河北省唐山市2021届高三年级下册学期3月物理第一次模拟考试试卷【含答案】

河北省唐山市2021届高三下学期3月物理第一次模拟试卷一、单选题（2021•唐山模拟）氢原子吸收一个光子后，根据玻尔理论，下列判断正确的是（）A.电子绕核旋转的轨道半径增大 B.电子的动能会增大C.氢原子的电势能减小 D.氢原子的能级减小（2021・唐山模拟）如图所示，ABCD为倾角为30。的正方形斜面，其中AB与底边DC平行、BC与AD平行。斜面上一质量为1kg的物块，在斜面内施加平行于AB向左的拉力F,物块恰好沿斜面对角线BD匀速下滑。下列叙述正确的（g=10m/s2）（）DT A.物块受到摩擦力的方向平行于AD沿斜面向上B.水平向左的外力大小等于5小NC.滑动摩擦力的大小等于5N在D.物块与斜面间的动摩擦因数为T（2021・唐山模拟）如图所示，水平地面固定半径为5m的四分之一圆弧ABC,O为圆心。在圆心0右侧同一水平线上某点水平向左抛出一个小球，可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的D点，D点到水平地（2021・唐山模拟）如图所示，在平直公路上行驶的箱式货车内，用轻绳AO、BO在。点悬挂质量为5kg的重物，轻绳A。、BO与车顶部夹角分别为30。、60。。在汽车加速行驶过程中，为保持重物悬挂在。点位置不动，重力加速度为g,箱式货车的最大加速度（）g 国 典A.2 B.V C.~ dN3g（2021•唐山模拟）如图所示，水平向右的匀强电场，电场强度大小为,A、B、C、D是电场中一条电场线上相邻且间距均为R的四个点，在D点固定正点电荷Q。现使一个带负电的粒子从A点以某一速度向右运动，粒子经过的各点电势巾、粒子的速度V、电势能Ep及机械能E变化正确的（不计带负电粒子的重力及对电场的影响）（） • • • ® ►ABCD（2021・唐山模拟）假设在月球表面将物体以某速度竖直上抛，经过时间t物体落回地面，上升的最大高度为h。已知月球半径为R、万有引力常量为G,不计一切阻力。则月球的密度为（）3员h 6nh 6h 8nhA.4Rt2 B.GRt2 C.G兀Rtz D.3GRt2二、多选题（2021・唐山模拟）如图所示，理想变压器的初级线圈连接电压恒定的交流电源，初、次级线圈均接入阻值为R的负载电阻。当电键S断开时，与初级线圈连接的电压表Vi的示数为5,与次级线圈连接的电压表V2的示数为6,则以下判断中正确的是（）1A.电键断开时，初级线圈中的输入电流为皈呼+色B.交流电源的电压为一厂C.电键闭合时，电压表％的示数减小D,电键闭合时，交流电源输出功率减小营+（2021•唐山模拟）A、B两物体沿同一直线同向运动，0时刻开始计时，A、B两物体的t图像如下图所示，已知在t=10s时A、B在同一位置，根据图像信息，下列正确的是（）A.B做匀加速直线运动，加速度大小为lm/s'B.t=6s时，A在前、B在后，B正在追赶AC.A,B在零时刻相距30mD.在0〜10s内A,B之间的最大距离为49m（2021•唐山模拟）如图所示，质量为04kg的四分之一圆弧轨道静止在光滑水平面，右侧有固定在竖直平面内的光滑半圆轨道，半径为0.4m,下端与水平切。现在将质量为0.2kg可视为质点的小球，从图中A点静止释放，小球离开圆弧轨道后恰好能通过半圆轨道的最高点，重力加速度为10m/s2,不计一切阻力。下列说法正确的（）

A.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统动量守恒B.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统机械能守恒C.小球通过半圆轨道D点时，对轨道的压力大小为4ND.小球与圆弧轨道分离时，圆弧轨道的位移为0.5m（2021•唐山模拟）如图，直角三角形OAC区域内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场,4A=30。、OC边长为L,在C点有放射源S,可以向磁场内各个方向发射速率为V。的同种带正电的粒子，2粒子的比荷为K。S发射的粒子有5可以穿过OA边界，OA含在边界以内，不计重力、及粒子之间的相互影响。则（）A（F • • • • ：• • • •oVo 义A.磁感应强度大小2KL B.磁感应强度大小KLC.OA上粒子出射区域长度为L D.OA上粒子出射区域长度为i三、实验题（2020高三上•盂县月考）在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力。A.必须用天平测出砂和砂桶的质量B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C.应当先释放小车，再接通电源D.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是m/s2»(计算结果保留三位有效数字)(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示。则小车与轨道的滑动摩擦力Ff=N.(2021,唐山模拟)新能源汽车是汽车发展的主流方向，如图(a)为车载动力电池组中一块电池，其技术参数是额定容量约120Ah,额定电压约3.3V,内阻约0.036现有一块该型号的旧电池，某研究小组用如图(b)所示电路测量该电池的电动势和内阻，其中电流表量程为100mA、内阻为9Q；定值电阻R0=lQo测得的数据如下表所示。次数12345R(Q)0.94.27.310.814.1l0(mA)10050342520(1)实验中将电流表与定值电阻并联使用的目的是1(2)利用测得的数据在坐标纸上作出R和I的图像，其中I表示干路电流:(3)由图像可知，该电池的电动势£=V,内阻r=Qo四、解答题(2021•唐山模拟)如图所示，固定斜面倾角为。，小物块A和B的质量分别为2m和m,与斜面之间的动摩擦因数分别为内和次。开始时小物块B恰好静止在距离斜面顶端X。处，此时小物块B所受摩擦力为最大静摩擦力。小物块A从斜面顶端由静止释放，一段时间后与物块B发生弹性正碰，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A与B均可视为质点，求：(l)物块A与B发生碰撞后物块B的速度；(2)若物块A与B在斜面上只能发生一次碰撞，斜面长度应小于多少？(2021•唐山模拟)如图所示为一研究导体棒在磁场中运动的装置。两平行光滑金属轨道倾角为30。，导轨间距d=lm。导轨上端通过单刀双掷开关可以分别与1、2相连，其中1连接光电管，2连接一个电容C=0.25F的电容器。两平行导轨间存在着垂直于轨道平面向上的匀强有界磁场，磁感应强度B=IT,磁场长度DE=lm。现利用光电管把光信号转换为电信号，A和K分别是光电管的阳极和阴极，电源电压为U。用发光功率为P的激光器发出频率为v的光全部照射在K上，开关与1接通，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W。，普朗克常量为h,电子电荷量为e。初始时导体棒恰好能静止在磁场上边缘D处，导体棒垂直导轨放置，各处电阻均不计，重力加速度取10m/s2。求：(1)光电子到达A时的最大动能Eg：(答案用字母表示)(2)假设每个入射的光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A,激光器发光功率P=13.26w,v=6.4xlO14Hz>H=6.63xlO-34JS,e=1.6xl019C,求导体棒的质量m；(3)把开关快速搬到位置2,导体棒向下运动起来，在运动过程中始终与导轨垂直，求导体棒运动到E处时的速度大小。(2021,唐山模拟)2020年抗击新冠病毒已成为常态。如图为某学校所用手持3L消毒喷雾壶结构图，某同学装入1.51.水后旋紧壶盖，关闭喷水阀门，拉动手柄打气20次，每次打入气体体积相同，压强均为105pa。从较高层教室窗口释放一软细塑料管并连接置于地面的喷壶嘴，接着打开喷水阀门，壶内水沿塑料软管上升停止上升时管内水面与壶内水面的高度差为10m。测出塑料软管每米容纳水V°=20ml,不考虑环境温度的变化和壶内喷水管的体积，g=10m/s2。求加压20次后壶内的气体压强为多少。

(2021•唐山模拟)某种光学元件由两种不同透明物质I和II制成，其横截面如图所示，。为AB中点，ZBAC=30°,半圆形透明物质I的半径为R,一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿PO方向射入，折射至AC面时恰好发生全发射，再从BC边上的Q点垂直射出BC边，真空中光速为c,光从P传到Q所用时间2小t=vR,求：(结果可用根式表示)(1)该透明物质II对该光的折射率(2)该透明物质II对该光的折射率立。答案解析部分一、单选题A【考点】玻尔原子理论氢原子吸收一个光子后，由玻尔理论可知，由低能级跃迁到高能级，电子绕核旋转的轨道半径增大，电子的动能减小，氢原子的电势能增大，氢原子的能级增大。故A。【分析】氢原子吸收光子后其电子向外跃迁，其轨道半径变大，其电子动能变小电势能变大，能级增大。D【考点】滑动摩擦力A.物块受到摩擦力的方向沿着DB斜向上，A不符合题意；B.水平向左的外力大小等于F=mgsin30°-tan45°=5NB不符合题意；C.滑动摩擦力的大小等于f=V(mgsin30°)2+F2=您=响C不符合题意；ff 5也 击D.物块与斜面间的动摩擦因数为 & 1ngcos30・10Xf3D符合题意。故Do【分析】物块受到的摩擦力沿速度的反向；利用物块的平衡可以求出水平向左外力的大小；利用力的合成可以求出滑动摩擦力的大小；利用动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因素的大小。C【考点】平抛运动小球在竖直方向做自由落体运动，则竖直分速度Vy=j2g&D=42x1°x(5-2)m/s=2V15m/s垂直击中D点，速度反向延长线过圆心，如图所示

解得°=37Vy_8y[l5]则在D点，分解速度可得V。=高后二丁/s故C。【分析】利用小球竖直方向的速度位移公式可以求出竖直方向的分速度大小，结合速度的方向可以求出水平方向的速度大小。B【考点】牛顿第二定律对小球受力分析可得FAsin30°+FBsin60°=mgFbcos60°-Facos30°=ma联立解得；.（争^一当^）4Fa=ma整理得争唱上^=maa_曾当Fa=0时，a取得最大值a-3g故B.【分析】小球在竖直方向保持平衡，其水平方向受到合力，利用牛顿第二定律结合当绳子A拉力等于0时可以求出最大的加速度。C【考点】电场强度和电场线，电场力做功A.点电荷Q在C点的场强大小为1v,C点的合场强为零，所以从A到C两点的合场强水平向右，则从A到C电势降低，C点到D点的合场强方向向左，从C点到D点电势增大，A不符合题意：BCD.因为在AC之间，负电荷受力方向向左，所以从A点到C点，电场力对负电荷做负功，速度减小，动能减小，电势能增大，从C点到D,负电荷受力方向向右，电场力对负电荷做正功，速度增加，动能增加，电势能减少，故机械能先减少后增大，C符合题意，BD不符合题意。故C。【分析】利用点电荷的场强公式可以判别场强等于0的位置，利用合场强的方向可以判别电势的变化；利用电场力的方向可以判别电场力做功及电势能和动能的变化：利用电势能的变化可以判别机械能的大小变化。C【考点】万有引力定律及其应用由自由落体公式得h=IC）?设月球质量为M,设月球质量为M,月球表面质量为m的物体所受重力mg=设月球体积为Vv=?”口’_M则月球的密度为P=V6ho= 联立以上各式得 G'RJ故C。【分析】利用自由落体运动可以求出月球表面重力加速度的大小；结合引力形成重力及密度公式可以求出月球密度的大小。二、多选题B,C【考点】变压器原理a.设初级线圈中的电流为k,理想变压器原副线圈功率相等，可得3L=ni"化简可得，1砧，A不符合题意；B.原线圈中电阻R两端电压为U=1/=可/U?+U?U=U,+U=-——-故交流电源的电压为1 4B符合题意；C.电键闭合时，副线圈电阻减小，电流增大，原线圈电流随之增大，原线圈所接电阻R两端电压增大,原线圈电压减小，即电压表Vi的示数减小，C符合题意；D.电键闭合时，交流电源输出功率P=UI］，由于电流增大，功率增大，D不符合题意。故BCo【分析】利用副线圈的输出电压及电阻可以求出输出功率的大小，结合输入功率等于输出功率可以求出输入功率的大小，再结合原线圈的输入电压可以求出输入电流的大小；利用原线圈的负载电压和输入电压可以求出交流电电压的大小；当开关闭合时其副线圈电流变大导致原线圈电流变大则其原线圈的输入电压变小；电键闭合由于电流增大所以其交流电的输出功率变大。B,D【考点】匀变速直线运动基本公式应用A.由匀变速直线运动的位移公式x=v0t+Jat2X_ .1+可得T-vo+2at1_14-10/2_1/2对比B物体的图线可知产=■ijR/s="/s由相似三角形可知，图线与纵轴的交点坐标为4m/s,即初速度v0=4m/s,加速度a=2m/s2,B物体做匀加速直线运动，A不符合题意；C.对比A物体的图线可知，A物体做匀速直线运动，速度为v=10m/s,在匕10s时A、B的位移分别为xA=vt=100m1oxB=vot+-at=140m此时到达同一位置，故在0时刻，A在B前40m处，C不符合题意；t=6s时，由C中位移公式可得，A、B位移均为60m,A在前、B在后，B正在追赶A,B符合题意；D.当A、B速度相等时，相距最远，V。+at=v代入数据可得t=3s,由C中位移公式可得，A、B的位移分别为30m、21m,故此时的距离为Ax=40m+30m-21m=49mD符合题意。故BDo【分析】利用匀变速直线运动的位移公式可以求出B物体的加速度大小，结合图像截距可以求出B的初速度大小；利用位移公式可以判别AB两个物体的位置：利用速度相等可以求出运动的时间，结合位移公式可以求出两者的距离大小。B,D【考点】动能定理的综合应用，动量守恒定律A.小球沿圆弧轨道下滑过程，系统竖直方向合力不为零，故系统动量不守恒，A不符合题意：B.小球沿圆弧轨道下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，B符合题意；2C.小球离开圆弧轨道后恰好能通过半圆轨道的最高点，在半圆轨道的最高点mg=*■1212_D从D点到最高点狎v-/Vd=-mgR喑 八在D点N=叱=3mg=6N根据牛顿第三定律可知，对轨道的压力大小为6N,C不符合题意：D.小球与圆弧轨道分离，由水平方向动量守恒得mvm=Mvm由系统机械能守恒得mgR\i=洲4+2Mvm21 2nn其中洲v-?11Vli=-2mgR且mx„,=Mxm,xm+xM=Rm解得xm=0.5mD符合题意。故BDo【分析】小球沿圆弧轨道下滑时其竖直方向合力不等于。所以系统动量不守恒：由于系统只有重力做功所以系统其机械能守恒：利用小球恰好经过半圆轨道的最高点结合牛顿第二定律可以求出经过最高点的速度大小；结合从D到最高点的动能定理可以求出小球经过D点的速度大小，再结合牛顿第二定律可以求出小球在D点对轨道的压力大小；小球与圆弧轨道分离时，利用水平方向的动量守恒定律及系统机械能守恒定律可以求出圆弧轨道运动的位移。B,C【考点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动2S发射的粒子有5可以穿过OA边界，根据左手定则可知，当入射角与OC夹角为30。的粒子刚好从。点射出，根据几何关系可知，粒子运动半径为R=L根据洛伦兹力提供向心力，则有q%13-mT解得B_KL则沿CA方向入射粒子运动最远，半径为L,从OA上射出，故OA上粒子出射区域长度为L。故BC。【分析】利用粒子恰好从。点射出的运动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磁感应强度的大小：利用沿CA方向射入的粒子轨迹，结合几何关系可以求出OA上粒子出射区域的长度。三、实验题(1)D2.401.0【考点】验证牛顿运动定律(探究加速度与力、质量的关系)(1)AB.对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，AB不符合题意；C.使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，C不符合题意；D.探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，D符合题意。故D。(2)打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知相邻两计数点之间的时间间隔为丁=5X；=0.1s根据Ax=aT?可得a=卞X=Z.4Um/s⑶根据牛顿第二定律可知2F』=ma解得Ff=1.0No【分析】(1)探究加速度与合外力的关系，改变配重的质量多次进行实验：(2)结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度；(3)对物体进行受力分析，在水平方向受到拉力和摩擦力，结合物体的加速度，利用牛顿第二定律求解摩擦力大小。

(1)扩大电流表的量程(3)3.2〜3.4；1.1±0.2【考点】测电源电动势和内阻(1)实验中将电流表与定值电阻并联使用的目的是扩大电流表的量程；»十主4^^工口匚I=I。+¥=0.1A+ =1A(2)电流表扩大量程后 0即 1£即量程扩大10倍，则5次试验对应的干路电流I分别为1A、0.5A、0.34A、0.25A,0.20A,则对应的T分别为1、2、3、4,5.则画出R-i图像如图⑶由闭合电路的欧姆定律E=I(R+r)即口二卜：•y-r14-4 F二k二 V=33V由图像可知匕k5-2Vr=-b-1.3Q【分析】(1)电流表和定值电阻并联是为了扩大电流表的量程；(2)利用改装后的电流表量程可以得出电流的读数，利用表格数据进行描点连线;(3)利用图像斜率和截距可以求出电动势和内阻的大小。四、解答题(1)解：A加速下滑，由动能定理得(2mgsin°-2uimgcos")x。=,2mvo对于AB碰撞过程，由动量守恒定律得2mvo=2mvi+mv2由机械能守恒定律得5-2mvo=I'2mvl+如1J2g(sinB--[Cos。)x0 4j2g(sin。-i»1cos。)x0联立方程，解得V1=—k-,v2=——(2)解：若A、B发生第一次碰撞后到恰好要发生第二次，运动时间为t,A的位移为XA=vlt+5ata=g(sin0-u遥os0)B的位移为XB二v2t且有XB=XA2x°g(sin。-u|Cos0)则斜面的长度L=X。+v2t=〒【考点】动能定理的综合应用，动量守恒定律【分析】(1)A在重力和摩擦力的作用下运动，利用动能定理可以求出A与B碰撞前速度的大小；AB碰撞过程，利用动量守恒定律和能量守恒定律可以求出两者碰后速度的大小；AB第二碰撞时，两者运动的位移相等，利用牛顿第二定律可以求出A的加速度大小，结合两者位移公式可以求出碰撞运动的时间，结合位移公式可以求出斜面的长度。(1)解：根据光电效应方程可知hV-W0=Ek。逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理eU=Ekm-Ek0联立解得Ekm=eU+hv_w0(2)解：每秒钟到达K极的光子数量为n,则n/iv=P每秒钟逸出电子个数为n个，则回路的电流强度1-f一优得1=瓦，由平衡条件知，初始时刻mgsin6=Bld解得m=后嬴而=1kg(3)解：开关拨向2后，导体棒开始在磁场中运动，当速度为v时，由牛顿运动定律得mgsin0-Bld=maT_A3由满足Alq=CUAq=C*AUAU=Bd*Ava= =4m/s2联立