山西省孝义中学2022年高三第三次测评物理试卷含解析

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．如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道，其中半圆轨道与直轨道相切于点，物体受到与平行的水平拉力，从静止开始运动，拉力的大小满足如图乙所示（以为坐标原点，拉力从指向为正方向）。若，，半圆轨道的半径，重力加速度取。则下列说法中正确的是（）A．拉力从到做功为B．物体从到过程中，所受的合外力为0C．物体能够到达点，且速度大小为D．物体能够到达点，且速度大小为2．大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施。如图所示，一次最多可坐四人的浮圈从高为的平台由静止开始沿滑梯滑行，到达底部时水平冲入半径为、开口向上的碗状盆体中，做半径逐渐减小的圆周运动。重力加速度为，下列说法正确的是（）A．人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态B．人和浮圈刚进入盆体时的速度大小为C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧D．人和浮圈进入盆体后，所受支持力与重力的合力大于所需的向心力3．如图，虚线a、b、c为电场中三个等势面，相邻等势面间的电势差相同，实线为一个电子仅在电场力作用下的运动轨迹，M、N是轨迹与等势面a，c的交点．下列说法中正确的是（）A．电子一定从M点向N点运动B．等势面c的电势最低C．电子通过M点时的加速度比通过N点时小D．电子通过M点时的机械能比通过N点时大4．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，有两个为圆轨道，半径分别为r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为a，a=r3。在Δt时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3；行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3，下列说法正确的是（）A．S2=S3B．行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等C．行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的向心加速度大小相等D．v3<v1<v2E<v2B5．一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为（）A． B．Q C． D．2Q6．2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们为发现引力波所作的贡献。引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量。如图为科学家们探测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S经半透光分束镜分为相互垂直的两束S1和S2，然后经过4km长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S1和S2相遇形成干涉，被探测器接收。精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号强度为0。当有引力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到的信号强度不为0。下列说法正确的是A．引力波可以超光速传播B．引力波不能传播能量C．探测器接收到的两束波的频率相同D．无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为0二、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．已知与长直通电导线距离为r处的磁感应强度大小为，其中I为导线中的电流，k为常数。在∠ABC=120°的等腰三角形的三个顶点处各有一条长直通电导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流I，电流方向如图所示。其中O点为AC边的中点，D点与B点关于AC边对称。现将另外一根通电导体棒垂直于纸面放在O点时，其受到的安培力的大小为F。若将该导体棒垂直于纸面放到D点，电流大小和方向与在O点时一致，则此时该导体棒受到的安培力（）A．方向与在O点受到的安培力方向相同B．方向与在O点受到的安培力方向垂直C．大小为FD．大小为2F8．如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（）A．变压器输入电压的最大值是220VB．电压表的示数是40VC．若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是20WD．原线圈输入的正弦交变电流的是频率是100Hz9．如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子（不计重力），自A点以初速度v0射入半径为R的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，速度方向平行于CD，CD为圆的一条直径，粒子恰好从D点飞出磁场，A点到CD的距离为。则（）A．磁感应强度为 B．磁感应强度为C．粒子在磁场中的飞行时间为 D．粒子在磁场中的飞行时间为10．如图所示是宇宙空间中某处孤立天体系统的示意图，位于点的一个中心天体有两颗环绕卫星，卫星质量远远小于中心天体质量，且不考虑两卫星间的万有引力。甲卫星绕点做半径为的匀速圆周运动，乙卫星绕点的运动轨迹为椭圆，半长轴为、半短轴为，甲、乙均沿顺时针方向运转。两卫星的运动轨迹共面且交于两点。某时刻甲卫星在处，乙卫星在处。下列说法正确的是（）A．甲、乙两卫星的周期相等B．甲、乙两卫星各自经过处时的加速度大小相等C．乙卫星经过处时速度相同D．甲、乙各自从点运动到点所需时间之比为1：3三、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）用图甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度．（1）实验的主要步骤：①用游标卡尺测量挡光片的宽度d，结果如图乙所示，读得d=________mm；②用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；③滑块从A点静止释放（已知砝码落地前挡光片已通过光电门）；④读出挡光片通过光电门所用的时间t；⑤改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值．（1）根据实验测得的数据，以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，求得该图线的斜率k＝____________m–1s–1；由此进一步求得滑块的加速度a=____________m·s–1．（计算结果均保留3位有效数字）12．（12分）测量物块（视为质点）与平板之间动摩擦因数的实验装置如图所示。是四分之一的光滑的固定圆弧轨道，圆弧轨道上表面与水平固定的平板的上表面相切、点在水平地面上的垂直投影为。重力加速度为。实验步骤如下：A．用天平称得物块的质量为；B．测得轨道的半径为、的长度为和的高度为；C．将物块从点由静止释放，在物块落地处标记其落地点；D．重复步骤，共做5次；E．将5个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量其圆心到的距离。则物块到达点时的动能__________；在物块从点运动到点的过程中，物块克服摩擦力做的功_______；物块与平板的上表面之间的动摩擦因数______。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，内横截面积为S的圆桶容器内下部盛有密度为的某种液体，上部用软塞封住一部分气体，两端开口的薄壁玻璃管C下端插入液体中，上端从软塞中穿出与大气相通。气缸B的下端有小孔通过一小段导管D与A中气体相通，面积为，不计重力的轻活塞封住了一部分气体。开始C内外的液面等高，A内气柱的长度为h，保持温度不变，缓慢向下压B内的活塞，当活塞到达B底时，C内液体刚好上升到A的内上表面，此时C的下端仍在A的液体中。外界气压为p0，重力加速度为g，玻璃管C的横截面积为0.1S，不计导管D内气体的体积。求：(1)此时作用在活塞上的压力；(2)开始时气缸B内气体的长度。15．（12分）一光滑绝缘固定轨道MN与水平面成角放置，其上端有一半径为l的光滑圆弧轨道的一部分，两轨道相切于N点，圆弧轨道末端Q点切线水平；一轻质弹簧下端固定在直轨道末端，弹簧原长时，其上端位于O点，。现将一质量为m的滑块A拴接在弹簧上端，使之从O点静止释放。A向下压缩弹簧达到的最低点为P点，。当A到达最低点P时，弹簧自动锁定，使A静止于P点。使质量也为m的滑块B，从N点由静止沿斜面下滑。B下滑至P点后，与A相碰，B接触A瞬间弹簧自动解锁，A、B碰撞时间极短内力远大于外力。碰后A、B有共同速度，但并不粘连。之后两滑块被弹回。（已知重力加速度为g，，）求：(1)弹簧上端被压缩至P点时所具有的弹性势能；(2)第一次碰撞过程中B对A弹力的冲量的大小；(3)若要B最终恰能回到圆弧轨道最高点，需要在B滑块由N点出发时，给B多大的初速度。

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．图像与坐标轴所围面积表示功，则拉力从到做功为故A错误；B．物体从到过程中，做圆周运动，合力不变0，故B错误；CD．从A到B由动能定理有解得由于滑轨道在水平面内，则物体从B到C做匀速圆运动，物体能够到达点，且速度大小为，故C错误，D正确。故选D。2、D【解析】

A．由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中有向下的分加速度，所以人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于失重状态，故A错误。B．若不考虑摩擦阻力，根据机械能守恒有可得。由于人和浮圈沿滑梯下滑过程中受到了阻力作用，所以人和浮圈刚进入盆体时的速度一定小于，故B错误。C．人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力为滑动摩擦力，与运动方向相反，故C错误。D．人和浮圈进入盆体后做半径逐渐减小的圆周运动，为向心运动，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力，故D正确。故选D。3、C【解析】

A．电子可以由M到N，也可以由N到M，由图示条件不能具体确定，故A错误；B．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电子带负电，则M点电子受到左下方的电场力，因此电场线指向右上方，根据沿电场线电势降低，可知a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，故B错误；C．等势线密的地方电场线密，电场场强大，则N点场强大于M点场强。则电子通过N点的加速度比M点的大，故C正确；D．从M到N过程中电场力做正功，根据功能关系可知，机械能增加，即电子通过M点时的机械能比通过N点时小，故D错误。故选C。4、B【解析】

AB．行星Ⅱ、行星Ⅲ满足a=r3，据开普勒第三定律知他们的运行周期相等，令△t等于一个周期，它们与中心天体连线扫过的面积，椭圆面积小于圆面积，故A错误，B正确；

C．向心加速度为垂直于速度方向的加速度，行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时加速度相等，但行星Ⅱ在该点的向心加速度为此加速度沿P至椭圆圆心方向的分量，小于行星Ⅲ在P点时加速度，故C错误；

D．据，考虑到Ⅰ到Ⅱ的变轨过程应该在B点加速，有v1＜v2B，B到E过程动能向势能转化，有v2B＞v2E，考虑到v2E小于在E点能够绕中心天体匀速圆周运动所需的速度vE，而vE＜v3，所以有v2E＜v3，综上所述v2E＜v3＜v1＜v2B，故D错误；

故选B。5、A【解析】

一个中子与某原子核发生核反应生成一个氘核的核反应方程为自由核子组合释放的能量Q就是氘核的结合能，而氘核由两个核子组成，则它的比结合能为，故A正确，BCD错误。故选A。6、C【解析】A、B项：由题干中信息可知，引力波以光速向外传播能量，故A，B均错误；C项：光在传播过程中频率保持不变，故C正确；D项：两个波能形成干涉，故两个波传播在无引力波作用时的传播路程一定不同，故D错误。点晴：此题属于科普信息阅读题，一般从文章中结合学过的知识即可直接获得答案，难度一般不会太难，但是需要学生能够快速阅读，并从文章中准确的获得关键信息，也体现了北京高考灵活性高的特点。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】

AB．由磁场叠加以及安培定则可知，AC两处的直导线在O点产生的磁场叠加结果为零，则O点的磁场是B点的直导线在O点产生的，其方向为水平向左；同理可知D点的合磁场方向也是水平向左，则导体棒在O点和D点所受安培力的方向相同（如图），选项A正确，B错误；CD．由以上分析可知，O点的磁感应强度为D点的磁感应强度为则导体棒在OD两点受安培力相等，选项C正确，D错误。故选AC。8、BC【解析】

A．由图乙可知交流电压最大值Um=220V；故A错误；B．输入电压的有效值为220V，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数电压表的示数是40V，选项B正确；C．流过电阻中的电流为0.5A，变压器的输入功率是P入=P出=UI=40×0.5W=20W故C正确；D．变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期T=0.02s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz，故D错误；故选BC。9、AC【解析】

粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示：AB．A点到CD的距离，则：∠OAQ=60°，∠OAD=∠ODA=15°，∠DAQ=75°则∠AQD=30°，∠AQO=15°粒子的轨道半径：粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：解得：故A正确B错误；CD．粒子在磁场中转过的圆心角：α=∠AQD=30°粒子在磁场中做圆周运动的周期为：粒子在磁场中的运动时间为：故C正确D错误。故选：AC。10、AB【解析】

A．椭圆的半长轴与圆轨道的半径相等，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，故A正确；B．甲、乙在点都是由万有引力产生加速度，则有故加速度大小相等，故B正确；C．乙卫星在两点的速度方向不同，故C错误；D．甲卫星从到，根据几何关系可知，经历，而乙卫星从到经过远地点，根据开普勒行星运动定律，可知卫星在远地点运行慢，近地点运行快，故可知乙卫星从到运行时间大于，而从到运行时间小于，故甲、乙各自从点运动到点的时间之比不是1：3，故D错误。故选AB。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、6.601.38×104（1.18×104～1.51×104均正确）0.518（0.497～0.549均正确）【解析】

（1）①主尺刻度为6mm，分尺刻度为0.05mm11=0.60mm，最终刻度为6.60mm．（1）滑块通过光电门的瞬时速度为：，根据速度位移公式得：，有：，整理得：，根据图线知图线的斜率为：；根据得：．12、【解析】

[1]从A到B，由动能定理得：mgR=EKB-0，则物块到达B时的动能：EKB=mgR，离开C后，物块做平抛运动，水平方向：x=vCt，竖直方向：，物块在C点的动能，联立可得