天津市四合庄中学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须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，理想变压器的原副线圈的匝数比为10：1，在原线圈接入u=30sin(100πt)V的正弦交变电压。若闭合开关后灯泡L正常发光，且灯泡L正常发光时的电阻为1.5Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A．副线圈中交变电流的频率为5Hz B．电压表的示数为3VC．电流表的示数为20A D．灯泡L的額定功率为3W2．下列关于物理学史、物理学研究方法的叙述中，正确的是（）A．库仑提出一种观点，认为在电荷周围存在着由它产生的电场B．伽利略通过观察发现了行星运动的规律C．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因D．卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力常量3．如图所示的装置中，A、B两物块的质量分别为2kg、lkg,连接轻弹簧和物块的轻绳质量不计，轻弹簧的质量不计，轻绳与滑轮间的摩擦不计，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是A．固定物块A，则弹簧的弹力大小为20NB．固定物块B，则弹簧的弹力大小为40NC．先固定物块A，在释放物块A的一瞬间，弹簧的弹力大小为10ND．先固定物块A，释放物块A后，A、B、弹簧一起运动的过程中，弹簧的弹力大小为15N4．如图甲所示，用传感器和计算机可以方便地描出平抛运动物体的轨迹。它的设计原理如图乙所示。物体A在做平抛运功，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声波-红外接收装置，B盒装有B1、B2两个超声波-红外接收器，并与计算机相连，B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，下列说法正确的是（）A．该实验中应用了波的干涉规律B．该实验中应用了波的反射规律C．该实验中应用了波的直线传播规律D．该实验中所用超声波信号和红外线脉冲信号均属于无线电波5．如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管的一端，且与螺线管垂直。用磁传感器测量ab上各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小，在计算机屏幕上显示的图像大致是（）A． B．C． D．6．如图所示，甲球用细线悬挂于车厢顶，乙球固定在竖直轻杆的下端，轻杆固定在天花板上，当车向右加速运动时，细线与竖直方向的夹角为θ=45°，已知甲球的质量为m，乙球的质量为2m，重力加速度为g。则轻杆对乙球的作用力大小等于（）A．mg B．mg C．2mg D．mg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，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为10kg，C的质量为40kg，重力加速度为g=10m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放C后C沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度.（）A．斜面倾角=30°B．A、B、C组成的系统机械能先增加后减小C．B的最大速度D．当C的速度最大时弹簧处于原长状态8．如图，水平面内固定有两根平行的粗糙长直金属导轨，两根相同的导体棒AB、CD置于导轨上并与导轨垂直，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。从t=0时开始，对AB棒施加一与导轨平行的水平外力F，使AB棒从静止开始向右做加速度大小为a0的匀加速直线运动。导轨电阻不计，两棒均与导轨接触良好，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。下列关于CD棒的速度v、加速度a、安培力F安和外力F随时间t变化的关系图线可能正确的是（）A． B． C． D．9．如图所示，匀强电场中有一个与电场线平行的平面，平面中有一个直角三角形MNQ，其中，，QM的长度为L。已知电子电荷量的大小为e，把电子从M点移动至Q点，电场力做正功，大小为eU。把电子从Q点移动至N点，电场力做负功，大小为。则该电场的电场强度（）A．方向由M向Q B．大小为 C．方向由Q向N D．大小为10．如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为，现让弹簧一端连接另一质量为的物体（如图乙所示），物体以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为，则()A．物体的质量为B．物体的质量为C．弹簧压缩最大时的弹性势能为D．弹簧压缩最大时的弹性势能为三、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）在测量干电池电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，S2为单刀双掷开关，定值电阻R0=4Ω。合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数Ⅰ的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为3.00V、2.99V，与横轴的截距分别为0.5A、0.6A。(1)S2接1位置时，作出的U－I图线是图乙中的____________（选填“A”或“B”）线；测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因是____________。(2)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E真=____________，r真=____________。(3)根据图线求出电流表内阻RA=____________。12．（12分）某科技创新实验小组采用不同的方案测量某合金丝的电阻率及电阻。(1)小明同学选取图甲方案测定合金丝电阻率。若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率p=______；用螺旋测微器测合金丝的直径如图乙所示，读数为______mm。。(2)小亮同学利用如图丙所示的实验电路测量R，的阻值。闭合开关S，通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，根据实验数据绘出图线如图丁所示，不计电源内阻，由此可以得到R=_____Ω，Rx的测量值与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。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，在第一象限内，存在垂直于平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ。一质量为，电荷量为的粒子，从轴上点以某一初速度垂直于轴进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动；随后进入电场运动至轴上的点，沿与轴正方向成角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于轴进入第四象限。不计粒子重力。求：（1）带电粒子从点进入第四象限时初速度的大小；（2）电场强度的大小；（3）磁场Ⅰ的磁感应强度的大小。14．（16分）人们对电场的认识是不断丰富的，麦克斯韦经典电磁场理论指出，除静止电荷产生的静电场外，变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处，又有区别。电子质量为，电荷量为。请分析以下问题。(1)如图1所示，在金属丝和金属板之间加以电压，金属丝和金属板之间会产生静电场，金属丝发射出的电子在静电场中加速后，从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时的速度，求电子穿出金属板时的速度大小v；(2)电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，其基本原理如图2所示。上图为侧视图，为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。a.如果电子做半径不变的变加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为，电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为，方向沿轨迹切线方向。求初速为的电子经时间获得的动能及此时电子所在位置的磁感应强度大小；b.在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子的感生电场是否可以引入电势概念。15．（12分）如图所示，半径R＝3.6m的光滑绝缘圆弧轨道，位于竖直平面内，与长L＝5m的绝缘水平传送带平滑连接，传送带以v＝5m/s的速度顺时针转动，传送带右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E＝20N/C，磁感应强度B＝2.0T，方向垂直纸面向外．a为m1＝1.0×10－3kg的不带电的绝缘物块，b为m2＝2.0×10－3kg、q＝1.0×10－3C带正电的物块．b静止于圆弧轨道最低点，将a物块从圆弧轨道顶端由静止释放，运动到最低点与b发生弹性碰撞（碰后b的电量不发生变化）．碰后b先在传送带上运动，后离开传送带飞入复合场中，最后以与水平面成60°角落在地面上的P点(如图)，已知b物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.1．（g取10m/s2，a、b均可看做质点）求：（1）物块a运动到圆弧轨道最低点时的速度及对轨道的压力；（2）传送带上表面距离水平地面的高度；（3）从b开始运动到落地前瞬间，b运动的时间及其机械能的变化量．

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．根据可得该交变电流的频率f=50Hz，变压器不改变频率，所以副线圈中交变电流的频率为50Hz，A项错误；B．原线圈所接的交变电压最大值为V，则有效值为30V，根据，代入数值解得U=3V，即电压表的示数为3V，B项正确；C．灯泡L正常发光时，副线圈中的电流为A=2AC项错误；D．灯泡L的额定功率P=I2R=6WD项错误。故选B。2、D【解析】

A．法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，故A错误；B．开普勒通过分析第谷观测的天文数据，发现了行星运动的规律，故B错误；C．伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持，故C错误；D．卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力常量，故D正确。故选D。3、C【解析】固定物块A，则弹簧的弹力大小等于B的重力，大小为10N，选项A错误；固定物块B，则弹簧的弹力大小等于A的重力，大小为20N，选项B错误；先固定物块A，则弹簧的弹力为10N，在释放物块A的一瞬间，弹簧的弹力不能突变，则大小为10N，选项C正确；先固定物块A，释放物块A后，A、B、弹簧一起运动的过程中，加速度为a=mAg-mB4、C【解析】

ABC．物体A向B盒同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒收到红外线脉冲时开始计时，收到超声波脉冲时停止计时，根据超声波在空气中的传播速度v（红外线传播时间极短，可忽略），可计算出A和B之间的距离，故该实验利用了超声波频率高，易于定向传播，即直线传播原理，AB错误C正确；D．超声波是一种机械波，而电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故红外线脉冲不是无线电波，D错误。故选C。5、C【解析】

通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，如图所示：那么各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小从a向b先增大，后减小到零，再反向增大，最后减小，故C正确。故选C。6、D【解析】

对甲球由牛顿第二定律知ma=mgtanθ则加速度大小为：a=gtanθ设杆对乙球的作用力为F，则解得：F=2mg；A.mg，与结论不相符，选项A错误；B.mg，与结论不相符，选项B错误；C.2mg，与结论不相符，选项B错误；D.mg，与结论相符，选项D正确；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、ABC【解析】

A．开始时弹簧压缩的长度为xB得：kxB=mg当A刚离开地面时，弹簧处于拉伸状态，对A有：kxA=mg物体A刚离开地面时，物体B获得最大速度，B、C的加速度为0，对B有：T-mg-kxA=0对C有：Mgsinα-T=0解得：α=30°故A正确；B．由于xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，即此过程中弹簧的弹性势能先减小后增加；而由A、B、C以及弹簧组成的系统机械能守恒，可知A、B、C组成的系统机械能先增加后减小，故B正确；

C．当物体A刚离开地面时，物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离为：由于xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，且物体A刚刚离开地面时，B、C两物体的速度相等，设为vB，由动能定理得：解得：vB＝2m/s故C正确；D．当B的速度最大时，C的速度也是最大的，此时弹簧处于伸长状态，故D错误；故选ABC。8、BD【解析】

A．因金属棒与导轨之间有摩擦力，可知开始时导体棒CD的速度为零，当所受的安培力等于最大静摩擦力时才开始运动，故A错误；B．开始时，CD棒的速度为零，加速度为零；当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大，与AB的速度差逐渐变大，则回路中感应电流逐渐变大，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，加速度逐渐变大，当CD的加速度与AB加速度相等时，两棒的速度差保持不变，安培力保持不变，加速度保持不变，故B正确；C．在开始CD棒不动时，安培力即安培力随时间成正比关系增加；当CD开始运动后，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故C错误；D．对AB外力开始时CD加速度为零，AB加速度为a=a0，则此时外力F随时间t线性增加；当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大，导体棒AB所受的向左的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故D正确。故选BD。9、CD【解析】

如图所示，电势差之比有由几何关系得。匀强电场中任意平行方向上的电势差与距离成正比。则则连线MP为等势线。所以PQ是一条电场线，电场强度方向由Q向N。由几何关系得则电场强度大小为故选CD。10、AC【解析】

对图甲，设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得，弹簧压缩x时弹性势能EP=M；对图乙，物体A以2的速度向右压缩弹簧，A、B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量仍为x时，A、B二者达到相等的速度v由动量守恒定律有：M=(M+m)v由能量守恒有：EP=M-(M+m)联立两式可得：M=3m，EP=M=m，故B、D错误，A、C正确．故选A、C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、B电流表的示数偏小3.00V1.0Ω1.0Ω【解析】

(1)[1]当S2接1位置时，可把电压表、定值电阻与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的图线应是B线；[2]测出的电池电动势和内阻存在系统误差，原因是电压表的分流；(2)[3]当S2接2位置时，可把电流表、定值电阻与电源看做一个等效电源，根据闭合电路欧姆定律可知电动势测量值等于真实值，图线应是线，即有[4]由于S2接1位置时，图线的B线对应的短路电流为所以真解得真[5]对线，根据闭合电路欧姆定律可得对应的短路电流为解得电流表内阻为12、4.70010偏大【解析】

(1)[1][2]合金丝的电阻电阻率由图示螺旋测微器可知，其示数为：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm(2)[3][4]在闭合电路中，电源电动势则由图像可知，得电源电动势，图像截距，可得；测量值为待测电阻与电流表内阻之和，所以测量值偏大。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）（3）【解析】

（1）粒子从轴上点进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动，由洛伦兹力提供向心力：解得：（2）粒子在第二象限内做类平抛运动，沿着x轴方向：沿与轴正方向成角离开电场，所以：解得电场强度：(3)粒子的轨迹如图所示：第二象限，沿着x轴方向：沿着y轴方向：所以：由几何关系知，三角形OO’N为底角45°的等腰直角三角形。在磁场Ⅰ中运动的半径：由洛伦兹力提供向心力：粒子在点速度沿与轴正方向成角离开电场，所以离开的速度：所以磁场Ⅰ的磁感应强度的大小：14、(1)；(2)a．，；b．不能【解析】

(1)电子在电场中加速，由动能定理解得(2)a．电子受到一直沿切线方向