2021-2022学年辽宁省鞍山市第一中学高三（下）六模物理试题含解析

鞍山市第一中学22届高三六模考试物理科试卷

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有项符合题目要求，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 汤姆孙发现电子，是物理学上的重大事件，它开启了人类对原子结构的不懈探索。而密立根对电子电量的精确测定，则使人们认识到，物体所带电荷量的多少不是任意的，而必定是元电荷的整数倍。下列各个名称中，其实质不是电子的是（　　）

A. 光子 B. 光电子 C. 阴极射线 D. β射线

【答案】A

【解析】

【详解】A．构成光的不可分割的能量子叫作光子，其实质不是电子，故A符合题意；

B．光电子是材料发生光电效应时从材料表面飞出的电子，故B不符合题意；

C．阴极射线的本质是气体放电管中气体足够稀薄时从阴极发射的电子所形成的射线，故C不符合题；

D．β射线实质是高速电子流，是原子核发生β衰变时射出的，故D不符合题。

故选A。

2. 一单摆做小角度摆动，其振动图像如图所示，以下说法正确的是（    ）.

A. t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小

B. 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小

C. 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大

D. 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图读出t1时刻位移最大，说明摆球在最大位移处，速度为零，回复力最大，拉力最小。故A错误。
B．由图读出t2时刻位移为零，说明摆球在平衡位置，摆球速度速度最大，回复力为零，拉力最大。故B错误。
C．由图读出t3时刻位移最大，说明摆球在最大位移处，速度为零，回复力最大，拉力最小。故C错误。
D．由图读出t4时刻位移为零，说明摆球在平衡位置，摆球速度速度最大，回复力为零，但小球有竖直向上的加速度，处于超重状态，悬线对它的拉力最大。故D正确。

故选D。

3. 如图所示，把由同种材料（玻璃）制成的厚度为d的立方体a和半径为d的半球体b分别放在报纸上，从正上方（对b来说是最高点）竖直向下分别观察a、b中心处报纸上的字，下面说法正确的是（　　）

A. 看到a中的字比b中的字高

B. 看到b中的字比a中的字高

C. 看到a、b中的字一样高

D. a中字比没有玻璃时的高，b中的字比没有玻璃时的低

【答案】A

【解析】

【详解】如图所示

b中心处的字反射的光经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置，而放在a中心处的字经折射，人看到字的位置比字的真实位置要高。

故选A。

4. “北斗”卫星导航定位系统由5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星的高度约为21500km，同步卫星的高度约为36000km，下列说法中正确的是（　　）

A. 同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度

B. 同步卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度

C. 中轨道卫星的角速度小于同步卫星的角速度

D. 赤道上随地球自转物体的向心加速度大于同步卫星的向心加速度

【答案】A

【解析】

【详解】A．卫星在轨运行时，万有引力提供向心力

化简得到

第一宇宙速度为最小发射速度，也是近地卫星的线速度。由上式线速度关系可知，轨道半径越大，线速度越小，所以同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度，A正确；

B．万有引力提供向心力，则

得到

所以同步卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度，B错误；

C．角速度与线速度的关系为

根据A选项的计算可知，中轨道卫星的线速度大，半径更小，所以角速度更大，C错误；

D．赤道上随地球自转物体与同步卫星周期相同，向心加速度为

同步轨道卫星的运行半径更大，所以向心加速度更大，D错误；

故选A。

5. 如图所示，虚线a、b、c、d、e代表电场中的五个相邻等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的试探电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点，则（　　）

A. M点的电势高于N点

B. M点的电场强度比N点的大

C. 该试探电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

D. 该试探电荷在M点的动能大于在N点的动能

【答案】D

【解析】

【详解】A．由于电场线垂直等势面，粒子所受电场力沿电场线切向方向且指向轨迹的凹侧，试探电荷带正电，因此可以判断电场线的分布情况，如图所示

所以M点的电势低于N点电势，故A错误；

B．电场线的疏密表示电场强弱，所以M点的电场强度小于N点电场强度，故B错误；

CD．由电势能与电势的关系

可知，带正电的粒子在电势越高的位置，电势能越大，所以该试探电荷在M点的电势能小于在N点的电势能，又由能量守恒定律可知，试探电荷在M点的动能大于在N点的动能，故C错误，D正确。

故选D。

6. 重力不计，初速度可忽略的带电粒子X和Y，经电压为U的电场加速后，从F点（F为磁场左边界AB的中点）垂直AB和磁场方向进入足够长的边界平行的匀强磁场区域，如图所示。已知X在磁场中转过90°后从磁场上边界射出，Y在磁场中转过53°后也从磁场上边界射出（）。则X和Y在电场和磁场中运动时，下列说法正确的是（　　）

A. 在电场中的加速度大小之比为5：2 B. 比荷之比为2：5

C. 在磁场中运动的速度大小之比为5：2 D. 刚离开磁场区域时的动能之比为1：4

【答案】C

【解析】

【详解】AB．

带电粒子X和Y在磁场中的运动轨迹如图所示，、分别为它们磁场中轨迹圆的圆心，、分别为它们离开电场即进入磁场的速度大小，、别为它们磁场中轨迹圆的半径。设AB的距离为d，由几何关系可知

解得

在电场中，由动能定理得

得

磁场中，由牛顿第二定律得

解得

得

得两粒子的比荷之比

在电场中由牛顿第二定律

得

在电场中的加速度大小之比等于比荷之比为。AB错误；

C．在磁场中运动的速度大小之比为

C正确；

D．刚离开磁场区域时的动能和两粒子进入磁场的动能相同，由动能定理

两粒子动能之比等于两粒子电荷量之比，因电荷量之比无法求出，动能之比也无法求出。

D错误。

故选C。

7. 如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数之比，定值电阻R1和R2的阻值分别为5Ω和3Ω，电表均为理想交流电表，电源输出的电流如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流的一部分，后半周期是稳恒直流的一部分，则（　　）

A. 电流表示数为2A B. 电压表示数为6V C. R1的功率为10W D. R2的功率为12W

【答案】BD

【解析】

【详解】A．设电源输出电流的有效值，即电流表示数为I1，根据等效热值法可得

解得

故A错误；

B．由于变压器不能对稳恒直流电进行变压，所以每个周期内有半个周期副线圈无电流，设副线圈中电流的有效值为I2，根据等效热值法有

解得

电压表示数为

故B正确；

C．R1的功率为

故C错误；

D． R2的功率为

故D正确。

故选BD。

8. 如图所示是网球运动员在某次室内训练时从距地面一定的高度向竖直墙面发射完全相同的网球。假定网球均水平击出，某一次击出的网球碰到墙面时速度方向与水平方向夹角为30°，第二次击出的网球碰到墙面时速度方向与水平方向夹角为60°。若不考虑网球在空中受到的阻力，则第一次与第二次击球相比，（　　）

A. 初速度之比为3：1

B. 碰到墙面前在空中运动时间之比为

C. 下降高度之比为1：3

D. 碰到墙面时动能之比为1：3

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由题知，两次平抛运动的水平位移相同，根据平抛运动规律有

y=gt2

又由平抛运动速度偏向角θ的正切值是位移偏向角正切值的2倍，即

联立得

，

带入数据θ1=30°，θ2=60°可解得两次运动的时间，初速度之比分别为

，

故A错误，B正确；

C．根据公式

得

C正确；

D．平抛的合速度为

故碰到墙面时动能之比

故D错误。

故选BC。

9. 一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连着质量为m的小球（可视为质点）。现用手托住小球使弹簧恰好处于原长，然后由静止释放小球，小球下落过程中的加速度a与弹簧长度的关系如图所示，g为重力加速度，不计空气阻力。则（　　）

A. 当弹簧的长度为时，小球的速度为0 B. 小球下落到最低点时弹簧弹力为

C. 小球的最大动能为 D. 弹簧最大弹性势能为

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．当弹簧的长度为时，小球的加速度为0，弹力等于重力mg，速度达到最大值，再向下运动时，小球做减速运动，加速度向上，弹力大于重力mg，A、B错误；

C．在位置时，小球的动能最大，由于图像与横轴围城的面积为，而合外力为ma，可知合外力做的功为，根据动能定理可知最大动能为，C正确；

D．根据运动的对称性，弹簧的最大伸长量为，根据能量守恒可知，弹簧最大弹性势能为，D正确。

故选CD。

10. 质量为m的小滑块a静置于粗糙斜块b的斜面上，斜面倾角为θ（），a、b间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对a施加一与斜面始终平行的外力F，斜块b一直静止于粗糙的水平平面c上。g为重力加速度。下列说法正确的是（　　）

A. 若且为水平方向（如图所示），因为，所以a仍静止

B. 若且为水平方向（如图所示），则a的加速度大小为

C. 若改变外力F的大小和方向，则b、c间摩擦力有为零的情况

D. 若改变外力F的大小和方向，则b对c的最小压力为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．若，则F与重力沿斜面分力的合力为

由于，即

所以a已经滑动。故A错误；

B．若，则a的合力为

加速度大小为

故B正确；

C．若改变外力F的大小和方向，当F与重力沿斜面分力的合力为0时，即F沿斜面向上且大小等于时，则b、c间摩擦力有为零。故C正确；

D．若改变外力F的大小和方向，则对ab整体分析：当F大小一定时，F与水平面的夹角越大，b对c的压力越小。而外力F与斜面始终平行，结合图可知，F与水平面的夹角最大为。

当夹角一定时，且a未滑动，F的值越大，b对c的压力越小。而为F最大为

ab整体分析得

解得

若a滑动后，受力分析可知，a对b的摩擦力和压力不变。则b对c的压力不变为。故D正确。

故选BCD。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一斜槽轨道滑下，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。

(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______。

A.通过调节使斜槽的末端保持水平

B.每次释放小球的位置必须相同

C.每次必须由静止释放小球

D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降

E.小球运动时不应与木板上的白纸相接触

F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

在做该实验中某同学只记录了物体运动的轨迹上的A、B、C三点并以A点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图像。

(2)试根据图像求出物体平抛运动的初速度大小为______m/s；

(3)物体运动到B点时的速度大小为______m/s。（g=10m/s2.且所有结果均保留2位有效数字）

【答案】    ①. ABCE    ②. 2.0    ③. 或2.8

【解析】

【详解】（1）[1]A．通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动。故A正确。

BC．因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度。故B正确，C正确。

D．记录小球经过不同高度的位置时，每次不必严格地等距离下降，故D错误；

E．实验要求小球滚下时不能碰到木板上的白纸，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故E正确；

F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，最后轨迹应连成平滑的曲线。故F错误。

故选ABCE。

（2）[2]在竖直方向上

则

则初速度为

。

（3）[3]B点竖直方向上的分速度为

则运动到B点的速度为

m/s

12. 如图甲为某学习小组测定定值电阻的阻值和某种金属丝电阻率所设计的实验电路，电源为输出电压恒为的学生电源，电流表的量程为，待测金属丝粗细均匀。主要实验步骤如下：

（1）用螺旋测微器测出金属丝的直径；

（2）调节接线夹夹在金属丝上的位置，测出接入电路中金属丝的长度。闭合开关，读出电流表的读数如图乙所示，电流表读数__________。

（3）改变接线夹位置，重复步骤（2），测出多组与的值。

（4）根据测得的数据，作出如图丙所示的图线，可得__________（保留2位有效数字），金属丝的电阻率__________（保留3位有效数字）。

（5）若考虑电流表的内阻影响，电阻率的测量值__________真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】    ①. 0.40    ②. 6.0    ③.     ④. 等于

【解析】

【详解】（2）[1]电流表选择量程为，分度值为0.02A，则读数为0.40A；

（4）[2][3]根据电阻定律得

由欧姆定律可得

整理得

结合图象可得图象斜率

纵轴截距

又

解得

（5）[4]由（2）分析结论可知电流的内阻不影响电阻率的测量，故电阻率的测量值等于真实值。

13. 如图所示，在竖直圆柱形汽缸内用活塞封闭了一定质量的气体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，重力大小为，停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体的温度为T0，压强等于大气压强p0。现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升了。上述过程中，气体可视为理想气体，若整个过程中封闭气体内能的变化为，求：

（1）气体的最高温度T；

（2）整个过程中气体吸收的热量Q。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）初态有

，，

末态对活塞分析，根据共点力平衡可得

，

根据理想气体状态方程得解得

（2）全过程外界对气体做的功

由热力学第一定律解得

14. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，圆弧轨道的半径R=0.32m，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为M、长的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车，恰好未从小车左端掉下。B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处。物块A与小车之间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2。求：

（1）物块B运动到圆弧轨道的最低点b时对轨道的压力大小；

（2）细绳剪断之前弹簧的弹性势能；

（3）小车的质量M。

【答案】（1）60N；（2）12J；（3）2kg

【解析】

【详解】（1）物块B在最高点时，有

b到d由动能定理可得

在b点有

联立以上方程可得

由牛顿第三定律可知物块对轨道压力为60N。

（2）由动量守恒定律可得

由能量守恒可得

联立以上方程可得

故细绳剪断之前弹簧的弹性势能为12J。

（3）A恰好滑到小车左端时与小车有共同速度v，由动量守恒定律可得

由能量守恒可得

联立以上方程可得

故小车的质量为2kg。

15. 如图所示，在足够大的光滑水平面上放有质量为的U型导体框，GH为U型导体框的底边其长度为，导体框的电阻忽略不计；一电阻为质量为的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDGH；竖直向下的匀强磁场只存在于相距的MN、PQ之间。导体框在水平恒力F作用下和金属棒一起由静止向右运动后进入匀强磁场区做匀速直线运动。当导体框的底边GH离开磁场的瞬间，金属棒正好进入磁场区域，并向右运动后做匀速运动。已知金属棒与导体框之间的动摩擦因数且二者始终接触良好，磁感应强度大小为，重力加速度取，整个运动过程中GH、CD、MN、PQ始终平行，试求：

（1）水平拉力F大小及U型导体框匀速运动速度v的大小；

（2）当金属棒CD运动到PQ边界时，金属棒CD相对导体框的位移s；

（3）整个过程中金属棒CD上产生的焦耳热。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）假设底边GH在进入磁场前金属棒CD和U型导体框保持相对静止，对整体

解得

，

（2）当金属棒CD做匀速运动时满足

解得

对金属棒CD取其运动方向为正方向

解得

，

对U型导体框

（3）金属棒CD到达PQ边界时U型导体框的速度

解得

由功能关系得

解得