2022年河北省石家庄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注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律．以下实验中属于理想实验的是（）A．伽利略的斜面实验B．用打点计时器测定物体的加速度C．验证平行四边形定则D．利用自由落体运动测定反应时间2、如图所示，在同一平面内有①、②、③三根长直导线等间距的水平平行放置，通入的电流强度分别为1A，2A、1A，已知②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下，以下判断中正确的是（）A．①的电流方向为a→bB．③的电流方向为f→eC．①受到安培力的合力方向竖直向上D．③受到安培力的合力方向竖直向下3、在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号”1”、B端输入电信号”0”时，则在C和D端输出的电信号分别为A．1和0 B．0和1 C．1和l D．0和04、如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比5、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为15，交流电源电压不变，电压表为理想交流电表，白炽灯和电风扇的额定电压均为，额定功率均为44W，只闭合开关时，白炽灯正常发光，则（）A．白炽灯和电风扇线圈的内阻均为 B．交流电压表示数为44VC．再闭合开关，电压表示数增大 D．再闭合开关，原线圈的输入功率变小6、太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即天王星、地球、太阳三者处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知地球到太阳距离为1个天文单位，天王星到太阳距离为19.2个天文单位，则下列说法正确的是（）A．此时太阳位于地球和天王星之间的某一点B．2020年10月28日还会出现一次天王星冲日现象C．天王星绕太阳公转的周期约为84年D．地球绕太阳公转的加速度约为天王星绕太阳公转的20倍二、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，在竖直平面内有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速V0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（）A．可能等于零B．可能等于C．可能等于mv02+qEL-mgLD．可能等于mv02+qEL+mgL8、如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是__________A．该波的传播速率为4m/sB．该波的传播方向沿x轴正方向C．经过0.5s，质点P沿波的传播方向向前传播2mD．该波在传播过程中若遇到4m的障碍物，能发生明显衍射现象E.经过0.5s时间，质点P的位移为零，路程为0.4m9、把光电管接成如图所示的电路，用以研究光电效应。用一定频率的可见光照射光电管的阴极，电流表中有电流通过，则（）A．用紫外线照射，电流表中一定有电流通过B．用红外线照射，电流表中一定无电流通过C．保持照射光不变，当滑动变阻器的滑片向端滑动时，电流表示数可能不变D．将电路中电池的正负极反转连接，电流表中一定没有电流通过10、当你走进家电市场，可以看到各种各样的家用电磁炉（如图）。电磁炉作为厨具市场的一种灶具，它打破了传统的明火烹调方式，通常是利用磁场使置于炉面上的锅子出现涡流，再通过电流的热效应，使锅子产生高温以烹煮食物。下列有关此种电磁炉与所用锅子的说法中正确的是（）A．锅和电磁炉内部发热线圈盘相当一个高频变压器，内部线圈是变压器初级线圈，锅是次级线圈B．电磁炉使用的是随时间变化的磁场C．电磁炉所用的锅子必须是热的绝缘体D．电磁炉所用的锅子必须是电的绝缘体三、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）某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。(1)用如图甲所示的装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示细线所受拉力的大小。实验时，下列操作必要且正确的是__________。A．将长木板右端适当垫高，使小车前端的滑轮不挂砂桶时，小车能自由匀速滑动B．为了减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量C．实验时，拉小车前端滑轮的细线必须保持水平D．实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数(2)在正确、规范的操作下，打出一条如图乙所示的纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器电源的频率为。则打计数点3时，小车的速度大小__________；小车做匀加速直线运动的加速度大小__________。（结果均保留三位有效数字）(3)带滑轮的长木板水平放置，保持小车质量不变，改变砂桶里砂的质量测出每次拉力传感器的示数和小车对应的加速度，作图象。下列图线正确的是_____。A．B．C．D．12．（12分）某同学用图（a）所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有20Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一部分如图（b）所示．该同学在实验中没有记录交流电的频率，需要用实验数据和其他条件进行推算．（1）若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用和图（b）中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_________，打出C点时重物下落的速度大小为________，重物下落的加速度的大小为________.（2）已测得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；当重力加速度大小为9.80m/，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出为________Hz．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，半径的光滑四分之一圆轨道MN竖直固定放置，末端N与一长的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮（轮半径很小）做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v0运动。传送带离地面的高度，其右侧地面上有一直径的圆形洞，洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离，B点在洞口的最右端。现使质量为的小物块从M点由静止开始释放，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数，g取10m/s2，求：(1)小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力；(2)若，求小物块在传送带上运动的时间；(3)若要使小物块能落入洞中，求v0应满足的条件。14．（16分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验．当他用粒子轰击铍原子核时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程．（2）为了测定中子的质量，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是．已知氮核质量与氢核质量的关系是，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量与氢核质量的比值．（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．15．（12分）足够长的光滑斜面固定在水平面上，现以恒力F沿斜面向上拉物体，使其以初速度为0、加速度从斜面底端向上运动。恒力F作用一段时间t后撤去，又经过相同时间t物体恰好回到斜面底端。求：（1）施加恒力时物体的加速度与撤去恒力后物体的加速度大小之比；（2）撤去恒力的瞬间物体的速度与物体回到斜面底端时速度大小之比。

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、A【解析】

A．伽利略的斜面实验，抓住主要因素，忽略了次要因素，从而更深刻地反映了自然规律，属于理想实验，故A正确；B．用打点计时器测物体的加速度是在实验室进行是实际操作的实验，故B错误；C．平行四边形法则的科学探究属于等效替代法，故C错误；D．利用自由落体运动测定反应时间是实际进行的实验，不是理想实验，故D错误．故选A．2、C【解析】

AB．因为②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下，根据左手定则可知导线②处的合磁场方向垂直纸面向外，而三根长直导线等间距，故导线①和③在导线②处产生的磁场大小相等，方向均垂直纸面向外，再由安培定则可知①的电流方向为b→a，③的电流方向为e→f，故A错误，B错误；C．根据安培定则可知②和③在①处产生的磁场方向垂直纸面向外，而①的电流方向为b→a，根据左手定则可知①受到安培力的合力方向竖直向上，故C正确；D．根据安培定则可知②在③处产生的磁场方向垂直纸面向里，①在③处产生的磁场方向垂直纸面向外，根据电流产生磁场特点可知③处的合磁场方向垂直纸面向里，又因为③的电流方向为e→f，故根据左手定则可知③受到安培力的合力方向竖直向上，故D错误。故选C。3、C【解析】

B端输入电信号“0”时，经过非门输出端D为“1”，AD为与门输入端，输入分别为“1”、“1”，经过与门输出端C为“1”。故C正确，ABD错误。4、D【解析】

AB．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故AB错误；CD．对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得又解得：故C错误，D正确。故选D。5、B【解析】

A．白炽灯电阻但是电风扇是非纯电阻电路，其内阻要小于，A项错误；B．白炽灯两端电压为，原、副线阔匝数比为15，由变压器原理知，原线圈两端电压为44V，交流电压表示数为44V，故B正确；C．再闭合开关，交流电源电压不变，则电压表示数不变，故C错误；D．再闭合开关后，副线圈输出功率增大，则原线圈输入功率增大，故D错误。故选B。6、C【解析】

A．天王星、地球都绕太阳做圆周运动，即太阳为中心天体，所以太阳不可能位于地球和天王星之间，故A错误；BC．天王星、地球绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律可知得即天王星绕太阳公转的周期约为84年，如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有解得再出现一次天王星冲日现象并不在2020年10月28日，故B错误，C正确；D．由公式得地球绕太阳公转的加速度约为天王星绕太阳公转的369倍，故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、BCD【解析】

要考虑电场方向的可能性，可能平行于AB向左或向右，也可能平行于AC向上或向下．分析重力和电场力做功情况，然后根据动能定理求解．【详解】令正方形的四个顶点分别为ABCD，如图所示

若电场方向平行于AC：

①电场力向上，且大于重力，小球向上偏转，电场力做功为qEL，重力做功为-mg，根据动能定理得：Ek−mv1＝qEL−mgL，即Ek＝mv1+qEL−mgL

②电场力向上，且等于重力，小球不偏转，做匀速直线运动，则Ek=mv1．

若电场方向平行于AC，电场力向下，小球向下偏转，电场力做功为qEL，重力做功为mgL，根据动能定理得：Ek−mv1＝qEL+mgL，即Ek＝mv1+qEL+mgL．

由上分析可知，电场方向平行于AC，粒子离开电场时的动能不可能为2．

若电场方向平行于AB：

若电场力向右，水平方向和竖直方向上都加速，粒子离开电场时的动能大于2．若电场力向右，小球从D点离开电场时，有Ek−mv1＝qEL+mgL则得Ek＝mv1+qEL+mgL

若电场力向左，水平方向减速，竖直方向上加速，粒子离开电场时的动能也大于2．故粒子离开电场时的动能都不可能为2．故BCD正确，A错误．故选BCD．【点睛】解决本题的关键分析电场力可能的方向，判断电场力与重力做功情况，再根据动能定理求解动能．8、ADE【解析】

A．由甲读出该波的波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=1s，则波速为故A正确；B．在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向。故B错误；C．质点P只在自己的平衡位置附近上下振动，并不波的传播方向向前传播。故C错误。D．由于该波的波长为4m，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D正确；E．经过，质点P又回到平衡位置，位移为零，路程为S=2A=2×0.2m=0.4m。故E正确。故选ADE.9、AC【解析】

A．紫外线的频率高于可见光，照射时能发生光电效应，电流表中一定有电流通过。所以A正确；B．红外线的频率低于可见光，其光子能量更小。红外线的频率有可能大于阴极的截止频率，则可能发生光电效应，电流表中可能有电流通过。所以B错误；C．当滑片向端滑动时，光电管两端电压增大，其阳极吸收光电子的能力增强。但若在滑动前电流已经达到饱和光电流，则增大电压光电流也不会增大。所以C正确；D．将电路中电池的正负极反接，光电子处在反向电压下，若光电子的动能足够大，电流表中可能有电流通过。所以D错误。故选AC。10、AB【解析】

A．锅和电磁炉内部发热线圈盘组成一个高频变压器，内部线圈是变压器初级线圈，锅是次级线圈，当内部初级发热线圈盘有交变电压输出后，必然在次级锅体上产生感应电流，感应电流通过锅体自身的电阻发热，故A正确；B．法拉第的电磁感应原理说明当通过一导体的磁场随时间变化时，导体上产生感应电流，故B正确；C．当锅子通过电流时，锅子必须产生高温才能对水加热，故锅子不能为热的绝缘体，故C错误；D．电磁炉上面所用的锅子必须是电的良导体，当电磁炉的线圈产生随时间而变化的磁场时，锅子才能产生感应电流，故D错误；故选AB。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、AD1.132.50B【解析】

(1)[1]A．为使小车的合外力等于小车受到的拉力，必须平衡摩擦力，故A正确；B．小车受到的拉力等于拉力传感器的两倍，不需要用细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故B错误；C．细线必须与木板保持平行，因为平衡了摩擦力，木板不水平，所以细线也不水平，故C错误；D．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故D正确。故选AD。(2)[2]打点计时器电源的频率为，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则相邻计数点间时间间隔根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段的平均速度可得代入数据可得[3]根据逐差法有代入数据可得(3)[4]木板水平放置时，没有平衡小车受到的摩擦力，则有整理得则图象为不过原点的斜线，故B正确，ACD错误。故选B。12、40【解析】

（1）[1]打B点时，重物下落的速度等于AC段的平均速度，所以；[2]同理打出C点时，重物下落的速度；[3]由加速度的定义式得（2）[4]由牛顿第二定律得：，解得：，代入数值解得：f=40Hz．【点睛】本题主要考查验证机械能守恒定律实验、纸带数据分析．解决这类问题的关键是会根据纸带数据求出打某一点的瞬时速度、整个过程的加速度；解决本题要特别注意的是打点计时器的频率不是经常用的50Hz．