河南省郑州市实验中学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注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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．如图所示，由均匀导线绕成的直角扇形导线框OMN绕O点在竖直面内从匀强磁场边界逆时针匀速转动，周期为T，磁场的方向垂直于纸面向里，线框电阻为R，线框在进入磁场过程中回路的电流强度大小为I，则（）A．线框在进入磁场过程中回路产生的电流方向为顺时针B．线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小相等C．线框转动一周过程中产生的热量为I2RTD．线框转动一周过程中回路的等效电流大小为2．有人做过这样一个实验∶将一锡块和一个磁性很强的小永久磁铁叠放在一起，放入一个浅平的塑料容器中。往塑料容器中倒入液态氮，降低温度，使锡出现超导性。这时可以看到，小磁铁竟然离开锡块表面，飘然升起，与锡块保持一定距离后，便悬空不动了。产生该现象的原因是∶磁场中的超导体能将磁场完全排斥在超导体外，即超导体内部没有磁通量（迈斯纳效应）。如果外界有一个磁场要通过超导体内部，那么在磁场作用下，超导体表面就会产生一个无损耗感应电流。这个电流产生的磁场恰恰与外加磁场大小相等、方向相反，这就形成了一个斥力。当磁铁受到的向上的斥力大小刚好等于它重力大小的时候，磁铁就可以悬浮在空中。根据以上材料可知（）A．超导体处在恒定的磁场中时它的表面不会产生感应电流B．超导体处在均匀变化的磁场中时它的表面将产生恒定的感应电流C．将磁铁靠近超导体，超导体表面的感应电流增大，超导体和磁铁间的斥力就会增大D．将悬空在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力将变成引力3．有甲、乙两个可看成质点的小钢球，乙球的质量大于甲球的质量。现让甲球以速度v0在某一水平桌面上水平抛出，抛出后甲球的运动轨迹如图中的②图线所示。然后再将乙球以同样的速度在同一地点将它水平抛出。两球的运动都不计空气的阻力，则乙球的运动轨迹为图中的（）A．① B．② C．③ D．④4．某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动A．半径越小，周期越大 B．半径越小，角速度越小C．半径越大，线速度越小 D．半径越大，向心加速度越大5．当前，新型冠状病毒（COVID-19）在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作；方便防交又感染（不用接触被测物体）的特点。下列关于红外测温枪的说法中正确的是（）A．红外测温枪工作原理和水银体温计测量原埋一样都是利用热胀冷缩原理B．红外测温枪能接收到的是身体的热量，通过热传导到达红外测温枪进而显示出体温C．红外测温枪利用了一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大D．红外线也属于电磁波，其波长小于紫外线的波长6．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、A．HαB．同一介质对HαC．同一介质中HδD．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则H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，MN是一半圆形绝缘线，O点为圆心，P为绝缘线所在圆上一点，且OP垂直于MN，等量异种电荷分别均匀分布在绝缘线上、下圆弧上．下列说法中正确的()A．O点处和P点处的电场强度大小相等，方向相同B．O点处和P点处的电场强度大小不相等，方向相同C．将一正点电荷沿直线从O移动到P，电场力始终不做功D．将一正点电荷沿直线从O移动到P，电势能增加8．在研究光电效应现象时，用到了下面的装置和图像。以下描述正确的是（）A．图甲中，弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，由此说明锌板带正电B．图乙中，向右移动滑片，微安表读数变小，可以测量遏止电压C．图乙中，可以研究单位时间发射的光电子数与照射光的强度的关系D．图丙中，强、弱黄光的图像交于U轴同一点，说明光电子最大初动能与光的强度无关9．如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO'为过C点的AB面的垂线。a，b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（）A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．a光的频率小于b光的频率C．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D．若a，b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角E.a光比b光更容易发生衍射现象10．小滑块以100J的初动能从倾角为37°的固定斜面底端O上滑，小滑块沿斜面上滑、下滑过程中的动能Ek随离开O点的位移x变化的图线如图中Ⅰ、Ⅱ所示。已知sin37°＝0.6，重力加速度取10m/s2，则（）A．小滑块的质量为2kg B．小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5C．x＝1m时小滑块的动能为60J D．小滑块的最大位移为5m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）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻。实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量，他用到的实验器材有：待测水果电池组（电动势约，内阻约）、双向电压表（量程为，内阻约为）、电阻箱（）、滑动变阻器（），一个单刀双掷开关及若干导线。（1）该同学按如图所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：①将的滑动触头滑至最左端，将拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；②调节的滑动触头，使电压表示数达到满偏；③保持______不变，调节，使电压表的示数达到______；④读出电阻箱的阻值，记为，则电压表的内阻______。（2）若测得电压表内阻为，可分析此测量值应______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（3）接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：①将开关拨至______（选填“1”或“2”）位置，将的滑动触片移到最______端，不再移动；②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一个合适值，记录下电压表的示数和电阻箱的阻值；③重复步骤②，记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为，作出图象，则可消除系统误差，如图所示，其中纵截距为，斜率为，则电动势的表达式为______，内阻的表达式为______。12．（12分）(1)同学们通过查阅资料知道，将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1V多一点。小明同学找来了一个土豆做实验，如图所示，当用量程为0-3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极电压时读数为0.96V，用欧姆表直接测“土豆电池”的两极，测得内阻r的读数为30Ω。小丽同学用灵敏电流表直接接”土豆电池”的两极，测得电流为0.32mA。粮据前面小明用伏特表测得的0.96V电压，由全电路欧姆定律得内阻为3kΩ。小明认为上豆的内阻为30Ω，小丽则认为其内阻为3kΩ。以下关于两位同学实验过程的分析，正确的是_________A．小明的方法不正确，因水果电池本身有电动势，故不能用欧姆表直接测其内阻B．小明的方法正确。因水果电池本身也是一个导体，可以用欧姆表直接测其电阻C．小丽的测量结果十分准确，除了读数方面的偶然误差外，系统误差很小D．小丽的测量结果不准确，因为水果电池内阻很大，用伏特表测得的电动势误差很大，因此计算出的内限误差也很大(2)为尽可能准确地测定一个电动势和内阻未知的电源，实验室除了导线和开关外，还有以下一此器材可供选择：A．电流表A1（量程为0-0.6A，内阻约为1Ω）B．灵敏电流表A2（量程为0-0.6mA，内阻约为800Ω）C．灵敏电流表A3（量程为0-30μA，内阻未知）D．滑动变阻器R1，（最大阻值约100）E．滑动变阻器R2，（最大阻值约2kΩ）F．定值电阻（阻值为2kΩ）G．电阻箱R（0-9999）①实验中应选择的器材是_______（填器材前的字母代号）。②在方框中画出应采用的电路图____________________。③实验时，改交电阻箱R的阻值，记录下电流表的示数I得到若干组R、I的数据，根据实验数据绘出如图所示的图线，由此得出其电源的电动势为________V（保留两位有效数）。按照此实验方法请分析内电限的测量值与真实值大小关系，并给由必要的说明：___________________________________。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，宽L=2m、足够长的金属导轨MN和M′N′放在倾角为θ=30°的斜面上，在N和N′之间连接一个R=2.0Ω的定值电阻，在AA′处放置一根与导轨垂直、质量m=0.8kg、电阻r=2.0Ω的金属杆，杆和导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，导轨处于磁感应强度B=1.0T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中．用轻绳通过定滑轮将电动小车与杆的中点相连，滑轮与杆之间的连线平行于斜面，开始时小车位于滑轮正下方水平面上的P处（小车可视为质点），滑轮离小车的高度H=4.0m．启动电动小车，使之沿PS方向以v=5.0m/s的速度匀速前进，当杆滑到OO′位置时的加速度a=3.2m/s2，AA′与OO′之间的距离d=1m，求：（1）该过程中，通过电阻R的电量q；（2）杆通过OO′时的速度大小；（3）杆在OO′时，轻绳的拉力大小；（4）上述过程中，若拉力对杆所做的功为13J，求电阻R上的平均电功率．14．（16分）如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为2R的均匀辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置的一部分置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰好与圆环的直径在同一直线上。现使辐条以角速度ω绕O点顺时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和圆环的边缘良好接触，R1=R，右侧为水平放置的足够长的光滑平行导轨，间距为2r，导轨之间有垂直导轨平面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，质量为m、电阻为R的导体棒ab垂直放置在导轨上且接触良好，不计其他电阻。（1）若S闭合，S1断开时，求理想电表的示数；（2）若S、S1都闭合，求出导体棒ab能够获得的最大速度vm；（3）在导体棒ab加速过程中通过的电荷量q。15．（12分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的局部匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计。（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，局部匀强磁场全部覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）（1）求静止时导体棒受到的安培力F安大小和摩擦力f大小；（2）若将导体棒质量增加为原来两倍，而磁场则以恒定速度v1=30m/s沿轨道向上运动，恰能使得导体棒匀速上滑，（局部匀强磁场向上运动过程中始终覆盖导体棒ab，但未覆盖电源）求导体棒上滑速度v2；（3）在问题（2）中导体棒匀速上滑的过程，求安培力的功率P安和全电路中的电功率P电。

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．线框在进入磁场过程中，磁通量向里增加，由楞次定律判断知回路产生的电流方向为逆时针，故A错误；

B．线框在进入磁场时，ON段电压是外电压的一部分；线框在离开磁场时，ON段电压是外电压，而两个过程外电压相等，所以线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小不等，故B错误；

C．线框转动一周过程中产生的热量为故C正确；

D．设线框转动一周过程中回路的等效电流大小为I′，则Q=I′2RT解得故D错误。

故选C。2、C【解析】

A．由题意可知，超导体处在磁场中，磁场要通过超导体内部，超导体表面就会产生一个无损耗感应电流，故A错误；B．超导体处在均匀变化的磁场中时，超导体表面就会产生感应电流，但由材料无法确定感应电流是否恒定，故B错误；C．由材料可知，将磁铁靠近超导体，磁场要通过超导体的磁通量增大，超导体表面的感应电流增大，电流产生的磁场增大，则超导体和磁铁间的斥力就会增大，故C正确；D．由材料可知，超导体在外界磁场作用下，磁铁和超导体之间相互排斥，则将悬空在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力仍为斥力，故D错误。故选C。3、B【解析】

两球在水平方向都做初速度相同的匀速直线运动，在竖直方向，两小球的加速度相同，都为重力加速度g，故在竖直方向的运动也完全相同，因此两球的运动轨迹相同，即乙球的运动轨迹依然是图线②。A．①与分析不符，故A错误；B．②与分析相符，故B正确；C．③与分析不符，故C错误；D．④与分析不符，故D错误。故选B。4、C【解析】

原子核与核外电子的库仑力提供向心力；A．根据，可得，故半径越小，周期越小，A错误；B．根据，可得，故半径越小，角速度越大，B错误；C．根据，可得，故半径越大，线速度越小，C正确；D．根据，可得，故半径越大，加速度越小，D错误。故选C。5、C【解析】

ABC．红外就是红外线，自然界所有的物体，无时无刻不在向外发出辐射能量，这些能量以电磁波的形式存在。红外测温枪接收到人体辐射出的红外线，通过波长、强度与温度的关系，就可以得到人体的温度，而水银体温计是利用热胀冷缩原理工作的，AB错误C正确；D．红外线波长范围0.8-100，紫外线的波长范围在100～400，红外线波长大于紫外线波长，D错误。故选C。6、A【解析】试题分析：根据hν=Em-波长越大，频率越小，故Hα的频率最小，根据E=hν可知Hα对应的能量最小，根据hν=Em-En可知Hα对应的前后能级之差最小，A正确；Hα的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据v=cn可知Hα的传播速度最大，BC错误；【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．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、BC【解析】

分别画出正、负电荷产生的电场强度的方向如图，由图可知，O点与P点的合场强的方向都向下，同理可知，在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下。AB.由库仑定律可知：，O点到两处电荷的距离比较小，所以两处电荷在O点产生的场强都大于在P处产生的场强，而且在O点两处电荷的场强之间的夹角比较小，所以O点的合场强一定大于P点的合场强。故A错误，B正确；CD.由于在OP的连线上，所以各点的合场强的方向均向下，将一正试探电荷沿直线从O运动到P电场力始终与运动的方向垂直，不做功，电势能不变。故C正确，D错误。8、BD【解析】

A．弧光灯照射锌板，验电器的锡箔张开，仅仅能说明验电器带电，无法判断电性，故A错误；B．滑动变阻器滑片向右移动时，光电管所加反向电压变大，光电流变小，可测量遏止电压，故B正确；C．光电管加反向电压，无法判定光电子数与光的强度关系，故C错误；D．图丙中，强黄光和弱黄光的图像交于U轴同一点，说明遏止电压与光的强度无关，根据因此也说明光电子最大初动能与光的强度无关，故D正确。故选BD。9、BCE【解析】

A．由图分析可知，玻璃砖对b光的偏折角大于对a光的偏折角，根据折射定律得知：玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，由得知，a光在玻璃砖中的传播速度大于b光的传播速度。故A错误。

B．对于同种介质，光的频率越大，光的折射率越大，则知a光的频率小于b光的频率。故B正确。

C．双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a光的频率小，波长长，故相邻明条纹的间距a光的较大。故C正确。

D．由临界角公式分析得知，a光的折射率n小，则a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角。故D错误。

E．a光波长较大，则比b光更容易发生衍射现象，选项E正确。故选BCE。10、ABD【解析】

AB．设小滑块的质量为m，小滑块与斜面间的动摩擦因数为，小滑块沿斜面上滑x=3m过程中，根据动能定理，有小滑块沿斜面下滑x=3m过程中，根据动能定理，有解得：m=2kg，=0.5，故AB正确；C．由图像可知，小滑块上滑和下滑经过x=1m位置时，小滑块的动能为80J或16J，故C错误；D．将图线延长，与x轴的交点横坐标为5m，此时动能为零，即小滑块的最大住移为5m，故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、（1）③半偏（或最大值的一半）④（2）大于（3）①2左（4）【解析】

（1）由题图可知，当S拨向1位置，滑动变阻器在电路中为分压式接法，利用电压表的半偏法得：调节使电压表满偏；[1].保持不变，与电压表串联；[2].调节使电压表的示数达到半偏（或最大值的一半）；[3].则电压表的内阻与电阻箱示数相同。（2）[4].由闭合电路欧姆定律可知，调节变大使电压表达到半偏的过程中，总电阻变大。干路总电流变小，由得变大，由电路知，滑动变阻器的滑动触头右侧分得的电压变小，则变大，电压表半偏时，上分得的电压就会大于电压表上分得的电压，那么的阻值就会大于电压表的阻值。（3）[5].[6].测水果电池组的电动势和内阻，利用伏阻法，S拨到2位置，同时将的滑动触头移到最左端。利用，，联立求E、r。（4）[7].[8].由闭合电路欧姆定律得：，变形得，则，，解得：，。12、ADBG3.0偏大，内电阻的测量值包含电流表内阻，所以大于真实值【解析】

(1)[1]AB．因水果电池本身有电动势，故不能用欧姆表直接测其内阻，故A正确，B错误；CD．水果电池内阻很大，用有内阻的伏特表测得的电动势误差很大，故C错误，D正确。故选AD。(2)[2]所给仪器没有电压表，定值电阻也较小，若通过串联定值电阻改装成电压表，根据(1)的分析知测量值也不准确，所以选用安阻法测量电源电动势和内阻，因灵敏电流表直接接电源的两极，测得电流为0.32mA，选灵敏电流表A2和变阻箱测量，所以实验中应选择的器材是BG。[3]本题是利用安阻法测电源内阻及电动势，测量电路如图所示

[4]由闭合电路欧姆定律，变形得根据图象的斜率表示电动势，得电池组的电动势为[5]按照此实验方法，测出的电源内阻是电流表A2和电源两部分电阻之和，因此内电阻的测量值与真实值相比偏大。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）0.5C（2）3m/s（3）12.56N（4）2.0W【解析】

（1）平均感应电动势代入数据，可得:（2）几何关系：解得:杆的速度等于小车速度沿绳方向的分量：（3）杆受的摩擦力杆受的安培力代入数据，可得根据牛顿第二定律：解得:（4）根据动能定理