2022年河北省唐山市玉田县高三下学期联合考试物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，水平导体棒PQ用一根劲度系数均为k=80N/m的竖直绝缘轻弹簧悬挂起来，置于水平向里的匀强磁场中，PQ长度为L=0.5m，质量为m=0.1kg。当导体棒中通以大小为I=2A的电流，并处于静止时，弹簧恰好恢复到原长状态。欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，（重力加速度g取10m/s2）则（）A．通入的电流方向为P→Q，大小为1.2AB．通入的电流方向为P→Q，大小为2.4AC．通入的电流方向为Q→P，大小为1.2AD．通入的电流方向为Q→P，大小为2.4A2、2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动。黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随着很多新奇的物理现象。传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来，但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度"T”。T=其中T为“黑洞”的温度，h为普朗克常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞的质量。K是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”。以下几个选项中能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（）A． B． C． D．3、如图，倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块A和B（质量均为m），弹簧的劲度系数为k，B靠着固定挡板，最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着A发射一颗质量为m、速度为的子弹，子弹射入A的时间极短且未射出，子弹射入后经时间t，挡板对B的弹力刚好为零。重力加速度大小为g。则（）A．子弹射入A之前，挡板对B的弹力大小为2mgB．子弹射入A的过程中，A与子弹组成的系统机械能守恒C．在时间t内，A发生的位移大小为D．在时间t内，弹簧对A的冲量大小为4、如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块，系统处于静止状态，现用竖直向下的力作用在上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列是力和运动时间之间关系的图象，正确的是（）A． B． C． D．5、如图所示为某稳定电场的电场线分布情况，A、B、C、D为电场中的四个点，B、C点为空心导体表面两点，A、D为电场中两点。下列说法中正确的是（）A．D点的电势高于A点的电势B．A点的电场强度大于B点的电场强度C．将电子从D点移到C点，电场力做正功D．将电子从B点移到C点，电势能增大6、2018年2月2日，“张衡一号”卫星成功发射，标志着我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。“张衡一号”可以看成运行在离地高度约为500km的圆轨道上。该卫星在轨道上运行时（）A．周期大于地球自转的周期B．速度大于第一宇宙速度C．向心加速度大于同步卫星的向心加速度D．加速度大于地球表面的重力加速度二、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、平行金属板PQ、MN与电源和滑线变阻器如图所示连接，电源的电动势为E，内电阻为零；靠近金属板P的S处有一粒子源能够连续不断地产生质量为m，电荷量+q，初速度为零的粒子，粒子在加速电场PQ的作用下穿过Q板的小孔F，紧贴N板水平进入偏转电场MN；改变滑片p的位置可改变加速电场的电压Ul和偏转电场的电压U2，且所有粒子都能够从偏转电场飞出，下列说法正确的是（）A．粒子的竖直偏转距离与U2成正比B．滑片p向右滑动的过程中从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小C．飞出偏转电场的粒子的最大速率D．飞出偏转电场的粒子的最大速率8、如图所示，等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点、与直流电源两端相接，已知导体棒受到的安培力大小为，则（）A．导体棒受到的安培力垂直于线框平面B．导体棒中的电流是导体棒中电流的2倍C．导体棒和所受到的安培力的合力大小为D．三角形线框受到的安培力的大小为9、下列说法正确的是________。A．利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量B．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象C．泊松亮斑是光透过圆盘形成的衍射现象D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象E.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的衍射原理10、在光滑的水平面上，一滑块的质量m=2kg，在水平面上受水平方向上恒定的外力F=4N（方向未知）作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过PQ两点时速度大小均为v=5m/s。滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角α=37°，sin37°=0.6，则（）A．水平恒力F的方向与PQ连线成53°夹角B．滑块从P到Q的时间为3sC．滑块从P到Q的过程中速度最小值为4m/sD．PQ两点连线的距离为12m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）某同学采用图甲所示的电路完成“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验，实验中用电压表测量小灯泡的电压，用多用电表的直流挡测量通过小灯泡的电流。（1）图甲中多用电表的黑表笔是____________（填“P”或“Q”），用多用电表的直流电流挡测量通过小灯泡的电流时，需要将多用电表的两个表笔连接到a、b两处，其中黑表笔应与____________（填“a”或“b”）连接。（2）实验配备的器材如下：A．待测小灯泡L（“2.5V，0.2W”）B．电压表V（量程0-3V，阻值约3kΩ）C．多用电表（三个直流电流挡量程分别为1mA，10mA，100mA）D．滑动变阻器R1（阻值范围0~10ΩE.滑动变阻器R2（阻值范围0~500ΩF.电池组（电动势4.5V，内阻约为1Ω）G.开关一只，导线若干为了使测量尽可能地准确且能方便地进行调节，多用电表直流电流挡量程应选____，滑动变阻器应选_______。（3）该同学选取合适的器材后，用导线将器材按图甲所示的电路连接起来，如图乙所示。他在实验前进行电路检查时发现漏接了一根导线，请你在乙图上用笔画上这根漏接的导线________。（4）该同学纠正连线错误后，通过实验测得多组I、U值并描绘出小灯泡的I-U曲线如图丙所示。由I-U曲线可以看出：当灯泡两端电压U=2.20V时小灯泡的电阻R（5）我们知道，多用电表用久以后，表内电池的电动势会减小而内阻会增大。那么用久以后的多用电表电流挡测得的电流与真实值相比_____________（填“偏大”，“偏小”或“相同”）。12．（12分）某实验小组用如图所示的装置，做验证机械能守恒定律的实验。当地重力加速度为：(1)电磁铁通过铁夹固定在铁架台上，给电磁铁通电，小球被吸在电磁铁下方（光电门的正上方）。电磁铁断电，小球由静止释放，测得小球通过光电门所用时间为，测得小球直径为，电磁铁下表面到光电门的距离为，根据测得数值，得到表达式_______（用已知和测得的物理量表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律得到验证；(2)若保持电磁铁位置不变，改变光电门的位置，重复上述实验，得到多组及小球通过光电门的时间，为了能通过图像直观地得到实验结果，需要作出_____（填“”“”“”或“”）图像，当图像是一条过原点的倾斜直线时，且在误差允许的范围内，斜率等于___________（用已知和测得的物理量表示），则机械能守恒定律得到验证；(3)下列措施可以减小实验误差的是______。A．选用直径较小，质量较大的小球B．选用直径较大，质量较大的小球C．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些D．尽量让小球球心通过光电门四、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，足够长的“U”形框架沿竖直方向固定，在框架的顶端固定一定值电阻R，空间有范围足够大且垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，电阻值均为R的金属棒甲、乙垂直地放在框架上，已知两金属棒的质量分别为m=2.0×10-2kg、m乙=1.0×10-2kg。现将金属棒乙锁定在框架上，闭合电键，在金属棒甲上施加一竖直向上的恒力F，经过一段时间金属棒甲以v=10m/s的速度向上匀速运动，然后解除锁定，金属棒乙刚好处于静止状态，忽略一切摩擦和框架的电阻，重力加速度g=10m/s2。则(1)恒力F的大小应为多大？(2)保持电键闭合，将金属棒甲锁定，使金属棒乙由静止释放，则金属棒乙匀速时的速度v2应为多大？(3)将两金属棒均锁定，断开电键，使磁感应强度均匀增加，经时间t=0.1s磁感应强度大小变为2B此时金属棒甲所受的安培力大小刚好等于金属棒甲的重力，则锁定时两金属棒之间的间距x应为多大？14．（16分）如图所示，圆心为O的四分之一圆弧形接收屏BD，水平放置在光滑绝缘的水平桌面上，整个装置处于水平方向的匀强电场中，电场强度的方向垂直于直线AOB。现将一带正电小球从A点沿AO方向射出，其初动能为Ek，小球恰好垂直打到圆弧上的C点。已知∠BOC=θ，取A点电势。(1)求小球在C点的电势能；(2)若过C点作AB的垂线交AB于P点(图中未标出)，试通过计算推导，证明O点恰好是AP的中点。15．（12分）如图所示，一全反射棱镜BCD，∠D=90°，BD=CD，E是BD的中点，某单色光AE从E点射入棱镜，AE∥BC，已知该色光在棱镜中传播的全反射临界角为30°，BC边长为1，光在真空中传播的速度为c，求：①在BD界面发生折射时折射角的正弦值：②该色光从进入棱镜到第一次射出棱镜的时间。

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、C【解析】

由题意知通电后弹簧恢复到原长，说明安培力方向向上，由平衡条件可得ILB=mg，代入数据解得磁感应强度大小B==1T。欲使导体棒下移2cm后能重新处于静止状态，假设安培力方向向下，由平衡条件可得mg+I′LB=kx，解得：I′=1.2A，假设成立，此时通入的电流方向为Q→P，故C正确，ABD错误。2、A【解析】

根据得，h的单位为c的单位是m/s，G的单位是M的单位是kg，T的单位是K，代入上式可得k的单位是故A正确，BCD错误。故选A。3、C【解析】

A．子弹射入A之前，AB系统所受合力为0，挡板对B的弹力大小为2mgsinθ，故A错误；

B．弹射入A的过程中，A与子弹之间的摩擦生热，组成的系统机械能不守恒，故B错误；

C．子弹射入A前弹簧为压缩状态，压缩量为挡板对B的弹力刚好为零时弹簧处于伸长状态，伸长量为则在时间t内，A发生的位移大小为故C正确；

D．选沿斜面向上为正，时间t初态A的动量为-mv0，在时间t的末态，对于系统弹性势能相同，重力势能增加，则动能变小，即此位置A动量大小P要小于mv0，时间t内由动量定理有I弹-2mgtsinθ=P-（-mv0）＜2mv0即为I弹＜2mv0+2mgtsinθ．故D错误。

故选C。4、D【解析】

在作用力F之前，物块放在弹簧上处于静止状态，即作用力F之后，物块向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有x即为物块向下运动的位移，则联立可得即F随时间变化图象为D，所以D正确，ABC错误。故选D。5、A【解析】

A．沿电场线方向电势降低，所以D点的电势高于A点的电势，A正确；B．电场线的疏密程度表示电场强度的弱强，所以A点的电场强度小于B点的电场强度，B错误；C．电子带负电，所以将电子从D点移到C点，电场力与运动方向夹角为钝角，所以电场力做负功，C错误；D．处于静电平衡的导体是等势体，所以B、C两点电势相等，根据可知电子在B、C两点电势能相等，D错误。故选A。6、C【解析】

A．卫星运行轨道离地高度远小于同步卫星的高度，根据得可知其周期小于同步卫星的周期，地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，故其周期小于地球自转的周期，故A错误；B．根据得可知其速度小于第一宇宙速度，故B错误；CD．由于“张衡一号”卫星的半径小于同步卫星的半径，则根据可知其加速度小于地球表面的重力加速度，大于同步卫星的向心加速度，故C正确，D错误。故选C。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、BC【解析】

A．带电粒子在加速电场中加速在偏转电场中由于则则粒子的竖直偏转距离y与U2不是成正比关系，选项A错误；B．从偏转电场飞出的粒子的偏转角滑片p向右滑动的过程中U1变大，U2减小，则从偏转电场飞出的粒子的偏转角逐渐减小，选项B正确；CD．当粒子在加速电场中一直被加速时，飞出偏转电场的速率最大，即当U1=E时粒子的速率最大，根据动能定理解得选项C正确，D错误。故选BC。8、BD【解析】

A．由图可知，导体棒MN电流方向有M指向N，由左手定则可得，安培力方向平行于线框平面，且垂直于导体棒MN，故A错误；B．MLN边的有效长度与MN相同，等效后的电流方向也与MN相同，由左手定则可知，边MLN的电阻等于边MN的电阻的两倍，两者为并联关系，根据欧姆定律可知，导体棒MN中的电流是导体棒MLN中电流的2倍，故B正确；CD．中的电流大小为，则MLN中的电流为，设MN的长为，由题意知所以边MLN所受安培力为方向与MN边所受安培力的方向相同，故有故C错误，D正确。故选BD。9、ACD【解析】

A．由单摆周期公式可得，与质量无关，所以利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量，故A正确；B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故B错误；C．泊松亮斑是光透过圆盘形成的衍射现象，故C正确；D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故D正确；E．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理，故E错误。故选：ACD。10、BCD【解析】

A．设水平恒力F的方向与PQ连线夹角为β，滑块过P、Q两点时的速度大小相等，根据动能定理得FxPQcosβ=△Ek=0得β=90°，即水平恒力F与PQ连线垂直且指向轨迹的凹侧，故A错误；

B．把P点的速度分解在沿水平力F和垂直水平力F两个方向上，沿水平力F方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动，有当F方向速度为零时，时间为根据对称性，滑块从P到Q的时间为t'=2t=3s故B正确；C．当F方向速度为零时，只有垂直F方向的速度v'=vcos37°=4m/s此时速度方向与F垂直，速度最小，故C正确；D．垂直F的方向上物块做匀速直线运动，有xPQ=v't'=12m故D正确。故选BCD。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、Pb100mAR128相同【解析】

(1)[1][2]多用电表黑表笔接表的负插孔，故由图可知P为多用电表的黑表笔；对于多用电表测量时因遵循电流由红表笔进表，由黑表笔出表，故可知黑表笔应与b连接；(2)[3][4]根据小灯泡的规格可知电路中电流约为I灯泡电阻约为R故为了测量准确减小误差多用电表直流电流挡量程应选100mA；滑动变阻器应选R1；(3)[5]滑动变阻器是采用的分压式接法，故连接图如图所示(4)[6]根据图丙可知当灯泡两端电压U=2.20V，电流IR(5)[7]使用多用电表电流档测电流时并不会用到表内的电池，即表内电池电动势和内阻的大小对多用电表电流档的测量无影响，故测得的电流与真实值相比是相同的。12、ACD【解析】

(1)[1]由机械能守恒有故要验证的表达式为。(2)[2][3]由得即为了直观地得到实验结果，应作图像，在误差允许的范围内图像的斜率为，则机械能守恒定律得到验证。(3)[4]AB．为了减少实验误差，应选用质量大、体积小的小球，选项A正确，选项B错误；CD．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些可以减小长度及速度测量的误差，尽量让小球球心通过光电门，减小因小球遮光长度不是直径引起的误差，选项C、D正确。故填ACD。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)0.4N；(2)5m/s；(3)【解析】

(1)金属棒甲匀速运动时，由力的平衡条件可知：F=m甲g+BI甲L由题图可知流过金属棒乙的电流大小应为：金属棒