河南省新乡一中等四校2021-2022学年高三第二次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为D．在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒2、小明乘坐竖直电梯经过1min可达顶楼，已知电梯在t=0时由静止开始上升，取竖直向上为正方向，该电梯的加速度a随时间t的变化图像如图所示。若电梯受力简化为只受重力与绳索拉力，则A．t=4.5s时，电梯处于失重状态B．在5～55s时间内，绳索拉力最小C．t=59.5s时，电梯处于超重状态D．t=60s时，绳索拉力的功率恰好为零3、如图甲所示，质量为0.5kg的物块和质量为1kg的长木板，置于倾角为足够长的固定斜面上，时刻对长木板施加沿斜面向上的拉力F，使长木板和物块开始沿斜面上滑，作用一段时间t后撤去拉力F。已知长木板和物块始终保持相对静止，上滑时速度的平方与位移之间的关系如图乙所示，，，。则下列说法正确的是（）A．长木板与斜面之间的动摩擦因数为B．拉力F作用的时间为C．拉力F的大小为13ND．物块与长木板之间的动摩擦因数μ2可能为0.884、极地卫星的运行轨道经过地球的南北两极正上方（轨道可视为圆轨道）．如图所示，某时刻某极地卫星在地球北纬45°A点的正上方按图示方向运行，经过12h后再次出现在A点的正上方，地球自转周期为24h．则下列说法正确的是A．该卫星运行周期比同步卫星周期大B．该卫星每隔12h经过A点的正上方一次C．该卫星运行的加速度比同步卫星的加速度小D．该卫星所有可能角速度的最小值为5、如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为RB．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等6、如图所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变。当升压变压器原副线圈匝数比为k时，用户得到的功率为P1则当升压变压器的原副线圈匝数比为nk时，用户得到的电功率为（）A．B．C．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、如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压为，额定功率为，变压器为理想变压器，若四个灯泡都正常发光，则（）A．变压器原副线圈的匝数比为1∶2 B．变压器原、副线圈的匝数比为2∶1C．电源电压为 D．电源电压为8、在如图所示的轴上有M、N两质点，两点之间的距离为x=12m，已知空间的简谐横波由M向N传播，某时刻两质点的振动图像如图所示，已知该简谐横波的波长介于8m和10m之间。下列正确的是（）A．该简谐横波的传播周期为0.8sB．该简谐波的波长可能为48mC．该简谐波的波长一定等于9.6mD．该简谐横波的传播速度大小为12m/sE.0~1.2s的时间内质点M点的路程为120cm9、如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在Q点，P为O点正下方一点，OP间的距离等于橡皮筋原长，在P点固定一光滑圆环，橡皮筋穿过圆环。现对小球施加一个外力F，使小球沿以PQ为直径的圆弧缓慢向上运动，不计一切阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终跟橡皮筋垂直B．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终水平向右C．小球在Q向P运动的过程中外力F逐渐增大D．小球在Q向P运动的过程中外力F先变大后变小10、如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其上端接有电阻R，匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，始终垂直导轨的导体棒EF接入电路的有效电阻为r，导轨和导线电阻不计，在导体棒EF沿着导轨下滑的过程中，下列判断正确的是（）A．感应电流在导体棒EF中方向从F到EB．导体棒受到的安培力方向沿斜面向下，大小保持恒定C．导体棒的机械能一直减小D．导体棒克服安培力做的功等于电阻R消耗的电能三、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）(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）(2)用“油膜法”来粗略估测分子的大小，是通过一些科学的近似处理，这些处理有：___________。(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于（_____）A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴12．（12分）某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度如图甲所示，用游标卡尺测一金属块的长度如图乙所示。图甲所示读数为_________，图乙所示读数为_______。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，一金属箱固定在倾角为的足够长固定斜面上，金属箱底面厚度不计，箱长l1=4.5m，质量m1=8kg。金属箱上端侧壁A打开，距斜面顶端l2=5m。现将质量m2=1kg的物块(可视为质点)由斜面顶端自由释放，沿斜面进入金属箱，物块进入金属箱时没有能量损失，最后与金属箱下端侧壁B发生弹性碰撞。碰撞的同时上端侧壁A下落锁定并释放金属箱。已知物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.3，与金属箱内表面间的动摩擦因数μ2=0.125，金属箱与斜面间的动摩擦因数μ3=，重力加速度g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，求：(1)物块与金属箱下端侧壁B相碰前瞬间的速度；(2)物块与金属箱侧壁第二次相碰前物块的速度。(结果保留2位小数)14．（16分）一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置相距波长．设向上为正，经时间t1（小于一个周期），此时质点M向下运动，其位移仍为0.02m．求（i）该横波的周期；（ii）t1时刻质点N的位移．15．（12分）如图所示，在真空室内的P点，能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为+q、质量为m的粒子（不计重力），粒子的速率都相同。ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=，当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在沿PC方向的匀强电场时，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)粒子的发射速率；(2)仅有电场时PQ两点间的电势差；(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。

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】

火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动。【详解】A、火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A错误；B、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有，解得火箭的速度大小为，故B正确；C、喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得上升的最大高度为，故C错误；D、在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误；故选B。【点睛】关键是、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒；在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒。2、D【解析】

A．电梯在t=1时由静止开始上升，加速度向上，电梯处于超重状态，此时加速度a＞1．t=4.5s时，a＞1，电梯也处于超重状态。故A错误。

B．5～55s时间内，a=1，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小。故B错误。

C．t=59.5s时，电梯减速向上运动，a＜1，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误。

D．根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，61s内a-t图象与坐标轴所围的面积为1，所以速度的变化量为1，而电梯的初速度为1，所以t=61s时，电梯速度恰好为1，根据P=Fv可知绳索拉力的功率恰好为零，故D正确。3、D【解析】

A．撤去力F后长木板的加速度由牛顿第二定律解得μ1=0.25选项A错误；B．有拉力作用时的加速度拉力撤掉时的速度为拉力作用的时间为选项B错误；C．由牛顿第二定律解得F=13.5N选项C错误；D．物块与长木板之间无相对滑动，可知物块与长木板之间的动摩擦因数大于0.25，选项D正确。故选D。4、D【解析】

地球在12h的时间内转了180°，要使卫星第二次出现在A点的正上方，则时间应该满足T+nT＝12h，解得（n=0、1、2、3、），当n=0时，周期有最大值T=16h，当n的取值不同，则周期不同，则该卫星运行周期比同步卫星周期小，选项A错误；由以上分析可知，只有当卫星的周期为16h时，每隔12h经过A点上方一次，选项B错误；卫星的周期小于同步卫星的周期，则运转半径小于同步卫星的半径，根据可知，该卫星运行的加速度比同步卫星的加速度大，选项C错误；该卫星的最大周期T=16h，则最小的角速度为：，选项D正确.5、B【解析】

A．开普勒第三定律可得：因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。B．根据万有引力提供向心力可得：故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：所以加速度为，又有OA<R，所以，故C错误。D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。故选B。6、B【解析】

原、副线圈的匝数比为k，根据变压器的规律可得据能量守恒可得当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk时，用户得到的功率为故选B。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、BD【解析】

AB．如图所示，设每个灯泡额定电流为（正常发光），则原线圈电流为原副线圈中两灯并联，电流为副变压器有原副解得故A错误，B正确；CD．副原变压器有原副解得故C错误，D正确。故选BD。8、ACD【解析】

A．由振动图像可知这列波的周期为T=0.8s，A正确；BCD．由于简谐波由M向N传播，则有，（n=0、1、2、3…）又因为8m<λ<10m，所以n=1时，λ=9.6m，则波速由可得v=12m/sB错误，CD正确；E．一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，1.2s为1.5个周期，则M点通过的路程为振幅的6倍，即60cm，E错误。故选ACD。9、AC【解析】

设圆的半径为R，则OP为橡皮筋的原长，设劲度系数为k，开始时小球二力平衡有当移动到橡皮筋与竖直方向成角时，受力分析：弹力大小为所以有且方向跟橡皮筋垂直，移动过程中一直增大，一直增大，一直增大，AC正确，BD错误。故选AC。10、AC【解析】根据右手定则知，感应电流的方向为F到E，故A正确．下滑过程中，根据左手定则知，安培力的方向沿斜面向上，由于导体棒下滑的过程中速度增大，则感应电动势增大，电流增大，安培力增大，故B错误．导体棒向下运动的过程中，除重力做功外，安培力做负功，则导体棒的机械能一直减小，故C正确．根据功能关系知，克服安培力做功等于整个回路产生的电能，故D错误．故选AC．点睛：解决这类导体棒切割磁感线产生感应电流问题的关键时分析导体棒受力，进一步确定其运动性质，并明确判断过程中的能量转化及功能关系如安培力做负功量度了电能的产生，克服安培力做什么功，就有多少电能产生．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、dacb把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜，把形成油膜的分子看做紧密排列的球形分子A【解析】

(1)[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液(教师完成，记下配制比例)→测定一滴油酸酒精溶液的体积(d)→准备浅水盘→形成油膜(a)→描绘油膜边缘(c)→测量油膜面积(b)→计算分子直径；因此操作先后顺序排列应是dacb；(2)[2]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的科学的近似处理是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙；(3)[3]计算油酸分子直径的公式是V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。A.油酸未完全散开，测得的S偏小，测得的分子直径d将偏大，故A正确；B.如果测得的油酸溶液浓度低于实际值，测得的油酸的体积偏小，测得的分子直径将偏小，故B错误；C.计算油膜面积时将所有不足一格的方格计为一格，测得的S将偏大，测得的分子直径将偏小，故C错误；D.求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，一滴溶液的体积可知，测得一滴液体的体积偏小，测得纯油酸的体积将偏小，测得的分子直径将偏小，故D错误。12、6.869（6.868~6870均可）9.60【解析】

[1]螺旋测微器固定刻度部分读数为，可动刻度部分读数为，所以金属板厚度测量值为，由于误差6.868mm~6870mm均可[2]游标卡尺主尺部分读数为，游标尺部分读数为，所以金属块长度测量值为四、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、(1)；(2)，方向斜面向上【解析】

(1)物块沿斜面下滑，设加速度为，末速度为，由牛顿第二定律得由运动学规律可得物块进入金属箱后，设加速度为，末速度为，由牛顿第二定律得由运动学规律可得解得(2)物块与金属箱侧壁发生弹性碰撞