天津市蓟县第二中学2021-2022学年高三压轴卷物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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．汽车甲和乙在同一公路上做直线运动，下图是它们运动过程中的U-t图像，二者在t1和t2时刻的速度分别为v1和v2，则在t1到t2时间内A．t1时刻甲的加速度小于乙的加速度B．乙运动的加速度不断增大C．甲与乙间距离越来越大D．乙的平均速度等于2．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征,认识正确的是()A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV3．相传我国早在5000多年前的黄帝时代就已经发明了一种指南车。如图所示为一种指南车模型，该指南车利用机械齿轮传动的原理，在任意转弯的情况下确保指南车上的小木人右手臂始终指向南方。关于该指南车模型，以下说法正确的是（）A．以指南车为参照物，车上的小木人始终是静止的B．如果研究指南车的工作原理，可以把车看成质点C．在任意情况下，指南车两个车轮轮缘的线速度大小都相等D．在任意情况下，车转弯的角速度跟小木人的角速度大小相等4．2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布，有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家MichelMayor和DidierQueloz，以表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星"。由于行星自身不发光，所以我们很难直接在其他恒星周围找到可能存在的系外行星，天文学家通常都采用间接的方法来侦测太阳系外的行星，视向速度法是目前为止发现最多系外行星的方法。行星自身的质量使得行星和恒星围绕着他们共同的质量中心在转动，在地球上用望远镜就有可能看到行星引力对于恒星的影响。在视线方向上，恒星受行星引力作用，时而远离时而靠近我们，这种细微的摇摆反应在光谱上，就会造成恒星光谱不断地红移和蓝移。我们称这种探测系外行星的方法为视向速度法。结合以上信息，下列说法正确的是（）A．在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，恒星和行星做圆周运动的线速度大小一定相等B．在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，由于恒星质量大，转动半径小，所以恒星做圆周运动的周期比行星的周期小C．若某恒星在靠近我们，该恒星发出光的频率将变高，因此接收到的频率就会变高，即恒星光谱会出现蓝移D．若某恒星在远离我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频率低，即恒星光谱会出现红移5．一个质点沿竖直方向做直线运动，时间内的速度一时间图象如图所示，若时间内质点处于失重状态，则时间内质点的运动状态经历了（）A．先超重后失重再超重 B．先失重后超重再失重C．先超重后失重 D．先失重后超重6．2019年2月15日，一群中国学生拍摄的地月同框照，被外媒评价为迄今为止最好的地月合影之一。如图所示，把地球和月球看做绕同一圆心做匀速圆周运动的双星系统，质量分别为M、m，相距为L，周期为T，若有间距也为L的双星P、Q，P、Q的质量分别为2M、2m，则（）A．地、月运动的轨道半径之比为 B．地、月运动的加速度之比为C．P运动的速率与地球的相等 D．P、Q运动的周期均为二、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，A、B两板间电压为600V，A板带正电并接地，A、B两板间距离为12cm，C点离A板4cm，下列说法正确的是()A．E=2000V/m，φC=200VB．E=5000V/m，φC=-200VC．电子在C点具有的电势能为-200eVD．电子在C点具有的电势能为200eV8．如图，正四棱柱abcd—a′b′c′d′的两条棱bb′和dd′上各有一根通有相同恒定电流的无限长直导线，则（）A．a点磁场方向平行于db连线B．a、c两点的磁感应强度相同C．ac连线上由a到c磁感应强度先增大后减小D．穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等9．如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是A．物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mg(R+h)B．物块从A到B过程重力的平均功率为C．物块在B点时对槽底的压力大小为D．物块到B点时重力的瞬时功率为mg10．在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个轻质定滑轮b，m1用轻杆连接着另一轻质滑轮c，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在m2上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计，整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是（）A．整个装置稳定时，α角一定等于β角B．若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，m1高度上升C．若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，m1高度上升D．存在某一方向，往该方向缓慢移动轻滑轮b时，m1的位置保持不变三、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）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，不考虑B反弹对系统的影响。将A拉到P点，待B稳定后，A由静止释放，最终滑到Q点。测出PO、OQ的长度分别为h、s。（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________（“增大”或“减小”）重物的质量。（2）滑块A在PO段和OQ段运动的加速度大小比值为__________。（3）实验得A、B的质量分别为m、M，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为_______（用m、M、h、s表示）。12．（12分）如图所示为一简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是定值电阻，其中R3=20Ω，R0为滑动变阻器。表头G的满偏电流为I0=250μA、内阻为r0=600Ω。A端和B端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，其中直流电流挡有1mA和2.5mA两挡。为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还备有电阻箱R（最大阻值为99999.9Ω）。(1)由以上条件可算出定值电阻R1=____Ω、R2=____Ω。(2)将选择开关与“3”相连，滑动R6的滑片到最下端b处，将两表笔A、B接在电阻箱上，通过调节电阻箱的阻值R，记录不同阻值R和对应的表头示数I。在坐标纸上，以R为横坐标轴，以______为纵坐标轴，把记录各组I和R描绘在坐标纸上，平滑连接，所得图像为一条不过原点的直线。测得其斜率为k、纵截距为b，则多用电表内电池的电动势和内阻分别为_____和__。（用k、b和已知数据表示）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，竖直平面内有一直角坐标系xOy，x轴沿水平方向。第二、三象限有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，与x轴成θ＝37°角的绝缘细杆固定在二、三象限；第四象限同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直于坐标平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带电小球a穿在细杆上沿细杆匀速下滑，在N点脱离细杆恰能沿圆周轨道运动到x轴上的A点，且速度方向垂直于x轴。已知A点到坐标原点O的距离为，小球a与绝缘细杆的动摩擦因数μ＝0.5；，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求：(1)带电小球的电性及电场强度的大小E；(2)第二、三象限里的磁场的磁感应强度大小B1与第四象限磁感应强度B之比，=？(3)当带电小球a刚离开A点竖直向上运动时，从y轴正半轴距原点O为4l的P点（图中未画出）以某一初速度水平向右平抛一个不带电的绝缘小球b，a、b两球刚好在第一象限某点相碰，则b球的初速度为多大？14．（16分）如图所示，在xOy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场，y轴左侧（I区）和MN边界右侧（II区）的空间有垂直纸面向里的匀强磁场，且MN右侧的磁感应强度大小是y轴左侧磁感应强度大小的2倍，MN边界与y轴平行且间距保持不变.一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场，每次经过y轴左侧磁场的时间均为，粒子重力不计.（1）求y轴左侧磁场的磁感应强度的大小B;（2）若经过时间粒子第一次回到原点O,且粒子经过电场加速后速度是原来的4倍，求电场区域的宽度d（3）若粒子在左右边磁场做匀速圆周运动的半径分别为R1、R2且R1<R2,要使粒子能够回到原点O,则电场强度E应满足什么条件？15．（12分）如图所示，竖直放置的光滑金属导轨水平间距为L，导轨下端接有阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属细杆ab与竖直悬挂的绝缘轻质弹簧相连，弹簧上端固定。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。现使细杆从弹簧处于原长位置由静止释放，向下运动距离为h时达到最大速度vm，此时弹簧具有的弹性势能为Ep。导轨电阻忽略不计，细杆与导轨接触良好，重力加速度为g，求：（1）细杆达到最大速度m时，通过R的电流大小I；（2）细杆达到最大速度vm时，弹簧的弹力大小F；（3）上述过程中，R上产生的焦耳热Q。

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】试题分析：在速度-时间图象中每一点表示该时刻所对应的速度，图线上每一点切线的斜率表示物体的瞬时加速度，根据图象的斜率可知加速度的变化；由速度公式可求得位移及平均速度．v-t图像的斜率表示加速度，所以时刻甲的加速度小于乙的加速度，乙的斜率越来越小，所以加速度越来越小，A正确B错误；由于甲乙不知道t=0时刻甲乙两车的位置关系，则无法判断两者间的距离如何变化，C错误；甲做匀减速直线运动，在t1和t2时间内，甲的平均速度为，由于乙的位移小于甲的位移，故乙的平均速度，D错误．2、D【解析】

A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据可知，能放出3种不同频率的光，故B错误；C、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV才能跃迁，故C错误；D、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大=-1.51+13.6=12.09eV，因锌的逸出功是3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV，故D正确；故选D.3、A【解析】

A．以指南车为参照物，车上的小木人相对于小车的位置不变，所以始终是静止的，故A正确；B．在研究指南车的工作原理时，不可以把车看成质点，否则车上的小木人右手臂始终指向南方的特点不能体现，故B错误；C．在指南车转弯时，两个车轮的角速度相等，线速度不一定相等，故C错误；D．由题，车转弯时，车转动，但车上的小木人右手臂始终指向南方，可知小木人是不转动的，所以它们的角速度是不相等的，故D错误；故选A。4、D【解析】

AB．双星间的万有引力提供它们各自圆周运动的向心力，则恒星和行星做圆周运动的角速度大小相等，周期相同，则可得由于恒星与行星质量不同，则轨道半径不同，由公式可知，恒星和行星做圆周运动的线速度大小不同，故AB错误；C．根据多普勒效应可知，若某恒星在靠近我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频率，即恒星光谱会出现蓝移，故C错误；D．根据多普勒效应可知，若某恒星在远离我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频率低，即恒星光谱会出现红移，故D正确。故选D。5、D【解析】

图像的斜率表示加速度，则时间内质点加速，质点处于失重状态，说明这段时间内质点向下加速，则时间内质点先向下加速后向下减速，因此运动状态是先失重后超重，选项D正确，ABC错误。故选D。6、D【解析】

双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度和周期，对两颗星分别运用牛顿第二定律和万有引力定律列式，进行求解即可。【详解】A．对于地、月系统，两者具有相同的角速度和周期，万有引力提供向心力则地、月系统，两者运动的轨道半径之比为故A错误；B．对于地、月系统，根据牛顿第二定律，得故B错误；D．同理，P、Q系统，万有引力提供向心力P、Q系统的轨道半径运行周期同理，对于地、月系统，运行周期联立解得故D正确；C．根据得：地球的运动速率同理可得P运动速率联立解得故C错误。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、BD【解析】

由U=Ed可求得场强E，C点的电势等于C与A板的电势差，由U=Ed求解C点的电势；由Ep=qφC可求得电子在C点具有的电势能．【详解】A、B、AB间有匀强电场，场强为E=Ud=6000.12V/m=5000V/m,AC间的电势差为UAC=Ed1=5000×0.04V=200V，因A带正电且电势为零，C点电势低于C、D、电子在C点具有的电势能EP=φC×(-e)=200eV；故C错误，D正确；故选BD.【点睛】在研究电场中电势时一定要注意各个量的正负，明确各点间电势的高低，注意电势的符号．8、AD【解析】

A．由右手螺旋定则可知，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度垂直纸面向外，dd′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿ab向下，且两导线在a处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，a点磁场方向平行于db连线，故A正确；B．由右手螺旋定则可知，dd′处通电导线在c点产生的磁感应强度垂直纸面向里，bb′处通电导线在a点产生的磁感应强度沿cd向上，且两导线在c处产生的磁感应强度大小相等，由矢量合成可知，c点磁场方向平行于db连线，但与a点磁场方向相反，故B错误；C．由于ac与bd相互垂直，设垂足为M，由右手螺旋定则可知，M点的磁感应强度为0，则ac连线上由a到c磁感应强度先减小后增大，故C错误；D．bb′处通电导线产生的磁场穿过矩形abb′a′的磁通量为0，dd′处通电导线产生的磁场穿过矩形add′a′的磁通量为0，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数别为dd′处通电导线产生的磁场和bb′处通电导线产生的磁场，由于两导线电流相等，分别到两距形的距离相等，则穿过矩形abb′a′和矩形add′a′的磁感线条数相等，故D正确。故选AD。9、BC【解析】

A项：物块从A到B做匀速圆周运动，根据动能定理有：，因此克服摩擦力做功，故A错误；B项：根据机械能守恒，物块在A点时的速度大小由得：，从A到B运动的时间为，因此从A到B过程中重力的平均功率为，故B正确；C项：根据牛顿第二定律：，解得：，由牛顿第三定律得可知，故C正确；D项：物块运动到B点，速度与重力垂直，因此重务的瞬时功率为0，故D错误。故选：BC。10、ABD【解析】

A．对m2分析可知，m2受拉力及本身的重力平衡，故绳子的拉力等于m2g，对于滑轮c分析，由于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角α和β相等，故A正确；BC．整个装置稳定时，α角一定等于β角，且绳子拉力等于m2g，则ac与bc细线与竖直方向的夹角相等，设为，ab水平距离不变，结合几何关系，有得若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，细线的拉力等于m2g不变，细线的合力也不变，则不变，由于d和都不变，故不变，则m1高度上升，同理，若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，ab水平距离变大，则细线的拉力等于m2g不变，细线的合力也不变，则不变，d变大，则变大，所以m1高度下降，故B正确，C错误；D．由于细线bm2和bc部分拉力大小相等，两段细线的合力方向为细线bm2和bc部分的角平分线，如果沿角平分线移动轻滑轮b时，细线各部分的拉力大小和方向均不变，则m1的位置保持不变，故D正确。故选ABD。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、减小【解析】

（1）[1]B减少的重力势能转化成系统的内能和AB的动能，A释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度）解决。依据解决方法有：可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度），故减小B的质量；

（2）[2]根据运动学公式可知：2ah=v22a′s=v2联立解得：（3）[3]B下落至临落地时根据动能定理有：Mgh-μmgh=（M+m）v2在B落地后，A运动到Q，有mv2=μmgs解得：12、80120【解析】

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