2022届河北省衡水中学高三下学期素养提升模拟一 物理试题

1、衡水中学2021-2022 学年度下学期高三年级素养提升模拟一物理试卷本试卷分第 I 卷 (选择题) 和第 II 卷 (非选择题) 两部分。共 8 页, 满分 100 分, 考试时间75 分钟。第I 卷(选择题 共 46 分)一、单项选择题 (本题共 7 小题, 每小题 4 分, 共 28 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. 下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是A. 图 (a) 中, 分别用频率为 1 和 2 的光照射同一光电管, 电流表均有示数, 调节滑动变阻器的触头 P, 使微安表示数恰好为零, 分别读出电压表对应的示数 U1 和 U2, 已知电子电量为 e

2、, 可以推导出普朗克常量的计算式B. 图 (b)中,一个氢原子吸收能量从基态向 n=3 的能级跃迁时,最多可以吸收 3 种不同频率的光C. 图 (c)中, 铀 238 的半衰期是 45 亿年, 经过 45 亿年, 两个铀 238 必定有一个发生衰变D. 图 (d) 中, 氘核的核子平均质量小于氦核的核子平均质量2. 一种可折叠壁挂书架如图所示, 一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上, 书与书架的重心始终恰好在两个支架横梁和斜梁的连接点 O、O 连线中点的正上方, 书架含书的总重力为 60N, 横梁 AO、AO 水平, 斜梁 BO、BO 与横梁夹角为 37, 横梁对 O、O 点拉力始终沿 OA、

3、AO 方向, 斜梁对 O、O 点的压力始终沿 BO、BO 方向, 已知 sin37=0.6,cos37=0.8, 则下列说法正确的是A. 横梁 OA 所受的力为 80NB. 斜梁 BO 所受的力为 50NC. 若 O、O 点同时向 A、A 移动少许, 横梁 OA 所受的力变大D. 若 O、O 点同时向 A、A 移动少许, 斜梁 BO 所受的力变大3.2021 年 7 月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星一“风云三号 05 星”送入预定圆轨道,轨道周期约为 1.7h,被命名为“黎明星”,使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家, 如图所示。某时刻“黎明星

4、”正好经过赤道上城市 P 的正上方, 则下列说法正确的是A. “黎明星”做匀速圆周运动的速度大于 7.9km/sB. 同步卫星的轨道半径约为 “黎明星”的 10 倍C. 该时刻后 “黎明星”经过 1.7h 能经过城市 P 的正上方D. 该时刻后 “黎明星” 经过 17 天能经过城市 P 的正上方4. 在粒子加速领域中有开创贡献的物理学家谢家麟获得 2011 年度国家最高科学技术奖, 该奖项被誉为是 “中国的诺贝尔奖”。环型对撞机是研究高能粒子的重要装置, 如图所示,正、负离子由静止经过电压为 U 的直线加速器加速后, 沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的

5、匀强磁场,磁感应强度大小为 B,正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动, 然后在碰撞区迎面相撞。不考虑相对论效应,下列说法正确的是A. 正、负离子的比荷可以不相同B. 加速电压 U 一定时, 离子的比荷越大, 磁感应强度 B 越大C. 磁感应强度 B 一定时, 比荷相同的离子, 质量大的进入磁场时动能小D. 对于给定的正、负离子, 加速电压 U 越大, 离子从静止到碰撞运动的时间越短5. 如图所示, 两正四面体边长均为 l0, 两正四面体 bcd 面完全重合, 电荷量为 Q 的两正、负电荷 ( )A、B 分别置于两四面体左、右两顶点, 静电力常量为 k, 则

6、A. b、c、d 三点的电场强度大小相等, 方向不同B. b、c、d 三点的电势不相等C. 平面 bcd 上电场强度的最大值为 3kQl02D. 平面 bcd 上电场强度的最大值为 3kQ2l026. 如图, 理想变压器原线圈与定值电阻 R0 串联后接在电压 U0=36V 的交流电源上, 副线圈接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器 R, 原、副线圈匝数比为 1:3, 已知 R0=4,R 的最大阻值为 100 。现将滑动变阻器 R 的滑片 P 由最上端向下滑动,下列说法错误的是 （）A. 电压表示数变小, 电流表示数变大B. 电源的输出功率变小C. 当 R=4 时, 电压表示数为 10.8VD.

7、 当 R=36 时, R 获得的功率最大7. 如图所示, I、II、III均为底边长为 2a 的等腰直角三角形区域, I、III区域有垂直纸面向外的匀强磁场, II 区域有垂直纸面向里的匀强磁场, 磁感应强度大小相等。一边长为 a 的正方形金属框在纸面内匀速通过磁场,通过磁场过程中正方形的一条边始终保持与等腰直角三角形的底边重合。取金属框中的感应电流顺时针方向为正, 金属框通过磁场过程中,下图中能正确描述金属框中感应电流随时间变化关系的是二、多项选择题(本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。在每小题给出的四个选项中, 有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得 6 分,选对但不全

8、的得 3 分,有选错的得 0 分)8. 如图所示, 质量均为 1kg 的长方体物块甲、乙、丙叠放在水平地面上,乙、丙用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接, 轻绳与地面平行, 甲与乙之间、乙与丙之间以及丙与地面之间的动摩擦因数分别为 0.4、0.2 和 0.1, 重力加速度 g 取 10m/s2, 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力 F 沿水平方向拉物块丙, 则下列说法正确的是A. 拉力 F 为 11N 时, 丙即将运动B. 要使甲、乙保持相对静止,拉力 F 不能超过 23NC. 甲的加速度始终与乙相同D. 拉力 F 为 17N 时, 轻绳的拉力为 8N9. 如图所示,一质量为 2m 的小车

9、静止在光滑水平地面上。小车上表面 PQ 是以 O 为圆心、 R为半径的四分之一圆弧轨道,水平平台与小车的圆弧轨道相切于 P 点。现使质量为 m 的光滑小球以 v0=2gR 的速度由水平台面滑上小车。已知 OP 竖直, OQ 水平, 水平台面高 h=R6, 小球可视为质点, 重力加速度为 g 。则A. 小车能获得的最大速度为 4gR3B. 小球在 Q 点的速度大小为 5gR3C. 小球在 Q 点速度方向与水平方向夹角的正切值为 63D. 小球落地时的速度大小为 7gR310. 如图甲所示,一质量为 m 、边长为 L 、电阻为 R 的单匝正方形导线框 abcd 放在绝缘的光滑水平面上。空间中存在一

10、竖直向下的单边界匀强磁场,线框有一半在磁场内。其 ad 边与磁场边界平行。 t=0 时刻起,磁场的磁感应强度随时间均匀减小,如图乙所示。线框运动的 vt图像如图丙所示, 图中倾斜的虚线与速度图线相切于原点 O,则A. 线框中的感应电流沿逆时针方向B. 磁感应强度的变化率为 2mv0RB0t1L3C. t3 时刻, 线框的热功率为 4m2v02RB02L2t12D. 0t2 时间内, 通过线框的电荷量为 mv0B0L第 II 卷(非选择题 共 54 分)三、非选择题 (本题共 4 小题,共 42 分)11. (6 分)某同学用如图甲所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数及木板的质量。将力传感器

11、A 固定在光滑水平桌面上, 并与计算机连接, 传感器 A 的读数记为 F1, 测力端通过不可伸长的轻绳与一滑块相连 (调节力传感器高度使轻绳水平), 滑块起初放在较长的木板的最右端 (滑块可视为质点), 长木板的左、右两端连接有光电门（图中末画出), 光电门连接的计时器可记录滑块在两光电门之间的运动时间。已知木板长为 L, 木板一端连接一根不可伸长的轻绳, 并跨过光滑的轻质定滑轮连接一测力计和一只空沙桶(调节滑轮高度使桌面上部轻绳水平), 测力计的读数记为 F2, 初始时整个装置处于静止状态。实验开始后向空沙桶中缓慢倒入沙子。(重力加速度 g 取 10m/s2 )(1) 缓慢倒入沙子时, F1

12、 的读数缓慢增大到 3.5N 时突变为 3.0N, 测出滑块的质量为 m1=1.5kg, 则滑块与木板间的动摩擦因数为 ;(2) 在木板开始滑动后, 测出在沙桶中装有不同质量的沙子时, 滑块通过两光电门的时间间隔 t, 则木板的加速度为 用题中所给字母表示), 在坐标系中作出 F21t2 的图线如图乙所示, 若图线的斜率为 k, 则木板的质量为 (用题中所给字母表示)。12. (9 分) 某同学在实验室做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验, 实验室提供了如下器材:小灯泡 2.5V,0.5A电流表 A (量程为 00.4A, 内阻 RA=1 )电压表 V (量程为 03V, 内阻 RV=3k )

13、滑动变阻器 (最大阻值 R=10, 允许通过的最大电流 2A )定值电阻 R1=2定值电阻 R2=10电源 E (电动势为 3V, 内阻不计)开关 S 一个、导线若干(1)他设计了如图甲所示的实验电路, Rx 应选 (填“ R1 ”或“ R2 ”), 电流表与 Rx 并联后的量程为 A。(2)利用图甲所示电路进行实验,某次测量时电流表的示数为 0.2A, 此时电压表的示数如图乙所示, 则此时小灯泡的电阻为 (结果保留 2 位有效数字)。(3)通过实验正确作出小灯泡的 IU 图线,如图丙所示。现把实验中使用的两个完全相同的小灯泡并联后接到如图丁所示的电路中, 其中电源的电动势 E0=2V 、内阻

14、 r0=1, 定值电阻 R=1, 则此时每个小灯泡的实际功率为 W (结果保留 2 位有效数字)。13. (10 分) 如图所示, 质量 M=1.5kg 的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边,其上表面与水平桌面相平,小车的左端放有一质量为 0.5kg 的小滑块 Q 。水平放置的轻弹簧左端固定,质量为 0.5kg 的小物块 P 置于光滑桌面上的 A 点并与弹簧的右端接触, 此时弹簧处于原长。现用水平向左的推力 F 将 P 缓慢推至 B 点 (弹簧始终在弹性限度内), 推力做功 WF=4J,撤去 F 后, P 沿桌面滑到小车左端并与 Q 发生弹性碰撞,最后 Q恰好没从小车上滑下。

15、已知 Q 与小车表面间的动摩擦因数 =0.1,P、Q 均可视为质点, 重力加速度 g 取 10m/s2 。求:(1) P 刚要与 Q 碰撞前的速度大小;(2) Q 刚在小车上滑行时的初速度 v0;(3) 为保证 Q 不从小车上滑下, 小车的最短长度。14. (17 分) 如图所示,直角坐标系中, y 轴左侧有一半径为 a 的圆形匀强磁场区域,与 y 轴相切于 A 点, A 点坐标为 0,32a 。第一象限内也存在着匀强磁场,两区域磁场的磁感应强度大小均为 B,方向均垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为 2a 的金属极板 M、N( N 为网状极板),两极板与 x 轴平行放置且右端与 y 轴

16、齐平。现仅考虑纸面平面内,在极板 M 的上表面均匀分布着质量为 m 、电荷量为 +q 的带电粒子。两极板加电压后，在板间产生的匀强电场使这些粒子由静止开始加速, 并顺利从极板 N 穿出, 然后经过圆形磁场全部从 A 点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于 x 轴的感光板 CD 上, 感光板的长度为 2.8a, 厚度不计, 其左端 C 点的坐标为 12a,0 。打到感光板上的粒子立即被吸收, 从第一象限磁场区域射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用, 忽略粒子与感光板碰撞的时间。(1)求两极板间的电压 U 。(2)在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子,该区域称为“二度

17、感光区”,求：“二度感光区”的长度 L;打在“二度感光区”的粒子数 n1 与打在整个感光板上的粒子数 n2 的比值 n1:n2 。(3) 改变感光板材料,让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用(不考虑打在感光板边缘 C、D 两点的粒子), 且每次反弹后速度方向相反,大小变为原来的一半, 则该粒子在磁场中运动的总路程 s 。四、选考题 (共 12 分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分)15. 选修 3-3(12 分)(1) (4 分)下列说法中正确的是 。A. 两分子靠近的过程中, 分子力做正功B. 室内空气越干燥, 相对湿度越大C. 热量不能从高温热源传递到低温热源D.

18、布朗运动是固体小颗粒在液体或气体中的运动, 属于机械运动(2) (8 分)某充气式座椅简化模型如图所示, 质量相等且导热良好的两个汽缸 C、D 通过活塞封闭质量相等的两部分同种气体 A、B, 活塞通过轻弹簧相连静置在水平面上, 如图所示。已知汽缸的质量为 M, 封闭气体气柱的初始高度均为 L 、初始环境温度为 T0, 轻弹簧的劲度系数为 k 、原长为 L0, 大气压强为 P0, 重力加速度为 g, 活塞的横截面积为 S 、质量和厚度不计, 弹簧形变始终在弹性限度内, 活塞始终末脱离汽缸。(汽缸壁厚度及汽缸内气体的重力均可忽略不计)(i) 求初始时气体 A 的压强;(ii)若环境温度缓慢降至 0.8T0, 求稳定后活塞 a 离水平面的高度。16. 选修 3-4 (12 分)(1) (4 分)如图所示, 实线是一列简谐横波在 t1 时刻的波形图,虚线是 t2=t1+1s 时刻的波形图。已知该横波沿 x 轴负方向传播, 质点 M 的平衡位置距 O 点 5m 。下列说法不正确的是 。A. 该波的周期可能为 411sB. 若波的周期为 415s, 质点 M 在 t1t2 时间内运动的路程为