山东省泰安市泰安第四中学2022年高三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．如图，固定的粗糙斜面体上，一质量为的物块与一轻弹簧的一端连接，弹簧与斜面平行，物块静止，弹簧处于原长状态，自由端位于点。现用力拉弹簧，拉力逐渐增加，使物块沿斜面向上滑动，当自由端向上移动时。则（）A．物块重力势能增加量一定为B．弹簧弹力与摩擦力对物块做功的代数和等于木块动能的增加量C．弹簧弹力、物块重力及摩擦力对物块做功的代数和等于物块机械能的增加量D．拉力与摩擦力做功的代数和等于弹簧和物块的机械能增加量2．如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，原线圈与固定电阻R1串联后，接入输出电压有效值恒定的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2，A、V是理想电表。当R2=2R1时，电流表的读数为1A，电压表的读数为4V，则（）A．电源输出电压为8VB．电源输出功率为4WC．当R2=8Ω时，变压器输出功率最大D．当R2=8Ω时，电压表的读数为3V3．如图所示，在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且电场力为3mg。重力加速度为g，由此可知（）A．AB=3BCB．小球从A到B与从B到C的运动时间相等C．小球从A到B与从B到C的动量变化量相同D．小球从A到C的过程中重力对小球做的功与电场力对小球做的功的绝对值相等4．如图所示，水平地面上有一个由四块完全相同石块所组成拱形建筑，其截面为半圆环，石块的质量均为m。若石块接触面之间的摩擦忽略不计，则P、Q两部分石块之间的弹力为（）A． B． C． D．5．一质点在xOy平面内运动轨迹如图所示，下列判断正确的是（）A．质点沿x方向可能做匀速运动B．质点沿y方向一定做匀速运动C．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先加速后减速D．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先减速后反向加速6．如图，正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场（图中未画出）．一带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，接着从b点射出电场，不计粒子的重力，则（）A．粒子带正电B．电场的方向是由c指向bC．粒子在b点和d点的动能相等D．粒子在磁场、电场中运动的时间之比为∶2二、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，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为、电阻为的正方形导线框，其边长为上下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A．线框抛出时边距离磁场上边界的高度为B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量C．线框通过磁场的过程中水平位移为D．线框通过磁场的过程中边产生的热量为8．如图所示的“U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为L，左端连接一阻值为R的定值电阻，阻值为r、质量为m的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给金属棒以水平向右的初速度v0，金属棒向右运动的距离为x后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，忽略导轨的电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（）A．磁场对金属棒做功为B．流过金属棒的电荷量为C．整个过程因摩擦而产生的热量为D．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为9．如图，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为．则磁感应强度方向和大小可能为A．正向， B．正向，C．负向， D．沿悬线向上，10．下列说法正确的是（）A．布朗运动的激烈程度跟温度有关，但布朗运动不是热运动B．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能C．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，但温度升高，单位时间内撞击单位面积上的分子数增多D．相对湿度定义为空气中水蒸气的压强与水的饱和气压之比E.雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用三、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）图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：A．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2。C．撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T，重力加速度为g。(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，OC间距离为，则C点速度大小为___，需要验证的关系式为____(用所测物理量的符号表示)。12．（12分）图甲为某实验小组做“验证机械能守恒定律”的实验装置，光电门A、B固定在气垫导轨上，细线两端分别与钩码和滑块相连，重力加速度为g。(1)实验的主要操作如下：①按图组装好实验器材；②让滑块从气垫导轨上光电门A的右侧某位置由静止释放；③记录遮光条通过光电门A、B所用的时间分别为t1、t2；④改变光电门B的位置，进行多次实验。为完成该实验，还缺少的主要操作是_____；(2)实验中还需要测量的物理量有_____；①滑块的长度D；②遮光条的宽度d；③两个光电门之间的距离L；④滑块（含遮光条）的质量M；⑤钩码的质量m。(3)对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=_______；动能的增加量Ek=_____；（用上述所给的字母表示）(4)实验小组处理采集的多组数据并在坐标系Ep-Ek中描点作图，如图乙所示，若两轴的标度相同，造成该实验结果的原因是_______。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，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T.在匀强磁场区域内，有一对光滑平行金属导轨，处于同一水平面内，导轨足够长，导轨间距L＝1m，电阻可忽略不计．质量均为m＝lkg，电阻均为R＝2.5Ω的金属导体棒MN和PQ垂直放置于导轨上，且与导轨接触良好．先将PQ暂时锁定，金属棒MN在垂直于棒的拉力F作用下，由静止开始以加速度a＝0.4m/s2向右做匀加速直线运动，5s后保持拉力F的功率不变，直到棒以最大速度vm做匀速直线运动.(1)求棒MN的最大速度vm；(2)当棒MN达到最大速度vm时，解除PQ锁定，同时撤去拉力F，两棒最终均匀速运动.求解除PQ棒锁定后，到两棒最终匀速运动的过程中，电路中产生的总焦耳热.(3)若PQ始终不解除锁定，当棒MN达到最大速度vm时，撤去拉力F，棒MN继续运动多远后停下来?（运算结果可用根式表示）14．（16分）在光滑绝缘的水平面上，存在平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E，水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A和B，两小球质量均为m，A球带电荷量为，B球不带电，A、B连线与电场线平行，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球与B球发生对心弹性碰撞．设碰撞过程中，A、B两球间无电量转移．(1)第一次碰撞结束瞬间A、B两球的速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中，若要求A在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外)，可以在水平面内加一与电场正交的磁场．请写出磁场B与时间t的函数关系．15．（12分）某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为，所需的起飞速度为，为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，弹射系统使它具有的初速度，求：（1）舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？（2）若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？

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、D【解析】

A．自由端向上移动L时，物块发生的位移要小于L，所以物块重力势能增加量一定小于mgLsinθ，故A错误；B．物块受重力、弹簧的拉力、斜面的支持力和摩擦力，支持力不做功，根据动能定理知：重力、弹簧的拉力、斜面的摩擦力对物块做功的代数和等于物块动能的增加量，故B错误；C．物块的重力做功不改变物块的机械能，根据机械能守恒定律得：弹簧弹力、摩擦力对物块做功的代数和等于物块机械能的增加量，故C错误；D．对弹簧和物块组成的系统，根据机械能守恒定律得：拉力F与摩擦力做功的代数和等于弹簧和物块的机械能增加量，故D正确。故选D。2、C【解析】

A．当R2=2R1时，电流表的读数为1A，电压表的读数为4V，所以R2=4Ω，R1=2Ω，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，根据电压与匝数成正比得原线圈电压是U1=2V，根据电流与匝数成反比得原线圈电流是I1=2A，所以电源输出电压为U=U1+I1R1=2+2×2=6V故A错误；B．电源输出功率为P=UI1=12W故B错误；C．根据欧姆定律得副线圈电流为，所以原线圈电流是，所以，变压器输出的功率所以当R2=8Ω时，变压器输出的功率P2最大，即为，故C正确；D．当R2=8Ω时，U2=6V，即电压表的读数为6V，故D错误。故选C。3、D【解析】

AB．小球从A到B的时间为在B点的竖直方向速度为小球在电场中的加速度大小为小球从B到C的时间为则两段所用的时间之比为4：1，据题意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，则AB=4BC故AB错误；C．由动量定理可知，动量变化等于合力的冲量，由于AB段合力冲量方向向下，由于小球在BC段竖直方向做减速运动，则合力方向向上，所以小球在BC段合力冲量向上，故C错误；D．据题意，知小球在水平方向不受力，故水平方向做匀速直线运动，从A到C由动能定理可知，小球从A到C的过程中重力对小球做的功与电场力对小球做的功的绝对值相等，故D正确。故选D。4、A【解析】

对石块P受力分析如图由几何关系知：根据平衡条件得，Q对P作用力为：A正确，BCD错误。故选A。5、D【解析】

AB．物体做曲线运动，合力大致指向轨迹凹的一侧，则加速度大致指向轨迹凹的一侧，由图可知：x轴方向有分加速度，所以x轴方向不可能匀速，y方向可能有分加速度，故质点沿y方向可能做变速运动，也可能做匀速运动，故A、B错误；CD．物体在y方向匀速，则合力在水平方向，合力指向轨迹的凹侧可知合力水平向左，因此物体在水平方向先向右减速后向左加速，C错误，D正确。故选D。6、D【解析】

A．带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，偏转方向往右，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误；B．粒子从e点射出时，速度方向与bd的夹角为，即水平向右射出，在电场中做类平抛运动，从b点射出电场，所受电场力方向由c指向b，负电荷所受电场力方向与场强方向相反，则电场方向由b指向c，故B错误；C．粒子从d到e过程中洛伦兹力不做功，但在e到b的类平抛运动过程中，电场力做下功，则粒子在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；D．假设ab边长的一半为r，粒子从d点射入磁场的速度为v，因为粒子在磁场中运动的时间为弧长de除以速率v，即，粒子在电场中做类平抛运动，其在平行ab方向的分运动速度大小为v的匀速直线运动，分位移为r，可得粒子在电场中运动时间为，故D正确。故选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、AC【解析】

A．线框下边界进入磁场时根据闭合电路欧姆定律在竖直方向上，根据运动学公式解得A正确；B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量B错误；C．线框在磁场中匀速运动的时间水平位移解得C正确；D．线框进入磁场后做匀速直线运动，减小的重力势能转化为电能，根据能量守恒定律则边产生的热量D错误。故选AC。8、BD【解析】

A．通过R和r的电流相等，R上产生的热量为Q，所以回路中产生的焦耳热由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，所以磁场对金属棒做功故A项错误；B．由法拉第电磁感应定律得又解得：流过金属棒的电荷量故B项正确；C．由能量守恒可知所以整个过程因摩擦而产生的热量故C项错误；D．由C选项的分析可知解得故D项正确。9、BC【解析】试题分析：磁感应强度方向为z正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，则导体不可能处于平衡状态，选项A错误；磁感应强度方向为y正向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，此时细线的拉力为零，由平衡条件得：BIL=mg，解得：B=，选项B正确；磁感应强度方向为z负向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，由平衡条件得：BILcosθ=mgsinθ，解得：B=，选项C正确；当沿悬线向上时，由左手定则可知，安培力垂直于导线斜向左下方，导体不可能处于平衡状态，选项D错误；故选BC.考点：物体的平衡；安培力；左手定则【名师点睛】此题是物体的平衡及安培力的方向判断问题；左手定则和右手定则一定要区分开，如果是和力有关的则全依靠左手定则，即关于力的用左手，其他的（一般用于判断感应电流方向）用右手定则；注意立体图形和平面图形的转化.10、ACE【解析】

A．布朗运动反映的是分子热运动，但布朗运动本身不是热运动，选项A正确；B．机械能可能全部转化为内能，内能无法全部用来做功从而转化成机械能，选项B错误；C．一定质量的理想气体保持体积不变，单位体积内分子数不变，温度升高，分子的平均动能变大，单位时间内撞击单位面积上的分子数增多，选项C正确；D．相对湿度定义为空气中水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和气压之比，D错误；E．雨伞伞面上有许多细小的孔，却能遮雨，是因为水的表面张力作用，使水不能渗过小孔，选项E正确；故选ACE.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）m1g；（2），【解析】

（1）[1]小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力，所以小车所受的合外力为m1g；（2）[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故；[3]动能增量为：，合力的功为：，需要验证的关系式为：12、将气垫导轨调节水平②③④⑤mgL气垫导轨没有调水平且B端偏低【解析】

(1)[1]．为完成该实验，还缺少的主要操作是将气垫导轨调节水平；(2)[2]．滑块经过两个光电门时的速度分别为则要验证的关系为则要测量的物理量是：②遮光条的宽度d；③两个光电门之间的距离L；④滑块（含遮光条）的质量M；⑤钩码的质量m。(3)[3]．对于滑块（含遮光条）和钩码组成的系统，重力势能的减少量Ep=mgL；[4]．动能的增加量Ek=；(4)[5]．根据Ep-Ek图像，若Ep=Ek则直线倾角为45°，而现在图中直线倾角为42°，可知Ep<Ek可知原因可能是滑块的重力做正功造成的，即气垫导轨没有调水平且B端偏低。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）（2）Q=5J（3）【解析】

(1)棒MN做匀加速运动，由牛顿第二定律得：F-BIL=ma棒MN做切割磁感线运动，产生的感应电动势为：E=BLv棒MN做匀加速直线运动，5s时的速度为：v=at1=2m/s在两棒组成的回路中，由闭合电路欧姆定律得：联立上述式子，有：代入数据解得：F=0.5N5s时拉力F的功率为：P=Fv代入数据解得：P=1W棒MN最终做匀速运动，设棒最大速度为vm，棒受力平衡，则有：代入数据解