山西大学附中高三第三次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

山西大学附中高三第三次模拟考试新高考物理试卷请考生注意：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、如图甲所示，开口向上的导热气缸静置于水平桌面，质量为m的活塞封闭一定质量气体，若在活塞上加上质量为m的砝码，稳定后气体体积减小了△V1，如图乙；继续在活塞上再加上质量为m的砝码，稳定后气体体积又减小了△V2，如图丙．不计摩擦，环境温度不变，则（）A．△V1＜△V2 B．△V1=△V2C．△V1＞△V2 D．无法比较△V1与△V2大小关系2、现有一轻质绳拉动小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，小球质量为m，速度为v，重力加速度为g，轻绳与竖直方向夹角为，小球在运动半周时，绳对小球施加的冲量为（）A． B．C． D．3、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4、一物体在竖直方向运动的v—t图象如图所示。以下判断正确的是（规定向上方向为正）（）A．第5s内与第6s内的加速度方向不同B．第4s末～第6s末物体处于失重状态C．前2s内物体克服重力做功的平均功率大于第6s内物体重力做功的平均功率D．第2s末～第4s末的过程中，该物体的机械能守恒5、一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法不正确的是()A．质点振动的频率为4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．在5s末，质点的速度为零，加速度最大D．t＝1.5s和t＝4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是cm6、图示为两质点、做匀速圆周运动的向心加速度大小随半径变化的图线，其中表示质点的图线是一条双曲线，表示质点的图线是过原点的一条直线。由图线可知，在半径逐渐增大的过程中（）A．质点的线速度大小保持不变B．质点的线速度大小保持不变C．质点的角速度不断增大D．质点的角速度不断增大二、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，两根弯折的平行的金属轨道AOB和A′O′B′固定在水平地面上，与水平地面夹角都为θ，AO=OB=A′O′=O′B′=L，OO′与AO垂直，两虚线位置离顶部OO′等距离，虚线下方的导轨都处于匀强磁场中，左侧磁场磁感应强度为B1，垂直于导轨平面向上，右侧磁场B2（大小、方向未知）平行于导轨平面，两根金属导体杆a和b质量都为m，与轨道的摩擦系数都为μ，将它们同时从顶部无初速释放，能同步到达水平地面且刚到达水平地面速度均为v，除金属杆外，其余电阻不计，重力加速度为g，则下列判断正确的是（）A．匀强磁场B2的方向一定是平行导轨向上 B．两个匀强磁场大小关系为：B1=μB2C．整个过程摩擦产生的热量为Q1=2μmgLcosθ D．整个过程产生的焦耳热Q2=mgLsinθ﹣μmgLcosθ﹣mv28、如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路．将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针处于静止状态．下列说法正确的是（）A．开关闭合后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动9、如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC=h。当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时，A对B的静电力为B所受重力的0.5倍，则下列说法中正确的是（两球均可看作点电荷）（）A．此时丝线长度为B．以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到θ=0°处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小保持不变C．若保持悬点C位置不变，缓慢缩短丝线BC的长度，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧D．若A对B的静电力为B所受重力的倍，要使B球依然在θ=30°处静止，则丝线BC的长度应调整为h或h10、用a、b两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a光的干涉条纹间距小于b光的条纹间距，则()A．a光的波长小于b光的波长B．a光的光强大于b光的光强C．a光的光子能量大于b光的光子能量D．a、b光分别照射同一光电管，若a光发生光电效应，则b光一定发生光电效应三、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）物理小组的同学在老师指导下用两根完全相同的轻弹簧和重物验证力的平行四边形定则，他进行了如下操作（弹簧始终处于弹性限度内）：（1）用刻度尺测出弹簧的自由长度L0。（2）如图l所示，把重物通过细绳连接在弹簧下端，稳定后测出弹簧的长度L1。（3）如图2所示，用两根弹簧挂起重物，稳定时两弹簧与竖直方向的夹角均为60°，测出两弹簧的长度分别为L2、L3，若要验证力的平行四边形定则，需满足的条件是___。（4）如图3所示，他又把两弹簧调整到相互垂直，稳定后测出两弹簧的长度为L4、L5，若要验证力的平行四边形定则，需满足的条件是____。12．（12分）某实验小组在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，实验装置如图甲所示。(1)下列说法正确的是________。A．弹簀被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于水平位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹篑的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比一定相等(2)某同学由实验测得某弹簧的弹力F与长度L的关系如图乙所示，则弹簧的原长为L0=______________cm，劲度系数k=____________N/m；(3)该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x=_______cm。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，在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5T，磁场宽度d＝0.55m，有一边长L＝0.4m、质量m1＝0.6kg、电阻R＝2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2＝0.4kg的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长.(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？(2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大？(3)在(2)问中的条件下，若cd边恰离开磁场边界PQ时，速度大小为2m/s，求整个运动过程中ab边产生的热量为多少？14．（16分）如图所示，竖直放置的光滑金属导轨水平间距为L，导轨下端接有阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属细杆ab与竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连，弹簧上端固定。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。现使细杆从弹簧处于原长位置由静止释放，向下运动距离为h时达到最大速度vm，此时弹簧具有的弹性势能为Ep。导轨电阻忽略不计，细杆与导轨接触良好，重力加速度为g，求：（1）细杆达到最大速度m时，通过R的电流大小I；（2）细杆达到最大速度vm时，弹簧的弹力大小F；（3）上述过程中，R上产生的焦耳热Q。15．（12分）有一截面为正方形物体ABCD静止浮在水面上，刚好在一半在水下，正方形边长l=1.2m，AB侧前方处有一障碍物．一潜水员在障碍物前方处下潜到深度为的P处时，看到A点刚好被障碍物挡住．已知水的折射率．求：（1）深度；（2）继续下潜恰好能看见CD右侧水面上方的景物，则为多少？

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、C【解析】

设大气压强为，起初活塞处于平衡状态，所以：解得该气体的压强为：则甲状态气体的压强为：乙状态时气体的压强为：丙状态时气体的压强为：由玻意耳定律得：得：，所以所以：．故本题选C．【点睛】对活塞进行受力分析，由平衡条件分别求出几种情况下的气体压强；由玻意耳定律可以求出气体体积，然后比较体积的变化即可．2、A【解析】

由题意可知在水平方向运动半周，速度反向，水平方向有Ix=2mv竖直方向上绳子与竖直线夹角满足mgtan=故竖直方向冲量为根据矢量的合成的三角形法则可知绳对小球施加的冲量为故A正确，BCD错误。故选A。3、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．4、B【解析】

A．v—t图象图线的斜率表示运动的加速度，第5s内与第6s内的斜率相同，则加速度方向相同，故A错误；B．第4s末～第6s末图线斜率为负，则加速度为负值，即加速度的方向向下，物体处于失重状态，故B正确；C．v—t图象图线与坐标轴所围面积表示物体的位移，由图线可知，前2s内物体物体的位移大小为第6s内物体的位移大小为则前2s内克服重力做功的平均功率为第6s内物体重力做功的平均功率为所以前2s内克服重力做功的平均功率等于第6s内物体重力做功的平均功率，故C错误；D．第2s末～第4s末的过程中，物体匀速运动，动能不变，但物体升高，所以该物体的机械能增加，故D错误。故选B。5、A【解析】

A．由题图图象可知，质点振动的周期为T＝4s，故频率f＝＝0.25Hz故A符合题意；B．在10s内质点振动了2.5个周期，经过的路程是10A＝20cm故B不符合题意；C．在5s末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，故C不符合题意；D．由题图图象可得振动方程是x＝2sincm将t＝1.5s和t＝4.5s代入振动方程得x＝cm故D不符合题意。故选A。6、A【解析】

A．由向心加速度可知若与成反比，即图线是双曲线，则线速度大小保持不变，选项A正确；C．由角速度，线速度不变，则的角速度与半径成反比，选项C错误；BD．根据，若与成正比，即图线是过原点的直线，则角速度保持不变，即质点的角速度保持不变，而线速度，可见的线速度与半径成正比，选项BD错误。故选A。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、ABD【解析】

A.由题意可知，两导体棒运动过程相同，说明受力情况相同，对a分析可知，a切割磁感线产生感应电动势，从而产生沿导轨平面向上的安培力，故a棒受合外力小于mgsinθ﹣μmgcosθ；对b棒分析可知，b棒的受合外力也一定小于mgsinθ﹣μmgcosθ，由于磁场平行于斜面，安培力垂直于斜面，因此只能是增大摩擦力来减小合外力，因此安培力应垂直斜面向下，由流过b棒的电流方向，根据左手定则可知，匀强磁场B2的方向一定是平行导轨向上，故A正确；B.根据A的分析可知，a棒受到的安培力与b棒受到的安培力产生摩擦力应相等，即B1IL=μB2IL；解得B1=μB2，故B正确；C.由以上分析可知，b棒受到的摩擦力大于μmgcosθ，因此整个过程摩擦产生的热量Q12μmgLcosθ，故C错误；D.因b增加的摩擦力做功与a中克服安培力所做的功相等，故b中因安培力而增加的热量与焦耳热相同，设产生焦耳热为Q2，则根据能量守恒定律可知：2mgLsinθ﹣2μmgLcosθ﹣2Q2=2mv2解得整个过程产生的焦耳热：Q2=mgLsinθ﹣μmgLcosθ﹣mv2故D正确。故选ABD。8、AD【解析】

A．断出直导线中电流方向为由南向北，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向里，小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动，A正确；BC．开关闭合并保持一段时间后，左侧线圈中磁通量不变，线圈中感应电动势和感应电流为零，直导线中电流为零，小磁针恢复到原来状态，BC错误；D．开关闭合并保持一段时间后再断开后的瞬间，左侧的线圈中磁通量变化，产生感应电动势和感应电流，由楞次定律可判断出直导线中电流方向为由北向南，由安培定则可判断出小磁针处的磁场方向垂直纸面向外，小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动，D正确．9、BCD【解析】

A．当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍，B静止时丝线BC与竖直方向夹角θ=30°，处于平衡，根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直，此时丝线长度为，选项A错误；B．而由三角形相似可知则在整个漏电过程中，丝线上拉力T大小保持不变，选项B正确；

Ｃ．以C点为原点，以CA方向为y轴，垂直CA方向向右为x轴建立坐标系，设B点坐标为（x，y），则由几何关系消掉θ角且整理可得缓慢缩短丝线BC的长度，最初阶段BC的长度变化较小，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧，选项C正确；D．若A对B的静电力为B所受重力的倍，则B静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时，对B受力分析，G、F与T，将F与T合成，则有解得根据余弦定理可得解得BC=h或h选项D正确。故选BCD。10、AC【解析】

A．根据Δx＝λ得λ＝，则a光的波长小于b光的波长，选项A正确；BC．由c＝νλ知，a光的波长小于b光的波长，则a光的频率大于b光的频率，由E＝hν可得a光的光子能量大于b光的光子能量，光强与光的频率无关，选项B错误，C正确；D．由于a光的频率大于b光的频率，a、b光分别照射同一光电管，若a光发生光电效应，则b光不一定发生光电效应，选项D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、【解析】

（3）[1]当合力沿两个分力角平分线方向且两个分力夹角为，合力和两个分力大小相等，故弹簧形变量形同，长度相同，即；（4）[2]当两个分力相互垂直时，由勾股定理知：即：。12、AB105016【解析】

(1)[1]A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A正确；B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于水平位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，待钩码静止时再读数