2021-2022学年山西省省际名校高三下学期一模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、重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（），这种钚239可由铀239（）经过n次β衰变而产生，则n为（）A．2 B．239 C．145 D．922、有人做过这样一个实验∶将一锡块和一个磁性很强的小永久磁铁叠放在一起，放入一个浅平的塑料容器中。往塑料容器中倒入液态氮，降低温度，使锡出现超导性。这时可以看到，小磁铁竟然离开锡块表面，飘然升起，与锡块保持一定距离后，便悬空不动了。产生该现象的原因是∶磁场中的超导体能将磁场完全排斥在超导体外，即超导体内部没有磁通量（迈斯纳效应）。如果外界有一个磁场要通过超导体内部，那么在磁场作用下，超导体表面就会产生一个无损耗感应电流。这个电流产生的磁场恰恰与外加磁场大小相等、方向相反，这就形成了一个斥力。当磁铁受到的向上的斥力大小刚好等于它重力大小的时候，磁铁就可以悬浮在空中。根据以上材料可知（）A．超导体处在恒定的磁场中时它的表面不会产生感应电流B．超导体处在均匀变化的磁场中时它的表面将产生恒定的感应电流C．将磁铁靠近超导体，超导体表面的感应电流增大，超导体和磁铁间的斥力就会增大D．将悬空在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力将变成引力3、如图所示，在以R0为半径，O为圆心的圆形区域内存在磁场，直径MN左侧区域存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B1；MN右侧区域也存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B2，有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）沿垂直于MN的方向从P点射入磁场，通过磁场区域后自Q点离开磁场，离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OP与MN的夹角为θ1，OQ与MN的夹角为θ2，粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1，粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2，则下列说法正确的是（）A． B．C． D．4、三根通电长直导线平行放置，其截面构成等边三角形，O点为三角形的中心，通过三根直导线的电流大小分别用小I1，I2、I3表示，电流方向如图所示.当I1=I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为B，通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小跟电流成正比，则下列说法正确的是（）A．当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为2BB．当I1=3I，I2=I3=I时，O点的磁感应强度大小为3BC．当I2=3I，I1=I3=I时，O点的磁感应强度大小为BD．当I3=3I，I1=I2=I时，O点的磁感应强度大小为B5、一物块以某初速度沿水平面做直线运动，一段时间后垂直撞在一固定挡板上，碰撞时间极短，碰后物块反向运动。整个运动过程中物块的速度随时间变化的v-t图像如图所示，下列说法中正确的是（）A．碰撞前后物块的加速度不变B．碰撞前后物块速度的改变量为2m/sC．物块在t=0时刻与挡板的距离为21mD．0~4s内物块的平均速度为5.5m/s6、假设将來一艘飞船靠近火星时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是（）A．飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的速度小于在轨道轨道Ⅰ上运动到P点的速度B．若轨道I贴近火星表面，测出飞船在轨道I上运动的周期，就可以推知火星的密度C．飞船在轨道I上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期小于在轨道I上运动时的周期二、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、一带负电粒子仅在电场力的作用下，从x轴的原点O由静止开始沿x轴正方向运动，其运动速度v随位置x的变化关系如图所示，图中曲线是顶点为O的抛物线，粒子的质量和电荷量大小分别为m和，则下列说法正确的是（）A．电场为匀强电场，电场强度大小B．O、x1两点之间的电势差C．粒子从O点运动到x1点的过程中电势能减少了D．粒子沿x轴做加速度不断减小的加速运动8、如图所示，在匀强磁场中有一矩形，场强方向平行于该矩形平面。已知，。各点的电势分别为。电子电荷量的大小为。则下列表述正确的是（）A．电场强度的大小为B．点的电势为C．电子在点的电势能比在点低D．电子从点运动到点，电场力做功为9、如图所示，一匝数为n，边长为L，质量为m，电阻为R的正方形导体线框bcd，与一质量为3m的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连．在导体线框上方某一高处有一宽度为L的上、下边界水平的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里．现将物块由静止释放，当d边从磁场下边缘进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，不计—切摩擦．重力加速度为g．则()A．线框d边进入磁场之前线框加速度=2gB．从线框全部进入磁场到完全离开磁场的过程中，通过线框的电荷量C．整个运动过程线框产生的焦耳热为Q=4mgLD．线框进入磁场时的速度大小10、如图所示，质量为3.2m的物块放在水平面上，跨过轻小动滑轮的细绳连接在物块A和物块B上，与物块A相连的细绳与水面间的夹角为53°且保持不变，已知物块B的质量为m，重力加速度为g，，，现用力F沿两段绳的角平分线方向向上拉，物块A、B均恰好做匀速直线运动，则下列说法正确的是（）A．拉力F为mgB．物块与水平面的摩擦力为0.6mgC．细绳拉力为3.2mgD．物块A与水平面的动摩擦因数为0.25三、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）为了精密测量一金属丝的电阻率：(1)如图甲所示，先用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻为____________Ω，然后用螺旋测微器测其直径为______________mm．(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V(量程3V，内阻约15kΩ；量程15V，内阻约75kΩ)B．电流表A(量程0.6A，内阻约1Ω；量程3A，内阻约0.2Ω)C．滑动变阻器R1(0～5Ω，1A)D．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)E．1.5V的干电池两节，内阻不计F．电阻箱G．开关S，导线若干为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用___________(选填“R1”或“R2”)．请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图的连线_______________12．（12分）某同学用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v＝_____m/s（保留三位有效数字）。（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。A．B．C．D．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，A、B为半径R＝1m的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着E＝1×106V/m、竖直向上的匀强电场，有一质量m＝1kg、带电荷量q＝＋1.4×10－5C的物体（可视为质点），从A点的正上方距离A点H处由静止开始自由下落（不计空气阻力），BC段为长L＝2m、与物体间动摩擦因数μ＝0.2的粗糙绝缘水平面.（取g＝10m/s2）（1）若H＝1m，物体能沿轨道AB到达最低点B，求它到达B点时对轨道的压力大小；（2）通过你的计算判断：是否存在某一H值，能使物体沿轨道AB经过最低点B后最终停在距离B点0.8m处．14．（16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？15．（12分）随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求：（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差Uab；（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；（3）火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能。

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】

衰变方程为：根据电荷数守恒：解得。A正确，BCD错误。故选A。2、C【解析】

A．由题意可知，超导体处在磁场中，磁场要通过超导体内部，超导体表面就会产生一个无损耗感应电流，故A错误；B．超导体处在均匀变化的磁场中时，超导体表面就会产生感应电流，但由材料无法确定感应电流是否恒定，故B错误；C．由材料可知，将磁铁靠近超导体，磁场要通过超导体的磁通量增大，超导体表面的感应电流增大，电流产生的磁场增大，则超导体和磁铁间的斥力就会增大，故C正确；D．由材料可知，超导体在外界磁场作用下，磁铁和超导体之间相互排斥，则将悬空在超导体上面的磁铁翻转，超导体和磁铁间的作用力仍为斥力，故D错误。故选C。3、D【解析】

AB．粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识可知，粒子在两个磁场中的轨迹半径分别为粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得则故AB错误；

CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为粒子在磁场中转过的圆心角θ相等，粒子在磁场中的运动时间为则有故C错误，D正确。

故选D。4、A【解析】

AB．根据安培定则画出I1、I2、I3在O点的磁感应强度示意图，当I1=I2=I3时，令B1=B2=B3=B0，示意图如图甲所示根据磁场叠加原理，可知此时O点的磁感应强度大小B与B0满足关系；当I1=3I2，I2=I3=I时，B1=3B0，B2=B3=B0，示意图如图乙所示由图乙解得O点的磁感应强度大小为4B0=2B，故A正确，B错误；CD．当I2=3I，I1=I3=I时，B1=B3=B0，B2=3B0，示意图如图丙所示由图丙解得O点的磁感应强度大小为，同理可得，当I3=3I，I1=I2=I时，O点的磁感应强度大小也为，故CD错误。故选A。5、C【解析】

根据速度图像的斜率分析物块的加速度。读出碰撞前后物块的速度，即可求速度的改变量。根据图像与时间轴所围的面积求物块在内的位移，即可得到物块在时刻与挡板的距离。根据内的位移来求平均速度。【详解】A．根据v-t图像的斜率大小等于物块的加速度，知碰撞前后物块的加速度大小相等，但方向相反，加速度发生了改变，故A错误；B．碰撞前后物块的速度分别为v1=4m/s，v2=-2m/s则速度的改变量为：故B错误；C．物块在时刻与挡板的距离等于内位移大小为：故C正确；D．内的位移为：平均速度为：故D错误。故选C。6、B【解析】

A．飞船从轨道Ⅱ到轨道I时做向心运动，所以要减速，所以飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大于在轨道轨道Ⅰ上运动到P点的速度，故A错误；B．由公式，解得：密度故B正确；C．不管在那个轨道上飞船在P点受到的万有引力是相等的，为飞船提供加速度，所以加速度相等，故C错误；D．由开普勒第三定律可知，可知，由于轨道Ⅱ上半长轴大于轨道Ⅰ的半径，所以飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期大于在轨道I上运动时的周期，故D错误．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、AC【解析】

AD．由题意可知，图中曲线是抛物线，则曲线的表达式可写为粒子只在电场力作用下运动，由动能定理得即又所以粒子在运动过程中，受到的电场力不变，说明电场为匀强电场，场强为即粒子沿x轴做加速度不变，所以A正确，D错误；BC．粒子从O点运动到x1点，由动能定理得电场力做正功，电势能减少，为则O、x1两点之间的电势差为所以B错误，C正确。故选AC。8、BC【解析】

A．如图所示在延长线上取。则电势则连线在等势面上。由几何关系得则则电场强度的大小为故A错误；B．电场中的电势差有则故B正确；C．因为则电子在点的电势能比点低，故C正确；D．因为则电子由点运动到点时电势能减小，则电场力做功为，故D错误。故选BC。9、CD【解析】

A.在线框ad边进入磁场之前，有，解得，A错误；B.根据可得从线框全部进入磁场到完全离开磁场的过程中，通过线框的电荷量为，B错误；C.线圈进入磁场过程中和穿出磁场过程中的总热量等于过程中的重力势能减小量，故，C正确；D.ab边刚进入磁场时，导体做匀速直线运动，所以有，，，，联立解得，D正确．故选CD10、BD【解析】

AC．滑轮两边绳子的拉力均为B的重力，即T=mg，因滑轮两边绳子的夹角为37°，可知拉力F大于mg，选项AC错误；BD．对物块A受力分析可知，水平方向即物块与水平面的摩擦力为0.6mg；竖直方向：解得N=2.4mg则物块A与水平面的动摩擦因数为选项BD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、(1)8.02.096(2)R1(3)如图甲、乙所示【解析】

欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图，然后根据电路图连接实物电路图；【详解】解：(1)由图示多用电表可知，待测电阻阻值是8×1Ω=8Ω；由图示螺旋测微器可知，的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×9.6mm=0.096mm，其读数为：2mm+9.6×0.01mm=2.096mm；(2)滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)的阻值比待测金属丝阻值8Ω大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选R1，最大阻值5Ω；为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示根据实验电路图连接实物电路图，如图所示12、AC0.475（0.450～0.500都对）A【解析】

（1）[1]．A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确；B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误；C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C正确；D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D错误。故选：AC。（2）[2]．C点的读数为1.65cm，E点的读数为3.55cm，CE的距离xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打点计时器在打D点时纸带的速度vD＝＝m/s＝0.475m/s。（3）[3]．根据动能定理：W＝△Ek，小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象是经过原点的一条直线，故A正确。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