河北省河间市第十四中学2021-2022学年高三第二次调研物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、一辆汽车以20m/s的速度在平直的公路上行驶，当驾驶员发现前方有险情时，立即进行急刹车，刹车后的速度v随刹车位移x的变化关系如图所示，设汽车刹车后做匀减速直线运动，则当汽车刹车后的速度减小为12m/s时，刹车的距离x1为A．12m B．12.8m C．14m D．14.8m2、如图所示，N匝矩形线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（）A．电压表示数始终为B．电流表示数的最大值C．线圈最大输出功率为D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大3、一带电粒子从A点射人电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有A．粒子带正电荷B．粒子的速度不断增大C．粒子的加速度先不变，后变小D．粒子的电势能先减小，后增大4、下列说法正确的是（）A．爱因斯坦在1900年首次把能量子的概念引入物理学B．单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多C．一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子D．玻尔的原子理论能够解释氦原子的光谱5、如图，S是波源，振动频率为100Hz，产生的简谐横波向右传播，波速为40m/s。波在传播过程中经过P、Q两点，已知P、Q的平衡位置之间相距0.6m。下列判断正确的是（）A．Q点比P点晚半个周期开始振动B．当Q点的位移最大时，P点的位移最小C．Q点的运动方向与P点的运动方向可能相同D．当Q点通过平衡位置时，P点也通过平衡位置6、一平行板电容器的电容为C，A极板材料发生光电效应的极限波长为，整个装置处于真空中，如图所示。现用一波长为（＜）的单色光持续照射电容器的A极板，B极板接地。若产生的光电子均不会飞出两极板间，则下列说法正确的是（）（已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，光电子的电量为e）A．光电子的最大初动能为B．光电子的最大初动能为C．平行板电容器可带的电荷量最多为D．平行板电容器可带的电荷量最多为二、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，A、B两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳为非弹性绳且可承受的拉力足够大。弹簧的劲度系数为k，木块A和木块B的质量均为m。现用一竖直向下的压力将木块A缓慢压缩到某一位置，木块A在此位置所受的压力为F（F>mg），弹簧的弹性势能为E，撤去力F后，下列说法正确的是（）A．当A速度最大时，弹簧仍处于压缩状态B．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量相同C．当B开始运动时，A的速度大小为D．全程中，A上升的最大高度为8、如图所示，小车质量为，小车顶端为半径为的四分之一光滑圆弧，质量为的小球从圆弧顶端由静止释放，对此运动过程的分析，下列说法中正确的是（g为当地重力加速度）（）A．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为B．若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为C．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为D．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车速度为9、a、b两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，下列说法正确的是（）A．以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角小B．分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮条纹间距大C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D．通过同一玻璃三棱镜，a光的偏折程度大E.分别通过同一单缝衍射装置，b光形成的中央亮条纹窄10、如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是__________A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．a比b更容易发生衍射现象C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的临界角大于b光的临界角E.若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光三、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）某同学利用如图1所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”，具体实验步骤如下:A．按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子）。B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等。C．取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量m，并记录数据。D．保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2，并测量光电门甲、乙之间的距离为s.E.改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤D。请回答下列各问题：（1）若砂桶和砂子的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g，则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________。（忽略空气阻力）（2）用游标卡尺测得遮光片宽度（如图2所示）d=_________mm。（3）在误差允许的范围内，若满足__________，则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。（用题目所给字母表示）12．（12分）某实验小组在“测定金属丝电阻率”的实验中，为减小实验误差，选择了内阻已知的电流表，实验中电阻两端电压从零开始调节。(1)以下电路图符合上述要求的是_______；(2)请根据所选电路图，完善以下实物图连接________。(3)若电流表的内阻为RA，金属丝的长度为L，直径为d，实验中某次电压表、电流表的示数分别为U、I，则该次实验金属丝电阻率的表达式为=_________（用题中字母表示）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，AB为竖直平面内的细管状半圆轨道，AB连线为竖直直径，轨道半径R=6.4m，轨道内壁光滑，A、B两端为轨道的开口。BC为粗糙水平轨道，其长度s=8.4m。CD为倾角θ=37°的斜面。用两个小物块a、b紧靠在一轻弹簧的两端将弹簧压缩，用细线将两物块绑住，沿轨道静置于C点。弹簧很短，物块与弹簧均不拴接，物块a的线度略小于细管的内径。烧断细线，两物块先后落到斜面的M点，CM两点之间的距离L=12m。已知物块跟水平轨道之间的动摩擦因数，忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物块b刚离开弹簧的瞬间，其速率v0是多少；（2）设物块a、b的质量分别为m1、m2，则是多少？（结果可以用根式表示）14．（16分）如图所示，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角α=37°，导轨间距L=1m，顶端用电阻R=2Ω的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T。质量m1=0.1kg、电阻R1=4Ω的导体棒M在磁场中距虚线的距离d=2m，M与导轨间的动摩擦因数μ1=0.25，质量m2=0.3kg、电阻R2=2Ω的导体棒N在虚线处，N与导轨间的动摩擦因数μ2=0.8。将导体棒M、N同时从导轨上由静止释放，M到达虚线前已经匀速，重力加速度g取10m/s2，运动过程中M、N与导轨始终接触良好，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求M、N相碰前，M上产生的焦耳热；（2）求M、N相碰前M运动的时间；（3）M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力F，使M、N同时匀减速到零，求M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。15．（12分）如图所示，竖直放置的U形玻璃管与容积为V0＝15cm3的金属球形容器连通，玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍．右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝15cm，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0＝9cm.现缓慢向左管中加入水银，使两边水银柱达到同一高度，玻璃管和金属球导热良好(已知大气压p0＝75cmHg，U形玻璃管的右侧横截面积为S＝1cm2)．求：(1)此过程中被封气体内能如何变化？吸热还是放热？(2)需要加入的水银体积．

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】

由题意可知，汽车做匀减速直线运动，设加速度大小a，由公式，其中，代入解得：，当时，汽车刹车的位移为，故B正确。故选：B。2、C【解析】

AB．线圈中产生的交流电最大值为有效值电流表示数是电流表示数的最大值电压表两端电压是路端电压选项AB错误；C．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，线圈最大输出功率为选项C正确；D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻变大，则电流表示数变小，电压表示数变大，D错误。故选C。3、C【解析】

A.带电粒子做曲线运动，受力指向曲线的内侧，所以所受电场力向左，带负电；A错；BC.电场力做负功，所以动能越来越小，电势能越来越大，速度越来越小B错；C,对；D.等势线的疏密程度反映场强大小，所以所受电场力越来越小，加速度越来越小，D错．故选C4、B【解析】

A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；B．单色光照射金属表面发生光电效应时，入射光越强，则入射光子的数目越多，所以单位时间内发射的光电子数越多，故B正确；C．根据玻尔理论，一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子，故C错误；D．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，很好地解释了氢光谱，但不能够解释氦原子的光谱，故D错误。故选B。5、D【解析】

A．根据可知，波长又故Q点比P点晚1.5个周期开始振动，A错误；BC．P、Q两点的平衡位置距离是半个波长的奇数倍，故两者振动情况完全相反，即两点的运动方向始终相反，当Q点的位移最大时，P点的位移也最大，但两者方向相反，BC错误；D、两点平衡位置距离是半个波长的奇数倍，所以当Q通过平衡位置时，P点也通过平衡位置，但两者运动方向相反，D正确。故选D。6、C【解析】

AB．根据光电效应方程可知选项AB错误；CD．随着电子的不断积聚，两板电压逐渐变大，设最大电压为U，则且Q=CU解得选项C正确，D错误。故选C。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．由题意可知当A受力平衡时速度最大，即弹簧弹力大小等于重力大小，此时弹簧处于压缩状态，故A正确；B．由于冲量是矢量，而弹簧弹力对A、B的冲量方向相反，故B错误；C．设弹簧恢复到原长时A的速度为v，绳子绷紧瞬间A、B共同速度为v1，A、B共同上升的最大高度为h，A上升最大高度为H，弹簧恢复到原长的过程中根据能量守恒得绳子绷紧瞬间根据动量守恒定律得mv=2mv1A、B共同上升的过程中据能量守恒可得可得B开始运动时A的速度大小为A上升的最大高度为故C错误，D正确。故选AD。8、BC【解析】

AB．若地面粗糙且小车能够静止不动，设圆弧半径为R，当小球运动到半径与竖直方向的夹角为θ时，速度为v．

根据机械能守恒定律有：mv2=mgRcosθ由牛顿第二定律有：N-mgcosθ=m解得小球对小车的压力为：N=3mgcosθ其水平分量为Nx=3mgcosθsinθ=mgsin2θ根据平衡条件知，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为：f=Nx=mgsin2θ可以看出：当sin2θ=1，即θ=45°时，地面对车的静摩擦力最大，其值为fmax=mg．故A错误，B正确．CD．若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车的速度设为v′，小球的速度设为v．小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv-Mv′=0；系统的机械能守恒，则得：mgR=mv2+Mv′2，解得：v′=．故C正确，D错误．故选BC．【点睛】本题中地面光滑时，小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统的总动量并不守恒．9、BCE【解析】

A．由题知a光的临界角大于b光的临界角，根据可知a光的折射率较小，波长较大，光以相同的入射角从空气斜射入水中，根据可知a光的折射角较大，故A错误；B．根据双缝干涉条纹间距公式因a光的波长较大，所以a光形成的相邻亮条纹间距大，故B正确；C．a光的频率小，照射某金属表面能发生光电效应，所以b光频率大，也一定能发生光电效应，故C正确；D．a光的折射率较小，通过玻璃三棱镜后，偏折程度小，故D错误；E．a光的频率小，波长长，通过单缝发生衍射，中央亮条纹宽，故E正确。故选BCE。10、ABD【解析】

由图可知，单色光a偏折程度小于b的偏折程度，根据折射定律知，a光的折射率小于b光的折射率，则知a光的波长大．根据双缝干涉条纹的间距公式，可得，干涉条纹间距与波长成正比，所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故A正确；a光的波长长，波动性强，更容易发生衍射现象，故B正确；由知，在水中a光的速度大，故C错误；由全反射临界角公式，知折射率n越大，临界角C越小，则知在水中a光的临界角大于b光的临界角，故D正确；若a光与b光以相同入射角从水射向空气时，由于在水中a光的临界角大于b光的临界角，所以b光的入射角先达到临界角，则b光先发生全反射，首先消失的是b光，故E错误．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、mg6.75mgs=-【解析】

(1)[1]探究“小车的加速度与所受合外力的关系”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为mg；(2)[2]根据游标卡尺读数规则，遮光片宽度d=6mm+15×0.05mm=6.75mm(3)[3]遮光片通过两个光电门1、2的速度分别为v1=、v2=故小车动能变化量为△Ek=-在误差允许的范围内，合外力做功等于物体动能的变化量，即mgs=-12、B【解析】

(1)[1]电阻两端电压从零开始调节，故选择分压式；电流表内阻已知，电流表选择内接法，选B(2)[2]接原理图连接实物图如图(3)[3]由实验原理得由电阻定律得，横截面积，联立，可解得：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)或【解析】

（1）物块b离开弹簧后做平抛运动。设从C运动到M历时为t，则，代入数据解得，(2)①物块a能够经过A点做平抛运动落到斜面的M点。设物块a经过A点的速率为vA，从A运动到M历时为t1，则，解得，设物块a刚被弹簧弹开时的速率为vCl，在从C运动到A的过程中，由动能定理得解得vCl=19m/s弹簧弹开物块a、b的过程中，物块a、b动量守恒。选向右的方向为正方向，由动量守恒定律得解得②物块a被弹簧弹开后不能到达A点，物块a从C点做平抛运动落到斜面的M点，做平抛运动的初速