2021-2022学年河北省张家口市重点中学高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

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．如图所示为某种电流表的原理示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的轻弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab的长度。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。已知k＝2.0N/m，ab的长度为0.20m，bc的长度为0.05m，B＝0.20T，重力加速度为g。下列说法不正确的是（）A．当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为B．若要电流表正常工作，应将MN的M端与电源正极相接C．该电流表的量程是2.5AD．若将量程扩大到2倍，磁感应强度应变为0.20T2．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，有两个为圆轨道，半径分别为r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为a，a=r3。在Δt时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3；行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3，下列说法正确的是（）A．S2=S3B．行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等C．行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的向心加速度大小相等D．v3<v1<v2E<v2B3．如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为10：1，在原线圈接入u=30sin(100πt)V的正弦交变电压。若闭合开关后灯泡L正常发光，且灯泡L正常发光时的电阻为1.5Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A．副线圈中交变电流的频率为5Hz B．电压表的示数为3VC．电流表的示数为20A D．灯泡L的額定功率为3W4．在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的等边三角形线框abc，磁场方向垂直于线框平面，ac两点间接一直流电源，电流方向如图所示．则（）A．导线ab受到的安培力小于导线ac受到的安培力B．导线abc受到的安培力大于导线ac受到的安培力C．线框受到安培力的合力为零D．线框受到安培力的合力方向垂直于ac向上5．如图所示，水平传送带A、B两端相距x＝2m，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.125，物体滑上传送带A端的瞬时速度vA＝3m/s，到达B端的瞬时速度设为vB。g取10m/s2，下列说法中正确的是（）A．若传送带顺时针匀速转动，物体刚开始滑上传送带A端时一定做匀加速运动B．若传送带顺时针匀速转动，物体在水平传送带上运动时有可能不受摩擦力C．若传送带逆时针匀速转动，则vB一定小于2m/sD．若传送带顺时针匀速转动，则vB一定大于2m/s6．如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（）A．玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒B．机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加C．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量二、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，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）一端固定在A点，弹性绳自然长度等于AB，跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的绝缘带正电、电荷量为q的小球。空间中还存在着水平向右的匀强电场（图中未画出），且电场强度E=。初始时A、B、C在一条竖直线上，小球穿过水平固定的杆从C点由静止开始运动，滑到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为L，D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是A．小球在D点时速度最大B．若在E点给小球一个向左的速度v，小球恰好能回到C点，则v=C．弹性绳在小球从C到D阶段做的功等于在小球从D到E阶段做的功D．若保持电场强度不变，仅把小球电荷量变为2q，则小球到达E点时的速度大小v=8．如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，长木板始终静止．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．则()A．μ1一定小于μ2B．μ1可能大于μ2C．改变F的大小，F>μ2(m1＋m2)g时，长木板将开始运动D．改F作用于长木板，F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动9．如图所示为固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC。现有一小球以一定的初速度v0从最低点A冲上轨道，小球运动到最高点C时的速度为。已知半圆形轨道的半径为0.4m，小球可视为质点，且在最高点C受到轨道的作用力为5N，空气阻力不计，取g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A．小球初速度B．小球质量为0.3kgC．小球在A点时重力的功率为20WD．小球在A点时对半圆轨道的压力为29N10．在星球M上一轻弹簧竖直固定于水平桌面，物体P轻放在弹簧上由静止释放，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如图P线所示。另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样过程，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如Q线所示，下列说法正确的是（）A．同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1B．物体P、Q的质量之比是6：1C．M星球上物体R由静止开始做加速度为3a0的匀加速直线运动，通过位移x0时的速度为D．图中P、Q下落的最大速度之比为三、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）某同学在《探究弹力和弹簧伸长关系》的实验中，用完全相同的弹簧A和B并联后上端固定，下端与长木板相连，长木板带挂钩和指针总重2N，右边有一米尺，零刻度与弹簧上端对齐，现在在挂钩上挂不同个数的够吗，测得数据如下表：钩码重力0N1N2N3N指针对齐刻度11cm12cm13cm14cm（1）每根弹簧的原长为_________cm，每根弹簧的劲度系数为______N/m；（2）若将A、B弹簧串联起来使用，它们整体的劲度系数为______。A．25N/mB．100N/mC．50N/mD．200N/m12．（12分）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：两物体从静止释放，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g，交流电的频率为50Hz，g取9.8m/s2则：（结果保留两位有效数字）（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_________m/s；（2）在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK=_________J，系统势能的减少量△EP=_________J；（3）实验结论：______________。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，一长为200m的列车沿平直的轨道以80m/s的速度匀速行驶，当车头行驶到进站口O点时，列车接到停车指令，立即匀减速停车，因OA段铁轨不能停车，整个列车只能停在AB段内，已知＝1200m，＝2000m，求：(1)列车减速运动的加速度的取值范围；(2)列车减速运动的最长时间．14．（16分）如图所示，哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置，容器粗管的截面积为S1=2cm2，细管的截面积S2=1cm2，开始时粗、细管内水银长度分别为h1=h2=2cm，整个细管长为4cm，封闭气体长度为L=6cm，大气压强为P0=76cmHg，气体初始温度为27℃，求：①第一次若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少K;②第二次若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中气体体积不变，封闭气体的温度应为多少K.15．（12分）如图所示，横截面是半径为R的扇形ACO的玻璃砖放存水平面上，AO与OB垂直，∠BOC=15°，D为AB弧的中点，一束单色光从D点以60°的入射角射入玻璃砖，折射光线刚好垂直CO射出。（i）求玻璃砖对光的折射率；（ii）若让该光束垂直AO面射人玻璃砖，刚好照射到D点，试分析光线能否在D点发生全反射；若能发生全反射，求反射光线从D点到达OC面所需的时间（已知，光在真空中的传播速度为c）。

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、D【解析】

A．设弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx得故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为，故A正确，不符合题意；B．为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，由左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端，因此M端应接正极，故B正确，不符合题意；C．设满量程时通过MN的电流为Im，则有BImlab＋mg＝k（lbc＋Δx）解得Im＝2.5A故该电流表的量程是2.5A，故C正确，不符合题意；D．设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有2B′Imlab＋mg＝k（lbc＋Δx）解得B′＝0.10T故D错误，符合题意。故选D。2、B【解析】

AB．行星Ⅱ、行星Ⅲ满足a=r3，据开普勒第三定律知他们的运行周期相等，令△t等于一个周期，它们与中心天体连线扫过的面积，椭圆面积小于圆面积，故A错误，B正确；

C．向心加速度为垂直于速度方向的加速度，行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时加速度相等，但行星Ⅱ在该点的向心加速度为此加速度沿P至椭圆圆心方向的分量，小于行星Ⅲ在P点时加速度，故C错误；

D．据，考虑到Ⅰ到Ⅱ的变轨过程应该在B点加速，有v1＜v2B，B到E过程动能向势能转化，有v2B＞v2E，考虑到v2E小于在E点能够绕中心天体匀速圆周运动所需的速度vE，而vE＜v3，所以有v2E＜v3，综上所述v2E＜v3＜v1＜v2B，故D错误；

故选B。3、B【解析】

A．根据可得该交变电流的频率f=50Hz，变压器不改变频率，所以副线圈中交变电流的频率为50Hz，A项错误；B．原线圈所接的交变电压最大值为V，则有效值为30V，根据，代入数值解得U=3V，即电压表的示数为3V，B项正确；C．灯泡L正常发光时，副线圈中的电流为A=2AC项错误；D．灯泡L的额定功率P=I2R=6WD项错误。故选B。4、A【解析】

A．导线ab受到的安培力大小为，导线ac受到的安培力，由于ab、bc串联再与ac并联，则有所以故A正确；B．导线abc的有效长度为L，故受到的安培力大小为：，导线ac受到的安培力，且则故B错误；CD．根据左手定则，导线abc受安培力垂直于ac向下，导线ac受到的安培力也垂直于ac向下，合力方向垂直于ac向下，故CD错误。故选A。5、B【解析】

A．若传送带顺时针匀速转动，若传送带的速度小于3m/s，则物体在传送带上做匀减速运动，故A错误；B．若传送带顺时针匀速转动，若传送带的速度等于3m/s，则物体在传送带上做匀速运动，所以物体可能不受摩擦力，故B正确；C．若传送带逆时针匀速转动，加速度大小减速到零所用的时间为发生的位移为说明物体在传送带上一直做匀减速运动，由速度位移公式有即解得故C错误；D．若传送带顺时针匀速转动且速度为2m/s，则物体速度减速到与传送带速度相同时发生的位移为说明物体到达传送带B端时速度与传送带速度相等即为2m/s，故D错误。故选B。6、A【解析】

A．在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械能守恒，故A正确；B．机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的质量和速度均不变，则动能不变，故B错误；C．机器手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩具的机械能变大，故C错误；D．机器手臂抓玩具加速上升时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力势能与动能的增大量之和，故D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.对小球分析可知，在竖直方向由与，故支持力为恒力，即，故摩擦力也为恒力大小为从C到E，由动能定理可得由几何关系可知，代入上式可得在D点时，由牛顿第二定律可得由，将可得，D点时小球的加速度为故小球在D点时的速度最大，A正确；B.从E到C，由动能定理可得解得故B正确；C.由于弹力的水平分力为，和均越来越大，故弹力水平分力越来越大，故弹性绳在小球从C到D阶段做的功小于在小球从D到E阶段做的功，C错误；D.将小球电荷量变为，由动能定理可得解得故D正确；故选ABD。8、BD【解析】

因为木块所受的摩擦力为滑动摩擦力，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，无法比较动摩擦因数的大小．通过对木板分析，根据水平方向上的受力判断其是否运动．当F作用于长木板时，先采用隔离法求出临界加速度，再运用整体法，求出最小拉力．【详解】对m1，根据牛顿运动定律有：F-μ1m1g=m1a，对m2，由于保持静止有：μ1m1g-Ff=0，Ff＜μ2（m1+m2）g，所以动摩擦因数的大小从中无法比较．故A错误、B正确．改变F的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力不变，则长木板仍然保持静止．故C错误．若将F作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块，μ1m1g=m1a，解得a=μ1g，对整体分析，有F-μ2（m1+m2）g=（m1+m2）a，解得F=（μ1+μ2）（m1+m2）g，所以当F＞（μ1+μ2）（m1+m2）g时，长木板与木块将开始相对滑动．故D正确．故选BD．【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体和隔离法，运用牛顿第二定律进行求解．9、AD【解析】

A．小球从最低点到最高点，由机械能守恒解得v0=5m/s选项A正确；B．在最高点C时解得m=0.4kg选项B错误；C．小球在A点时竖直速度为零，则根据P=mgvy可知重力的功率为0，选项C错误；D．小球在A点时解得NA=29N选项D正确；故选AD。10、AD【解析】

A．分析图象可知，弹簧压缩量为零时，物体只受重力作用，加速度为重力加速度，则物体在M星球表面的重力加速度：，在N星球表面的重力加速度：，则同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1，故A正确；B．分析物体的受力情况，加速度为零时，重力和弹簧弹力平衡，根据平衡条件可得，解得故B错误；C．M星球上，物体R由静止开始做匀加速直线运动，加速度为3a0，通过位移x0，根据速度—位移公式可知速度为，故C错误；D．根据动能定理可知，合外力做功等于动能变化，即根据图象的面积可得，动能之比结合前面的分析则最大速度之比故D正确。故选AD。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、9cm50N/mA【解析】

(1)[1][2]根据力的平衡，有把G=2N时，L=11cm与G=3N时，L=12cm代入解得L0=9cmk=50N/m(2)[3]将A、B弹簧串联起来使用，当拉力为F时，每个弹簧的形变量为x，整体形变量为2x，由F=kx,可得整体的劲度系数故填A。12、2.40.580.59在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒【解析】

（1)[1]在纸带上打下计数点5时的速度：（2）[2]在计数点0到计数点5过程中，系统动能的增量为：[3]系统