2021-2022学年天津市南开中学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．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、在竖直平衡（截面）内固定三根平行的长直导线a、b、c，通有大小相等、方向如图所示的电流．若在三根导线所在空间内加一匀强磁场后，导线a所受安培力的合力恰好为零，则所加磁场的方向可能是（）A．垂直导线向左B．垂直导线向右C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外2、一根重为G的金属棒中通以恒定电流，平放在倾角为30°光滑斜面上，如图所示为截面图。当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒处于静止状态，此时金属棒对斜面的压力为FN1，安培力大小为F1，保持磁感应强度的大小不变，将磁场的方向改为竖直向上时，适当调整电流大小，使金属棒再次处于平衡状态，此时金属棒对斜面的压力为FN2，安培力大小为F2。下列说法正确的是（）A．金属棒中的电流方向垂直纸面向外B．金属棒受到的安培力之比C．调整后电流强度应比原来适当减小D．3、如图，、两盏电灯完全相同．当滑动变阻器的滑动头向右移动时，则（）A．灯变亮，灯变亮 B．灯变暗，灯变亮C．灯变暗，灯变暗 D．灯变亮，灯变暗4、火箭向后喷气后自身获得向前的速度。某一火箭在喷气前的质量为，间断性完成了多次向后喷气，每秒钟可完成5次喷气。设每一次喷气均喷出气体，气体喷出后的速度为，则第三次喷气后火箭的速度为（题中涉及各速度均以地面为参考系）（）A． B． C． D．5、左手定则中规定大拇指伸直方向代表以下哪个物理量的方向（）A．磁感强度 B．电流强度 C．速度 D．安培力6、如图，在研究功与内能改变的关系时，将一小块易燃物放在厚玻璃筒底部，用力向下压活塞，可以将易燃物点燃。关于该实验，下列说法正确的是（）A．筒内气体，在被压缩的同时从外界迅速吸收热量，导致气体温度升高B．只要最终筒内气体压强足够大，筒内易燃物就会被点燃C．若实验中易燃物被点燃，是活塞与筒壁间摩擦生热导致的D．该实验成功的关键是向下压活塞的力要大，速度要快二、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、如图两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好．现在同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则()A．金属棒ab一直加速下滑B．金属棒ab最终可能匀速下滑C．金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势D．带电微粒可能先向N板运动后向M板运动8、如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m，导轨一端与阻值R=0.3Ω的电阻相连，导轨电阻不计．导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度B随位置x变化如图（乙）所示．一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力F作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．下列说法中正确的是（

）A．金属棒向右做匀减速直线运动B．金属棒在x=1m处的速度大小为0.5m/sC．金属棒从x=0运动到x=1m过程中，外力F所做的功为-0.175JD．金属棒从x=0运动到x=2m过程中，流过金属棒的电量为2C9、如图所示，两个等量异种点电荷、固定在同一条水平线上，电荷量分别为和。是水平放置的足够长的光滑绝缘细杆，细杆上套着一个中间穿孔的小球，其质量为，电荷量为（可视为试探电荷，不影响电场的分布）。现将小球从点电荷的正下方点由静止释放，到达点电荷的正下方点时，速度为，为的中点。则（）A．小球从至先做加速运动，后做减速运动B．小球运动至点时速度为C．小球最终可能返回至点D．小球在整个运动过程中的最终速度为10、如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）A．O点处的磁感应强度为零B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D．a、c两点处磁感应强度的方向不同三、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）某多用表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=200μA，定值电阻R1=2.5Ω，R2=22.5Ω，电源电动势E=1.5V，则该多用表（1）A接线柱应该是与___________（填“红”或“黑”）表笔连接；（2）当选择开关接___________（填“a”或“b”）档时其对应的电阻档的倍率更高；（3）若选a档测量电阻，则原表盘100μA，对应的电阻刻度值应当为_______Ω；原表盘50μA的刻度，对应的电阻刻度值应当为______Ω。12．（12分）如图甲所示为测量木块和木板间滑动摩擦因数μ的实验装置图，足够长的木板置于水平地面上，小木块放置在长木板上，并与拉力传感器相连，拉力传感器可沿圆弧轨道滑动。长木板在外界作用下向左移动，得到拉力传感器的示数F与细绳和水平方向的夹角θ间的关系图线如图乙所示（g取10m/s2）。（答案保留两位有效数字）(1)木块和木板间的滑动摩擦因数μ=________________；(2)木块的质量m=__________kg。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）半径R＝0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内，轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处，另一端系一个质量m＝0.20kg的小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长为L0＝0.50m，劲度系数k＝4.8N/m，将小球从如图所示的位置由静止开始释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点C，在C点时弹簧的弹性势能EPC＝0.6J，g取10m/s2.求：(1)小球经过C点时的速度vc的大小；(2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向．14．（16分）如图所示，ABCD是某种透明材料的截面，AB面为平面，CD面是半径为R的圆弧面，O1O2为对称轴；一束单色光从O1点斜射到AB面上折射后照射到圆弧面上E点，刚好发生全反射，∠O1O2E=30°，DO2⊥CO2，透明材料对单色光的折射率为233，光在真空中传播速度为（i）单色光在AB面上入射角α的正弦值；（结果可以用根号表示）（ii）光在透明材料中传播的时间（不考虑光在BC面的反射）。（结果可以用根号表示）15．（12分）如图所示，水平地面上某竖直平面内有一固定的内壁光滑的直角三角形管道ABC，直角边AB竖直向下，直角边BC水平朝右，C端开口。取3个小球，t=0时刻三个球1，2静止释放，3斜向抛出。1号球在拐角处可使速度大小不变方向变为向右。三者在C端相遇但不碰撞，继续运动到达地面。三个小球从释放到落到地面所经历的时间分别为T1，T2，T3。已知直角边BC距地面的高度和AB边长相同。求：(1)三角形C处的角度为多少；(2)T1：T2：T3。

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】

根据安培定则可知，导线b在a处的磁场向里，导线c在a处的磁场向外，因b离a较近，可知bc在a处的合磁场垂直纸面向里；因导线a所受安培力的合力恰好为零，可知a处所加磁场的方向为垂直纸面向外；A．垂直导线向左，与结论不相符，选项A错误；B．垂直导线向右，与结论不相符，选项B错误；C．垂直纸面向里，与结论不相符，选项C错误；D．垂直纸面向外，与结论相符，选项D正确；2、B【解析】

A．根据题意可知，当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的安培力沿着斜面向上，根据左手定则可知，金属棒中的电流方向垂直纸面向里，故A错误；BD．当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的力如图所示根据平衡条件可知当磁场的方向改为竖直向上时，金属棒受力如图所示，根据三角形定则有所以有，故B正确，D错误；C．根据以上分析可知F1＜F2，所以I1＜I2，故C错误。故选B。3、D【解析】当滑出向右移动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，所以外电路电阻增大，路端电压增大，总电流减小，即B中的电流减小，所以B变暗，B两端的电压减小，而路端电压是增大的，所以并联电路两端的电压增大，即A两端的电压增大，所以A变亮，D正确．4、D【解析】

取喷气前的火箭整体为研究对象，喷气过程动量守恒。设每次喷出气体的速度为v，三次喷气后火箭的速度为，由动量守恒定律得解得故ABC错误，D正确。故选D。5、D【解析】

左手定则内容：张开左手，使四指与大拇指在同一平面内，大拇指与四指垂直，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指的方向与导体中电流方向的相同，大拇指所指的方向就是安培力的方向，故ABC错误，D正确。故选D。6、D【解析】

A．筒内气体在被压缩时外界对气体做功，导致气体温度升高，由于是迅速被压缩，从外界吸收热量很少，选项A错误；B．易燃物能否被点燃与筒内气体的压强大小无关，选项B错误；C．压缩气体时，活塞与筒壁间摩擦生热很少，不至于把易燃物点燃，选项C错误；D．该实验成功的关键是向下压活塞的力要大，速度要快，即使气体快速被压缩，与外界绝热，才能使气体内能迅速增大，温度升高，选项D正确。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、ACD【解析】根据牛顿第二定律有，而，，联立解得，因而金属棒将做匀加速运动，选项A正确B错误；ab棒切割磁感线，相当于电源，a端相当于电源正极，因而M板带正电，N板带负电，C正确；若带电粒子带负电，在重力和电场力的作用下，先向下运动然后再反向向上运动，D正确．8、BCD【解析】

试题分析：根据图象得函数关系式，金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势，感应电流，安培力，解得，根据匀变速直线运动的速度位移公式，如果是匀变速直线运动，与x成线性关系，而由上式知，金属棒不可能做匀减速直线运动，故A错误；根据题意金属棒所受的安培力大小不变，处与处安培力大小相等，有，即，故B正确；金属棒在处的安培力大小为，对金属棒金属棒从运动到m过程中，根据动能定理有，代入数据，解得，故C正确；根据感应电量公式，到过程中，B-x图象包围的面积，，，故D正确考点：考查了导体切割磁感线运动【名师点睛】考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解，运动过程中金属棒所受的安培力不变，是本题解题的突破口，注意B-x图象的面积和L的乘积表示磁通量的变化量．9、BD【解析】

A．根据等量异种点电荷的电场线分布，可知，两点电荷连线的中垂面是等势面，电势为0，正点电荷附近电势大于0，负点电荷附近电势小于0，根据对称关系可得其中，所以小球从C到D运动过程中，只有电场力做功，且由于电势降低，所以电势能减小，电场力做正功，小球在做加速运动，所以A错误；B．小球由C到D，由动能定理得则由C到O，由动能定理可得所以B正确；C．由分析可知无穷远处电势也是0，小球由O到D加速运动，再由D到无穷远处，电势升高，电势能增加，电场力做负功，小球做减速运动，所有不可能返回O点，所以C错误；D．小球从O到无穷远处，电场力做功为0，由能量守恒可知，动能变化量也是0，即无穷远处的速度为所以D正确。故选BD。10、C【解析】

A．由安培定则和磁场叠加原理可判断出O点处的磁感应强度方向向下，一定不为零，A错误；B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，选项B错误；C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，，均向下选项C正确；D．a、c两点处磁感应强度的方向相同，选项D错误。故选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、黑b150Ω450Ω【解析】(1)当用欧姆表测电阻时，电源和表头构成回路，根据电源正负极连接方式可知，黑表笔与电源正极相连，故A接线柱应该是与“黑”表笔连接；（2）整个回路最小电流，同时，当选择开关接b时，此时有最大值。当选择开关接b档时其对应的电阻档的倍率更高。（3）用a档测量电阻，欧姆调零时，，此时，当，此时干路电流为，由于，解得；当表盘时，此时干路电流为，由于，解得。【点睛】本题主要考查：利用电阻的串并联关系，来解决电流表的扩量程的相关问题；熟悉欧姆表的工作原理，利用回路欧姆定律解决相关问题。12、0.581.0【解析】

(1)[1]木块受四个力作用，重力mg、支持力FN、拉力F、滑动摩擦力Ff，竖直方向有mg=FN+Fsinθ水平方向有Ff=Fcosθ由于Ff=μFN联立得μmg=F(μsinθ+cosθ)变式为设整理得μmg=Fsin(θ+α)当θ+α=时，F有最小值，由乙图知，θ=时F有最小值，则α=所以得μ==0.58(2)[2]把摩擦因数代入μmg=F(μsinθ+cosθ)得F=由乙图知，当θ=时F=10N，解得mg=10N所以m=1.0kg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)3m/s.(2)3.2N，方向向上．【解析】试题分析：(1)设小球经过C点的速度为vc，小球从B到C，据机械能守恒定律得mg(R＋Rcos60°)＝EPC＋mv，（3分）代入数据求出vc＝3m/s.（2分）(