2021届湖南省长沙市高三物理5月模拟试卷含答案

这是一份2021届湖南省长沙市高三物理5月模拟试卷含答案，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1.以下关于近代物理知识的描述中，正确的选项是〔 〕
A. 康普顿效应实验说明了光不但具有粒子性，还具有能量和动量
B. 一个处于n＝3能级状态的氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子
C. 结合能越大，原子核越稳定
D. 衰变中产生的β射线实际上是原子核外电子挣脱原子核形成的
2.质量为2kg的物体在粗糙的水平地面上运动，当运动的速度为l0m/s时，给物体施加一个水平恒力，在此恒力的作用下物体做直线运动，其速度随时间的变化如下列图，那么以下说法中错误的选项是〔g取l0m/s2〕〔 〕
A. 恒力的大小为6N B. 前4s内摩擦产生的热量为48J
C. 前6s内合外力的冲量大小为24N·S
3.如下列图为静电除尘机理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，放电极〔位于中央〕和集尘极分别接到高压直流电源的两极上，其间电场线如图．带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极运动并沉积，到达除尘目的．不考虑尘埃间的相互作用及其他作用，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 电场线方向由放电极指向集尘极 B. 图中a点电场强度小于b点电场强度
C. 尘埃会沿图中虚线从c到d运动 D. 尘埃在运动过程中动能增大
4.2021年1月3日，嫦娥四号探测器登陆月球，实现人类探测器首次月球反面软着陆，为给嫦娥四号探测器提供通信支持，我国早在2021年5月21日就成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号〞，如下列图，“鹊桥号〞中继星一边绕拉格朗日L2点做圆周运动，一边随月球同步绕地球做圆周运动且其绕点的半径远小于点与地球间的距离．〔位于地、月拉格朗日L1、L2点处的小物体能够在地、月的引カ作用下，几乎不消耗燃料，便可与月球同步绕地球做圆周运动．〕那么以下说法正确的选项是〔 〕
B. “鹊桥号〞绕地球运动的周期约等于月球绕地球运动的周期
C. 同一卫星在L1点受地、月引力的合力与其在L2点受地、月引カ的合力相等
D. 假设技术允许，使“鹊桥号〞刚好位于L1点，能够更好地为嫦娥四号探测器提供通信支持
5.在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图〔a〕所示，碰撞前后两壶运动的v-t图线如图〔b〕中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，那么〔 〕
A. 两壶发生了弹性碰撞
C. 碰后蓝壶移动的距离为2.4m D. 碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力
二、多项选择题
6.一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，电阻R1和R2的阻值分别为3Ω和1Ω，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 电流表的示数为 B. 电压表的示数为
C. 0～0.04s内，电阻R1产生的焦耳热为0.24J D. 0.03s时，通过电阻R1的电流为
7.如下列图，正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，O点是cd边的中点．一个带正电的粒子〔重力忽略不计〕从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t刚好从c点射出磁场．假设只改变带电粒子射入磁场时的速度方向，那么以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 该带电粒子可能从a、b之间射出磁场
B. 该带电粒子不可能从b、c〔不包括b、c两点〕之间射出磁场
C. 该带电粒子在磁场中运动的时间不可能小于t0
0
8.铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理．有一种电磁装致可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，装置的原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示〔俯视图〕，当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈长为l1 ， 宽为l2 ． 匝数为n．假设匀强磁场只分布在一个矩形区域内，当火车首节车厢通过线圈时，控制中心接收到线圈两端电压u与时间t的关系如图乙所示〔ab、cd均为直线〕，那么在t1-t2时间内〔 〕
A. 火车做匀速直线运动 B. M点电势低于N点电势
C. 火车加速度大小为 D. 火车平均速度大小为
9.以下说法正确的选项是〔 〕
A. 当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大
B. 液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C. 阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动不可能是布朗运动
D. 所有晶体由固态变成液态后，再由液态变成固态时，固态仍为晶体
E. 生产半导体器件时，需要在纯洁的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
10.一列简谐机械横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s.某时刻波形如下列图，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa＝2.5m，xb＝4.5m，那么以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 质点b振动的周期为 4 s
B. 平衡位置x＝10.5m处的质点 〔图中未画出〕与a质点的振动情况总相同
C. 此时质点a的速度比质点 b 的速度大
D. 质点a从图示开始在经过 个周期的时间内通过的路程为 2cm
E. 如果该波在传播过程中遇到尺寸小于 8m 的障碍物，该波可发生明显的衍射现象
三、实验题
11.如下列图为“验证动量守恒定律〞实验的装置示意图，现有带光滑圆弧轨道的粗糙水平桌面，物块A、B〔A的质量大于B的质量〕．实验操作步骤如下：
〔a〕在圆弧轨道上距离桌面h高处让A由静止滑下，在水平桌面上不放B的情况下，使A一直沿水平桌面运动到C处静止；
〔b〕再让A从圆弧轨道上距离桌面h高处由静止滑下，在桌面与弧轨道相接处放上B，使A与B碰撞，碰撞后让AB继续运动直至分别停上在D、E处；
〔c〕重复屡次以上实验步骤，并记录实验数据，选取自己认为最理想的实验结果进行研究，根据该实验设计，答复以下问题：
〔1〕实验中除了要测量物块A的质量mA ， 物块B的质量mB ， 还需测量的物理量有________；〔写出物理量名称及表示符号〕；据实验测量出的数据和测量的物理量写出可以验证动量守恒定律的表达式________；
〔2〕关于误差分析和实验测量，以下说法正确的选项是_____
A.A与B发生弹性碰撞还是非弹性碰撞，对实验结果有一定的影响
C.实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑，对实验的结果影响不大
12.某实验小组欲将内阻、量程未知，但表盘刻度均匀、清晰的一个灵敏电流计G改装成量程为3mA的电流表A1 ， 并对电流表A1进行校对，实验室提供了以下器材：
A．灵敏电流计G〔量程未知，内阻未知〕
B．电阻箱R〔最大阻值为999.0Ω〕
C．标准电流表A2〔量程为3mA，内阻未知〕
D．电源E
E．滑动变阻器R1、开关、导线假设干
〔1〕图中已画出了把灵敏电流计G改装成电流表A1的局部电路，请补充出校对电流表A1的实验电路原理图.
〔2〕按画好的电路图连接好电路，通过调节滑动变阻器将电流表A1两端的电压调到最小，然后闭合开关，将电阻箱R调整到150Ω，移动滑动变阻器R1的滑片，发现当电流表A2的示数为1.5mA时，电流计G的示数为满偏刻度的 ，将电阻箱R调整到250Ω，再移动滑动变阻器R1的滑片，发现当电流表A2的示数为1.1mA时，电流计G的示数仍为满偏刻度的 ．那么电流计G的内阻Rg＝________Ω，满偏电流IR＝________mA．
〔3〕如果将电流计G改装成量程为3mA的电流表，那么电阻箱R需要调到________Ω
四、解答题
13.飞机迫降时着地速度的大小为144km/h，方向与地面平行，飞机与地面间的摩擦数μ＝0.8．迎面空气阻力为f1＝k1v2 ， 升力为f2＝k2v2〔k1、k2为比例系数〕，假设飞机滑行时v2与位移x的关系如下列图，飞机质量为20吨，且设飞机刚假设地时与地面无压力．求：
〔1〕比例系数k2是多少？
〔2〕比例系数k1和飞机滑行的距离为多少？
〔3〕飞机滑行过程中空气阻力和摩擦力各做多少功？
14.如下列图，xOy平面内，A、B、C三点恰好组成一个直角三角形，∠B＝90°，∠C＝60°，BC长为l.D为AC的中点，D为AD的中点．第二象限内有沿-y方向的匀强电场；三角形BCD区域内有匀强磁场I，AB下方有匀强磁场Ⅱ，方向均垂直纸面向里，一质量为m，电荷量为q〔q＞0〕的带电粒子从B点以速度v0沿+y方向进入磁场I，离开磁场I后又刚好从坐标原点O沿与-x成30°的方向进入电场，又从A点离开电场进入磁场Ⅱ，经磁场Ⅱ偏转后回到B点，回到B点的速度方向仍沿+y方向，之后带电粒子重复上述运动过程．不计粒子重力．求：
〔1〕磁场I的磁感应强度B及匀强电场的场强E的大小；
〔2〕带电粒子运动的周期.
15.如图1所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左中封闭有长为L＝20cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，大气压强为p0＝75cmHg.
〔1〕假设将装置旋转转180°，使U形细玻璃管竖直倒置〔水银未溢出〕，如图2所示，当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度．
〔2〕假设将1中的阀门S翻开，缓慢流出局部水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H＝35cm，求左管水面下降的高度．
16.某液体的折射率为 ，在其液面下有一可绕O轴匀速转动的平面镜OA，OA的初始位置与液面平行，如下列图．在液面与平面镜间充满自左向右的平行光线，假设在平面镜逆时针旋转一周的过程中，有光线射入空气中的时间为2秒，试问：
〔1〕平面镜由初始位置转过多大角度时，光线开始进入空气？
〔2〕平面镜放置的角速度多大？
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A、康普顿效应说明光具有粒子性，且有动量和能量，动量大小为 ，能量大小为 ，A符合题意；
B、一个处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，最多只能发出2种频率的光，分别为n=3跃迁到n=2，n=2跃迁到n=1，B不符合题意；
C、原子核的结合能越大，原子核的核子数越多，原子核的稳定性用比结合能来表示，比结合能越大表示该原子核越稳定，C不符合题意；
D、β衰变中产生的β射线实际上是原子的核中的一个中子转化为质子同时生成一个电子，D不符合题意。
故答案为：A

【分析】一切物体都具有波粒二象性，只不过对于宏观物体，物体的粒子性很强，波动性很弱；对于微观粒子正好相反。
2.【解析】【解答】A.由图，0~2s，物体做匀减速运动，a1=-；2~6s物体反向做匀加速运动．可知恒力与初速度方向相反．
根据牛顿第二定律：F+f=ma1 ，
F-f=ma2 ，
而a1=5m/s2 ， a2=1m/s2
联立解得：F=6N，f=4N，A正确，不符合题意；
B. 0~2s内，物体的位移大小为x1= ×10×2m=10m；2s~4s内，物体的位移大小为x1= ×2×2m=2m；
摩擦产生的热量Q=f〔x1+x2〕=4×〔10+2〕J=48J，B正确，不符合题意；
C.根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，前6s内合外力的冲量大小为I=-mv2-mv1=-2×4-2×10=-28N·S，C错误，符合题意；D.由f=μmg得，μ=0.2，D正确，不符合题意．
故答案为：C

【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，结合物体速度的变化，利用动量定理分析求解即可。
3.【解析】【解答】由题带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，那么知集尘极带正电荷，是正极，所以电场线方向由集尘极指向放电极．A不符合题意．集尘极带正电荷，是正极，a点更靠近放电极，所以图中a点电场强度高于b点电场强度．B不符合题意．放电极与集尘极间建立非匀强电场，所受的电场力是变化的，尘埃不会沿图中虚线从c到d运动．C不符合题意．带电尘埃所受的电场力方向与位移方向相同，做正功，所以在迁移过程中动能增大．D符合题意．
故答案为：D．
【分析】根据电场方向，分析尘埃所受的电场力方向，判断其电性．放电极与集尘极间建立非匀强电场，尘埃所受的电场力是变化的．电场力对尘埃做正功．
4.【解析】【解答】A项：11.2km/s是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，所以鹊桥的发射速度应小于11.2km/s，A不符合题意；
B项：根据题意可知，鹊桥绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，B符合题意；
C项：鹊桥在L2点是距离地球最远的拉格朗日点，角速度相等，由 可知，在L2点受月球和地球引力的合力比在L1点要大，C不符合题意；
D项：鹊桥假设刚好位于L2点，由几何关系可知，通讯范围较小，会被月球挡住，并不能更好地为嫦娥四号推测器提供通信支持，D不符合题意．
故答案为：B．

【分析】卫星做圆周运动，月球和地球对卫星万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径，根据向心力公式列方程比较卫星线速度、角速度、加速度的大小即可。
5.【解析】【解答】由图知：碰前红壶的速度v0＝1.0m/s，碰后速度为v′0＝0.2m/s，可知，碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：mv0＝mv′0+mv，代入数据解得：v＝0.8m/s， ，碰撞过程机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞，A不符合题意，B符合题意；根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大小 ，C不符合题意；根据图象的斜率表示加速度，知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度，两者的质量相等，由牛顿第二定律知碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力，D不符合题意．
故答案为：B

【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，结合物体速度的变化，利用动量定理分析求解即可。
二、多项选择题
6.【解析】【解答】设电流表的示数为I1 ， 那么有： ，求得： ，A符合题意；原线圈中电流只有交流局部电流才能输出到副线圈中，故副线圈中电流交流局部的电流最大值为 ；设副线圈交流电的有效值为I2 ， 那么： ，求得： ，因此电压表的示数为： ，B不符合题意；在0～0.04s内，电阻R1产生的焦耳热为： ；C符合题意；由图可知，在0.03s的前后，原线圈中的电流不变化，那么副线圈中没有感应电流，所以通过电阻R1的瞬时电流为0，D不符合题意.
故答案为：AC

【分析】通过交流电压的图像读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流，结合焦耳定律求解电热即可。
7.【解析】【解答】粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 ，那么轨道半径 ，运动周期 ，由题意可知，轨道半径 ，运动周期 ．只改变速度方向，轨道半径不变，运动周期不变，由几何关系，它只能从Oc之间包括c点射出磁场，A不符合题意，B符合题意；根据运动时间公式 可知，假设粒子射入磁场时，速度方向与Oc夹角小于 ，那么粒子在磁场中运动时间小于 ，假设粒子射入磁场时，速度方向与Oc夹角大于 ，那么粒子在磁场中运动的时间大于 ，C不符合题意，D符合题意．
【分析】利用粒子轨迹可以求出轨道半径的大小，结合牛顿第二定律可以求出运动的时间；由于半径不变可以判别粒子出射点位置；利用圆心角的比较可以判别粒子的运动时间大小。
8.【解析】【解答】A、由E=BLv可知，动生电动势与速度成正比，而在乙图中ab段的电压与时间成线性关系，因此可知在t1到t2这段时间内，火车的速度随时间均匀增加，所以火车在这段时间内做的是匀加速直线运动．A都错误．
B、根据右手定那么，线圈中的感应电流是逆时针的，M点电势低于N点电势，B符合题意；
C、由图知t1时刻对应的速度为： ，t2时刻对应的速度为： ，故这段时间内的加速度为： ，C不符合题意；
D、由C可知这段时间内的平均速度为： ，D符合题意．
故答案为：BD．
【分析】判定运动状态，可以找出动生电动势与速度的关系，进而确定速度和时间的关系，就可以知道火车在ab事件段内的运动性质；根据右手定那么可判断电势的上下；加速度可以由AB中判定出的速度时间关系来确定；同C项一样，也是通过AB判定出的速度时间关系来解．
9.【解析】【解答】A．当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，A符合题意；
B．液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定的方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，B不符合题意；
C．布朗运动只有在显微镜下才能看到，肉眼是看不到的，从阳光中看到的尘埃的运动是物体的机械运动，C符合题意；
D．水晶为晶体，熔化再凝固后变为非晶体，D不符合题意；
E．扩散现象可以发生在固体之间，升高温度可加快扩散速度，E符合题意。
故答案为：ACE

【分析】当分子间距小于平衡距离时，增大分子间距，分子力减小；当分子间距大于平衡距离时，增大分子间距，分子力先增加后减小；当分子间距增大时， 引力和斥力都会减小，只是两种力减小的快慢不同；布朗运动是小颗粒的无规那么运动，是由于物体颗粒比较小导致撞击不均匀，反映的是液体的无规那么运动。
10.【解析】【解答】A、由图能直接读出波长 ，由波速公式 ，该波的周期 ，那么质点a振动的周期为4s，A符合题意；
B、 处的质点与a质点相距一个波长，步调总是一致，振动情况总是相同，B符合题意；
C、质点a离平衡位置比b远，所以此时质点a的速度比b的速度小，C不符合题意；
D、图象时刻，质点a向上运动，速度减小，再经过 个周期，质点a通过的路程小于一个振幅，即小于2cm，D不符合题意；
E、此列波的波长 ，尺寸小于 8m 的障碍物满足发生明显衍射的条件，所以该波可发生明显的衍射现象，E符合题意；
故答案为：ABE．

【分析】通过图像读出波的波长，结合波速求解波的周期，根据周期和振幅计算质点走过的路程，结合选项分析求解即可。
三、实验题
11.【解析】【解答】(1)设碰撞前A在桌面上滑行的位移为x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距离分别为：xA、xB ， 滑块在桌面上运动过程，由动能定理得： , ， ，解得： , ， ，碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律得：mAv0＝mAvA+mBvB ， 整理得： ，实验需要测量：碰撞前A在桌面上滑行的位移为x，碰撞后A、B在桌面上滑行的距离：xA、xB；(2)不管是弹性碰撞还是非弹性碰撞，碰撞过程系统动量都守恒，A与B发生弹性碰撞还是非弹性碰撞，对实验结果没有影响，A不符合题意；两物体应发生对心正碰，如果A与B发生的碰撞不是正碰对实验结果有一定的影响，B符合题意；轨道是否光滑对滑块在桌面上的运动没有影响，实验中所用的圆弧轨道不是真正的光滑，对实验的结果影响不大，C符合题意；实验需要测量的是滑块在桌面上滑行的距离，实验不需要测量A起始位置距离桌面的高度，D不符合题意；
【分析】要验证两个小球动量守恒，需要知道小球的质量和初末速度，结合选项分析求解即可；两个小球碰撞时遵循动量守恒定律，即m1v1=m1v1′+m2v2′，利用运动学公式表示出速度v，再化简即可。
12.【解析】【解答】(1)根据题意电路图如下列图：
；(2)由题意可得： , ,
联立解得：IR＝Ig＝0.75mA，Rg＝300Ω(3)由IgRg＝(3-Ig)R，解得：R＝100Ω.

【分析】〔1〕为了能得到比较多的数据，采用分压法，电流表内阻比较大，对电压影响比较大，故采用电流表外接法；
〔2〕利用闭合电路欧姆定律对整个电路列方程，对方程进行适当的变形，结合图像求解电动势和内阻即可；
〔3〕通过并联一个小电阻起分流作用，可以把电流计改装成电流表，利用欧姆定律求解并联电阻的阻值。
四、解答题
13.【解析】【分析】〔1〕物体静止时，重力等于弹力，结合胡克定律求解劲度系数即可；
〔2〕对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体的加速度，结合运动学公式求解位移即可；
〔3〕结合飞机的初末速度，利用动能定理求解摩擦力做功即可。
14.【解析】【分析】〔1〕带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，利用几何关系求解轨道半径，再结合向心力公式求解磁感应强度；粒子在水平方向沿匀速直线运动，在竖直方向上受电场力的方向而做加速运动，根据水平位移和竖直的大小，利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式求解即可；
〔2〕分别求解粒子在电场和磁场运动的时间，进而求解周期即可。
15.【解析】【分析】气体做等温变化，结合气体初状态和末状态的压强和体积，利用波意尔定律列方程求解末状态的体积即可。
16.【解析】【分析】〔1〕结合介质的折射率求解介质的临界角，利用几何关系求解平面镜转过的角度；
〔2〕结合第一问求解的转过的角度和对应的时间求解角速度即可。