道上，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）小球乙的质量；
（2）弹簧被锁定时具有的弹性势能Ep；
（3）小球乙在半圆形轨道上克服摩擦力所做的功Wf。
14.（15分）
如图所示，两平行金属板水平放置，间距为d，两极板接在电压可调的电源上。两板之间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。金属板右侧有一边界宽度为d的无限长匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B、方向垂直纸面向里，磁场边界与水平方向的夹角为60°。平行金属板中间有一粒子发射源，可以沿水平方向发射出电性不同的两种带电粒子，改变电源电压，当电源电压为U时，粒子恰好能沿直线飞出平行金属板，粒子离开平行金属板后进入有界磁场后分成两束，经磁场偏转后恰好同时从两边界离开磁场，而且从磁场右边界离开的粒子的运动方向恰好与磁场边界垂直，粒子之间的相互作用不计，粒子的重力不计，试求：
（1）带电粒子从发射源发出时的速度；
（2）两种粒子的比荷和带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径。
（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15．[物理——选修3–3]（13分）
（1）（5分）某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成，如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．在状态a和c时的内能可能相等
B．在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
C．b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能
D．d→a过程单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
E．在一次循环过程中吸收的热量等于放出的热量
（2）（8分）体育课上某同学发现一只篮球气压不足，用气压计测得球内气体压强为1.2 atm，已知篮球内部容积为7.5 L。现用简易打气筒给篮球打气，每次能将0.2 L、1.0 atm的空气打入球内，已知篮球的正常气压范围为1.5～1.6 atm。忽略球内容积与气体温度的变化。为使篮球内气压回到正常范围，求需打气的次数范围。
16．[物理——选修3–4]（13分）
（1）（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝5 m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝11 m处的质点的振动图线如图乙所示，以下说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）
A．该波的周期为12 s
B．该波的传播速度可能为2 m/s
C．从t＝0时开始计时，x＝5 m处的质点做简谐运动的表达式为y＝4sint(m)
D．在0～4 s内x＝5 m处的质点通过的路程等于x＝11 m处的质点通过的路程
E．该波在传播过程中若遇到4.8 m的障碍物，可能发生明显衍射现象
（2）（8分）如图，在长方体玻璃砖内部有一半球形气泡，球心为O，半径为R，其平面部分与玻璃砖表面平行，球面部分与玻璃砖相切于点。有－束单色光垂直玻璃砖下表面入射到气泡上的A点，发现有一束光线垂直气泡平面从C点射出，已知，光线进入气泡后第一次反射和折射的光线相互垂直，气泡内近似为真空，真空中光速为c，求：
（i）玻璃的折射率n；
（ii）光线从A在气泡中多次反射到C的时间。
怀化市2021年普通高等学校招生第一次模拟考试
物理答案
一、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。
二、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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。
三、非选择题：共56分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共43分。
11．（6分）
（1）2.4 （2分） （2）0.58 （2分） 0.59（2分）
12．（9分）
（1）红（1分） （2）4（2分）
（3）B（2分） （4）20 （2分） 20（2分）
13.（13分）
解析：（1）对小球甲，由机械能守恒定律得 2分
对小球甲、乙，由动量守恒定律得m1v1＝m2v2 2分
对小球乙，在c点，由牛顿第二定律得F－m2g＝ 2分
联立解得m2＝1 kg，v2＝6 m/s或m2＝9 kg，v2＝m /s
小球乙恰好过d点，有m2g＝m2 解得vd＝＝2 m/s
由题意vd＜v2，所以小球乙的质量m2＝1 kg。 1分
（2）由能量守恒定律有 2分
解得弹簧被锁定时具有的弹性势能 1分
（3）对小球乙在半圆形轨道上运动的过程中，设摩擦力所做的功为由动能定理有
2分
解得＝-8 J 所以，Wf=8 J 1分
14.（15分）
解析： （1）根据题意，带电粒子在平行金属板间做直线运动时，所受电场力与洛伦兹力大小相等，由平衡条件可得 2分
解得 2分
（2）根据题意可知，带正电粒子进入磁场后沿逆时针方向运动，带负电粒子进入磁场后沿顺时针方向运动，作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，带负电粒子在刚进入磁场时速度沿水平方向，离开磁场时速度方向垂直磁场边界，根据图中几何关系可知，带负电粒子在磁场中做圆周运动的偏转角为
θ1＝30°＝ 1分
带负电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r1＝＝2d 1分
带负电粒子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力，有 2分
联立解得 2分
根据带正电粒子的运动轨迹及几何关系可知，带正电粒子在磁场中的偏转角为
θ2＝120°＝ 1分
根据带电粒子在磁场中做圆周运动的周期公式 1分
可得带负电粒子在磁场中运动的时间为
带正电粒子在磁场中运动的时间为
根据题意可知t1＝t2
联立以上各式，可得 1分
带正电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为 1分
解得 1分
（二）选考题：共13分。请考生从两道中任选一题作答。如果多做，则按第一题计分。
15．[物理——选修3–3]（13分）
（1）（5分）BCD
（2）（8分）
【解析】对球内原有气体，当压强降为P1=1.0atm时，设其体积为V1，
由玻意耳定律有：P0V0=P1V1 （1分）
解得：V1=9L （1分）
设需打气n次球内气压回到正常范围，设球内正常气压为P2，每次打入的空气为ΔV。
由玻意耳定律有：P2V0=P1（V1+n ΔV） （2分）
解得： （1分）
当P2=1.5atm时，解得n=11.25 （1分）
当P2=1.6atm时，解得n=15 （1分）
故需打气的次数范围12≤n≤15 （1分）
16．[物理——选修3–4]（13分）
（1）（5分）ABE
（2）（8分）
【解析】（i）如图，作出光路图（1分）
根据折射定律可得 （1分）
根据几何知识可得 （1分）
（1分）
联立解得 （1分）
（ii）光从A经多次反射到C点的路程 （1分）
时间 （1分）
得 （1分）
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
A
D
C
D
C
题号
7
8
9
10
答案
BC
CD
BC
AC
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