河南省天一大联考“顶尖计划”2021-2022学年高三3月份模拟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．下列说法正确的是()A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的B．图乙中，两个影子在x、y轴上的运动就是物体的两个分运动C．图丙中，小锤用较大的力去打击弹性金属片，A、B两球可以不同时落地D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力大于所需要的向心力2．如图所示，直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线，M、N、P、Q是它们的交点，四点处的电势分别为、、、．一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则A．直线a位于某一等势面内，B．直线c位于某一等势面内，C．若电子有M点运动到Q点，电场力做正功D．若电子有P点运动到Q点，电场力做负功3．如图所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使轻绳和轻弹簧均处于水平且自然伸直状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则（）A．两球到达各自悬点的正下方时，两球损失的机械能相等B．两球到达各自悬点的正下方时，A球速度较小C．两球到达各自悬点的正下方时，重力对A球做的功比B球多D．两球到达各自悬点的正下方时，A球的动能大于B球的动能4．图1为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车以牵引力F向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图2所示（AB段为曲线），汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是（）A．0～x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大B．x1～x2过程中，汽车速度可达到最大值C．0～x3过程中，汽车的动能一直增大D．x1～x2过程中，汽车以恒定的功率运动5．下列说法正确的是（）A．“康普顿效应”说明光具有能量，“光电效应”说明光具有动量B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率是恒定的，且与入射光的强度无关D．中子与质子结合成氘核时，需要吸收能量6．曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件如图所示，连杆下端连接活塞Q，上端连接曲轴P。在工作过程中，活塞在气缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O旋转，若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是A．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0B．当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0C．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度等于v0D．当OPQ在同一直线时，活塞运动的速度大于v0二、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．下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的热运动B．物体温度升高，并不表示物体内所有分子的动能都增大C．内能可以全部转化为机械能而不引起其他变化D．分子间距等于分子间平衡距离时，分子势能最小E.一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行8．如图所示，两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨在左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计，斜面处在匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量为m、电阻可忽略不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨由静止开始上滑，并上升h高度，在这一过程中（）A．作用在金属棒上的合力所做的功大于零B．恒力F所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力的瞬时功率一定时刻在变化D．恒力F与重力mg的合力所做的功大于电阻R上产生的焦耳热9．有一定质量的理想气体，其压强随热力学温度的变化的图象如图所示，理想气体经历了的循环过程。下列分析正确的是（）A．过程中气体吸收热量B．四个状态中，只有状态时理想气体分子的平均动能最大C．过程气体对外界做功，并从外界吸收热量D．过程中气体吸收热量并对外做功E.四个状态中，状态时气体的体积最小10．如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g。下列说法正确的是A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为B．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为C．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为D．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为三、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）国标（GB／T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源（电动势约为3V，内阻可忽略）；电压表V1（量程为3V，内阻很大）；电压表V2（量程为3V，内阻很大）；定值电阻R1（阻值4kΩ）；定值电阻R2（阻值2kΩ）；电阻箱R（最大阻值9999Ω）；单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。实验步骤如下：A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F．断开S，整理好器材。（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝_______mm；（2）玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝_______（用R1、R2、R表示）；（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ＝_______Ω·m（保留两位有效数字）；（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_____（填“偏大”“不变”或“偏小”）。12．（12分）如图所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图.钩码的质量为，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g.

（1）下列说法正确的是__________.

A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力

B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源

C．本实验

m2应远小于m1

D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a和图象

（2）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的图象，如图，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数____，钩码的质量__________.（3）实验中打出的纸带如图所示.相邻计数点间的时间间隔是，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是____m/s2.四、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，水平面上静止放置一个透明实心玻璃球，O点是球心，A是最高点，B是最低点。两条跟水平面夹角为45°的平行光线斜照在球面上，其中一条向着球心O，其延长线交地面于D点（图中未画出），另一条过最高点A。已知该玻璃的折射率为，。求：（1）过A点的光线折射进入玻璃球时的折射角；（2）过A点的光线从玻璃球射出后，跟水平面的交点是在D点的左侧、右侧、还是在D点？试证明你的猜想。14．（16分）如图所示，横截面为半圆形的玻璃砖，在其直径上A点嵌入一个单色点光源，已知，玻璃对该单色光的折射率n=2，求：(1)该单色光在玻璃和空气界面发生全反射时的临界角C；(2)图中横截面半圆弧上单色光无法射出的部分所对应的圆心角。15．（12分）如图所示，绝缘轨道CDGH位于竖直平面内，圆弧段DG的圆心角为θ=37°，DG与水平段CD、倾斜段GH分别相切于D点和G点，CD段粗糙，DGH段光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道处于场强为E=1×104N/C、水平向右的匀强电场中。一质量m=4×10-3kg、带电量q=+3×10-6C的小滑块在C处由静止释放，经挡板碰撞后滑回到CD段的中点P处时速度恰好为零。已知CD段长度L=0.8m，圆弧DG的半径r=0.2m；不计滑块与挡板碰撞时的动能损失，滑块可视为质点。求：（1）滑块在GH段上的加速度；（2）滑块与CD段之间的动摩擦因数µ；（3）滑块在CD段上运动的总路程。某同学认为：由于仅在CD段上有摩擦损耗，所以，滑块到达P点速度减为零后将不再运动，在CD段上运动的总路程为L+=1.2m。你认为该同学解法是否合理？请说明理由，如果错误，请给出正确解答。

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．题图甲中炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的，但是由于重力及其他微粒的碰撞而改变了方向，故A错误；B．题图乙中沿y轴的平行光照射时，在x轴上的影子就是x轴方向的分运动，同理沿x轴的平行光照射时，在y轴上的影子就是y轴方向的分运动，故B正确；C．无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，只会使得小球A的水平速度发生变化，而两小球落地的时间是由两球离地面的高度决定的，所以A、B两球总是同时落地，故C错误；D．做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力等于所需要的向心力，故D错误。故选B。2、B【解析】电子带负电荷，从M到N和P做功相等，说明电势差相等，即N和P的电势相等，匀强电场中等势线为平行的直线，所以NP和MQ分别是两条等势线，从M到N，电场力对负电荷做负功,说明MQ为高电势，NP为低电势．所以直线c和d都是位于某一等势线内，但是，，选项A错，B对．若电子从M点运动到Q点，初末位置电势相等，电场力不做功，选项C错．电子作为负电荷从P到Q即从低电势到高电势，电场力做正功，电势能减少，选项D错．【考点定位】等势面和电场线【名师点睛】匀强电场和点电荷的电场以及等量同种点电荷和等量异种点电荷的电场线及等势面分布情况要熟记．3、D【解析】

A．A球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，B球运动过程中，B球机械能转化为弹簧的弹簧势能，故A错误；BD．两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还是在同一个水平面上，可知在整个过程中，A、B两球重力势能减少量相同。球A的重力势能全部转化为动能，球B的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，所以两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大，速度较大，故B错误，D正确；C．两个球都是从同一个水平面下降的，到达最低点时还是在同一个水平面上，可知在整个过程中，A、B两球重力势能减少量相同，即重力做功相同，故C错误。故选D。4、B【解析】

A．设斜板的倾角为α，则汽车的重力势能，由动能定理得汽车的动能为，则汽车的机械能为，即图线的斜率表示F，则可知0~x1过程中汽车的拉力恒定，故A错误；B．x1~x2过程中，拉力逐渐减小，以后随着F的减小，汽车将做减速运动，当时，加速度为零，速度达到最大，故B正确；C．由前面分析知，汽车先向上匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，0~x3过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故C错误；D．x1~x2过程中，汽车牵引力逐渐减小，到x2处为零，则汽车到x2处的功率为零，故D错误．故选B。5、C【解析】

A．“康普顿效应”说明光具有动量，“光电效应”说明光具有能量，故A错误；B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是核裂变方程，故B错误；C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率只和金属本身有关，是恒定的，与入射光的强度无关。故C正确；D．中子与质子结合成氘核时，核聚变放出能量，故D错误。故选C。6、A【解析】

AB．当OP与OQ垂直时，设∠PQO=θ，此时活塞的速度为v，将P点的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度；将活塞的速度v分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度，则此时v0cosθ=vcosθ，即v=v0，选项A正确，B错误；CD．当OPQ在同一直线时，P点沿杆方向的速度为零，则活塞运动的速度等于0，选项CD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、BDE【解析】

A．布朗运动是固体小微粒的运动，不是分子的运动，A错误；B．温度升高，平均动能增大，但不是物体内所有分子的动能都增大，B正确；C．根据热力学第二定律，内能可以不全部转化为机械能而不引起其他变化，理想热机的效率也不能达到100%，C错误；D．根据分子势能和分子之间距离关系可知，当分子间距离等于分子间平衡距离时，分子势能最小，D正确；E．一切自然过程总是向分子热运动的无序性增大的方向进行，E正确。故选BDE。8、AD【解析】导体棒由静止向上加速，动能增大，根据动能定理可知，合力所作的功一定大于零，故A正确；由WF-WG-W安=0得，WF-WG=W安，即恒力F与重力的合力所做的功等于克服安培力所做功，即等于电路中发出的焦耳热，由于导体棒也存在电阻，故导体棒中也发生热量，故B错误；导体棒最终一定做匀速运动，则最后受力平衡，平衡后速度保持不变，则重力的功率不变，即恒力F与安培力的合力的瞬时功率不再变化，故C错误；由B分析可知，由于导体棒和电阻R均放出热量，故恒力F与重力mg的合力所做的功大于电阻R上产生的焦耳热，故D正确．故选AD．点睛：本题考查导体棒切割磁感线规律的应用，对于电磁感应与功能结合问题，注意利用动能定理进行判断各个力做功之间关系，尤其注意的是克服安培力所做功等于整个回路中产生热量．9、ACE【解析】

A.由图象可知，过程压强不变，温度升高，内能增加，由可知，气体体积增大，对外做功，由知，气体吸热，故A正确；B.恒温过程，气体分子平均动能不变，故B错误；C.过程，，压强减小，由可知体积增加，气体对外做功，因此气体一定吸热，故C正确；D.过程，压强恒定，减小，减小，由可知体积减小，则外界对气体做功，由可知，气体放热，故D错误；E.延长线通过原点，体积相等，即，过程，过程，综上分析可知，状态气体体积最小，故E正确。故选：ACE。10、AC【解析】

A.把看成是一个整体进行受力分析，有:在轻绳被烧断的瞬间，之间的绳子拉力为零，对，由牛顿第二定律得：解得：故A正确；B.对于，由牛顿第二定律得：弹在轻绳被烧断的瞬间，对于，绳子拉力为零，弹力不变，根据牛顿第二定律：弹解得：故B错误；C.剪断弹簧的瞬间，对于整体，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律：解得：的加速度大小：故C正确；D.突然撤去外力的瞬间，对于整体，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律：弹解得：的加速度大小：故D错误。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、30.0014偏大【解析】

（1）[1]游标卡尺的主尺读数为：3.0cm=30mm，游标尺上第0个刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为：30.00mm，所以玻璃管内径：d=30.00mm（2）[2]设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则电路电流为：总电压：当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为总电压由于两次总电压等于电源电压E，可得：解得：（3）[3]从图丙中可知，R=2×103Ω时，，此时玻璃管内水柱的电阻：水柱横截面积：由电阻定律得：（4）[4]若电压表V1内阻不是很大，则把S拨到1位置时，此时电路中实际电流大于，根据可知测量的Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大。12、D0.46【解析】

（1）A.小车与长木板的间的粗糙情况与小车的质量无关，所以在同一个实验中，每次改变小车的质量，不需要平衡摩擦力。故A错误。B.实验时应先接通电源，后释放小车。故B错误。C.根据牛顿第二定律可得系统的加速度，则绳子的拉力，由此可知钩码的质量远小于小车和砝码的质量m2时，绳子的拉力才等于钩码的重力。故C错误。D.由牛顿第二定律可知，当一定是，与成