衡水中学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．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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．人们射向未来深空探测器是以光压为动力的，让太阳光垂直薄膜光帆照射并全部反射，从而产生光压．设探测器在轨道上运行时，每秒每平方米获得的太阳光能E=1.5×104J，薄膜光帆的面积S=6.0×102m2，探测器的质量m=60kg，已知光子的动量的计算式，那么探测器得到的加速度大小最接近A．0.001m/s2 B．0.01m/s2 C．0.0005m/s2 D．0.005m/s22．如图甲所示，质量为0.5kg的物块和质量为1kg的长木板，置于倾角为足够长的固定斜面上，时刻对长木板施加沿斜面向上的拉力F，使长木板和物块开始沿斜面上滑，作用一段时间t后撤去拉力F。已知长木板和物块始终保持相对静止，上滑时速度的平方与位移之间的关系如图乙所示，，，。则下列说法正确的是（）A．长木板与斜面之间的动摩擦因数为B．拉力F作用的时间为C．拉力F的大小为13ND．物块与长木板之间的动摩擦因数μ2可能为0.883．2018年2月2日，“张衡一号”卫星成功发射，标志着我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。“张衡一号”可以看成运行在离地高度约为500km的圆轨道上。该卫星在轨道上运行时（）A．周期大于地球自转的周期B．速度大于第一宇宙速度C．向心加速度大于同步卫星的向心加速度D．加速度大于地球表面的重力加速度4．带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，实线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是(A．在a点的加速度大于在b点的加速度B．在a点的电势能小于在b点的电势能C．在a点的速度小于在B点的速度D．电场中a点的电势一定比b点的电势高5．如图所示，金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动，金星半径是火星半径的n倍，金星质量为火星质量的K倍。忽略行星的自转。则下列说法正确的是（）A．金星表面的重力加速度是火星的倍B．金星的第一宇宙速度是火星的倍C．金星绕太阳运动的加速度比火星大D．金星绕太阳运动的周期比火星大6．如图所示，一直角三角形acd在竖直平面内，同一竖直面内的a、b两点关于水平边cd对称，点电荷Q1、Q2固定在c、d两点上。一质量为m、带负电的小球P在a点处于静止状态，取重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．Q2对P的静电力大小为B．Q1、Q2的电荷量之比为C．将P从a点移到b点，电场力做正功D．将P从a点沿直线移到b点，电势能先增大后减小二、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．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是()A．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关B．带电粒子每运动一周被加速一次C．带电粒子每运动一周P1P2等于P2P3D．加速电场方向不需要做周期性的变化8．如图所示为匀强电场中的一组等间距的竖直直线，一个带电粒子从A点以一定的初速度斜向上射入电场，结果粒子沿初速度方向斜向右上方做直线运动，则下列说法正确的是（）A．若竖直直线是电场线，电场的方向一定竖直向上B．若竖直直线是电场线，粒子沿直线向上运动过程动能保持不变C．若竖直直线是等势线，粒子一定做匀速直线运动D．若竖直直线是等势线，粒子沿直线斜向上运动过程电势能增大9．甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为96N，如图所示，下列判断正确的是（）A．两人运动半径相同B．两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6mC．甲的线速度12m/s，乙的线速度6m/sD．两人的角速度均为2rad/s10．如图所示，相距、长为的两平行金属板正对放置，其间有正交的匀强电场（竖直向上）和匀强磁场（垂直纸面向外），一带正电的离子以初速度从两金属板中间（到极板的距离为）沿垂直于电场和磁场的方向射入，恰好在极板间沿直线运动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，离子的质量为，所带电荷量为，不计离子重力，则下列说法正确的是（）A．两极板的电势差为B．若撤去磁场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为C．若撤去电场，离子将打到极板上，且到极板左端的距离为D．若撤去电场，离子恰好从极板右端离开三、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）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)(1)实验时，一定要进行的操作是______。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。A．B．C．kD．12．（12分）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻：①实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：电压表：V（量程3V，内阻Rv=10kΩ）电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）电流表：A（量程3A，内阻约为0.5Ω）滑动变阻器：R1（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）R2（阻值范围0-1000Ω，额定电流1A）定值电阻：R3=0.5Ω该同学依据器材画出了如图所示的原理图，他没有选用电流表A的原因是___________；②该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A；③为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器_______（填写器材的符号）；④该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r=_______Ω（结果保留两位有效数字）。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）如图所示为一种运动游戏，运动员从起跑线开始推着滑板加速一段相同距离后，再跳上滑板自由滑行，滑行距离远但又不掉入水池的为获胜者，其运动过程可简化为以下模型：一质量M=60kg的运动员用与水平方向成角的恒力F斜向下推静止于A点、质量m=20kg的滑板，使其匀加速运动到P点时迅速跳上滑板（跳上瞬间可认为滑板速度不变），与滑板一起运动到水池边的B点时刚好停下，已知运动员在AP段所施加的力F=200N，AP长为x1，PB长x2=24m，滑板与水平面间的动摩擦因数为，不计滑板长和空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，求：(1)AP长x1；(2)滑板从A到B所用的时间t（保留两位有效数字）。14．（16分）如图所示，让小球从图中的A位置静止摆下，摆到最低点B处摆线刚好被拉断，小球在B处恰好未与地面接触，小球进入粗糙的水平面后向右运动到C处进入一竖直放置的光滑圆弧轨道。已知摆线长，，小球质量，B点C点的水平距离，小球与水平面间动摩擦因数，g取。（1）求摆线所能承受的最大拉力为多大；（2）要使小球不脱离圆弧轨道，求圆弧轨道半径R的取值范围。15．（12分）电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对它进行观察和研究。如图所示，是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为、质量为的试探小球先后依次挂在图中三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置与带电球的球心处于同一水平线上，三处的丝线与竖直方向的夹角分别为，且。已知重力加速度为。(1)对带电小球静止于位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的大小；(2)根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在位置处的场强大小的表达式，并据此比较三个位置的电场强度的大小关系。

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、A【解析】

由E=hv，P＝以及光在真空中光速c=λv知，光子的动量和能量之间关系为E=Pc．设时间t内射到探测器上的光子个数为n，每个光子能量为E，光子射到探测器上后全部反射，则这时光对探测器的光压最大，设这个压强为p压；每秒每平方米面积获得的太阳光能：p0＝•E由动量定理得F•＝2p压强p压＝对探测器应用牛顿第二定律F=Ma可得a＝代入数据得a=1.0×10-3m/s2故A正确，BCD错误．故选A.点睛：该题结合光子的相关知识考查动量定理的应用，解答本题难度并不大，但解题时一定要细心、认真，应用动量定理与牛顿第二定律即可解题．2、D【解析】

A．撤去力F后长木板的加速度由牛顿第二定律解得μ1=0.25选项A错误；B．有拉力作用时的加速度拉力撤掉时的速度为拉力作用的时间为选项B错误；C．由牛顿第二定律解得F=13.5N选项C错误；D．物块与长木板之间无相对滑动，可知物块与长木板之间的动摩擦因数大于0.25，选项D正确。故选D。3、C【解析】

A．卫星运行轨道离地高度远小于同步卫星的高度，根据得可知其周期小于同步卫星的周期，地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，故其周期小于地球自转的周期，故A错误；B．根据得可知其速度小于第一宇宙速度，故B错误；CD．由于“张衡一号”卫星的半径小于同步卫星的半径，则根据可知其加速度小于地球表面的重力加速度，大于同步卫星的向心加速度，故C正确，D错误。故选C。4、C【解析】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，可知EA＜EB，所以a、b两点比较，粒子的加速度在b点时较大，故A错误；由粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受电场力的方向应该指向轨迹的内侧，根据电场力方向与速度方向的夹角得电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，整个过程电场力做正功，电势能减小，即在a点的电势能大于在b点的电势能，故B错误；整个过程电场力做正功，根据动能定理得经b点时的动能大于经a点时的动能，所以无论粒子带何种电，经b点时的速度总比经a点时的速度大，故C正确；由于不知道粒子的电性，也不能确定电场线的方向，所以无法确定a点的电势和b点的电势大小关系，故D错误；故选C．5、C【解析】

A．由有故A错；B．由有故B错误；C．由公式得由图可知，金星轨道半径比火星轨道半径小，则金星绕太阳运动的加速度比火星大，故C正确；D．由公式得由图可知，金星轨道半径比火星轨道半径小，则金星绕太阳运动的周期比火星小，故D错误。故选C。6、B【解析】

A．由于P处于平衡状态，可知Q2对P的静电力大小为选项A错误；B．同理可知Q1对P的静电力大小为设ac=L，则由库仑定律联立解得Q1、Q2的电荷量之比为选项B正确；CD．将P从a点移到b点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增加，选项CD错误；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、BD【解析】

AD、带电粒子只有经过AC板间时被加速,即带电粒子每运动一周被加速一次.电场的方向没有改变,则在AC间加速.故A正确；D错误.B、根据r=mvBq=P2所以P1C、当粒子从D形盒中出来时,速度最大,根据r=mv故选AC【点睛】带电粒子经加速电场加速后,进入磁场发生偏转,电场被限制在A、C板间,只有经过AC板间时被加速,所以运动一周加速一次,电场的方向不需改变.当带电粒子离开回旋加速器时,速度最大.8、BD【解析】

AB．粒子做直线运动，则粒子受到的合力与初速度共线，因此粒子一定受重力作用，若竖直直线是电场线，粒子受到的电场力一定竖直向上，粒子斜向右上做直线运动，因此合力一定为零，粒子做匀速直线运动，动能不变，由于粒子的电性未知，因此电场方向不能确定，选项A错误，B正确；CD．若竖直直线是等势线，电场力水平，由于粒子斜向右上做直线运动，因此电场力一定水平向左，合力与粒子运动的速度方向相反，粒子斜向右上做减速运动；粒子受到的电场力做负功，因此粒子沿直线斜向上运动过程电势能增大，选项C错误，D正确。故选BD。9、BD【解析】

由题意可知弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供各自的向心力，有因为甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤绕共同的圆心做圆周运动，角速度相同，有所以因为联立可解得，；所以两人的运动半径不同；根据代入数据可解得两人的角速相同为；根据代入数据得甲的线速度是，同理可得乙的线速度是。综上分析可知BD正确，AC错误。故选BD。10、BC【解析】

A．因为离子恰好在极板间沿直线运动，所以离子在极板间受到的电场力与受到的洛伦兹力大小相等，则：，解得：，故A错误；B．若撤去磁场，离子在电场中做类平抛运动，则:，y=，解得:，故B正确；CD．若撤去电场，离子在磁场中做圆周运动，则半径为，可得:，由几何关系知：，可得：；故C正确，D错误。故选BC。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、BCD1.3D【解析】

(1)[1]AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AE错误；B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，C正确；D．改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，D正确；故选：BCD。(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为，连续相等时间内的位移之差：，根据得：；(3)[3]对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，此题，弹簧测力计的示数：，即，a-F图线的斜率为k，则，故小车质量为：，故D正确。故选D。12、量程与被测电流值相比较太大0.603R11.480.84（0.70-0.90之间都给分）【解析】

①[1]一节干电池的电动势约E=1．5V，为方便实验操作，滑动变阻器应选R1，它的阻值范