湖北省黄梅县第二中学2021-2022学年高三3月份第一次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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．如图，在真空中的绝缘光滑水平面上，边长为L的正三角形的三个顶点上分别固定放置电量为+Q、+Q、-Q的点电荷，以图中顶点为圆心、0.5L为半径的圆与其腰及底边中线的交点分别为A、B、C、D。下列说法正确的是（）A．A点场强等于C点场强B．B点电势等于D点电势C．由A点静止释放一正点电荷+q，其轨迹可能是直线也可能是曲线D．将正点电荷+q沿圆弧逆时针从B经C移到D，电荷的电势能始终不变2．如图所示，N匝矩形线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（）A．电压表示数始终为B．电流表示数的最大值C．线圈最大输出功率为D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大3．如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比4．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U．若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是()A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水流量Q与U成正比，与a、b无关D．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大5．关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A．气体的体积是所有气体分子的体积之和B．气体的压强是由气体分子重力产生的C．气体压强不变时，气体的分子平均动能可能变大D．气体膨胀时，气体的内能一定减小6．如图所示，A、B两小球静止在光滑水平面上，用轻弹簧相连接，A球的质量小于B球的质量．若用锤子敲击A球使A得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L1；若用锤子敲击B球使B得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L2，则L1与L2的大小关系为()A．L1>L2 B．L1<L2C．L1＝L2 D．不能确定二、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，空间存在方向竖直向上、场强大小为E的匀强电场；倾角为的光滑绝缘斜面固定在地面上，绝缘轻弹簧的下端连接斜面底端的挡板，上端连接一带电量为+q的小球，小球静止时位于M点，弹簧长度恰好为原长。某时刻将电场反向并保持电场强度大小不变，之后弹簧最大压缩量为L，重力加速度为g。从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中，小球（）A．机械能一直减少B．电势能减少了EqLC．最大加速度为gD．最大速度为8．如图所示，质量分别为的两物块叠放在一起，以一定的初速度一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面上滑。已知B与斜面间的动摩擦因数，则()A．整体在上滑的过程中处于失重状态B．整体在上滑到最高点后将停止运动C．两物块之间的摩擦力在上滑与下滑过程中大小相等D．在上滑过程中两物块之间的摩擦力大于在下滑过程中的摩擦力9．如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（）A．物体在传送带上的划痕长B．传送带克服摩擦力做的功为C．电动机多做的功为D．电动机增加的功率为10．如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（）A．光子b可能使处于基态的氢原子电离B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应三、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）某同学用如图甲所示的装置做“探究合力做的功与动能改变量之间的关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的B点，并用重物通过细线拉带有遮光条的小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离（s）进行多次实验，实验时要求小车每次都从静止释放。（1）用螺旋测微器测量遮光条的宽度，其示数如图乙所示，则遮光条的宽度________mm。（2）为了减小误差，实验时需要进行的操作是________。A．将水平轨道上的A端垫高适当的高度，以平衡摩擦力B．使重物的质量m远大于小车及遮光条的总质量MC．调节水平轨道左端滑轮的高度（3）某次实验中，测得小车及遮光条的质量M=1kg，光电门记录小车通过的时间，则在此次实验中小车及遮光条增加的动能为________J（结果保留到小数点后两位）。（4）实验中利用________计算拉力对小车做的功W在方格纸上做出图像（是小车和重物动能之和），如图所示。由图像可以看出总是略大于W，造成这种现象的原因是________________________。12．（12分）某同学在实验室利用图甲所示的装置探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”。图中长木板水平固定，小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M。(1)为减小实验误差，打点计时器应选用________________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。(2)该同学回到教室处理数据时才发现做实验时忘记了平衡摩擦力，也没有记下小吊盘和盘中物块的质量之和。图乙为实验中所得的滑块的加速度a与滑块（含滑块上的砝码）的质量的倒数的关系图象。取g=10m/s2，根据图象可求出小吊盘和盘中物块的质量之和约为________________kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数为________________。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，柴油打桩机的重锤质量，重锤在桩之上高度处由静止开始自由落下，与质量为的桩碰撞。碰撞同时，碰撞处的柴油燃烧产生猛烈爆炸，在极短的时间内使锤和桩上下分离。之后，锤向上反弹上升的高度，桩在泥土中向下移动的距离。忽略空气阻力，重力加速度取。(1)求重锤下落至刚接触桩时的速度大小；(2)若桩向下运动过程受泥土的阻力大小恒定，求此力的大小。14．（16分）如图，在x0y平面坐标系的第Ⅰ象限内有沿x轴负方向的匀强电场，它的场强大小为E=4×105V/m，第Ⅱ象限有垂直平面向里的匀强磁场—个带正电粒子以速度大小v0=2×107m/s从上A点沿y轴正方向射人电场，并从C点进入磁场.已知A点坐标为（0.2m，0），该粒子的比荷=2.5×109C/kg，不计粒子的重力.(1)求C点的坐标；(2)求粒子刚进入磁场时的速度；(3)若要使粒子不能进入第Ⅲ象限，求磁感应强度B的大小.15．（12分）如图所示，ABC是一个三棱镜的截面图，一束单色光以i＝60°的入射角从侧面的中点N射入。已知三棱镜对该单色光的折射率，AB长为L，光在真空中的传播速度为c，求：①此束单色光第一次从三棱镜射出的方向（不考虑AB面的反射）；②此束单色光从射入三棱镜到BC面所用的时间。

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．由场强叠加可知，A点和C点场强大小和方向都不同，选项A错误；B．由于底边上的正负电荷在BD两点形成电场的电势叠加后的总电势均为零，则BD两点的电势就等于顶端电荷在BD两点的电势，则B点电势等于D点电势，选项B正确；C．两个正电荷形成的电场在两个电荷连线的垂直平分线上，即与过-Q的电荷的直线上，可知A点与-Q连线上的电场线是直线，且指向-Q，则由A点静止释放一正点电荷+q，其轨迹一定是指向-Q的直线，选项C错误；D．由B的分析可知，BD两点电势相等，但是与C点的电势不相等，则将正点电荷+q沿圆弧逆时针从B经C移到D，电荷的电势能要发生变化，选项D错误。故选B。2、C【解析】

AB．线圈中产生的交流电最大值为有效值电流表示数是电流表示数的最大值电压表两端电压是路端电压选项AB错误；C．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，线圈最大输出功率为选项C正确；D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻变大，则电流表示数变小，电压表示数变大，D错误。故选C。3、D【解析】

AB．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故AB错误；CD．对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得又解得：故C错误，D正确。故选D。4、C【解析】

AB．以正离子为对象，由左手定则可知，其受到的洛伦兹力方向指向后表面，负离子受到的洛伦兹力指向前表面，故无论哪种离子较多，都是后表面电势高于前表面，故A、B错误；C．当前后表面聚集一定电荷后，两表面之间形成电势差，当离子受到的洛伦兹力等于电场力时电势差稳定，即由题意可知，流量为联立可得即Q与U成正比，与a、b无关，故C正确；D．由可知，电势差与离子浓度无关，故D错误；故选C。5、C【解析】

A．气体的体积是气体分子所能充满的整个空间，不是所有气体分子的体积之和，故A错误；B．大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，与气体重力无关，故B错误；C．气体压强不变时，体积增大，气体温度升高，则分子的平均动能增大，故C正确；D．气体膨胀时，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体对外做功同时可能吸收更多的热量，内能可以增加，故D错误。故选C。6、C【解析】

若用锤子敲击A球，两球组成的系统动量守恒，当弹簧最短时，两者共速，则mAv＝(mA＋mB)v′解得v′＝弹性势能最大，最大为ΔEp＝mAv2－(mA＋mB)v′2=若用锤子敲击B球，同理可得mBv＝(mA＋mB)v″解得v″＝弹性势能最大为ΔEp＝mBv2－(mA＋mB)v′2＝即两种情况下弹簧压缩最短时，弹性势能相等，故L1＝L2故C正确。故选C。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】

B．电势能的减小量等于电场力做的功，即为故B正确；C．小球在M点时有从电场反向到弹簧压缩至最短的过程中，小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度反向增大的减速运动，由弹簧振子对称性可知，小球在M点开始运动时的加速度最大即为故C正确；D．小球速度最大时合力为0，由平衡可得由对称性可知，速度最大时，小球运动的距离为由动能定理有得故D错误；A．小球速度最大时合力为0，由平衡可得此过程小球克服弹力做功为电场力做功为小球克服弹力做功与电场力做功相等，说明小球机械能不是一直减小，故A错误。故选BC。8、AC【解析】

A．在上升和下滑的过程，整体都是只受三个个力，重力、支持力和摩擦力，以向下为正方向，根据牛顿第二定律得向上运动的过程中：（m1+m2）gsinθ+f=（m1+m2）af=μ（m1+m2）gcosθ因此有：a=gsinθ+μgcosθ方向沿斜面向下。所以向上运动的过程中A、B组成的整体处于失重状态。故A正确；B．同理对整体进行受力分析，向下运动的过程中，由牛顿第二定律得：（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a′，得：a′=gsinθ-μgcosθ由于μ＜tanθ，所以a′＞0

所以上滑到最高点后A、B整体将向下运动。故B错误；CD．以A为研究对象，向上运动的过程中，根据牛顿第二定律有：m1gsinθ+f′=m1a解得：f′=μm1gcosθ向下运动的过程中，根据牛顿第二定律有：m1gsinθ-f″=m1a′解得：f″=μm1gcosθ所以f″=f′即A与B之间的摩擦力上滑与下滑过程中大小相等；故C正确D错误。9、AD【解析】

A．物体在传送带上的划痕长等于物体在传送带上的相对位移，物块达到速度v所需的时间在这段时间内物块的位移传送带的位移则物体相对位移故A正确；BC．电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是，由于滑动摩擦力做功，相对位移等于产生的热量传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功为，故BC错误；D．电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为故D正确。故选AD。10、BD【解析】

A．由能级跃迁的频率条件：h=Em-En可知，光子a的能量为2.55eV，光子b的能量为10.2eV，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV，故光子b不能使处于基态的氢原子电离，A不符合题意；B．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：又因电子的动能，解得电子的动能故轨道半径越大，电子动能越小，B符合题意；C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C不符合题意；D．由于光子b的能量比a的高，故光子b的频率也比a的高，若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D符合题意。故选BD。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、4.700AC2.76平衡摩擦力过度【解析】

（1）[1]螺旋测微器的精确度为0.01mm，主尺的读书为，读数为。（2）[2]AB．本实验研究小车受到的合力对小车所做的功与小车动能的改变量之间的关系，可认为小车受到的合力与重物的重力大小相等，故需要平衡摩擦力，且满足重物的质量远小于小车和遮光条的总质量，B错误A正确；C．需调节水平轨道左端滑轮的高度，使连接光电门的细线与轨道平行，C正确。故选AC。（3）[3]小车及遮光条经过光电门的速度增加的动能。（4）[4]因为平衡摩擦力后，可将重物的重力视为小车受到的合力，所以用重力乘于小车释放点到光电门的距离s计算拉力所做的功，即。（4）[5]实验中，让重物的质量远小于小车及遮光条的总质量，则平衡摩擦力后，可将重物的重力视为小车受到的合力，则分析可知造成总是略大于W是平衡摩擦力过度造成的。12、电火花打点计时器0.020.2【解析】

(1)[1]电磁打点计时器纸带运动时，振针振动，计时器与纸带存在较大摩擦，而电火花打点计时器由火花放电，摩擦小，故选用电火花打点计时器误差小；(2)[2]根据牛顿第二定律，对滑块有变形后得图像斜率表示合外力则有由于小吊盘和盘中物块的质量之和m远小于滑块（含滑块上的砝码）的质量M，则小吊盘和盘中物块的总重力近似等于合力，所以小吊盘和盘中物块的总质量为[3]乙图中纵截距则滑块与木板间的动摩擦因数为四、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)6.3m/s；(2)【解析】

(1)重锤自由下落过程有解得①(2)碰撞后桩的速度为，重锤速度为，重锤上升过程有②取向下为正方向，系统动量守恒有③桩下降过程中，由功能关系得④解①②③④式得14、（l）（0，0.4m）；（2）