山西省新绛汾河中学2021-2022学年高三下学期联考物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则（）A．q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能B．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1的电荷量大于q2的电荷量2．如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，是关于对称且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，是垂直于放置的光屏，是屏上的一个光斑，根据该光路图，下列说法正确的是（）A．在玻璃中，光的波长比光的波长短B．在真空中，光的频率比光的大C．光的光子动量比B光的小D．通过同一双缝干涉装置，光的干涉条纹间距比光的小3．如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨4．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为电容器。将滑动变阻器的滑动触头P置于位置a，闭合开关S，电路稳定时理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2，理想电流表A的示数为I。当滑动变阻器的滑动触头P由a滑到b且电路再次稳定时，理想电压表V1、V2的示数分别为U1′、U2′，理想电流表A的示数为I′。则以下判断中正确的是（）A．滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，通过R3的电流方向由左向右B．滑动变阻器的滑动触头P由a滑向b的过程中，电容器的带电量减小C．，，D．5．在一大雾天，一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。如图所示a、b分别为小汽车和大卡车的v－t图像，以下说法正确的是（）A．因刹车失灵前小汽车已减速，不会追尾B．在t＝5s时追尾C．在t＝2s时追尾D．若刹车不失灵不会追尾6．如图所示，实线表示某电场中的电场线，但方向未知，虚线是某一带负电的粒子通过该电场区域的运动轨迹，A、B是运动轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，在A、B两点的电势分别为、，加速度大小分别为、，速度大小分别为、，电势能大小分别为、，则下列说法正确的是（）A．，> B．>，<C．>，< 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．如图，方向竖直向上的匀强磁场中固定着两根位于同一水平面内的足够长平行金属导轨，导轨上静止着与导轨接触良好的两根相同金属杆1和2，两杆与导轨间的动摩擦因数相同且不为零，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行于导轨的恒力F拉金属杆2使其开始运动，在足够长时间里，下列描述两金属杆的速度v随时间t变化关系的图像中，可能正确的是（）A． B． C． D．8．如图所示，粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上，∠CAB=30°，斜面内部0点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷，一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点，P为MN的中点，OM=ON，OM∥AB，下列说法正确的是（）A．小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力B．小物体静止在P点时受到的摩擦力最大C．小物体静止在P点时受到的支持力最大D．小物体静止在M、N点时受到的支持力相等9．如图所示，B为理想变压器，接在原线圈上的交流电压U保持不变，R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合前灯泡L1上的电压如图，当开关S闭合后，下列说法正确的是（）A．电流表A1的示数变大 B．电流表A2的示数变小C．电压表V的示数大于220V D．灯泡L1的电压有效值小于220V10．一静止在水平地面上的物块，受到方向不变的水平拉力F作用。0~4s时间内，拉力F的大小和物块加速度a的大小随时间t变化的关系分别如图甲、图乙所示。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。由此可求得（）A．物块与水平地面间的最大静摩擦力的大小为2NB．物块的质量等于1.5kgC．在0~4s时间内，合力对物块冲量的大小为6.75N・SD．在0~4s时间内，摩擦力对物块的冲量大小为6N・S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）如图甲，是“探究功与速度变化的关系”的实验装置，当质量为的小车，在1条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为；当用2条、3条完全相同的橡皮筋进行第2次、第3次实验时，由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同，因此第2次、第3次实验中，橡皮筋对小车做的功分别为、，每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。则：（1）关于该实验，下列说法中正确的是__（填选项序号字母）。A．必须平衡摩擦力B．打点计时器可以用干电池供电C．每次实验，小车必须从同一位置由静止释放D．可以选用规格不相同的橡皮筋（2）图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带，测得、、、、相邻两点间的距离分别为，，，，则小车获得的最大速度为__。如果用2条橡皮筋做实验，那么，在理论上，小车获得的最大动能为__（结果保留两位有效数字）。12．（12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________________________。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，两块相同的金属板M和N正对并水平放置，它们的正中央分别有小孔O和O′，两板距离为2L，两板间存在竖直向上的匀强电场；AB是一根长为3L的轻质绝缘竖直细杆，杆上等间距地固定着四个（1、2、3、4）完全相同的带电荷小球，每个小球带电量为q、质量为m、相邻小球间的距离为L，第1个小球置于O孔处．将AB杆由静止释放，观察发现，从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场，AB杆一直做匀速直线运动，整个运动过程中AB杆始终保持竖直，重力加速度为g。求：（1）两板间的电场强度E；（2）第4个小球刚离开电场时AB杆的速度；（3）从第2个小球刚进入电场开始计时，到第4个小球刚离开电场所用的时间。14．（16分）如图所示，粗细均匀的U型玻璃管竖直放置，其中左侧管开口，且足够长，右侧管封闭。DE段是水银柱，AD段是理想气体，其中AB=75cm，BC=CD=DE=25cm。已知大气压强p0=75cmHg，开始时封闭气体的温度为1000K。则：(1)缓慢降低环境温度，使水银柱全部到达BC段，则此时环境温度为多少？(2)保持环境温度1000K不变，向左侧管中逐渐滴入水银，使水银柱充满BC段，则加入水银的长度为多少？15．（12分）一定质量的理想气体在状态体积，压强，温度；在状态体积，压强。该气体的图象如图所示，让该气体沿图中线段缓慢地从状态变化到状态，求：①气体处于状态时的温度；②从状态到状态的过程中，气体的最高温度。

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】

由题，将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，说明Q对q1、q2存在引力作用，则知Q带负电，电场线方向从无穷远到Q，根据顺着电场线方向电势降低，根据电场力做功与电势能变化的关系，分析得知q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能．B点的电势较高．由W=qU分析q1的电荷量与q2的电荷量的关系．【详解】将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，则知Q对q1、q2存在引力作用，Q带负电，电场线方向从无穷远指向Q，所以A点电势高于B点电势；A与无穷远处间的电势差小于B与无穷远处间的电势差；由于外力克服电场力做的功相等，则由功能关系知，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能；由W=qU得知，q1的电荷量大于q2的电荷量。故D正确。故选D。2、C【解析】

AB．由光路图可知玻璃体对光的折射率大于对光的折射率，由此可知光的频率大于光的频率，光的频率越小则波长就越长，故光的波长比光的波长长，故AB错误；C．根据可知，光子的频率越大，则动量也就越大，故光的光子动量比光的小，故C正确；D．根据可知，光的波长越长，则干涉条纹间距越大，即光的干涉条纹间距比光的大，故D错误。故选C。3、B【解析】

AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．4、D【解析】

AB．电容C与电阻R1、R2并联，其电压等于电源的路端电压，当滑动变阻器滑动触头P由a滑向b的过程中，变阻器的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，根据可知，电容器的电荷量增加，电容器充电，通过R3的电流方向由右向左，故AB项错误；C．因电路电流减小，故，则R1两端电压减小，即。因路端电压增大，则R2两端电压增大，即，故C项错误；D．将R1等效为电源内阻，则可视为等效电源的路段电压，根据U—I图像的斜率关系可得故D项正确。故选D。5、D【解析】

ABC．根据速度-时间图像所时间轴所围“面积”大小等于位移，由图知，t=3s时，b车的位移为a车的位移为则所以在t=3s时追尾，故ABC错误；D．若刹车不失灵，由图线可知在t=2s时两车速度相等，小汽车相对于大卡车的位移所以刹车不失灵，不会发生追尾，故D正确。故选D。6、C【解析】

虚线是某一带负电的粒子通过该电场区域的运动轨迹，带电粒子在运动中只受电场力作用，粒子的受力方向和场强方向如图：若粒子由A运动到B，电场力方向和运动方向成钝角，电场力做负功，粒子的电势能增大，即；粒子在运动中只受电场力作用，电场力做负功，粒子动能减小，；，粒子带负电，。A处电场线比B处密集，粒子在A处受到的电场力比B处大，则粒子在A处的加速度大于B处，即。故C项正确，ABD三项错误。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】

AB．当力F作用到杆2上时，杆2立刻做加速运动，随着速度的增加产生感应电流，从而产生向左的安培力，此时的加速度则随速度增加，杆2做加速度减小的加速运动，当加速度减为零时做匀速运动；此时对杆1所受的安培力若小于最大静摩擦力，则此过程中杆1始终不动，则图像A错误，B正确；CD．由上述分析可知，若安培力增加到一定值时杆2开始运动，则随着安培力的增加，棒2做加速度逐渐增加的加速运动，杆1做加速度减小的加速运动，当两杆的加速度相等时，两杆的速度差恒定，此时两杆所受的安培力恒定，加速度恒定，则选项C错误，D正确。故选BD。8、CD【解析】

对小物体分别在三处静止时所受力分析如图所示：

A．结合平衡条件，由图，小物体在P、N两点时一定受四个力的作用，而在M处不一定。故A错误。B．小物体静止在P点时，摩擦力f=mgsin30°，静止在N点时：f′=mgsin30°+F′cos30°，静止在M点时：f″=mgsin30°-F′cos30°，可见静止在N点时所受摩擦力最大。故B错误。

CD．小物体静止在P点时，设库仑力为F，受到的支持力：N=mgcos30°+F，在M、N点时：N′=mgcos30°+F′sin30°，由库仑定律知：F＞F′，故N＞N′，即小物体静止在P点时受到的支持力最大，静止在M、N点时受到的支持力相等。故CD正确。故选CD。9、ACD【解析】

A．当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而变压器的匝数比不变，所以原线圈中的电流增大，电流表A1的示数变大，故A正确；B．当S接通后，电路的总电阻减小，副线圈总电流变大，电流表A2的示数变大，故B错误；C．根据图像可知，开关闭合前灯泡L1上的电压为220V，故电压表的示数为副线圈总电压，大于220V，闭合开关后，输入电压和匝数不变，电压表示数仍大于220V，故C正确；D．开关闭合后，总电阻减小，干路电流增大，故电阻分的电压增大，灯泡L1的电压减小，小于220V，故D正确。故选ACD。10、BC【解析】

A．t=1s时，物体开始运动，故此时的拉力等于物体的最大静摩擦力，故有故A错误；B．根据牛顿第二定律有代入得故B正确；C．在v－t图象中，与时间轴所围面积为物体的速度，则有由动量定理可得故C正确；D．在0~4s时间内，F的冲量为则摩擦力冲量为故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、AC0.820.067【解析】

（1）[1]．A．为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故A正确。

B．打点计时器使用的是低压交流电源。故B错误；

C．根据实验原理可知，每次实验，小车必须从同一位置由静止弹出。故C正确。

D．根据实验原理可知，橡皮筋必须是相同的，故D错误。

故选AC（2）[2][3]．要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分。即应选用纸带的C、D、E部分进行测量，时间间隔为0.02s，最大速度：如果用2条橡皮筋做实验，那么在理论上，小车获得的最大动能为12、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