江苏省南通等六市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考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，N匝矩形导线框以角速度绕对称轴匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R，理想电流表A，则：（）A．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为B．交流电流表的示数C．R两端电压的有效值D．一个周期内R的发热量2、如图，竖直平面内的Rt△ABC，AB竖直、BC水平，BC=2AB，处于平行于△ABC平面的匀强电场中，电场强度方向水平。若将一带电的小球以初动能Ek沿AB方向从A点射出，小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则（）A．从A到C，小球的动能增加了4EkB．从A到C，小球的电势能减少了3EkC．将该小球以3Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点D．将该小球以4Ek的动能从C点沿CB方向射出，小球能通过A点3、下列说法正确的是（）A．普朗克提出了微观世界量子化的观念，并获得诺贝尔奖B．爱因斯坦最早发现光电效应现象，并提出了光电效应方程C．德布罗意提出并通过实验证实了实物粒子具有波动性D．卢瑟福等人通过粒子散射实验，提出了原子具有核式结构4、如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行不计电阻的金属导轨与水平面夹角为θ，处于方向垂直导轨平面向下且磁感应强度为B的匀强磁场中。将金属杆ab垂直放在导轨上，杆ab由静止释放下滑距离x时速度为v。已知金属杆质量为m，定值电阻以及金属杆的电阻均为R，重力加速度为g，导轨杆与导轨接触良好。则下列说法正确的是（）A．此过程中流过导体棒的电荷量q等于B．金属杆ab下滑x时加速度大小为gsinθ－C．金属杆ab下滑的最大速度大小为D．金属杆从开始运动到速度最大时，杆产生的焦耳热为mgxsinθ－5、一列简谐横波沿x轴正方向传播，O为波源且t=0时刻开始沿y轴负方向起振。如图所示为t=0.2s时x=0至x=4m范围内的波形图，虚线右侧的波形未画出。已知图示时刻x=2m处的质点第一次到达波峰，则下列判断中正确的是（）A．这列波的周期为0.4sB．t=0.7s末，x=10m处质点的位置坐标为（10m，-10cm）C．t=0.7s末，x=12m处的质点正经过平衡位置向上运动D．t=0.3s末，x=24m处的质点加速度最大且沿y轴正方向6、在某种科学益智玩具中，小明找到了一个小型发电机，其结构示意图如图1、2所示。图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2，电阻为r；图2是此装置的正视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°。外力使线圈以角速度逆时针匀速转动，电刷M端和N端接定值电阻，阻值为R，不计线圈转动轴处的摩擦，下列说法正确的是（）A．线圈中产生的是正弦式交变电流B．线圈在图2所示位置时，产生感应电动势E的大小为BL1L2C．线圈在图2所示位置时，电刷M的电势低于ND．外力做功的平均功率为二、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，为一弹性轻绳，一端固定于点，一端连接质量为的小球，小球穿在竖直的杆上。轻杆一端固定在墙上，一端为定滑轮。若绳自然长度等于，初始时在一条水平线上，小球从点由静止释放滑到点时速度恰好为零。已知、两点间距离为，为的中点，小球在点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（）A．小球在点时速度最大B．若在点给小球一个向上的速度，小球恰好能回到点，则C．小球在阶段损失的机械能等于小球在阶段损失的机械能D．若点没有固定，杆在绳的作用下以为轴转动，在绳与点分离之前，的线速度等于小球的速度沿绳方向分量8、一个电子在电场力作用下做直线运动（不计重力）。从0时刻起运动依次经历、、时刻。其运动的图象如图所示。对此下列判断正确的是（）A．0时刻与时刻电子在同一位置B．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的电势分别为、、，其大小比较有C．0时刻、时刻、时刻电子所在位置的场强大小分别为、、，其大小比较有D．电子从0时刻运动至时刻，连续运动至时刻，电场力先做正功后做负功9、如图所示，匀强磁场垂直铜环所在的平面向里，磁感应强度大小为B．导体棒A的一端固定在铜环的圆心O处，可绕O匀速转动，与半径分别为r1、r2的铜环有良好接触。通过电刷把大小铜环与两竖直平行正对金属板P、Q连接成电路。R1、R2是定值电阻，R1=R0，R2=2R0，质量为m、电荷量为Q的带正电小球通过绝缘细线挂在P、Q两板间，细线能承受的最大拉力为2mg，已知导体棒与铜环电阻不计，P、Q两板间距为d，重力加速度大小为g。现闭合开关，则（）A．当小球向右偏时，导体棒A沿逆时针方向转动B．当细线与竖直方向夹角为45°时，平行板电容器两端电压为C．当细线与竖直方向夹角为45°时，电路消耗的电功率为D．当细线恰好断裂时（此时小球的加速度为零），导体棒A转动的角速度为10、如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m；长度均为l，电阻均为r；其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是（）A．任何一段时间内，导体棒b动能增加量跟导体棒a动能减少量的数值总是相等的B．任何一段时间内，导体棒b动量改变量跟导体棒a动量改变量总是大小相等、方向相反C．全过程中，通过导体棒b的电荷量为D．全过程中，两棒共产生的焦耳热为三、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）某实验小组的同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验时进行了如下的操作（滑轮的大小可忽略）：①滑块甲放在气垫导轨上，滑块乙穿在涂有润滑剂的竖直杆上，调整气垫导轨水平，气垫导轨的适当位置放置光电门，实验时记录遮光条的挡光时间t；②将两滑块由图中的位置无初速释放，释放瞬间两滑块之间的细绳刚好水平拉直；③测出两滑块甲、乙的质量M=0.20kg、m=0.10kg，当地重力加速度为g=9.80m/s2。回答下列问题：(1)如图，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；(2)实验小组在实验时同时对以下物理量进行了测量，其中有必要的测量是_____（填序号）；A.滑轮到竖直杆的距离L=0.60mB.滑块甲到滑轮的距离a=1.50mC.物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m(3)当遮光条通过光电门瞬间，滑块乙速度的表达式为v乙=________________；(4)若测量值t=_____s，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。（保留两位有效数字）12．（12分）利用如图所示的电路既可以测量电压表和电流表的内阻，又可以测量电源电动势和内阻，所用到的实验器材有：两个相同的待测电源（内阻r约为1Ω）电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω）电压表V（内阻未知）电流表A（内阻未知）灵敏电流计G，两个开关S1、S2主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、30.6Ω、28.2Ω；②反复调节电阻箱R1和R2（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V。回答下列问题：(1)步骤①中，电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势差UAB=______V；A和C两点的电势差UAC=______V；A和D两点的电势差UAD=______V；(2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为_______Ω，电流表的内阻为______Ω；(3)结合步骤①步骤②的测量数据，电源电动势E为___________V，内阻为________Ω。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，倾角为37°的固定斜面上下两端分别安装有光滑定滑轮和弹性挡板P，、是斜面上两点，间距离，间距离。轻绳跨过滑轮连接平板B和重物C，小物体A放在离平板B下端处，平板B下端紧挨，当小物体A运动到区间时总受到一个沿斜面向下的恒力作用。已知A、B、C质量分别为m、2m、m，A与B间动摩擦因数，B与斜面间动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，g取，平板B与挡板P碰撞前C与滑轮不会相碰。现让整个装置从静止释放，求：（1）小物体A在区间上方和进入区间内的加速度大小；（2）平板B与弹性挡板P碰撞瞬间同时剪断轻绳，求平板B碰撞后沿斜面上升到最高点的时间。14．（16分）湖面上有甲、乙两个浮标，此时由于湖面吹风而使湖面吹起了波浪，两浮标在水面上开始上下有规律地振动起来。当甲浮标偏离平衡位置最高时，乙浮标刚好不偏离平衡位置，以该时刻为计时的零时刻。在4s后发现甲浮标偏离平衡位置最低、而乙浮标还是处于平衡位置。如果甲、乙两浮标之间的距离为s=10m，试分析下列问题：(i)推导出该湖面上水波波长的表达式；(ii)试求该湖面上水波的最小频率。15．（12分）“嫦娥四号”在月球背面软着陆和巡视探测，创造了人类探月的历史。为了实现“嫦娥四号”与地面间的太空通讯，我国于2018年5月发射了中继卫星“鹊桥”，它是运行于地月拉格朗日点的通信卫星，点位于地球和月球连线的延长线上。若某飞行器位于点，可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动，如图所示。已知飞行器质量远小于月球质量，地球与月球的中心距离为，点与月球的中心距离为，月球绕地球公转周期为，引力常量为。求：（1）该飞行器在点的加速度大小。（2）地球质量与月球质量的比值。

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】

A.、由图可知线圈只有一半在磁场中，产生的电动势的最大值为：，从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为：，故选项A错误；B、交流电流表的示数为：，故选项B正确；C、两端电压的有效值：，故选项C错误；D、一个周期内的发热量：，故选项D错误．2、D【解析】

A．设小球的速度为，则有小球通过C点时速度恰好沿BC方向，则说明小球在竖直方向上的速度减为0，小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，运动的位移为竖直方向上位移的2倍，则平均速度为竖直方向上平均速度的2倍，又这段时间竖直方向的平均速度为故水平方向的平均速度为又解得则从A到C，小球的动能增加了故A错误；B．由动能定理可知重力与电场力做功之和为动能的增加量即，重力做负功，故电场力做功大于，则小球的电势能减小量大于，故B错误；D．由上分析可知：动能为，则速度大小为2v，即小球以2v对速度从C点沿CB方向射出。而由AB分析可知，小球以初速度v沿AB方向从A点射出时，小球将以速度大小为2v，方向沿BC方向通过C点，则小球以2v的速度从C点沿CB方向射出后运动过程恰好可视为其逆过程，所以若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；故D正确；C．由D分析可知，若将小球以2v的速度从C点沿CB方向射出，小球能通过A点；则若将小球小于2v的速度从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧。所以，若将该小球以的动能从C点沿CB方向射出，小球将经过A点右侧，不能经过A点，故C错误。故选D。3、D【解析】

A．普朗克最先提出能量子的概念，爱因斯坦提出了微观世界量子化的观念，A错误；B．最早发现光电效应现象的是赫兹，B错误；C．德布罗意只是提出了实物粒子具有波动性的假设，并没有通过实验验证，C错误；D．卢瑟福等人通过粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，D正确。故选D。4、A【解析】

A．根据、、可得此过程中流过导体棒的电荷量为故A正确；B．杆下滑距离时，则此时杆产生的感应电动势为回路中的感应电流为杆所受的安培力为根据牛顿第二定律有解得故B错误；C．当杆的加速度时，速度最大，最大速度为故C错误；D．杆从静止开始到最大速度过程中，设杆下滑距离为，根据能量守恒定律有总又杆产生的焦耳热为杆总所以得：杆故D错误；故选A。5、B【解析】

A．由题，波源时刻开始沿轴负方向起振，则介质中各个质点均沿轴负方向起振，图示时刻处的质点第一次到达波峰，已经振动了，说明时波传到质点处，则周期为，A错误；B．由图知波长，波速为：波传到处的时间为：则末，处的质点已振动了，此质点起振方向沿轴负方向，则末，处质点到达波谷，坐标为，B正确；C．波传到处的时间为：则末，处的质点已振动了，此质点起振方向向下，则末，处的质点正经过平衡位置向下运动，C错误；D．波传到处的时间为：则末，处质点还没有振动，加速度为零，D错误。故选B。6、D【解析】

AB．一个周期时间内，有半个周期线圈的两边在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，据法拉第电磁感应定律有：其中，解得不是正弦式交变电流，故A、B错误；C．根据右手定则，图2所示位置时外电路中电流由M经电阻R流向N，外电路电流由电势高处流向电势低处，则M的电势高于N的电势，故C错误；D．线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率故D正确。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】

A．设当小球运动到某点时，弹性绳的伸长量是，小球受到如图所示的四个力作用：其中将正交分解，则的竖直分量据牛顿第二定律得解得即小球的加速度先随下降的距离增大而减小到零，再随下降的距离增大而反向增大，据运动的对称性（竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型）可知，小球运动到的中点时，加速度为零，速度最大，A正确；B．对小球从运动到的过程，应用动能定理得若在点给小球一个向上的速度，小球恰能从点回到点，应用动能定理得联立解得，B错误；C．除重力之外的合力做功等于小球机械能的变化，小球在段所受绳子拉力竖直分量较小，则小球在段时摩擦力和弹力做的负功比小球在段时摩擦力和弹力做的负功少，小球在阶段损失的机械能小于小球在阶段损失的机械能，C错误；D．绳与点分离之前点做圆周运动，线速度（始终垂直于杆）大小等于小球的速度沿绳方向的分量，D正确。故选AD。8、AC【解析】

A．电子只受电场力作用沿直线运动，该直线为一条电场线。结合其图象知其运动情景如图所示。则0时刻与时刻电子在同一位置。所以A正确；B．电子受电场力向左，则场强方向向右，沿电场线方向电势逐渐降低，则有所以B错误；C．图象的斜率为加速度。由图象知过程加速度增大，过程加速度减小。又有则有所以C正确；D．由图象知过程速度减小，过程速度增大，则其动能先减小、后增大。由动能定理知电场力先做负功，后做正功。所以D错误。故选AC。9、AD【解析】

A．当小球向右偏时，P板带正电，通过R2的电流向上，则由右手定则可知，导体棒A沿逆时针方向转动，选项A正确；BC．当细线与竖直方向夹角为45°时，则解得平行板电容器两端电压为此时电路中的电流电路消耗的电功率为选项BC错误；D．当细线恰好断裂时，此时电动势解得导体棒A转动的角速度为选项D正确。故选AD。10、BCD【解析】

AB．根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b动量改变量跟导体棒a动量改变量总是大小相等、方向相反，根据能量守恒可知，a动能减少量的数值等于b动能增加量与产热之和，故A错误B正确；CD．最终共速速度对b棒解得根据能量守恒，两棒共产生的焦耳热为故CD正确。故选BCD。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、0.420AC0.0020或2.0×10-3【解析】

(1)[1]游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数组成，遮光条的宽度d=4mm+4×0.05mm=4.20mm=0.420cm(2)[2]本实验验证系统的机械能守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能，研究滑块甲运动到光电门的过程，系统减少的重力势能系统增加的动能绳上的速度关系如图则有故必要的测量为滑轮到竖直杆的距离L=0.60m，物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m，故AC正确，B错误。故选AC。(3)[3]利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，当遮光条通过光电门瞬间，滑块甲速度根据绳上的速度关系可知，滑块乙的速度(4)[4]由(2)的分析可知，系统机械能守恒，则满足解得t=2.0×10-3s12、012.0V-12.0V1530Ω1.8Ω12.6V1.50【解析】

(1)[1][2][3]．步骤①中，电流计G的示数为0时，电路中AB两点电势相等，即A和B两点的电势差UAB=0V；A和C两点的电势差等于电压表的示数，即UAC=12V；A和D两点的电势差UAD==-12V；(2)[4][5]．利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为电流表的内阻为(3)[6][7]．由闭合电路欧姆定律可得2E=2UAC+I∙2r即2E=24+0.8r同理即2E=2×11.7+0.6∙2r解得E=12.6Vr=1.50Ω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、见解析【