宜昌市重点中学2021-2022学年高三第二次调研物理试卷含解析

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．如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（）A．当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上B．当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上C．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子D．分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上2．图为2020年深圳春节期间路灯上悬挂的灯笼，三个灯笼由轻绳连接起来挂在灯柱上，O为结点，轻绳OA、OB、OC长度相等，无风时三根绳拉力分别为FA、FB、FC。其中OB、OC两绳的夹角为，灯笼总质量为3m，重力加速度为g。下列表述正确的是（）A．FB一定小于mg B．FB与FC是一对平衡力C．FA与FC大小相等 D．FB与FC合力大小等于3mg3．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体P接触，但未与物体P连接，弹簧水平且无形变。现对物体P施加一个水平向右的瞬间冲量，大小为I0，测得物体P向右运动的最大距离为x0，之后物体P被弹簧弹回最终停在距离初始位置左侧2x0处。已知弹簧始终在弹簧弹性限度内，物体P与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法中正确的是（）A．物体P与弹簧作用的过程中，系统的最大弹性势能B．弹簧被压缩成最短之后的过程，P先做加速度减小的加速运动，再做加速度减小的减速运动，最后做匀减速运动C．最初对物体P施加的瞬时冲量D．物体P整个运动过程，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量大小相等、方向相反4．从空间某点以大小不同的速率沿同一水平方向射出若干小球，不计空气阻力。则它们的动能增大到初动能的2倍时的位置处于A．同一直线上 B．同一圆上C．同一椭圆上 D．同一抛物线上5．在超导托卡马克实验装置中，质量为的与质量为的发生核聚变反应，放出质量为的，并生成质量为的新核。若已知真空中的光速为，则下列说法正确的是（）A．新核的中子数为2，且该新核是的同位素B．该过程属于衰变C．该反应释放的核能为D．核反应前后系统动量不守恒6．图甲所示的变压器原，副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2，L3，L4为四只规格均为“9V,6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是()A．ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin100πt(V)B．电流表的示数为2A，且四只灯泡均能正常发光C．流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次D．ab输入端输入功率Pab＝18W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．下列说法正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水的表面存在表面张力的缘故B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故8．如图所示，两导轨所构成的平面与水平面成θ角，金属杆ab、cd的电阻均为R，质量均为m，沿与导轨垂直的方向放置在导轨上，两金属杆与导轨构成回路。金属杆的长度与导轨间的距离相等，且为L，金属杆cd通过跨过定滑轮的细绳与电动机相连。为了保证金属杆ab能在导轨上静止不动，金属杆cd需在电动机的带动下沿导轨向上移动。整个空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，不计一切摩擦阻力，下列各种判断中正确的是（）A．若磁场方向垂直导轨平面向下，则回路中电流方向为a→d→c→b→aB．金属杆cd沿导轨向上做匀速运动，速度大小v=C．细绳的拉力F=mgsinθD．电动机的输出功率P=9．为探究小球沿光滑斜面的运动规律，小李同学将一小钢球分别从图中斜面的顶端由静止释放，下列说法中正确的是（）A．甲图中小球在斜面1、2上的运动时间相等B．甲图中小球下滑至斜面1、2底端时的速度大小相等C．乙图中小球在斜面3、4上的运动时间相等D．乙图中小球下滑至斜面3、4底端时的速度大小相等10．如图为磁流体发电机的原理示意图，间距为的平行金属板M、N间有磁感应强度大小为B且方向垂直纸面向里的匀强磁场，将一束含有大量带正电和带负电的等离子体以速度水平喷入磁场，两金属板间就产生电压.定值电阻、滑动变阻器（最大值为）及开关S串联后接在M、N两端，已知磁流体发电机的电阻为r（），则在电路闭合、滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中（）A．金属板M为电源正极，N为电源负极B．电阻消耗功率的最大值为C．滑动变阻器消耗功率的最大值为D．发电机的输出功率先增大后减小三、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）某学习小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒(1)下列实验器材中，不必要的是_____；A．刻度尺B．交流电源C．秒表(2)实验中，小白先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点0的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打0点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=__________动能增加量ΔEk=_________；(3)小白同学通过比较得到，在误差允许范围内ΔEp与ΔEk近似相等他又在纸带选取多个计数点。测量它们到起始点0的距离；计算出各计数点对应的速度v，画出v2—h图像，则该图像斜率的物理意义是_________；(4)小白同学又从纸带上读出计数点B到起始点O的时间t，根据v=gt，计算出动能的变化ΔEk＇，则ΔEk＇、ΔEp、ΔEk的大小关系是__________。A．ΔEp>ΔEk>ΔEk＇B．ΔEp>ΔEk＇>ΔEkC．ΔEk>ΔEp>ΔEk＇D．ΔEk＇>ΔEp>ΔEk12．（12分）在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验，其操作如下：(1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝_____mm；

用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=____mm；(2)此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材：A．电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）；B．电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）：C．电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；D．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）；E.定值电阻R0＝80ΩF.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）；G.开关一只，导线若干。为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号________；(3)此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量电阻率ρ＝________（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2、电压表V，其读数可分别用字母I1、I2、U来表示）。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,三棱镜ABC三个顶角度数分别为∠A=75°、∠B=60°、∠C=45°,一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AB面某点入射,进入棱镜的光线在AC面上发生全反射,离开棱镜BC面时恰好与BC面垂直,已知光在真空中的速度c=3×108m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:①这束入射光线的入射角的正弦值。②光在棱镜中的波长。14．（16分）两根距离为L=2m的光滑金属导轨如图示放置，P1P2，M1M2两段水平并且足够长，P2P3，M2M3段导轨与水平面夹角为θ=37°。P1P2，M1M2与P2P3，M2M3段导轨分别处在磁感应强度大小为B1和B2的磁场中，两磁场方向均竖直向上，B1=0.5T且满足B1=B2cosθ。金属棒a，b与金属导轨垂直接触，质量分别为kg和0.1kg，电阻均为1Ω，b棒中间系有一轻质绳，绳通过光滑滑轮与质量为0.2kg的重物连接，重物距离地面的高度为10m。开始时，a棒被装置锁定，现静止释放重物，已知重物落地前已匀速运动。当重物落地时，立即解除b棒上的轻绳，b棒随即与放置在P2M2处的绝缘棒c发生碰撞并粘连在一起，随后bc合棒立即通过圆弧装置运动到倾斜导轨上，同时解除a棒的锁定。已知c棒的质量为0.3kg，假设bc棒通过圆弧装置无能量损失，金属导轨电阻忽略不计，空气阻力不计，sin37ο=0.6，cos37ο=0.8，g取10m/s2，求：(1)b棒与c棒碰撞前的速度；(2)b棒从静止开始运动到与c棒碰撞前，a棒上产生的焦耳热；(3)a棒解除锁定后0.5s，bc合棒的速度大小为多少。15．（12分）如图，在平面直角坐标系xOy内，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上处的M点，以速度垂直于y轴射入电场。经x轴上处的P点进入磁场，最后垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求：电场强度大小E；粒子在磁场中运动的轨道半径r；粒子在磁场运动的时间t。

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】微粒从M到N运动时间，对应N筒转过角度，即如果以v1射出时，转过角度：，如果以v2射出时，转过角度：，只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故A正确，D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误；若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故C错误．故选A点睛：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．2、D【解析】

A．因OB=OC可知FB=FC，由平衡知识可知解得FB一定大于mg，选项A错误；B．FB与FC不共线，不是一对平衡力，选项B错误；C．因FA=3mg>FC，则选项C错误；D．由平衡知识可知，FB与FC合力大小等于3mg，选项D正确。故选D。3、C【解析】因物体整个的过程中的路程为4x0，由功能关系可得：,可知，，故C正确；当弹簧的压缩量最大时，物体的路程为x0，则压缩的过程中由能量关系可知：，所以：EP＝−μmgx0（或EP=3μmgx0）．故A错误；弹簧被压缩成最短之后的过程，P向左运动的过程中水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，可知物体先做加速度先减小的变加速运动，再做加速度增大的变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动；故B错误；物体P整个运动过程，P在水平方向只受到弹力与摩擦力，根据动量定理可知，摩擦力的冲量与弹簧弹力的冲量的和等于I0，故D错误．故选C.点睛：本题分析物体的受力情况和运动情况是解答的关键，要抓住加速度与合外力成正比，即可得到加速度是变化的．运用逆向思维研究匀减速运动过程，求解时间比较简洁．4、A【解析】

动能增大到射出时的2倍，根据公式，速度增加为初速度的倍；速度偏转角度余弦为：，故速度偏转角度为45°，故：vy=v0tan45°=v故运动时间为：①根据平抛运动的分位移公式，有：x=v0t②③联立①②③解得：在同一直线上。A.同一直线上。与上述结论相符，故A正确；B.同一圆上。与上述结论不符，故B错误；C.同一椭圆上。与上述结论不符，故C错误；D.同一抛物线上。与上述结论不符，故D错误。故选：A5、A【解析】

A．由质量数守恒和电荷数守恒可知新核的质量数和电荷数分别为4和2，新核是，是的同位素，中子数为2，故A正确；B．该过程是核聚变反应，不属于衰变，故B错误；C．该反应释放的核能为故C错误；D．核反应前后系统动量守恒，故D错误。故选A。6、B【解析】

AB．由题知，cd的电压瞬时值表达式为有效值为，由得副线圈，则均能正常发光，每只灯泡的电流副线圈电流由得原线圈的电流也能正常发光，ab输入电压的表达式为选项A错，选项B对；C．由图象知交流电的周期为0.02s，交流电的频率为50Hz，流过灯L2的电流每秒钟方向改变100次，C错；D．ab输如果气体端输入功率选项D错；故选B．【点睛】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时运用闭合电路殴姆定律来分析随着电阻变化时电流、电压如何变化．分析的思路先干路后支路，以不变应万变．最后值得注意的是变压器的原线圈与灯泡串联后接入交流中，所以图象的有效值不是原线圈的有效值．【考点】交变电流，变压器二、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、ACD【解析】A、把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，浮力很小，可以忽略不计，故一定是由于水表面存在表面张力的缘故，故A正确；

B、水对油脂表面是不浸润的所以成水珠状，水对玻璃表面是浸润的，无法形成水珠，表面张力是一样的，故B错误；

C、宇宙飞船中的圆形水滴是表面张力的缘故，故C正确；

D、毛细现象中有的液面升高，有的液面降低，这与液体种类和毛细管的材料有关，故D正确；

E、当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于大气压力的缘故，故E错误．点睛：本题考查了液体表面张力和液体的浸润与不浸润现象，是联系生活的好题．8、BD【解析】

A．金属杆ab静止不动，所受安培力应沿导轨平面向上，若磁场垂直导轨平面向下，根据右手定则可判断感应电流方向为a→b→c→d→a，故A错误；B．对金属杆ab由平衡条件有mgsinθ=BIL金属杆cd切割磁感线产生感应电流I=解得v=故B正确；C．由于金属杆ab静止不动，金属杆cd匀速运动，由整体法有细绳拉力F=2mgsinθ故C错误；D．电动机的输出功率等于细绳拉力的功率，功率P=Fv=故D正确。故选BD。9、BC【解析】

A．设斜面与水平面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得加速度为甲图中，设斜面得高度为h，则斜面得长度为小球运动的时间为可知小球在斜面2上运动的时间长，故A错误；B．达斜面底端的速度为与斜面得倾角无关，与h有关，所以甲图中小球下滑至斜面1、2底端时的速度大小相等，故B正确；C．乙图中，设底边的长度为d，则斜面的长度为根据得可知和时，时间相等，故C正确；D．根据，可知速度仅仅与斜面得高度h有关，与其他的因素无关，所以乙图中小球下滑至斜面4底端时的速度较大，故D错误。故选BC。10、BD【解析】

A．等离子体喷入磁场后，由左手定则可知正离子向N板偏转，负离子向M板偏转，即金属板M为电源负极，N为电源正极，故A错误；B．等离子体稳定流动时，洛伦兹力与电场力平衡，即可得电源电动势，当滑片P位于b端时，电路中电流最大，电阻消耗的功率最大，且为故B正确；C．滑动变阻器最大阻值为，小于定值电阻与电源内阻之和，故滑动变阻器阻值为时消耗的功率最大，且为故C错误；D．因，所以滑片P由a端向b端滑动的过程中，外电路电阻减小，必然在某位置有由外电阻与内阻相等时电源输出功率最大可知，滑片P由a端向b端滑动的过程中，发电机的输出功率先增大后减小，故D正确。故选：BD。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、CmghB2gD【解析】

(1)[1]因为打点计时器有计时功能，所以不需要秒表，故选C。(2)[2]根据重物的重力势能减少量即为重力做的功；[3]B点速度为根据动能公式(3)[4]根据动能定理得，所以图像斜率的物理意义是2g。(4)[5]根据可以看出，影响ΔEk＇的只有时间t，时间是通过打点计时器打的点输出来的，相对准确，所以ΔEk＇的计算最准确，误差最小。ΔEp是根据下落的高度计算出来的，由于受到阻力等影响，实际下落高度会略小于ΔEk＇中对应的下落高度。根据可知，影响ΔEk有h3和h2两个数据，所以导致误差比ΔEp更大，从而ΔEp>ΔEk，所以综上得到ΔEk＇>ΔEp>ΔEk，故ABC错误，D正确。故选D。12、50.155.695(5.693~5.697)【解析】

(1)[1]20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，圆柱体的长度为[2]螺旋测微器的转动刻度为50格，共0.5mm，一小格的长度为0.01mm，转动刻度估读到零点几格，则圆柱体的直径为(5.693~5.697)(2)[3]直流电源E的电动势为4V，实验提供的电压表为15V，量程太大不合适，而电流表A1的内阻已知，还有一个定值电阻R0＝80Ω，可考虑改装出电压表，量程为量程较合适，改装后待测电阻的最大电流为电流表A2的量程100mA，直接接在待测电阻上指针的偏转幅度小，而改装后的电压表和待测电阻并联后的总电流约为80mA，则电流表A2(100mA)接在干路上指针