2021-2022学年河北省承德市十三校联考高三下学期第一次联考物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：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、如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向一速率v从P点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点，已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（）A．这些粒子做圆周运动的半径B．该匀强磁场的磁感应强度大小为C．该匀强磁场的磁感应强度大小为D．该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为2、如图所示，重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在O点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静止状态，两细绳a、b与轻弹簧c恰好构成正三角形。现用水平力F缓慢拉动右侧小球，使细绳a最终竖直，并保持两小球处于静止状态。下列说法正确的是（）A．最终状态时，水平拉力F等于B．最终状态与初态相比，轻弹簧c的弹性势能保持不变C．最终状态与初态相比，右侧小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功D．最终状态与初态相比，系统的机械能增加3、靠近地面运行的近地卫星的加速度大小为a1，地球同步轨道上的卫星的加速度大小为a2，赤道上随地球一同运转（相对地面静止）的物体的加速度大小为a3，则（）A．a1=a3＞a2 B．a1＞a2＞a3 C．a1＞a3＞a2 D．a3＞a2＞a14、甲、乙两车在平直公路上沿同一直线运动，两车的速度v随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（）A．两车的出发点一定不同B．在0到t2的时间内，两车一定相遇两次C．在t1到t2时间内某一时刻，两车的加速度相同D．在t1到t2时间内，甲车的平均速度一定大于乙车的平均速度5、如图所示，虚线表示某点电荷Q所激发电场的等势面，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一个等势面上．甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动．则下列说法中正确的是A．两粒子电性相同B．甲粒子经过c点时的速率大于乙粒子经过d点时的速率C．两个粒子的电势能都是先减小后增大D．经过b点时，两粒子的动能一定相等6、氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围是。则大量氢原子从高能级向低能级跃迁时可产生不同能量的可见光光子的种类有（）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、真空区域有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界．比荷为k的带负电粒子，沿着与MN夹角θ＝60°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场．下列说法正确的是（）A．粒子的速率大小是B．粒了在磁场中运动的时间是C．仅减小粒了的入射速率，在磁场中的运动时间将增大D．仅增人粒子的入射速率，在磁场中的运动时间将减小8、如图所示，电阻不计的两光滑平行导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为1m，导轨中部有一个直径也为1m的圆形匀强磁场区域，与两导轨相切于M、N两点，磁感应强度大小为1T、方向竖直向下，长度略大于1m的金属棒垂直导轨水平放置在磁场区域中，并与区域圆直径MN重合。金属棒的有效电阻为0.5Ω，一劲度系数为3N/m的水平轻质弹簧一端与金属棒中心相连，另一端固定在墙壁上，此时弹簧恰好处于原长．两导轨通过一阻值为1Ω的电阻与一电动势为4V、内阻为0.5Ω的电源相连，导轨电阻不计。若开关S闭合一段时间后，金属棒停在导轨上的位置，下列说法正确的是（）A．金属棒停止的位置在MN的右侧B．停止时，金属棒中的电流为4AC．停止时，金属棒到MN的距离为0.4mD．停止时，举报受到的安培力大小为2N9、如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在竖直方向的足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为a的正方形导线框PQMN沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM刚进入磁场时线框的速度大小为v，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为R，则A．PM刚进入磁场时线框中的感应电流为B．PM刚进入磁场时线框所受安培力大小为C．PM刚进入磁场时两端的电压为D．PM进入磁场后线框中的感应电流将变小10、如图所示，质量为M=2kg足够长的小车以v0=2.5m/s的速度沿光滑的水平面运动，在小车正上方h=1.25m处有一质量为m=0.5kg的可视为质点的物块静止释放，经过一段时间刚好落在小车上无反弹，作用时间很短，随后二者一起沿水平面向右运动。已知物块与小车上表面之间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度为g=10m/s2，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（）A．物块落在小车的过程中，物块和小车的动量守恒B．物块落上小车后的最终速度大小为3m/sC．物块在小车的上表面滑动的距离为0.5mD．物块落在小车的整个过程中，系统损失的能量为7.5J三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学用图1中的器材，做描绘小灯泡伏安特性曲线的实验．（1）已知小灯泡的额定电压为2V，电流表的内阻约为几欧，电压表的内阻有几千欧，请将实验电路图连接完整．（____________）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到______(填”A＂或＂B＂)端．（2）闭合开关，调节滑动变阻器，出多组电流表的值和电压表的值，在坐标纸上作出I-U图象如图2所示．由图象可知，小灯泡的电阻随温度的升高而_____(填“增大”或“减小”);根据图象可得小灯泡的额定功率为_______W．由于电压表的分流作用，实验存在______(填”系统”或“偶然”)误差，根据图象求得的额定功率比真实值_______(填“大”或“小＂)．12．（12分）某同学在做“探究弹力与弹簧长度关系”的实验中，根据实验数据描点画出F－L图像如图所示。若弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度g取10m/s2，请回答以下两个问题：(1)由以上实验数据可求得弹簧的劲度系数k=_____N/m（保留三位有效数字）；(2)由图中实验数据得出弹簧弹力大小F与其长度L的关系式为________，对应的函数关系图线与横轴（长度L）的交点表示____。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，等腰三角形ABC为一透明材料做成的三棱镜的横截面示意图，，AC边长为，M、N分别为AC、BC的中点。一平行AB的细光束从M点射入棱镜，经AB面反射一次后从N点射出，光在真空中的传播速度用表示，求光在透明材料内传播所用的时间。14．（16分）如图所示，在磁感应强度为、方向竖直向下的磁场中有两个固定的半径分别为和的水平放置的金属圆环形导线围成了如图回路，其总电阻为，开口很小，两开口端接有间距也为的且足够长的两个固定平行导轨，导轨与水平面夹角为，处于磁感应强度大小为、方向垂直于导轨向下的匀强磁场中。质量为、电阻为、长为的金属棒与导轨良好接触。滑动变阻器的最大电阻为，其他电阻不计，一切摩擦和空气阻力不计，重力加速度为。求：(1)电磁感应中产生的电动势；(2)若开关闭合、断开，求滑动变阻器的最大功率；(3)若开关断开，闭合，棒由静止释放，棒能沿斜面下滑，求棒下滑过程中最大速度以及某段时间内通过棒某一横截面的最大电荷量。15．（12分）如图，一质量m=0.4kg的滑块（可视为质点）静止于动摩擦因数µ=0.1的水平轨道上的A点。对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P=10.0W。经过一段时间后撒去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6N。已知轨道AB的长度L=2.0m，半径OC和竖直方向的夹角α=37°，圆形轨道的半径R=0.5m。（空气阻力可忽略，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）滑块运动到C点时速度vc的大小；（2）B、C两点的高度差h及水平距离x?（3）水平外力作用在滑块上的时间t?

参考答案一、单项选择题：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、B【解析】ABC、从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为Q，由动圆法知P、Q连线为轨迹直径；PQ圆弧长为磁场圆周长的，由几何关系可知,则粒子轨迹半径，由牛顿第二定律知，解得故B正确；AC错误D、该圆形磁场中有粒子经过的区域面积大于，故D错误；综上所述本题答案是：B2、D【解析】

AB．以左边小球为研究对象，初状态受到重力、弹簧弹力和细绳拉力，如图所示根据平衡条件可得细绳拉力，其中θ=30°，则根据对称性可知，初状态细绳b的拉力大小为，末状态以右边的小球为研究对象，受到重力、细绳b的拉力和水平方向拉力而平衡，根据图中几何关系可得其中α＞θ，则根据平衡条件可得：F=Gtanα，由于弹簧的长度发生变化，轻弹簧c的弹性势能改变，后来三边构成的三角形不是等边三角形，故α≠60°，则，故AB错误。C．最终状态与初态相比，根据能量守恒可知，两球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功，而左侧小球机械能减小，故右侧小球增加量大于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功，故C错误；D．两球和弹簧组成的系统机械能的增加量等于外力F做的功，由于F做正功，故系统机械能增加，故D正确。故选D。3、B【解析】

题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体3、绕地球表面附近做圆周运动的近地卫星1、地球同步卫星2；物体3与卫星1转动半径相同，物体3与同步卫星2转动周期相同，从而即可求解．【详解】地球上的物体3自转和同步卫星2的周期相等为24h，则角速度相等，即ω2=ω3，而加速度由a=rω2，得a2＞a3；同步卫星2和近地卫星1都靠万有引力提供向心力而公转，根据，得，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a1＞a2，综上B正确；故选B．【点睛】本题关键要将赤道上自转物体3、地球同步卫星2、近地卫星1分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．4、C【解析】

A．根据题目所给信息，不能判断两车出发点的关系，因为该图是描述速度与时间变化关系的图像，A错误；B．两图线的交点表示在该时刻速度相等，在0到t2的时间内，两车有两次速度相等，并不是相遇，B错误；C．图象的斜率表示加速度，在t1时刻两车速度相等，然后甲做变加速直线运动，乙做匀加速直线运动，在t2时刻两车又速度相等，所以甲的平均加速度等于乙的加速度，故t1到t2时间内在某一时刻，乙图线的斜率和甲图线平行，加速度相等，C正确；D．图象图线与坐标轴围成的面积表示位移，从图可知，在t1到t2时间内乙的位移大于甲的位移，所用时间相等，故甲的平均速度一定小于乙的平均速度，故D错误。故选C。5、B【解析】根据曲线运动时质点所受的合力指向轨迹的内侧可知，甲受到引力，乙受到斥力，则甲与Q是异种电荷，而乙与Q是同种电荷，故两粒子所带的电荷为异种电荷．故A错误．甲粒子从a到c过程，电场力做正功，动能增加，而乙从a到d过程，电场力做负功，动能减小，两初速度相等，则知甲粒子经过c点时的速度大于乙粒子经过d点时的速度．故B正确．甲粒子从a到b过程，电场力先做正功后做负功，电势能先减小后增大；电场力对乙粒子先做负功后做正功，电势能先增大后减小．故C错误．a到b时，电场力对两粒子的做的功都是0，两个粒子的速率再次相等，由于不知道质量的关系，所以不能判定两个粒子的动能是否相等．故D错误．故选B．6、D【解析】

大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都大于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；大量氢原子从高能级向能级跃迁时，辐射的光子能量都小于，不在范围之内，发出的光都是不可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于可见光；能级向能级跃迁时，辐射的光子能量为，属于不可见光；可知只有4种可见光，故ABC错误，D正确。故选D。二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

AB.粒子刚好没能从边界射出磁场时，其运动轨迹刚好与相切，如图设带电粒子圆周运动的轨迹半径为，由几何关系有：解得：根据牛顿第二定律得：解得：运动时间为：故A正确，B错误；C.减小粒了的入射速率，粒子的周期不变，半径变小，粒子仍然从左边界出磁场，圆心角不变，则运动时间不变，故C错误；D.增人粒子的入射速率，粒子从磁场的右边界出磁场，粒子运动轨迹所对应的圆心角减小，则运动时间变小，故D正确．8、AC【解析】

A．由金属棒中电流方向从M到N可知，金属棒所受的安培力向右，则金属棒停止的位置在MN的右侧，故A正确；B．停止时，金属棒中的电流I==2A故B错误；C．设棒向右移动的距离为x，金属棒在磁场中的长度为2y，则kx=BI(2y)x2+y2=解得x=0.4m、2y=0.6m故C正确；D．金属棒受到的安培力F=BI(2y)=1.2N故D错误。故选AC。9、AD【解析】

A.

PM刚进入磁场时有效的切割长度等于a，产生的感应电动势为E=Bav，感应电流为，故A正确；B.NM边所受的安培力大小为F1=BIa=，方向垂直NM向下。PN边所受的安培力大小为F2=BIa=，方向垂直PN向下，线框所受安培力大小，故B错误；C.

PM两端的电压为，故C错误；D.PM刚进入磁场后，有效的切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流将减小，故D正确。故选：AD。10、CD【解析】

A．物块落在小车的过程中，物块与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，但竖直方向的动量不守恒，故A错误；B．物块与小车组成的系统水平方向不受外力，则系统在水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，则有：Mv0=（M+m）v所以共同速度为：故B错误；C．物块落上小车到二者共速的过程中，因摩擦损失的机械能为：代入数据解得：ΔE1=1.25J由功能关系：ΔE1=μmg·Δx解得：Δx=0.5m故C正确；D．在整个的过程中，系统损失的机械能等于物块减少的重力势能与二者损失的动能之和，由能量守恒定律得：代入数据可得：ΔE=7.5J故D正确。故选CD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、A增大1系统大【解析】

（1）[1]滑动变阻器用分压式接法，电流表外接，电路连接如图所示：[2]闭合开关前，为使滑动变阻器输出电压为零，滑片应移到A端．（2）[3]由图象可知，小灯泡的电附随温度的升高而增大；[4]由图2可以看出，当灯泡的电压为2V时，通过灯泡的电流为0.5A，因此灯泡的额定功率为：P=UI=2×0.5W=1W由于电压表的分流作用，实验存在系统误差，实验测得的电流偏大，因此根据图2求得的额定功率比真实值大．12、156F=156(L－0.02)