2021-2022学年北京专家高三冲刺模拟物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：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，在匀强磁场中有一个N=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2直于磁场方向，线圈电阻为5Ω。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（）A．线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热B．在时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为D．线圈从图示位置转过90º时穿过线圈的磁通量变化率最大2．如图(甲)所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从高弹簧上端高h处自由下落．若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴OX,小球的速度v随时间t变化的图象如图(乙)所示．其中OA段为直线，切于A点的曲线AB和BC都是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，下列说法正确的是()A．B．C．D．3．行驶中的汽车遇到红灯刹车后做匀减速直线运动直到停止，等到绿灯亮时又重新启动开始做匀加速直线运动直到恢复原来的速度继续匀速行驶，则从刹车到继续匀速行驶这段过程，位移随速度变化的关系图象描述正确的是A． B．C． D．4．某同学质量为60kg，在军事训练中要求他从岸上以大小为2m/s的速度跳到一条向他缓缓漂来的小船上，然后去执行任务，小船的质量是140kg，原来的速度大小是0.5m/s，该同学上船后又跑了几步，最终停在船上（船未与岸相撞），不计水的阻力，则（）A．该同学和小船最终静止在水面上B．该过程同学的动量变化量大小为105kg·m/sC．船最终的速度是0.95m/sD．船的动量变化量大小为70kg·m/s5．关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（）A．单摆做稳定的受迫振动时，单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率B．秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为0.5sC．已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向D．单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零6．如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球（可视为质点），小球置于半球面上的点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从点滑向半球顶点未到顶点），在此过程中，小球对半球的压力大小及细绳的拉力大小的变化情况是（）A．不变，变小 B．变小，不变 C．变大，变大 D．变大，变小二、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，直杆与水平面成30°角，一轻质弹簧套在直杆上，下端固定在直杆底端。现将一质量为m的小滑块从杆顶端A点由静止释放，滑块压缩弹簧到达最低点B后返回，脱离弹簧后恰能到达AB的中点。设重力加速度为g，AB=L，则该过程中（）A．滑块和弹簧刚接触时的速度最大 B．滑块克服摩擦做功为C．滑块加速度为零的位置只有一处 D．弹簧最大弹性势能为8．如图所示为粗细均匀的裸铜导线制成的半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左侧上方的圆面积内存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆环的电阻为2R。一根长度为2r、电阻为R的均匀金属棒MN以圆环的圆心O点为旋转中心，紧贴着网环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，开始时MN与PQ重合（）A．金属棒中感应电动势的最大值为B．时间内通过金属棒MN的横截面电荷量为C．金属棒中电流的有效值是D．金属棒旋转一周电路中产生的热量为9．关于空气湿度，下列说法正确的是_________A．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示B．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比C．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大D．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小E.相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水蒸气越接近饱和10．如图所示．直线1和2分别为两个不同电源的路端电压和电流的关系图象，E1、r1，分别为电源1的电动势和内阻，E2、r2分别为电源2的电动势和内阻，则下述说法正确的是（）A．E1=E2B．r1＞r2C．当两个电源短路时电源l的短路电流大D．当两个电源分别接相同电阻时，电源2的输出功率小三、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）LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，其优点是体积小、质量轻、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、绿色环保、安全可靠，我国已经在大力推行使用LED灯具了。某小组同学找到了几个图甲所示的LED灯泡，准备描绘LED灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下：A．LED灯泡：额定功率0.1W；B．电压表V：量程0~5V，内阻约为100kΩC．电流表A：量程0~300mA，内阻约为10ΩD．锂离子电池：电动势3.8V、内阻很小；E.滑动变阻器R：0—50Ω，2A；F.开关、导线若干。（1）考虑到描绘LED灯泡的伏安特性时，灯泡两端电压应从零开始，同时又要尽量减小实验误差。下列电路中最恰当的一个是_________。A．B．C．D．（2）选择好正确的电路进行实验，根据实验所测得的电压和电流，描绘出该LED灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可知，LED灯泡两端电压在2.3V以下时几乎处于_________（选填“短路”或“断路”）状态，选LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。（3）由该LED灯泡的伏安特性曲线可知，若将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联，则该LED灯泡的耗电功率为___________W（保留两位有效数字）。12．（12分）要描绘一只标有“9V、5W”字样小灯泡的完整伏安特性曲线，实验室可供如下器材：A．电流表A1（量程1．6A，内阻约为1.5Ω）B．电流表A2（量程3A，内阻约为1.2Ω）C．电压表V（量程3V，内阻kΩ）D．滑动变阻器（阻值1~11Ω，额定电流1.8A）E．滑动变阻器（阻值1~111Ω，额定电流1.5A）F．定值电阻kΩG．直流电源（电动势）H．导线和开关（1）请在虚线框中画出电路图_______（2）滑动变阻器应选______；电流表应选______（填写元件前序号）（3）灯泡两端实际电压与电压表读数U关系式为______（4）根据该电路设计图进行实验，测得电压表的读数为U、电流表读数为I，若考虑电表的内阻，则此时灯泡的电阻为______（用题目中所给字母或符号表示）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，半径为a的圆内有一固定的边长为1.5a的等边三角形框架ABC，框架中心与圆心重合，S为位于BC边中点处的狭缝．三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板，框架与圆之间存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一束质量为m、电量为q，不计重力的带正电的粒子，从P点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S，垂直BC边向下进入磁场并发生偏转．忽略粒子与框架碰撞时能量与电量损失．求：(1)要使粒子进入磁场后第一次打在SB的中点，则加速电场的电压为多大？(2)要使粒子最终仍能回到狭缝S，则加速电场电压满足什么条件？(3)回到狭缝S的粒子在磁场中运动的最短时间是多少？14．（16分）如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足什么条件？15．（12分）粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口。初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，下方水银柱足够长且左、右两侧水银面等高。已知大气压强p0=75cmHg，环境温度不变。现从U形管右侧缓慢注入水银，使右侧空气柱上方水银柱的长度变为25cm。求：(i)右侧管内封闭空气柱的长度；(ii)左侧管内水银面上升的高度。

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】

A．最大感应电动势为：感应电动势的有效值为：线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热故A错误；B．t=0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；C．由图知角速度因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为e=10πcos（5πt）V故C正确；D．线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。故选：C。2、B【解析】

AB.OA段对应着小球下落h的过程，则XA=h，到达A点时的加速度为aA=g，选项B正确，A错误；C.B点是速度最大的地方，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度也就为0，由mg=kx，可知，所以B得坐标为h+，所以C错误．D.取一个与A点对称的点为D，由A点到B点的形变量为，由对称性得由B到D的形变量也为，故到达C点时形变量要大于h+2，加速度ac＞g，所以D错误．3、C【解析】

在减速过程由速度和位移关系可知：v2﹣v02=2ax，可得；a为负值，故图象应为开口向下的二次函数图象；由速度为零开始增大时，v2=2a（x﹣x0）；x0是停止时的位置坐标；x=﹣x0，a为正值，故图象为开口向上的二次函数图象；故C正确，ABD错误。4、B【解析】

AC.规定该同学原来的速度方向为正方向.设该同学上船后，船与该同学的共同速度为v.由题意，水的阻力忽略不计，该同学跳上小船后与小船达到共同速度的过程，该同学和船组成的系统所受合外力为零，系统的动量守恒，则由动量守恒定律得m人v人－m船v船=（m人+m船）v，代入数据解得v=0.25m/s，方向与该同学原来的速度方向相同，与船原来的速度方向相反，故A、C错误；B.该同学的动量变化量为Δp=m人v－m人v人=60×（0.25－2）kg·m/s=－105kg·m/s，负号表示方向与选择的正方向相反，故B正确；D.船的动量变化量为Δp＇=m船v－m船v船=140×[0.25－（－0.5）]kg·m/s=105kg·m/s，故D错误.5、A【解析】

A．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与固有频率无关，故A正确；B．根据单摆的周期公式知摆长缩短为原来的四分之一，则周期变为原来的二分之一，即为1s，故B错误；C．摆球在同一位置振动方向有两种，所以已知初始时刻的位置和振动周期，不知道初始时刻摆球的振动方向，不能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故C错误；D．单摆运动中，摆球在最低点做圆周运动，所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力，故D错误。故选A。6、A【解析】

小球受重力支持力和拉力作用，将三力平移可构成首尾连接的三角形，其中重力与过点竖直线平行，支持力沿半球面半径方向且拉力沿绳方向，力的三角形与小球、滑轮构成的三角形相似，设小球与滑轮间的绳长为，滑轮到点的距离为，半球面半径为，则有：小球从点滑向半球顶点过程中，小球到点距离为不变，不变，减小，所以不变，变小故选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、BD【解析】

A．滑块向下运动受到的合力为零时，速度最大，即这时，速度最大，故A错误；B．根据动能定理有解得故B错正确；C．滑块加速度为零即合力为零，向下滑动时向上滑动时所以C错误；D．弹簧被压缩到最短时弹性势能最大，根据能量守恒解得弹簧最大弹性势能为故D正确。故选BD。8、BD【解析】

A．只有当MO、NO分别切割磁感线时，环中才有电流。MO、NO中感应电动势故A错误；B．金属棒中有电流时，电流为半个周期内通过金属棒MN的电荷量故B正确；C．在一个周期内，只有半个周期的时间内金属棒中才有电流，即所以金属棒中电流的有效值故C错误；D．依题意的即故D正确。故选BD。9、ADE【解析】

AB．绝对湿度是指一定空间中水蒸气的绝对含量，可用空气中水蒸气的压强表示来表示，相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比，故A正确，B错误；CD．人们感受的干燥或潮湿取决于空气的相对湿度。相对湿度越大，感觉越潮湿；相对湿度越小，感觉越干燥，故C错误，D正确；E．相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和，故E正确；故选ADE。10、ACD【解析】

A．根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir当I=0时U=E说明图线纵轴截距等于电源的电动势，由图可知，两电源的电动势相等，即E1=E2故A正确；B．根据数学知识可知，图线的斜率大小等于电源的内阻，由图可知，图线2的斜率大于图线1的斜率，则r2＞r1故B错误；C．短路电流I=故电源1的短路电流要大，故C正确；D．根据当两个电源分别接相同电阻时，电源内阻大即电源2的输出功率小，故D正确.故选ACD．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、D断路减小0.024（0.023—0.025均给分）【解析】

（1）要求电流电压从零开始，所以电路应该用分压电路，且由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值，所以应该用电流表外接法，所以电路结构选D；（2）在2.3V以下时电路中电流为零，可以认为电路断路，从图像上可以看出LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而减小。（3）将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联，设灯泡两端的电压为U，流过灯泡的电流为I，根据闭合电路欧姆定律可知，整理得：，在I-U图像上画出此函数，如图所示：图像的交点即为灯泡的工作电压和电流，此时的电压为3.05V，电流为8mA，所以LED灯泡的耗电功率为12、DA【解析】

（1）[1]描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由题意可知，灯泡额定电压为9V，电压表量程为3V，把电压表量程扩大为9V，应给电压表串联一个定值电阻R3；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示（2）[2][3]灯泡额定电流为A≈1.56A电流表应选A；为方便实验操作，滑动变阻器应选择D；（3）[4]定值电阻阻值是电压表内阻的2倍，则定值电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，故灯泡两端电压为U1=3U；（4）[5]由图示电路图可知，电流表读数为I，则通过灯泡的电流为，则灯泡电阻四、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)；(3)【解析】

（1）带电粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，进入磁场后做圆周运动，结合几何关系找到半径，求解加速电场的电压；（2）要使粒子能回到S，则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则可能的情况是：粒子与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数倍；要使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切；（3）根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹图，找到圆周运动的圆心角，结合圆周运动周期公式，求出在磁场中运动的最短时间；【详解】（1）粒子在电场中加速，qU＝mv2粒子在磁场中，qvB＝r＝解得（2）要使粒子能回到S，则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则r和v应满足以下条件：①粒子与框架垂直碰撞，绕