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文档简介
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.某同学用两种不同的金属做光电效应实验。实验中他逐渐增大入射光的频率,并测出光电子的最大初动能。下面四幅图像中能符合实验结果的是()A. B.C. D.2.光滑斜面长为L,物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑,当物体的速度是到达斜面底端速度的时,它沿斜面下滑的距离是A.L B.L C.L D.L3.在如图所示的变压器电路中,a、b端输入有效值为U的正弦式交变电压,原线圈电路中接有一个阻值为R0的定值电阻,副线圈电路中接有电阻箱R,变压器原副线圈的匝数比为1:3.若要使变压器的输出功率最大,则电阻箱的阻值为()A.9R0 B. C.3R0 D.4.图示装置为阅读时使用的角度可调支架,现将一本书放在倾斜支架上,书始终保持静止。关于该书受力情况,下列说法正确的是()A.可能受两个力B.可能受三个力C.一定受摩擦力D.支架下边缘对书一定有弹力5.用图1装置研究光电效应,分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线,则下列说法正确的是()A.开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线 B.b光的光子能量大于a光的光子能量C.用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功 D.b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能6.如图所示,粗细均匀的正方形金属线框abcd用轻质导线悬吊,线框一半处在匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,给导线通以如图的恒定电流,静止时每根导线的拉力为F。保持电流不变,将金属线框向下平移刚好完全进入磁场中,静止时每根导线的拉力为2F。ab边始终保持水平,导线始终竖直,则金属框的重力为()A. B. C.F 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,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B物体与弹簧连接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上,使物体A开始向上做加速度为a(a<g)的匀加速运动,重力加速度为g,则下列说法不正确的是A.施加外力F大小恒为M(g+a)B.A、B分离时,弹簧弹力恰好为零C.A、B分离时,A上升的距离为M(g-a)D.弹簧恢复到原长时,物体B的速度达到最大值8.一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B,两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内,如图所示,磁感应强度B=0.5T,导体棒ab、cd长度均为0.2m,电阻均为0.1Ω,重力均为0.1N,现用力向上拉动导体棒ab,使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好),此时cd静止不动,则ab上升时,下列说法正确的是()A.ab受到的拉力大小为2NB.ab向上运动的速度为2m/sC.在2s内,拉力做功,有0.4J的机械能转化为电能D.在2s内,拉力做功为0.6J9.如图所示,光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置,管道中央轨道半径为R,管道内有一质量为m、带电荷量为+q直径略小于管道内径的小球,空间内存在方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度大小为B,方向水平向里,电场的电场强度大小(g为重力加速度),方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为v0的初速度水平射出,下列说法正确的是()A.无论初速度的方向向右还是向左,小球在运动中对轨道的作用力都不可能为0B.小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为,方向竖直向下C.小球在最高点对轨道的作用力为0时,受到的洛伦兹力大小可能为,方向竖直向下D.若初速度方向向左,小球在最低点和轨道水平直径右端时,对轨道外侧有压力,且压力差大于mg10.如图,正方形金属线框自某一高度在空气中竖直下落(空气阻力不计),然后进入并完全穿过与正方形等宽的匀强磁场区域,进入时线框动能为Ek1,穿出时线框动能为Ek2。从刚进入到刚穿出磁场这一过程,线框产生的焦耳热为Q,克服安培力做的功为W1,重力做的功为W2,线框重力势能的减少量为∆Ep,则下列关系正确的是()A.Q=W1 B.Q=W2W1C.Q=∆EpEk1Ek2 D.W2=W1(Ek2Ek1)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)用如图所示装置可验证机械能守恒定律,轻绳两端系着质量相等的物体A、B,物体B上放一金属片C,铁架台上固定一金属圆环,圆环处在物体B的正下方,金属片C与圆环间的高度差为h,将A、B、C组成的系统由静止释放.当物体B穿过圆环时,金属片C被搁置在圆环上,两个固定在铁架台P1、P2处的光电门,通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间.(1)若测得P1、P2之间的距离为d,物体B通过这段距离的时间为t,则物体B刚穿过圆环后的速度v=________.(2)若物体A、B的质量均用M表示,金属片C的质量用m表示,重力加速度为g,该实验中验证了等式____________成立,即可验证机械能守恒定律.(3)本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外,还需要________.12.(12分)如图甲所示,是一块厚度均匀、长宽比为5:4的长方形合金材料薄板式电阻器,a、b和c、d是其两对引线,长方形在a、b方向的长度大于在c、d方向的长度。已知该材料导电性能各向同性。某同学想测定该材料的电阻率。他选取的器材有:①多用电表;②游标卡尺;③螺旋测微器;④学生电源;⑤电压表V(量程:3V,内阻约为3k);⑥电流表A(量程:0.6A,内阻约为0.2);⑦滑动变阻器R0(最大阻值10);⑧开关S、导线若干。(1)用多用电表粗测该电阻器的电阻值。他首先调整多用电表“指针定位螺丝”,使指针指在零刻度;再将选择开关旋至电阻挡“×1”挡位,两支表笔金属部分直接接触,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0”。然后,用两支表笔分别连接电阻器的a、b引线,多用电表表盘指针位置如图乙所示。a、b两引线之间的电阻值R=___________。(2)用游标卡尺和螺旋测微器分别测量薄板的宽度和厚度,结果如图丙所示,则宽度L=_______mm,厚度D=_______mm。(3)为了精确测定a、b两引线之间的电阻值R,该同学在图丁所示的实物中,已经按图丁中电路图正确连接了部分电路;请用笔画线代替导线,完成剩余电路的连接_______。(4)若该同学保持电路不变,只将a、b引线改接为c、d引线,测量c、d之间的电阻值,则测量c、d之间电阻值的相对误差___________(填“大于”、“小于”或“等于”)测量a、b之间电阻值的相对误差。(5)计算该材料电阻率的表达式___________。(式中用到的物理量的符号均要取自(1)(2)(3)问)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,水平传送带AB与直角平台的上表面水平平滑对接,平台的上表面光滑,平台高h1=0.7m,在平台右侧d=lm处有一高度为h2=0.5m的竖直薄挡板。长度L=12m的传送带以v0=10m/s的速度顺时针转动,现将质量m=lkg的小滑块(可视为质点)由静止放到传送带上,已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2。求:(1)若要滑块落在挡板右侧,求滑块由静止放在传送带上的位置范围;(2)将滑块放在传送带中点处并沿水平方向给滑块一初速度,使滑块落在挡板右侧,求此初速度满足的条件。14.(16分)一导热性能良好的圆柱形气缸固定在水平面上,气缸上端开口,内壁光滑,截面积为。A是距底端高处的小卡环。质量为的活塞静止在卡环上,活塞下密封质量为的氢气,C为侧壁上的单向导管。大气压强恒定为。环境温度为时,从处注入水,当水深为时,关闭C,卡环恰对活塞无作用力。接下来又从处缓慢导入一定量氢气,稳定后再缓慢提升环境温度到,稳定时活塞静止在距缸底处,设注水过程中不漏气,不考虑水的蒸发,氢气不溶于水。求:①最初被封闭的氢气的压强;②导入氢气的质量。15.(12分)如图所示,两平行长直金属导轨不计电阻水平放置,间距为L,有两根长度均为L、电阻均为R、质量均为m的导体棒AB、CD平放在金属导轨上。其中棒CD通过绝缘细绳、定滑轮与质量也为m的重物相连,重物放在水平地面上,开始时细绳伸直但无弹力,棒CD与导轨间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略其他摩擦和其他阻力,导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场,磁场区域的边界满足曲线方程:,单位为。CD棒处在竖直向上的匀强磁场中。现从时刻开始,使棒AB在外力F的作用下以速度v从与y轴重合处开始沿x轴正方向做匀速直线运动,在运动过程中CD棒始终处于静止状态。(1)求棒AB在运动过程中,外力F的最大功率;(2)求棒AB通过磁场区域的过程中,棒CD上产生的焦耳热;(3)若棒AB在匀强磁场中运动时,重物始终未离开地面,且满足:,求重物所受支持力大小随时间变化的表达式。
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】
由光电效应方程可知图像斜率都为普朗克常量h,故得出的两条图线一定为平行线,由于两金属的逸出功不同,则与横轴的交点不同,ABD错误,C正确。故选C。2、A【解析】
设物体沿斜面下滑的加速度为a,物体到达斜面底端时的速度为v,则有:v2=2aL=2aL′联立两式可得:L′=L,A正确,BCD错误。故选A。3、A【解析】
理想变压器原线圈接有电阻,可运用等效电阻法把副线圈的电阻箱搬到原线圈上,则得而等效的全电路要使外电阻R效的功率最大,需要满足可变电阻的功率能取最大值,解得故A正确,BCD错误。故选A。4、B【解析】
AB.由题意可知,书受到重力和弹力作用,由于有书沿斜面向下的分力作用,所以物体必然受到一个沿斜面向上的力,以维持平衡,这个力为摩擦力,也可以是支架下边缘对书的弹力,也可以是摩擦力和支架下边缘对书弹力的合力,故可能受三个力,四个力作用,故A错误,B正确;C.由于当书沿斜面向下的分力作用与支架下边缘对书弹力相等时,此时摩擦力不存在,故C错误;D.由于当书沿斜面向下的分力作用,与向上的摩擦力相等时,则支架下边缘对书弹力不存在,故D错误。故选B。5、B【解析】
A.当光电流恰为零,此时光电管两端加的电压为截止电压,当开关S扳向1时,光电子在光电管是加速,则所加的电压是正向电压,因此测得的数据得到的并不是I轴左侧的图线,故A错误;B.根据入射光的频率越高,对应的截止电压越大;由题目图可知,b光的截止电压大于a光的截止电压,所以b光的频率大于a光的频率,依据可知,b光的光子能量大于a光的光子能量,B正确;C.同一阴极的逸出功总是相等,与入射光的能量大小无关,C错误;D.b光的截止电压大于a光的截止电压,根据所以b光对应的光电子最大初动能大于a光的光电子最大初动能,D错误。故选B。6、D【解析】
线框有一半在磁场中时,对整体根据平衡条件得到:当线框全部在磁场中时,根据并联电路特点可知ab边和cd边电流之比为,则根据平衡条件可知:求得:A.由以上分析可知线框的重力为,故选项A错误;B.由以上分析可知线框的重力为,故选项B错误;C.由以上分析可知线框的重力为,故选项C错误;D.由以上分析可知线框的重力为,故选项D正确。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】
题中弹簧弹力根据胡克定律列式求解,先对物体AB整体受力分析,根据牛顿第二定律列方程;再对物体B受力分析,根据牛顿第二定律列方程;t1时刻是A与B分离的时刻,之间的弹力为零。【详解】A项:施加F前,物体AB整体平衡,根据平衡条件,有:2Mg=kx解得:x=2Mg加外力F后到物体A、B分离前,对AB整体有F-2Mg+F又因F弹由于压缩量x减小,故F为变力,物体A、B分离时,此时A、B具有共同的v和a,且FAB对A有:F-Mg=Ma解得此时:F=M(g+a),故A错误;B、D项:A、B分离后,B将做加速度减小的加速运动,当F弹C项:对B有:F弹-Mg=Ma,解得:F弹=M(g+a),此时弹簧的压缩量为x本题选不正确的,故应选:ABD。【点睛】本题关键是明确A与B分离的时刻,它们间的弹力为零这一临界条件;然后分别对AB整体和B物体受力分析,根据牛顿第二定律列方程分析。8、BC【解析】
A.导体棒匀速上升,受力平衡,棒静止,受力也平衡,对于两棒组成的整体,合外力为零,根据平衡条件可得棒受到的推力:故A错误;B.对棒,受到向下的重力和向上的安培力安,由平衡条件得:安联立解得:故B正确;C.在2s内,电路产生的电能:则在2s内,拉力做功,有的机械能转化为电能,故C正确;D.在2s内拉力做的功为:故D错误。9、BD【解析】
A.小球受重力和电场力的合力竖直向下,大小为,当小球向右射出且得此时小球对轨道的作用力为0,故A错误;B.若小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为,方向竖直向下时,小球受重力和电场力的合力为,方向竖直向上,小球在竖直方向上的合力为0,由洛伦兹力提供向心力,故B正确;C.小球在最高点对轨道的作用力为0时,小球受重力和电场力的合力竖直向下,大小为,若受到的洛伦兹力大小为,当小球向右射出时,在最高点则有得由动能定理有即两式不相符,若受到的洛伦兹力大小为,当小球向左射出时,在最高点则有得不可能,故C错误;D.若初速度方向向左,由左手定则可知,小球受到的洛伦兹力竖直向下,小球受重力和电场力的合力竖直向下,大小为,则在最低点小球对轨道外侧有压力,当小球运动到轨道水平直径右端时,小球受到的洛伦兹力水平向右,由于小球做圆周运动,由洛伦兹力与轨道对小球的弹力的合力提供向心力,则小球对对轨道外侧有压力,在最低点有在轨道水平直径右端时有由动能定理得得由于,则则故D正确。故选BD。10、ACD【解析】
AB.由能量关系可知,线框产生的焦耳热Q等于克服安培力做的功为W1,选项A正确,B错误;CD.由动能定理即W2=W1(Ek2Ek1)而W2=∆Ep则Q=W1=∆EpEk1Ek2选项CD正确。故选ACD。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、d/t天平【解析】(1)由于A、B两物体的质量相等,当物体B通过圆环,金属片C被搁置在圆环上后,A、B系统做匀速直线运动,故物体B刚穿过圆环后的速度.(2)A、B、C系统由初态至金属片C被搁置在贺环上的教程中,系统减少的重力势能为,系统增加的动能.若,则可验证机械能守恒定律.(3)从表达式可得:本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外,还需要天平来测量物体及金属片的质量.12、650.601.200小于【解析】
(1)[1]开关旋至电阻挡“×1”挡位,故电阻为6。(2)[2][3]游标卡尺读数为螺旋测微器读数(3)[4]根据电路图可知,连线如下(4)[5]因为cd间电阻小于ab间电阻,则电压表分流更小,带来的误差更小,测量c、d之间电阻值的相对误差小于测量a、b之间电阻值的相对误差。(5)[6]根据可知四、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)距A端5.75m以内的任何一个位置释放均可,(2)若滑块初速度水平向右,满足:;若滑块初速度水平向左,满足:。【解析】
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