2021-2022学年山西省运城市盐湖区高三第六次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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。1．一质量为m的物体在光滑水平面上以速度v0运动，t=0时刻起对它施加一与速度v0垂直、大小为F的水平恒力，则t时刻力F的功率为（）A．0 B． C． D．2．在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物理思想和方法的说法中，错误的是（）A．合力与分力的关系体现了等效替换的思想B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想C．加速度a＝、电场强度E＝都采用了比值定义法D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证3．质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角．槽放在光滑的水平桌面上，通过细线和滑轮与重物C相连，细线始终处于水平状态．通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与绳质量都不计，要使小球不从槽中滚出，则重物C的最大质量为（）A．B．2mC．D．4．我国计划于2020年发射火星探测器，如图是探测器到达火星后的变轨示意图，探测器在轨道Ⅰ上的运行速度为，在轨道Ⅱ上P点的运行速度为v2，Q点的运行速度为，在轨道Ⅲ上P点的运行速度为v4，R点的运行速度为v5，则下列关系正确的是A． B．C． D．5．如图，在两等量正点电荷连线的中垂线上，有a、b两个点电荷绕O点做匀速圆周运动，且a、b与O始终在一条直线上。忽略a、b间的库仑力，已知sinα＝0.6，sinβ＝0.8，则a、b两个点电荷的比荷之比为（）A． B． C． D．6．如图所示，粗糙水平地面上用拉力F使木箱沿地面做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，则F的功率（）A．一直增大 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．一直减小二、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．已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（）A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为8．如图2所示是电子电路中经常用到的由半导体材料做成的转换器，它能把如图1所示的正弦式交变电压转换成如图3所示的方波式电压，转換规则:输入的交变电压绝对值低于，输出电压为0;输入的交变电压包对值大于、等于，输出电压恒为．则A．输出电压的頻率为50Hz B．输出电压的颜率为100HzC．输出电压的有效值为 D．输出电压的有效值为9．如图甲所示，一质量为m的物体静止在水平面上，自t=0时刻起对其施加一竖直向上的力F，力F随时间t变化的关系如图乙所示，已知当地重力加速度为g，在物体上升过程中，空气阻力不计，以下说法正确的是（）A．物体做匀变速直线运动B．时刻物体速度最大C．物体上升过程的最大速度为D．时刻物体到达最高点10．如图所示，电阻不计、间距为L的粗糙平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B。方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R，质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0＋kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ。下列关于金属棒的速度v随时间t变化的图象和感应电流的功率P随v2变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．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）某同学欲用伏安法测定一阻值约为5Ω的电阻，要求测量结果尽量准确，现备有以下器材：A．直流电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；B．直流电流表A1(量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω)；C．直流电流表A2(量程0～3A，内阻约为0.2Ω)；D．直流电压表V1(量程0～3V，内阻约为3kΩ)；E．直流电压表V2(量程0～15V，内阻约为6kΩ)；F．滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)；G．开关、导线若干。（1）在备选器材中，实验中电流表应选_____，电压表应选_____；(均填写器材前字母序号)（2）该同学连接了部分电路，如图甲所示，还有三根导线没有连接，请帮助该同学完成连线；（______）（3）按要求完成了电路连接后，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_____(选填“左”或“右”)端；（4）该同学正确操作，电流表和电压表的表盘示数如图乙所示，则电阻的测量值为________Ω；该测量值__________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。12．（12分）某实验小组调试如图1所示的装置准备研究加速度与受力的关系，实验小组悬挂砝码及砝码盘打出纸带并测量小车的加速度：已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电的率为。（1）实验步骤如下：①按图1所示，安装好实验装置，其中动滑轮与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直②调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是___③挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度⑤弹簧测力计的读数为F，则小车所受合外力为___（2）实验过程中，关于砝码及砝码盘的总质量m与小车的质量M的关系，下列说法正确的是__；A．M必须远大于mB．M必须远小于mC．可以不用远大于mD．M必须等于m（3）实验中打出的一条纸带如图2所示，则由该纸带可求得小车的加速度为___。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）“∟”形轻杆两边互相垂直、长度均为l，可绕过O点的水平轴在竖直平面内自由转动，两端各固定一个金属小球A、B，其中A球质量为m，带负电，电量为q，B球的质量为m，B球开始不带电，整个装置处于竖直向下的匀强电场中，电场强度。现将“∟”形杆从OB位于水平位置由静止释放：(1)当“∟”形杆转动的角速度达到最大时，OB杆转过的角度为多少？(2)若使小球B也带上负电，仍将“∟”形杆从OB位于水平位置由静止释放，OB杆顺时针转过的最大角度为90°，则小球B带的电量为多少？转动过程系统电势能的最大增加值为多少？14．（16分）热等静压设备广泛用于材料加工，该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料进行加工处理，改变其性能，一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积，腔颅腔抽真空后，在室温下用压缩机将多瓶氩气压入到炉腔中，使得炉腔中气体在室温下的压强至少为，已知每瓶氩气的容积，使用前瓶中气体压强，使用后瓶中剩余气体压强；室温为，加压后的氩气可视为理想气体。(1)求至少要准备的氩气瓶数；(2)若将炉腔中气体在室温下的压强增大至后，用升高温度的方法继续使炉腔内压强增加到，求此时炉腔中气体的温度。15．（12分）如图所示，xOy坐标系在竖直平面内，第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限有一半径为R的圆形匀强磁场区域，圆形磁场区域与x轴相切于A点，与y轴相切于C点，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。在A点放置一粒子发射源，能向x轴上方180°角的范围发射一系列的带正电的粒子，粒子的质量为m、电荷量为q，速度大小为v=，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。(1)当粒子的发射速度方向与y轴平行时，粒子经过x轴时，坐标为（2R，0），则匀强电场的电场强度是多少?(2)保持电场强度不变，当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60°角时，该带电粒子从发射到达到x轴上所用的时间为多少?粒子到达的位置坐标是多少?(3)从粒子源发射出的带电粒子到达x轴时，距离发射源的最远距离极限值应为多少?

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、B【解析】

根据牛顿第二定律有因，则恒力F的方向为初速度为零的匀加速直线运动，t时刻的速度为根据功率的定义可知故B正确，ACD错误。故选B。2、D【解析】

A．合力与分力的关系体现了等效替换的思想，故A正确，不符合题意；B．库仑扭秤实验和卡文迪许扭秤实验都用了放大的思想，故B正确，不符合题意；C．加速度a＝、电场强度E＝都采用了比值定义法，故C正确，不符合题意；D．牛顿第一定律是在实验的基础上经逻辑推理而得出的，采用的是实验加推理的方法，反映了物体不受外力时的运动状态，而不受外力的物体不存在的，所以不能用实验直接验证，故D错误，符合题意；3、D【解析】

小球恰好能滚出圆弧槽时，圆弧槽对小球的支持力的作用点在A点，小球受到重力和A点的支持力，合力为，对小球运用牛顿第二定律可得

，解得小球的加速度，对整体分析可得：，联立解得，故D正确，A、B、C错误；故选D．4、C【解析】

A．在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，选项A错误；B．在轨道Ⅰ上的速度大于经过Q点的圆轨道上的速度，即大于轨道Ⅱ上Q点的速度，选项B错误；C．探测器在轨道Ⅰ上运行，若经过P点时瞬时加速，就变成椭圆轨道，而且在P点加速时获得的速度越大，椭圆轨道的远火星点就越远，轨道Ⅲ的远火星点R比轨道Ⅱ上的远火星点Q更远，因此，选项C正确；D．设P点到火星中心的距离为r，Q点到火星中心的距离为r1，R点到火星中心的距离为r2，由开普勒第二定律有：，，，则，选项D错误.故选C.5、A【解析】

设两等量正电荷的电荷量均为Q，a、b两点电荷的电荷量分别为qa和qb，质量分别为ma和mb，O到正点电荷的距离为l，由题意知a、b做圆周运动的周期相同，设为T。根据库仑定律、牛顿第二定律，对a，有对b，有整理得故A正确，BCD错误。故选A。6、D【解析】

木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，据平衡条件可得：解得：F的功率θ从0°逐渐增大到90°的过程中，增大，F的功率一直减小，故D项正确，ABC三项错误。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．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小故A错误；BC．C点的电场强度大小故B正确，C错误；D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小故D正确。故选BD。8、BC【解析】

AB.由图可知输出电压的周期T=0.01s，故频率为f=100Hz，A错误，B正确；CD.由：解得：U=C正确，D错误．9、BD【解析】

由图可得力F与时间的关系为，则可得物体的合外力与时间的关系为，由牛顿第二定律可得加速度与时间的关系式为，则可知物体先向上做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，然后再向下做加速度增大的加速运动，在上升过程中，当加速度为零时，速度最大，即，可得，故A错误，B正确；由初速度大小为零，所以末速度大小等于速度的变化大小，由前面的分析可知，加速度与时间成线性关系，所以最大速度大小为，故C错误；由前面的分析可知在t=t0时，加速度为，根据运动的对称性规律可知，此时间速度减小为0，物体运动到最高点，故D正确。故选：BD。10、ABD【解析】

AB．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得合因为金属棒从静止出发，所以有且合即加速度，加速度方向水平向右；（1）若，则有加速度为定值，金属棒水平向右做匀加速直线运动，则有说明速度与时间成正比，故A可能；(2)若，则有随增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度-时间图象的斜率增大；(3)若，则有随增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，速度-时间图象的斜率减小，故B可能；CD．设金属棒在某一时刻速度为，由题意可知感应电动势环路电流为则有感应电流与速度成正比；感应电流功率为则有感应电流的功率与速度的平方成正比，故C错误，D正确。故选ABD。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、BD右4.79小于【解析】

（1）[1][2]因所以电流表应选B，因为电源电动势只有4.5V，所以电压表应选D。（2）[3]因为电流表内阻较大，所以电流表外接，电路连接如图所示（3）[4]当滑动变阻器的滑片在左端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，所以开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最右端。（4）[5][6]题图乙中电压表示数为2.30V，电流表示数为0.48A，所以电阻的测量值由于电压表有分流，故电阻的测量值偏小。12、平衡摩擦力FC0.15【解析】

（1）②[1]调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是平衡摩擦力；⑤[2]弹簧测力计的读数为F，则小车所受合外力为F；（2）[3]实验过程中，由于有弹簧测力计测得小车的拉力，则小车的质量M可以不用远大于砝码及砝码盘的总质量m，故选C；（3）[4]根据，则，则四、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)53°；(2)，。【解析】

(1)转速最大时，系统力矩平衡：解得：(2)设B带的电量为q'，转过最大角度时，动能为零，由动能定理得：解得：当转角为α时电，势能的增加值等于两球克服电场力的功：整理得：式中当：，电