河北省衡水市第十三中学2021-2022学年高三第三次测评物理试卷含解析

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、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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．a、b两车在平直公路上行驶，其v－t图象如图所示，在t＝0时，两车间距为s0，在t＝t1时间内，a车的位移大小为s，则()A．0～t1时间内a、b两车相向而行B．0～t1时间内a车平均速度大小是b车平均速度大小的2倍C．若a、b在t1时刻相遇，则s0＝sD．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为2t12．如图所示，铁板倾斜放置，倾角为，磁铁吸在铁板上并处于静止状态，磁铁的质量为，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A．磁铁可能只受两个力作用 B．磁铁一定受三个力作用C．铁板对磁铁的摩擦力大小为 D．铁板对磁铁的作用力大小为3．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En=，其中n=2，3，4……已知普朗克常量为h，电子的质量为m。巴尔末线系是氢原子从n≥3的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线，则下列说法中正确的是（）A．巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为3.40eVB．氢原子从基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大，动能和电势能之和不变C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为D．一个处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光4．如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α>β，则下列说法正确的是（）A．A的向心力小于B的向心力B．容器对A的支持力一定小于容器对B的支持力C．若ω缓慢增大，则A、B受到的摩擦力一定都增大D．若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力5．太阳周围除了八大行星，还有许多的小行星，在火星轨道与木星轨道之间有一个小行星带，假设此小行星带中的行星只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动，则A．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期相同B．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动加速度大于火星做圆周运动的加速度C．小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期大于木星公转周期D．小行星带中某两颗行星线速度大小不同，受到太阳引力可能相同6．将一物体从地面以速度v0竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定，设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地过程中，如图所示的四个图中不正确的（）A． B． C． D．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．已知与长直通电导线距离为r处的磁感应强度大小为，其中I为导线中的电流，k为常数。在∠ABC=120°的等腰三角形的三个顶点处各有一条长直通电导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流I，电流方向如图所示。其中O点为AC边的中点，D点与B点关于AC边对称。现将另外一根通电导体棒垂直于纸面放在O点时，其受到的安培力的大小为F。若将该导体棒垂直于纸面放到D点，电流大小和方向与在O点时一致，则此时该导体棒受到的安培力（）A．方向与在O点受到的安培力方向相同B．方向与在O点受到的安培力方向垂直C．大小为FD．大小为2F8．关于理想气体，下列说法正确的是（）A．已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子质量B．已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子直径C．气体压强是因为气体分子间表现为斥力D．气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致E.一定质量的理想气体体积不变，温度升高，压强一定增大9．如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（）A．A、B的质量之比为1：B．A、B所受弹簧弹力大小之比为：C．悬挂A、B的细线上拉力大小之比为：1D．快速撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为1：10．如图所示，水平面上，向下与水平方向成30°、大小为F的推力作用在质量为m1的物体A上，向上与水平方向成30°、大小为F的拉力作用在质量为m2的物体B上，A、B都由静止开始运动，相等时间内运动了相同的位移，A、B与水平面的动摩擦因数分别为μ1和μ2，则（）A．推力对A做的功与拉力对B做的功相等B．推力对A的冲量与拉力对B的冲量相同C．若μ1=μ2，则m1＞m2D．若μ1=μ2，则m1＜m2三、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）实验小组利用以下方法对物体的质量进行间接测量，装置如图1所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，已知重物P、Q的质量均为m，当地重力加速度为g。在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连。(1)先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图2所示的纸带，则系统运动的加速度a=______m/s2（结果保留2位有效数字）；(2)在忽略阻力的理想情况下，物块Z质量M的表达式为M=______（用字母m、a、g表示）；(3)实际情况下，空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦、定滑轮中的滚动摩擦不可以忽略，物块Z的实际质量与理论值M有一定差异，这种误差是______误差（填“偶然”或“系统”）。12．（12分）现有一电池,电动势E约为5V,内阻r约为50Ω,允许通过的最大电流为50mA．为测定该电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验．图中R为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω,R．为定值电阻V为理想电压表．（1）可供选用的R．有以下几种规格,本实验应选用的R．的规格为______(填选项序号字母)A．15Ω1.0WB．50Ω0.01WC．60Ω1.0WD．1500Ω6.0W（2）按照图甲所示的电路图,在答题卡上将图乙所示的实物连接成实验电路________．（3）连接好电路,闭合开关S,调节电阻箱的阻值,记录阻值R和相应的电压表示数U,测得多组实验数据,并作出如图丙所示的1/U-1/R关系图像,则电动势E=____V,内阻r=____Ω．(结果均保留两位有效数字)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，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。14．（16分）有一个直角三角形的玻璃棱镜ABC，截面如图。∠A=30°，D点是AC边的中点，AC边长为L。一条光线从D点沿平行于AB方向射入棱镜，光线在AB面发生全反射后垂直BC从F点射出。求①玻璃的折射率n；②若光在真空中的速度为c，光线从D点到F点经过的时间t。15．（12分）如图所示，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，导轨电阻不计，置于磁感强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，P、M间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好，阻值为的金属导体棒ab垂直导轨放置，ab的质量为m。ab在与其垂直的水平恒力下作用下，在导线在上以速度v做匀速运动，速度v与恒力方向相同；导线MN始终与导线框形成闭合电路，已知磁场的磁感应强度大小为B，导线的长度恰好等于平行轨道的间距L，忽略摩擦阻力和导线框的电阻。求：(1)金属棒以速度v匀速运动时产生的电动势E的大小；(2)金属棒以速度v匀速运动时金属棒ab两端电压Uab；(3)金属棒匀速运动时。水平恒力F做功的功率P。

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．由图象可知0～t1时间内两车速度均为正，故同向行驶，故A错误；B．0～t1时间内两车平均速度大小分别是a＝＝b＝故B错误；C．若a、b在t1时刻相遇，说明0～t1时间内a比b多出来的位移刚好是s0，如图1所示，图象与坐标轴所围成的面积表示对应过程的位移，故C正确；D．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为从时刻开始计时，到二者具有相同的位移的时刻，如图2：所以下次相遇的时刻为，故D错误。故选C。2、D【解析】

AB．磁铁受到重力、铁板对磁铁的弹力、摩擦力、铁板对磁铁的磁场力共四个力，选项AB错误；C．根据力的平衡可知，铁板对磁铁的摩擦力大小为，选项C错误；D．铁板对磁铁的作用力与磁铁的重力等大反向，选项D正确。故选D。3、C【解析】

A．巴尔末线系为跃迁到2能级的四种可见光，红青蓝紫（3→2、4→2、5→2、6→2），则能级差最小的为红光（3→2），其频率最小，波长最长，对应的能量为故A错误；B．氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，则氢原子的总能量（动能和电势能之和）变大，而电子的轨道半径变大，库仑力做负功，则电势能增大，跃迁后的库仑力提供向心力可得故半径变大后，电子的速度变小，电子的动能变小，故B错误；C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离，由能量守恒定律，有解得自由电子的速度为故C正确；D．一个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁，逐级向下辐射出的光子种类最多为(4-1)=3种，故D错误；故选C。4、D【解析】

A．根据向心力公式知，质量和角速度相等，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为、，，所以A的向心力大于B的向心力，故A错误；B．根据径向力知，若物块受到的摩擦力恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，则由受力情况根据牛顿第二定律得解得若角速度大于，则会有沿切线向下的摩擦力，若小于，则会有沿切线向上的摩擦力，故容器对A的支持力不一定小于容器对B的支持力，故B错误；C．若缓慢增大，则A、B受到的摩擦力方向会发生变化，故摩擦力数值不一定都增大，故C错误；D．因A受的静摩擦力为零，则B有沿容器壁向上滑动的趋势，即B受沿容器壁向下的摩擦力，故D正确。故选D。5、D【解析】

A项：由公式可知，若小行星做圆周运动半径不同，则周期不同，故A错误；B项：由公式可知，小行星中各行星绕太阳做圆周运动的加速度小于火星做圆周运动的加速度，故B错误；C项：小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的半径小于木星绕太阳公转的半径，因此小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期小于木星公转周期，故C错误；D项：由公式可知，某两颗行星线速度大小v不同，但有可能相同，故D正确。故选：D。6、B【解析】

A．物体在运动过程中受到重力和空气阻力，则上升过程中由牛顿第二定律得下降过程中由牛顿第二定律得可判断上升过程中速度方向向上，下降过程中速度方向向下，根据动量定义可知上升过程中动量方向向上，下降过程中动量方向向下，故A正确；B．根据公式可知合外力的冲量方向始终向下，故B错误；CD．克服空气阻力做的功为物体运动的路程，上升过程，下落过程总路程，根据功能关系可知，机械能逐渐减小，则有故C、D正确；不正确的故选B。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．由磁场叠加以及安培定则可知，AC两处的直导线在O点产生的磁场叠加结果为零，则O点的磁场是B点的直导线在O点产生的，其方向为水平向左；同理可知D点的合磁场方向也是水平向左，则导体棒在O点和D点所受安培力的方向相同（如图），选项A正确，B错误；CD．由以上分析可知，O点的磁感应强度为D点的磁感应强度为则导体棒在OD两点受安培力相等，选项C正确，D错误。故选AC。8、ADE【解析】

A．一个分子的质量已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子质量，A正确；B．一个气体分子占据的体积已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不可以估算一个分子直径，B错误；CD．气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致，气体分子之间的距离较大，几乎不体现分子力，C错误，D正确；E．根据理想气体状态方程可知一定质量的理想气体体积不变，温度升高，压强一定增大，E正确。故选ADE。9、CD【解析】

A．对A、B两个物体受力分析，如图所示：A、B都处于静止状态，受力平衡，则有：对物体A：得：对物体B，有：得：所以：，故A错误；B．同一根弹簧弹力相等，故B错误；C．对A物体，细线拉力：对B物体，细线拉力：得：，故C正确；D．快速撤去弹簧的瞬间，物体AB将以悬点为圆心做圆周运动，刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向对A物体：得：对B物体：得：联立得：，故D正确；故选：CD。10、AD【解析】

A．根据功的定义可知推力对A做的功与拉力对B做的功相等，A正确；B．根据冲量的定义可知推力对A的冲量与拉力对B的冲量大小相同，方向不同，B错误；CD．两物体在相等时间内运动了相同的位移，根据可知两个物体的加速度大小相等，根据牛顿第二定律分别求解两物体加速度大小式中，化简整理后有若则C错误，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、8.0系统【解析】

根据位移差公式求解系统的加速度。对整个系统进行分析，根据牛顿第二定律求解M的表达式。根据误差来源分析误差的性质。【详解】(1)[1]根据位移差公式，解得系统运动的加速度为(2)[2]根据牛顿第二定律，对Q和Z有对物体P有联立解得。(3)[3]由题意可知本实验中误差是由于实验原理的选择而造成的，无法通过多测数据来消除，故这是一种系统误差。【点睛】本题主要考查了通过系统牛顿第二定律测质量的方法，能分析出实验误差的原因。明确系统误差和偶然误差的定义。12、C5.053【解析】

（1）定值电阻起保护作用，电动势为5V，允许通过的电流为：50mA；由欧姆定律可得：；需要的保护电阻约为：100-50=50Ω；故电阻数值上BC均可以，但由于B中额定功率太小，所以额定电流过小，故应选择C（60Ω，1.0W）；（2）根据原理图图，连接实物图如图所示：（3）由闭合电路欧姆定律得，可整理为，根据图象可知，解得E=5.0V；，解得．【点睛】题考查测量电动势和内电阻的实验，注意只用电压表和变阻箱测电动势和内电阻的方法叫“伏欧法”，若用图象解时，基本思路是：用学过的物理定律列出表达式，再结合数学整理表达出有关一次函数式的形式，再求出k和b即可．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），负号代表冲量