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文档简介
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.如图,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根质量为m、竖直悬挂的条形磁铁,细绳对磁铁的拉力为F。若线圈下落过程中,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合,则下列图中能正确描述拉力F随时间t变化的图像是()A. B.C. D.2.如图甲所示,梯形硬导线框abcd固定在磁场中,磁场方向与线框平面垂直,图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系,t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。在0~5t0时间内,设垂直ab边向上为安培力的正方向,线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为A. B. C. D.3.背越式跳高采用弧线助跑,距离长,速度快,动作舒展大方。如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图,由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为A.2m/s B.5m/s C.8m/s D.11m/s4.图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,图甲中质点Q运动到负向最大位移处时,质点P刚好经过平衡位置。图乙为质点P从此时刻开始的振动图像。下列判断正确的是()A.该波的波速为40m/sB.质点P的振幅为0C.该波沿x轴负方向传播D.Q质点在0.1s时的速度最大5.在光电效应实验中,某实验小组用同种频率的单色光,先后照射锌和银的表面,都能产生光电效应。对这两个过程,下列四个物理量中,可能相同的是()A.饱和光电流 B.遏止电压C.光电子的最大初动能 D.逸出功6.下列说法正确的是()A.铀核裂变的核反应是U→Ba+Kx+2nB.玻尔根据光的波粒二象性,大胆提出假设,认为实物粒子也具有波动性C.原子从低能级向髙能级跃迁,不吸收光子也能实现D.根据爱因斯坦的“光子说”可知,光的波长越大,光子的能量越大二、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.有一堆砂子在水平面上堆成圆锥形,稳定时底角为α,如图所示.如果视每粒砂子完全相同,砂子与砂子之间,砂子与地面之间的动摩擦因数均为μ,砂子之间的最大静摩擦力可近似认为与滑动摩擦力相等,以下说法正确的是()A.砂堆稳定时,砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零B.砂堆稳定时,只有形成严格规则的圆锥,底面受到地面的摩擦力才为零C.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足tanαmax=μD.砂堆稳定时形成的圆锥的底角最大值满足cosαmax=μ8.如图所示,在边界MN右侧是范围足够大的匀强磁场区域,一个正三角形闭合导线框ABC从左侧匀速进入磁场,以C点到达磁场左边界的时刻为计时起点(t=0),已知边界MN与AB边平行,线框受沿轴线DC方向外力的作用,导线框匀速运动到完全进入磁场过程中,能正确反映线框中电流i、外力F大小与时间t关系的图线是()A. B. C. D.9.一质量为m的物体静止在光滑水平面上,现对其施加两个水平作用力,两个力随时间变化的图象如图所示,由图象可知在t2时刻物体的()A.加速度大小为B.速度大小为C.动量大小为D.动能大小为10.如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,则下列说法正确的是()A.在真空中,a光的传播速度大于b光的传播速度B.在玻璃中,a光的波长大于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小,则折射光线a首先消失E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距三、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)某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,A、B为固定在铁架台上的光电门,计时电脑记录小球通过光电门的时间,使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A、B两光电门的遮光时间分布是和,当地的重力加速度为g。(1)用20分度游标卡尺测量小球直径,刻度线如图乙所示,则______cm;(2)为了验证小球自A到B过程中机械能是否守恒,还需要进行哪些实验测量____A.用天平测出小球的质量B.测出小球到光电门A的竖直高度C.A、B光电门中点间的竖直高度(3)根据实验测得的物理量,如果满足________关系,即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒;(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间,本实验还可以测量当地的重力加速度,则重力加速度________。(使用、、和表示)12.(12分)为测量弹簧压缩时具有的弹性势能和滑块B的质量,某同学用如图的装置进行实验。气垫导轨上有A、B两个滑块,A上固定一遮光片,左侧与被压缩且锁定的弹簧接触,右侧带有橡皮泥。已知A的质量为m1,遮光片的宽度为d;打开电源,调节气垫导轨使滑块A和B能静止在导轨上。解锁弹簧,滑块A被弹出后向右运动,通过光电门1后与B相碰,碰后粘在一起通过光电门2。两光电门显示的遮光时间分别为△t1和△t2,由此可知碰撞前滑块A的速度为____________,锁定时弹簧只有的弹性势能为Ep=______,B的质量m2=________。(用已知和测得物理量的符号表示)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,两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ=固定,导轨间距离为L=1m,电阻不计,一个阻值为R=0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内,有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1T。两根完全相同金属杆M和N用长度为l=0.5m的轻质绝缘硬杆相连,在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触,金属杆长度均为L、质量均为m=0.5kg、电阻均为r=0.6Ω,将两杆由静止释放,当杆M进入磁场后,两杆恰好匀速下滑,取g=10m/s2。求:(1)杆M进入磁场时杆的速度;(2)杆N进入磁场时杆的加速度大小;(3)杆M出磁场时,杆已匀速运动,求此时电阻R上已经产生的热量。14.(16分)如图所示,一金属箱固定在倾角为的足够长固定斜面上,金属箱底面厚度不计,箱长l1=4.5m,质量m1=8kg。金属箱上端侧壁A打开,距斜面顶端l2=5m。现将质量m2=1kg的物块(可视为质点)由斜面顶端自由释放,沿斜面进入金属箱,物块进入金属箱时没有能量损失,最后与金属箱下端侧壁B发生弹性碰撞。碰撞的同时上端侧壁A下落锁定并释放金属箱。已知物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.3,与金属箱内表面间的动摩擦因数μ2=0.125,金属箱与斜面间的动摩擦因数μ3=,重力加速度g取10m/s2,sin=0.6,cos=0.8,求:(1)物块与金属箱下端侧壁B相碰前瞬间的速度;(2)物块与金属箱侧壁第二次相碰前物块的速度。(结果保留2位小数)15.(12分)如图所示,一质量m=1.0kg的小球系在竖直平面内长度R=0.50m的轻质不可伸长的细线上,O点距水平地面的高度h=0.95m。让小球从图示水平位置由静止释放,到达最低点的速度v=3.0m/s,此时细线突然断开。取重力加速度g=10m/s2.求:(1)小球落地点与O点的水平距离x。(2)小球在摆动过程中,克服阻力所做的功W;(3)细线断开前瞬间小球对绳子的拉力T。
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】
铜环闭合,铜环在下落过程中,穿过铜环的磁通量不断变化,铜环中产生感应电流;由楞次定律可知,当铜环在磁铁上方时,感应电流阻碍铜环靠近磁铁,给铜环一个向上的安培力,则铜环对磁铁的力向下,细绳对磁铁拉力大于重力;当铜环位于磁铁下方时,铜环要远离磁铁,感应电流阻碍铜环的远离,对铜环施加一个向上的安培力,则铜环对磁铁的力向下,细绳对磁铁拉力大于重力;当铜环处于磁铁中央时,磁通量最大,没有感应电流,铀环对磁铁没有力的作用,细绳对磁铁拉力等于重力。A.靠近和远离时拉力都小于重力,与上述结论不符,故A错误;B.靠近和远离时拉力都大于重力,与上述结论相符,故B正确;C.靠近时拉力大于重力,远离时拉力小于重力,与上述结论不符,故C错误;D.靠近时拉力小于重力,远离时拉力大于重力,与上述结论不符,故D错误。2、D【解析】
根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势,根据欧姆定律求解感应电流,根据安培力公式F=BIL求解安培力;根据楞次定律判断感应电流的方向,再由左手定则判定安培力的方向,即可求解。【详解】0﹣2t0,感应电动势为:E1=SS,为定值,3t0﹣5t0,感应电动势为:E2=SS,也为定值,因此感应电流也为定值,那么安培力F=BIL∝B,由于0﹣t0,B逐渐减小到零,故安培力逐渐减小到零,根据楞次定律,可知,线圈中感应电流方向顺时针,依据左手定则,可知,线框ab边受到安培力方向向上,即为正;同理,t0﹣2t0,安培力方向向下,为负,大小增大,而在2t0﹣3t0,没有安培力;在3t0﹣4t0,安培力方向向上,为正,大小减小;在4t0﹣5t0,安培力方向向下,为负,大小增大,故D正确,ABC错误。3、B【解析】
运动员跳高过程可以看做竖直上抛运动,当重心达到横杆时速度恰好为零,运动员重心升高高度约为:,根据机械能守恒定律可知:;解得:,故B正确,ACD错误。4、C【解析】
AC.根据题意可知,图乙为质点P从此时开始的振动图像,得出质点向下振动,则可确定波的传播方向为x轴负方向传播,再由振动图像与波动图像可知,波速故A错误,C正确;B.振幅为质点离开平衡位置的最大距离,由图乙可知,质点P的振幅为20cm,故B错误;D.周期为0.2s,经过0.1s即半周期,质点Q振动到波峰位置即速度为0,故D错误。故选C。5、A【解析】
A.饱和光电流和光的强度有关,这个实验可以通过控制光的强度来实现饱和光电流相同,A正确;CD.不同的金属其逸出功是不同的,根据光电效应方程:用同种频率的单色光,光子能量相同,光电子的最大初动能Ek不同,CD错误;B.根据遏止电压和最大初动能关系:可知光电子的最大初动能不同,遏止电压也不同,B错误。故选A。6、C【解析】A.铀核裂变的核反应是,故A错误;B、德布罗意根据光的波粒二象性,大胆提出假设,认为实物粒子也具有波动性,故B错误;C、受到电子或其他粒子的碰撞,原子也可从低能级向髙能级跃迁,不吸收光子也能实现,故C正确;D、根据爱因斯坦的“光子说”可知,光的波长越大,根据,波长越大,故能量越小,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、AC【解析】
AB、把所有沙子看成一个整体,对整体受力分析,由水平方向合力为零可得,砂子稳定时,砂堆底面受到地面的摩擦力一定为零,与形状无关,故A正确,B错误;C、取斜面上的一粒质量为m的沙子,若沙子恰好平衡,倾角最大,沙子受力平衡,对沙子受力分析,根据平衡条件得:mgsinα=μmgcosα解得:tanα=μ所以αmax=arctanμ,故C正确,D错误.故选AC.8、AD【解析】
AB.t时刻,线框有效切割长度为L=2vt•tan30°知L∝t,产生的感应电动势为E=BLv知E∝t,感应电流为故I∝t,故A正确,B错误;
CD.导线框匀速运动,所受的外力与安培力大小相等,则有F-t图象是过原点的抛物线,故C错误,D正确。
故选AD。9、AD【解析】
A.由图像可知:在t2时刻物体的加速度由牛顿第二定律可得加速度大小故A正确;BCD.由动量定理和图像面积可得则根据动量和动能的关系得故BC错误,D正确。故选AD。10、BCE【解析】
A.在真空中所有光的传播速度都等于光速,故A错误;BC.由光路图可知,光的偏折程度较小,光的偏折程度较大,则玻璃三棱镜对光的折射率小,对光的折射率大;折射率越大,频率越大,波长越小,则知光的频率比光的小,光的波长比光的大,故B、C正确;D.当改变光束在左侧面的入射方向使入射角逐渐变小时,光在右侧面的入射角逐渐增大,由分析知,光的临界角大于光的临界角,所以随着入射角逐渐增大,光先发生全反射,则光先消失,故D错误;E.根据条纹间距公式可知,由于光的波长大于光,所以光的条纹间距大于光,故E正确;故选BCE。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、1.025C【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm,游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm,所以小球直径=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm(2)[2]如果机械能守恒,则小球减小的重力势能等于增加的动能,则即所以不需要测量小球的质量。研究的过程是小球在两光电门之间的能量变化,需要A、B光电门中点间的竖直高度。故AB错误,C正确。(3)[3]由以上分析可知,如果满足,即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒。而即(4)[4]根据匀变速运动的速度时间关系,有得12、【解析】
[1]由滑块A通过光电门1的运动时间可知,碰撞前滑块A的速度[2]解锁弹簧后,弹簧的弹性势能转化为A碰撞前的动能,故弹性势能[3]由碰撞后,AB整体通过光电门2的时间,可求得碰撞后AB整体的速度为A、B碰撞过程中动量守恒,则有联立解得四、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)4m/s(2)1.67m/s2(3)3.42J【解析】
(1)杆M进入磁场时,根据平衡条件2mgsinθ=I1LB电路中总电阻R1=+r=0.8Ω由闭合电路欧姆定律I1=,由法拉第电磁感应定律E1=BLv1,由以上各式可得v1=4m/s(2)杆N进入磁场时杆的速度为v1=4m/s,此时电路中总电阻R2=+R=0.6Ω根据牛顿第二定律2mgsinθ-I2LB=2maI2=解得a=-m/s2≈-1.67m/s2杆N进入磁场时杆的加速度大小为1.67m/s2。(3)从杆M进入磁场到杆N进入磁场的过程中,电阻R上的电流IR
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