2021-2022学年山东省邹平双语学校三区高三下学期联合考试物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO以恒定的角速度匀速转动，t=0时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。则下列说法正确的是（）A．t=0时刻流过电阻R的电流方向向左B．线圈中感应电动势的瞬时表达式为enBSsintC．线圈转动的过程中，电阻R两端的电压为D．从t=0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压为2．一质点沿x轴做简谐运动，其振动图象如图所示．在1.5s～2s的时间内，质点的速度v、加速度a的大小的变化情况是（）A．v变小，a变大 B．v变小，a变小C．v变大，a变小 D．v变大，a变大3．下列说法中正确的是（）A．物体的温度升高时，其内部每个分子热运动的动能一定增大B．气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的C．物体的机械能增大，其内部每个分子的动能一定增大D．分子间距离减小，分子间的引力和斥力一定减小4．一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长的长为L的轻绳拴一质量为m的小球，轻绳上端固定在O点，在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。引力常量G及图中F0均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为 B．小球过最高点的速度为C．该星球的第一宇宙速度为 D．该星球的密度为5．如图所示，一固定斜面上两个质量均为m的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间的动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，重力加速度为g。B与斜面之间的动摩擦因数μ与A、B间弹力FN的大小分别是（）A．μ=tanα，FN=mgsinαB．μ=tanα，FN=mgsinαC．μ=tanα，FN=mgcosαD．μ=tanα，FN=mgsinα6．如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（）A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星cB．卫星b和c的机械能相等C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t=D．卫星a减速一段时间后就可能追上卫星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。7．一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1s后它的速度大小、方向第一次与v相同，再经过0.2s它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断正确的是_______。A．波沿x轴负方向传播，且周期为1.2sB．波沿x轴正方向传播，且波速为10m/sC．质点M与质点Q的位移大小总是相等，方向总是相反D．若某时刻N质点速度为零，则Q质点一定速度为零E.从图示位置开始计时，在3s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y=-10cm8．拉格朗日点又称平动点。地球和月球连线之间，存在一个拉格朗日点，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球做匀速圆周运动。已知空间站、月球围绕地球做匀速圆周运动的轨道半径分别约为3.2×105km和3.8×105，月球围绕地球公转周期约为27天。g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．地球的同步卫星轨道半径约为4.2×104kmB．空间站的线速度与月球的线速度之比约为0.84C．地球的同步卫星的向心加速度大于空间站的向心加速度D．月球的向心加速度小于空间站向心加速度9．在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作用下都绕某点做匀速圆周运动；但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动。我们把前一种假设叫“模型一”，后一种假设叫“模型二”。已知月球中心到地球中心的距离为L，月球运动的周期为T。利用（）A．“模型一”可确定地球的质量B．“模型二”可确定地球的质量C．“模型一”可确定月球和地球的总质量D．“模型二”可确定月球和地球的总质量10．如图甲所示，水平面内粗糙导轨MN、PQ相距为L，置于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨电阻不计。两根电阻均为R的金属棒ab、cd置于导轨上且与导轨接触良好，电流表内阻不计。现ab棒在水平外力F作用下由静止向右运动，电流表示数随时间变化图线如图乙所示，在t0时刻cd棒刚要开始运动，下列各种说法中正确的是（）A．ab棒在时间内做匀加速直线运动B．若在时刻突然撤去外力F，则ab棒的加速度C．在时间内，通过cd棒的电量为D．在时间内，力F做的功全部转化为ab棒的焦耳热、摩擦生热和其增加的动能三、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）如图甲所示为测量木块和木板间滑动摩擦因数μ的实验装置图，足够长的木板置于水平地面上，小木块放置在长木板上，并与拉力传感器相连，拉力传感器可沿圆弧轨道滑动。长木板在外界作用下向左移动，得到拉力传感器的示数F与细绳和水平方向的夹角θ间的关系图线如图乙所示（g取10m/s2）。（答案保留两位有效数字）(1)木块和木板间的滑动摩擦因数μ=________________；(2)木块的质量m=__________kg。12．（12分）为了精确测量某待测电阻R的阻值（约为30Ω）。有以下一-些器材可供选择。电流表A1（量程0~50mA，内阻约12Ω）；电流表A2（量程0~3A，内阻约0.12Ω）；电压表V1（量程0~3V，内阻很大）；电压表V2（量程0~15V，内阻很大）电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω）；定值电阻R（50Ω，允许最大电流2.0A）；滑动变阻器R1（0~10Ω，允许最大电流2.0A）；滑动变阻器R2（0~1kΩ，允许最大电流0.5A）单刀单掷开关S一个，导线若干。（1）为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是_______（填字母代号）。A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆C．如需进-步测量可换“×1”挡，调零后测量D．如需进一步测量可换“×100”挡，调零后测量（2）根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁__________________。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）滑雪是人们喜爱的运动之一。如图甲所示，固定于安全坐垫上的小孩抱一玩具熊，从如图乙所示雪道的点沿倾角为的雪道下滑，雪道面水平，滑到点时把玩具熊平抛后小孩和玩具熊分别落在两点。已知雪道上、两点的高度差为，，长度为，安全坐垫与雪道间的动摩擦因数为，。不计空气阻力和小孩经过点时的能量损失。重力加速度为。求：（1）小孩滑至点时的速度大小；（2）抛出玩具熊后，小孩的水平速度与玩具熊的水平速度之比。14．（16分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。15．（12分）如图所示，粗糙水平地面上静止放着相距d=1m的两块相同长木板A、B，每块木板长L=9m，与地面的动摩擦因数μ1=0.2。一可视为质点的物块C以=10m/s的初速度水平向右滑上木板A的左端，C的质量为每块木板质量的2倍，C与木板的动摩擦因数μ2=0.4。若A、B碰后速度相同但不粘连，碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求:(1)木板A经历多长时间与木板B相碰?(2)物块C刚滑离木板A时，A的速度大小；(3)A、B最终停下时，两者间的距离。

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．t=0时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，右手定则可知，流过电阻R的电流方向向右，故A错误；

B．从与中性面垂直的位置开始计，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBSω所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBSωcosωt（V）故B错误；

C．线圈转过的过程中，最大感应电动势Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为E＝nBSω因此电阻R两端的电压为故C错误；

D．线圈从t=0开始转过60°时，电阻R两端的电压为故D正确。

故选D。2、A【解析】

由振动图线可知，质点在1.5s～2s的时间内向下振动，故质点的速度越来越小，位移逐渐增大，回复力逐渐变大，加速度逐渐变大，故选项A正确．3、B【解析】物体的温度升高时，其内部分子的平均动能变大，并非每个分子热运动的动能都增大，选项A错误；气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的，选项B正确；宏观物体的机械能与微观分子的动能无关，选项C错误；分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大，选项D错误；故选B.4、D【解析】

AB．由乙图知，小球做圆周运动在最低点拉力为7F0，在最高点拉力为F0，设最高点速度为，最低点速度为，在最高点在最低点由机械能守恒定律得解得，故AB错误。C．在星球表面该星球的第一宇宙速度故C错误；D．星球质量密度故D正确。故选D。5、A【解析】

以AB整体为研究对象，根据平衡条件得2mgsinα=μAmgcosα+μBmgcosα=2μmgcosα+μmgcosα解得对B受力分析可知，B受重力、支持力、A的弹力及摩擦力而处于平衡状态；则有mgsinα=μmgcosα+解得故A正确，BCD错误。故选A。6、C【解析】

A.卫星b加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c，选项A错误；B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B错误；C.对卫星a，根据万有引力提供向心力有：所以卫星a的角速度可知半径越大角速度越小，卫星a和b由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：选项C正确；D.卫星a减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c，选项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、ADE【解析】

AB．由于1s＞0.2s，即质点P第一次达到相同速度的时间间隔大于第二次的，故可得到图示时刻质点P向下运动，经过1.2s正好运动一个周期回到图示位置，故波沿x轴负方向传播，且周期为1.2

s，波速故A正确，B错误；

C．M、Q的平衡位置距离大于λ，故质点M和质点Q的相位差不等于π，那么，质点M与质点Q的位移不可能总是大小相等，方向相反，故C错误；

D．N、Q的平衡位置距离刚好等于λ，故质点M和质点Q的相位差等于π，那么，质点M与质点Q的位移、速度总是大小相等，方向相反，故若某时刻N质点速度为零，则Q质点一定速度为零，故D正确；

E．3s＝T，即质点M振动个周期，那么，由波沿x轴负方向传播可得：零时刻质点向上振动，故在3s时刻，质点M偏离平衡位置的位移y=-10cm，故E正确；

故选ADE。8、ABC【解析】

A．由题知，月球的周期T2=27天=648h，轨道半径约为r2=3.8×105km，地球同步卫星的周期T1=24h，轨道半径约r1，根据开普勒第三定律有：代入数据解得：r1=4.2×104km，A正确；B．空间站与月球相对静止，角速度相同，根据得两者线速度之比为：B正确；C．根据万有引力提供向心力有：解得：，地球同步卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径，所以地球的同步卫星的向心加速度大于空间站的向心加速度，C正确；D．空间站与月球相对静止，角速度相同，根据月球的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，所以月球的向心加速度大于空间站向心加速度，D错误。故选ABC。9、BC【解析】

AC．对于“模型一”，是双星问题，设月球和地球做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R，间距为L，运行周期为T，根据万有引力定律有其中解得可以确定月球和地球的总质量，A错误，C正确；BD．对于“模型二”，月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有解得地球的质量为可以确定地球的质量，无法确定月球的质量，B正确，D错误。故选BC。10、AC【解析】

A．由乙图可知，t0时间内I与时间成正比，根据闭合电路欧姆定律可知时间内，加速度为定值，所以ab棒在时间内做匀加速直线运动，A正确；B．cd棒刚要开始运动，此时有对于ab棒撤去外力F后，根据牛顿第二定律解得B错误；C．根据电流的定义式可知t0时间内通过电路的电荷量大小等于图线与时间轴围成的面积，两导体棒串联，则通过cd棒的电量为C正确；D．对于整个系统来说，外力F做的功全部用来克服安培力做功（ab、cd两棒中产生的焦耳热）、克服摩擦力做功（摩擦生热）以及增加动能，D错误。故选AC。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、0.581.0【解析】

(1)[1]木块受四个力作用，重力mg、支持力FN、拉力F、滑动摩擦力Ff，竖直方向有mg=FN+Fsinθ水平方向有Ff=Fcosθ由于Ff=μFN联立得μmg=F(μsinθ+cosθ)变式为设整理得μmg=Fsin(θ+α)当θ+α=时，F有最小值，由乙图知，θ=时F有最小值，则α=所以得μ==0.58(2)[2]把摩擦因数代入μmg=F(μsinθ+cosθ)得F=由乙图知，当θ=时F=10N，解得mg=10N所以m=1.0kg12、AC【解析】

（1）[1]采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，说明待测电阻的阻值较小，为了使欧姆表指针在中值电阻附近读数，减小误差，需更换较小的倍率，更换“×1”挡倍率后需重新调零后再测量，故AC正确，BD错误；故选AC；（2）[2]电源电动势只有3V，故选用电压表V1（量程0~3V，内阻很大）；回路中的电流最大电流为A=100mA故选用电流表A1（量程0~50mA内阻约12Ω），待测电阻阻值远小于电压表内阻，电流表应选外接法，但根据欧姆定律，若将电阻直接接在电压表两端时，电阻两端最大电压为V=1.5V只是电压表V1量程的一半；若将待测电阻与定值电阻串联，则它们两端电压为V=4V能达到电压表V1的量程，为达到测量尽量准确的目的，滑动变阻器采用分压式接法，故选用阻值小的滑动变阻器R1，电路图如图所示四、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、（1）；（2）【解析】

（1）由动能定理得又解得（2）由可知，抛出玩具熊后小孩的水平位移与玩具熊的水平位移之比为由可得竖直位移之比为由平抛运动规律有，，联立解得14、(1)(2)ε0，证明见解析【解析】

本题为“单棒＋电容器＋导轨模型”，可以根据牛顿第二定律，使用“微元法”对棒列方程求解。（1）在电容器两端电压达到击穿电压前，设任意时刻t，流过金属棒的电流为i，由牛顿第二定律知，此时金属棒的加速度a满足mg－BiL＝ma设在t到t＋Δt的时间内，金属棒的速度由v变为v＋Δv，电容器两端的电压由U变为U＋ΔU，电容器的带电荷量由Q变为Q＋ΔQ，由电流的定义、电荷量与电压和电容间的关系、电磁感应定律以及加速度的定义得联立得可知金属棒做初速度为0的匀加速直线运动，当电容器两端电压达到击穿电压时，金属棒的速度为v0＝所以电容器两端电压达到击穿电压所用的时间为。（2）当电容器两极板间的电荷量增加无穷小量ΔQi时，电容器两端的电压可认为始