河北省石家庄市矿区中学2021-2022学年高考物理三模试卷含解析

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．下列说法正确的是（）A．天然放射现象揭示了原子具有核式结构B．衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变C．α、β和γ三种射线中α射线的穿透力最强D．氢原子向低能级跃迁后，核外电子的动能减小2．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计.下列说法正确的是（）A．S闭合瞬间，B先亮A后亮B．S闭合瞬间，A先亮B后亮C．电路稳定后，在S断开瞬间，B闪亮一下，然后逐渐熄灭D．电路稳定后，在S断开瞬间，B立即熄灭3．2019年8月31日7时41分，我国在酒泉卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将微重力技术实验卫星和潇湘一号07卫星发射升空，卫星均进入预定轨道。假设微重力技术试验卫星轨道半径为，潇湘一号07卫星轨道半径为，两颗卫星的轨道半径，两颗卫星都作匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度为，则下面说法中正确的是（）A．微重力技术试验卫星在预定轨道的运行速度为B．卫星在轨道上运行的线速度大于卫星在轨道上运行的线速度C．卫星在轨道上运行的向心加速度小于卫星在轨道上运行的向心加速度D．卫星在轨道上运行的周期小于卫星在轨道上运行的周期4．如图所示，在与水平方向成θ角的匀强电场中有一绝缘光滑细杆，底端固定一带正电的小球，上端有一带正电的小环，在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，下列关于小环能量变化的说法中正确的是（）A．重力势能与动能之和增加 B．电势能与动能之和增加C．机械能守恒 D．动能一定增加5．双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且，于是有一人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为（）A．， B．，C．， D．，6．如图甲所示，金属细圆环固定，圆环的左半部分处于随时间均匀变化的匀强磁场中。该圆环电阻为R、半径为r，从t=0时刻开始，该圆环所受安培力大小随时间变化的规律如图乙所示，则磁感应强度的变化率为（）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．如图所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O、A、D、B四点，其中O为圆心，D在圆上，半径OC垂直于OB．A点固定电荷量为Q的正电荷，B点固定一个未知电荷，使得圆周上各点电势相等．有一个质量为m，电荷量为-q的带电小球在滑槽中运动，在C点受的电场力指向圆心，根据题干和图示信息可知（）A．固定在B点的电荷带正电B．固定在B点的电荷电荷量为QC．小球在滑槽内做匀速圆周运动D．C、D两点的电场强度大小相等8．如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以大小不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得与斜面倾角的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出A．物体的初速度=6m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数=0.6C．取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值D．当某次=时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑9．如图所示，卫星a没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星b发射成功在地球赤道上空贴着地表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。认为重力近似等于万有引力。下列说法正确的是（）A．a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期B．b做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度gC．a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小相等D．a、b做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度10．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是A．当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小 B．最低点的坐标为x=h+2x0C．小球受到的弹力最大值等于2mg D．小球动能的最大值为三、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）某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示．重力加速度g=10m/s1．

（1）图(b)中对应倾斜轨道的试验结果是图线________(选填“①”或“②”);（1）由图(b)可知，滑块和位移传感器发射部分的总质量为_______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数为_______．（结果均保留两位有效数字）12．（12分）某同学利用拉力传感器来验证力的平行四边形定则，实验装置如图甲所示．在贴有白纸的竖直板上，有一水平细杆MN，细杆上安装有两个可沿细杆移动的拉力传感器A、B，传感器与计算机相连接．两条不可伸长的轻质细线AC、BC(AC>BC)的一端结于C点，另一端分别与传感器A、B相连。结点C下用轻细线悬挂重力为G的钩码D。实验时，先将拉力传感器A、B靠在一起，然后不断缓慢增大两个传感器A、B间的距离d，传感器将记录的AC、BC绳的张力数据传输给计算机进行处理，得到如图乙所示张力F随距离d的变化图线。AB间的距离每增加0.2m，就在竖直板的白纸上记录一次A、B、C点的位置．则在本次实验中，所用钩码的重力G＝________N；当AB间距离为1.00m时，AC绳的张力大小FA＝________N；实验中记录A、B、C点位置的目的是________________。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，两根平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，左端连接定值电阻，导轨间距。整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，一质量、电阻的金属棒放在导轨上，在外力F的作用下以恒定的功率从静止开始运动，当运动距离时金属棒达到最大速度，此时撤去外力，金属棒最终停下，设导轨足够长。求：(1)金属棒的最大速度；(2)在这个过程中，外力的冲量大小；(3)撤去外力后电阻R放出的热量。14．（16分）一根套有光滑轻质小环、不可伸长的轻线，线的一端系在固定点O1，另一端跨过固定的小滑轮O2。在轻质小环上挂质量为的物体甲，在线的自由端系有质量为m的物体乙，物体乙的下面有一根细线固定，使物体甲、乙保持静止状态，且夹角α＝然后剪断细线由静止释放物体甲、乙，物体甲竖直下降，当夹角α变为某一角度α0时有最大速度。重力加速度取g，忽略滑轮、小环的质量，不计摩擦。求：(1)剪断前细线所受的拉力；(2)物体甲有最大速度时，物体乙的加速度；(3)物体甲从静止下降到最低位置，甲、乙两物发生位移之比。15．（12分）如图，是游乐场的一项娱乐设备．一环形座舱装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下．已知座舱开始下落的高度为H=75m，当落到离地面h=30m的位置时开始制动，座舱均匀减速．在一次娱乐中，某同学把质量m=6kg的书包放在自己的腿上．g取10m/s2，不计座舱与柱子间的摩擦力及空气阻力．（1）当座舱落到离地面h1=60m和h2=20m的位置时，求书包对该同学腿部的压力各是多大；（2）若环形座舱的质量M=4×103kg，求制动过程中机器输出的平均功率．

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】

A．天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核有复杂的结构，但不能说明原子具有核式结构，故A错误；B．根据质量数和电荷数守恒知，质量数少32，则发生8次α衰变，导致电荷数少16，但是电荷数共少10，可知，发生了6次β衰变，故B正确；C．γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故C错误；D．根据玻尔理论可知，氢原子向低能级跃迁后，电子轨道的半径减小，由库仑力提供向心力得可知核外电子的动能增大，故D错误。故选B。2、D【解析】

闭合瞬间线圈相当于断路，二极管为正向电压，故电流可通过灯泡AB，即AB灯泡同时亮，故AB错误．因线圈的电阻为零，则当电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，当开关S断开瞬间B立刻熄灭，线圈中的电流也不能反向通过二极管，则灯泡A仍是熄灭的，故C错误，D正确．故选D．【点睛】该题两个关键点，1、要知道理想线圈的特征：刚通电时线圈相当于断路，断开电键时线圈相当于电源；2、要知道二极管的特征是只正向导通．3、C【解析】

A．由万有引力提供向心力有得设地球半径为R，则有联立得由于则故A错误；B．由公式得由于则卫星在轨道上运行的线速度小于卫星在轨道上运行的线速度，故B错误；C．由公式得则卫星在轨道上运行的向心加速度小于卫星在轨道上运行的向心加速度，故C正确；D．由开普勒第三定律可知，由于则卫星在轨道上运行的周期大于卫星在轨道上运行的周期，故D错误。故选C。4、B【解析】

ABC．在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，受向下的重力、斜向上的电场力和竖直向上的库仑力，因电场力和库仑力对环都做负功，可知环的机械能减小；而环的动能、重力势能和电势能之和守恒，则因电势能变大，则重力势能与动能之和减小；因重力势能减小，则电势能与动能之和增加；选项AC错误，B正确；D．环下滑过程中一定存在一个重力、电场力、库仑力以及杆的弹力的四力平衡位置，在此位置时环的速度最大，动能最大，则环下滑时动能先增加后减小，选项D错误；故选B。5、D【解析】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得r1=r2①两星绕连线的中点转动，则有：②所以③由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则④又⑤解③④⑤式得可知D正确，ABC错误。故选D。6、D【解析】

设匀强磁场（）感应电动势安培力结合图像可知所以磁感应强度的变化率故D正确ABC错误。故选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、BC【解析】

A．由小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度知：小球在C点的合力方向一定沿CO，且指向O点．A对小球吸引，B对小球排斥，因此小球带负电、B带负电，故A错误；B．由∠ABC=∠ACB=30°知：∠ACO=30°，AB=AC=L；BC=2ABcos30°=由力的合成可得即故B正确；C．圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故C正确；D．由库仑定律及场强的叠加知，D点的电场强度大于C点，故D错误．故选BC．8、AC【解析】

AB.物体在粗糙斜面上向上运动，根据牛顿第二定律得加速度为由运动学公式当=90°时，，可得，当=0时，，可得，故A项正确，B项错误；C.根据运动学公式得物体能达到的位移由辅助角公式可得位移的最小值故C项正确；D.由于，所以当物体在斜面上停止后，不会下滑，故D项错误。9、AB【解析】

A．a在赤道上随地球自转而做圆周运动，所以a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，A正确；B．对卫星b重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力所以向心加速度等于重力加速度g，B正确；C．两卫星受到地球的万有引力相等。卫星a万有引力的一部分充当自转的向心力，即卫星b万有引力全部用来充当公转的向心力，因此a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等，C错误；D．a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，根据可知万有引力提供向心力解得线速度表达式因为所以b卫星的速度等于第一宇宙速度D错误。故选AB。10、AD【解析】

由图象结合小球的运动过程为:先自由落体运动，当与弹簧相接触后，再做加速度减小的加速运动，然后做加速度增大的减速运动，直到小球速度为零。A．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由于系统机械能守恒，所以重力势能与弹性势能之和最小，A正确；B．在最低点小球速度为零，从刚释放小球到小球运动到最低点，小球动能变化量为零，重力做的功和弹力做的功的绝对值相等，即到最低点图中实线与x轴围成的面积应该与mg那条虚线与x轴围成的面积相同，所以最低点应该在h+2x0小球的后边，B错误；C．由B知道最低点位置大于，所以弹力大于2mg，C错误；D．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由动能定理可得，故D正确。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；1.2；2.1【解析】

知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数；对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解．【详解】(1)由图象可知，当F=2时，a≠2．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；(1)根据F=ma得，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数,图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=1所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=1.2由图形b得，在水平轨道上F=1时，加速度a=2，根据牛顿第二定律得F-μmg=2，解得μ=2.1．【点睛】通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系；运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解．12、30.018.0BC绳张力的方向【解析】

[1]根据题意，由于AC＞BC，所以刚开始分开的时候，AC绳拉力为零，BC绳拉力等于钩码的重力，可知G=30.0N；[2]由题给图象分析可以知道图线Ⅱ为绳AC拉力的图象，则当AB间距离为1.00m时，由图线可以知道此时AC绳的张力大小FA＝18N；[3]实验中记录A、B、C点位置的目的是记录AC、BC绳张力的方向，从而便于画出平行四边形。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