安徽省合肥九中2021-2022学年高三第二次诊断性检测物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再

选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，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.北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星定位和导轨系统，预计2020年形成全球覆盖能力。如图所示是

北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知。、b.c三颗卫星均做匀速圆周运动，轨道半径二二=二二>二二，其中a

是地球同步卫星，不考虑空气阻力。则

A.a的向心力小于c的向心力

B.a、b卫星的加速度一定相等

C.c在运动过程中不可能经过北京上空

D.b的周期等于地球自转周期

2.如图所示，将直径为d,电阻为K的闭合金属环从匀强磁场8中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为

()

Bd2Bd^

~R~'IrR

3.如图甲所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，甲图中箭头方向为电流

的正方向。直导线中通以图乙所示的电流，则在0—乙时间内，导线框中电流的方向()

A.始终沿顺时针B.始终沿逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针

4.如图甲所示为历史上著名的襄阳炮，因在公元1267-1273年的宋元襄阳之战中使用而得名，其实质就是一种大型抛

石机。它采用杠杆式原理，由一根横杆和支架构成，横杆的一端固定重物，另一端放置石袋，发射时用绞车将放置石

袋的一端用力往下拽，而后突然松开，因为重物的牵缀，长臂会猛然翘起，石袋里的巨石就被抛出。将其工作原理简

化为图乙所示，横杆的质量不计，将一质量，〃=10kg,可视为质点的石块，装在横杆长臂与转轴0点相距L=5m的末

端口袋中，在转轴短臂右端固定一重物M,发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点，静止时长臂与水平面的

夹角a=37。，解除外力后石块被发射，当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上，石

块落地位置与0点的水平距离s=20m,空气阻力不计，gB10m/s2o则（）

A.石块水平抛出时的初速度为106m/s

B.石块水平抛出时的初速度为20m/s

C.从4点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2050J

D.从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2500J

5.如图甲所示，线圈加七〃固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里。当磁场的磁感应强度大小3随时

2

间f变化时，边的热功率与时间的关系为Pab=kt（k为定值）。图乙为关于磁感应强度大小B随时间f变化的图象,

其中可能正确的是（）

A.裂变反应B.热核反应C.化学反应D.放射性衰变

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.甲、乙两车在同一平直道路上同向运动其图像如图所示，图中AOPQ和AOQT的面积分别为S]和S2（与>片），

初始时，甲车在乙车前方与处，则（）

A.若%=S]+S2，两车不会相遇B.若So<4,两车相遇2次

C.若s0=S1,两车相遇1次D.若“=$2,两车相遇1次

8.如图所示，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为

E=等，磁感应强度大小为瓦一质量为"?、电荷量为g的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为四现

使圆环以初速度均向下运动，经时间f。，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空

气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）

A.环经过冬时间刚好到达最低点

2

B.环的最大加速度为a,“=g+幺空0

m

1加2o2

C.环在个时间内损失的机械能为不，《（4-二）

2Kq'B'

D.环下降过程和上升过程摩擦力的冲量大小不相等

9.下列说法正确的是（）

A.水龟可以停在水面上是因为液体具有表面张力

B.功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功

C.当两分子间距离大于平衡位置的间离时，分子间的距离越大，分子势能越小

D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点

E.气体分子无论在什么温度下，其分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点

10.长为/、间距为d的平行金属板水平正对放置，竖直光屏M到金属板右端距离为/,金属板左端连接有闭合电路,

整个装置结构如图所示.质量为〃?、电荷量为夕的粒子以初速度％从两金属板正中间自左端N点水平射入，当滑动变

阻器的滑片在某一位置时，粒子恰好垂直撞在光屏上.对此过程，下列分析正确的是（）

A.粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等

B.板间电场强度大小为‘空

q

C.若仅将滑片P向下滑动一段后，再让该粒子从N点以水平速度％射入板间，粒子不会垂直打在光屏上

D.若仅将两平行板的间距变大一些，再让该粒子从N点以水平速度％射入板间，粒子依然会垂直打在光屏上

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）一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则，主要实

验步骤如下：

①如图甲，细线OC一端连接一装满水的水壶，另一端连接圆环O,用电子秤的下端挂钩钩住圆环O,记下水壶静上

时电子秤的示数F；

②如图乙，将细线48一端拴在墙钉A处，另一端穿过圆环。拴在电子秤的挂钩8处。手握电子秤沿斜上方拉住细线

的5端使水壶处于平衡状态，在墙面的白纸上记录圆环。的位置、三细线OA、OB、0C的方向和电子秤的示数尸”

③如图丙，在白纸上以。为力的作用点，按定标度作出各力的图示，根据平行四边形定则作出两个后的合力「的图

ZjSo

(1)步骤①中(填“必须”或“不必”)记录。点位置；

(2)步骤②中用细线穿过圆环0,而不用细线直接拴接在细线AB上的原因是:

(3)通过比较了与的大小和方向，即可得出实验结论。

12.(12分)某同学利用图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”。图中装有祛码的小车放在长木板上，左

端拴有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的定滑轮与一祛码盘相连。在祛码盘的牵引下，小车在长木板上做匀

加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器打出的一条点迹清晰的纸带，已知纸带上每相邻两个计数点间还有

一个点没有画出，相邻两计数点之间的距离分别是现、々、X3、4、/、%,打点计时器所接交流电的周期为T,

小车及车中硅码的总质量为网，祛码盘和盘中祛码的总质量为血2,当地重力加速度为g。

(1)根据纸带上的数据可得小车运动的加速度表达式为。=(要求结果尽可能准确)。

(2)该同学探究在合力不变的情况下，加速度与物体质量的关系。下列说法正确的是。

A.平衡摩擦力时，要把空祛码盘用细绳通过定滑轮系在小车上，纸带通过打点计时器与小车连接，再把木板不带滑

轮的一端用小垫块垫起，移动小垫块，直到小车恰好能匀速滑动为止

B.平衡摩擦后，还要调节定滑轮的高度，使滑轮与小车间的细绳保持水平

C.若用啊g表示小车受到的拉力，则为了减小误差，本实验要求犯？〃“

D.每次改变小车上祛码的质量时，都要重新平衡摩擦力

(3)该同学探究在町和加2的总质量不变情况下，加速度与合力的关系时，他平衡摩擦力后，每次都将小车中的祛码取

出一个放在祛码盘中，并通过打点计时器打出的纸带求出加速度。得到多组数据后，绘出如图丙所示的图像，

发现图像是一条过坐标原点的倾斜直线。图像中直线的斜率为(用本实验中相关物理量的符号表示)。

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)某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为5，〃/.1，所需的起飞速度为50m/s,为

了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，弹射系统使它具有30w/s的初速度，求：

(1)舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？

(2)若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？

14.(16分)如图所示，小球C在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它左边有一垂直于轨道的固定挡板，右边有

两个小球A和B用处于原长的轻质弹簧相连，以相同的速度均向C球运动，C与B发生碰撞并立即结成一个整体Do

在A和D继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被第一次锁定不能伸长但还能继续被压缩。然后

D与挡板P发生弹性碰撞，而A的速度不变。过一段时间，弹簧被继续压缩到最短后第二次锁定。已知A、B、C三

球的质量均为求：

(1)弹簧长度第一次被锁定后A球的速度；

(2)弹簧长度第二次被锁定后的最大弹性势能。

15.(12分)(1)如图所示，玻璃棱镜ABC放在空气中，一束由红光和紫光组成的复色光从AC面的。点垂直入射,

已知红光恰好在A5面上的b处发生了全反射，并传播到BC面上的c点。则以下说法中正确的是

A.红光和紫光由空气进入棱镜后频率不变

B.红光和紫光在棱镜中的波长可能相等

C.红光由a传播到方的时间比紫光由a传播到6的时间长

D.紫光一定在5处发生了全反射

E.红光一定能从8c面上的c点射出

(2)在某一简谐横波的传播方向上，有两个质点A、B,它们相距，二m(大于2个波长小于6个波长)。在某一时刻，A

质点在平衡位置处向上振动，B质点处于波谷位置。若波速的大小为48m/s,求该简谐横波的最大频率。

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】因a、c的质量关系不确定，则无法比较两卫星的向心力的大小，选项A错误；a、b卫星的半径相同，则加

速度的大小一定相同，选项B错误；c是一般的人造卫星，可能会经过北京的上空，选项C错误；a、b的半径相同，

则周期相同，因a是地球的同步卫星，则两卫星的周期都等于地球自转的周期，选项D正确；故选D.

2、A

【解析】

金属环的面积：

S=N4)2=Q

24

由法拉第电磁感应定律得：

广△①BS

E=----=——

△t△/

由欧姆定律得，感应电流：

R

感应电荷量：

q-Ih.t9

解得：

△①Bnd1

q=----=--------

R4R

故A正确，BCD错误；

故选A.

【点睛】

本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定

△①

义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式q=下计算.

3、A

【解析】

电流先沿正方向减小，产生的磁场将减小，此时由右手螺旋定则可知，穿过线框的磁场垂直于线框向里且减小，故电

流顺时针，当电流减小到零再反向增大时，此时由右手螺旋定则可知，穿过线框的磁场垂直于线框向外且增大，故电

流顺时针，则在0—4时间内，导线框中电流的方向始终为顺时针，故A正确。

故选Ao

4、C

【解析】

AB.石块被抛出后做平抛运动，竖直高度为

h=L+Lsina=-^gt2

可得

t=pL+Lsina)/阿

V85

水平方向匀速直线运动

s=vot

可得平抛的初速度为

v0=5A/10m/s

故AB错误；

CD.石块从A点到最高点的过程，由动能定理

12

W-mgh=—根%-0

解得长臂对石块做的功为

1,

W-mgh+—mv[=2050J

故C正确，D错误。

故选C

5、D

【解析】

当磁感应强度发生变化时，线框内产生感应电动势为

・△①\BS

E-----=--------

△tN

感应电流为

/一

R

出?边的热功率

由2”,=女/可知

\BR

----——/------1

△Is[R0b

可知图像的斜率与时间成正比，所以四个图象中只有D正确，ABC错误。

故选D。

6、B

【解析】

太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称为热核反应。B正确，ACD错误。

故选B。

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】

读取n-/图像信息，运动情景图如图所示

乙车SI+S2

So甲车$2

图像与，轴所围面积为位移，至。点时，乙车位移为

S乙=S]+$2

甲车位移为

s甲=S?

初始时，甲车在乙车前方与处

若甲、乙两车速度相同为V时，有

»+52=%

乙车还没有追上甲车，此后甲车比乙车快，不可能追上；

若甲、乙两车速度相同为V时，有

S]+$2>$0+$2

即

S0<S1

则此前乙车已追上甲车1次，此时乙车在甲车前面，之后乙车速度小于甲车，乙车还会被甲车反追及1次。则全程相

遇2次；

若甲、乙两车速度相同为I，时，有

4+52=$0+52

即

50=51

则此前乙车始终在甲车后面，此时乙车刚好追及甲车（临界点），之后乙车速度小于甲车，不再相遇。则全程仅相遇1

次；故A、B、C正确，D错误；

故选ABC,

8、BC

【解析】

AB.由题意可知，环在运动的过程中，受到的电场力大小为尸=gE=2〃?g,方向始终竖直向上。假设竖直向下为正

方向，则当环下滑的过程中，受力分析，根据牛顿第二定律得：

mg-〈qE+/jqvB）-ma

得:

uqvB

负号代表该加速度与运动方向相反，故物体在下滑的过程中做加速度逐渐减小的减速运动；当环上升的过程中，根据

牛顿第二定律

mg+/uqvB-qE=mci

解得:

uqvB

g----------

m

环做加速度逐渐减小的减速运动，在到达原出发点前，加速度减为零，此时,

ar=0

juvB

开始以速度V做匀速直线运动。

所以由于运动的不对称性可以确定，从开始下滑到最低点的时间不等于工；

2

整个运动过程中，加速度一直减小，所以在运动的最开始时，加速度最大，加速度大小的最大值为：

^,=g+^-

m

则A错误,B正确；

C.由以上计算，可知，整个过程中，系统损失的机械能

22

„1212](，m^、

C正确；

D.环上升和下降的过程中，摩擦力的冲量大小相等，D错误。

故选BC»

9、ADE

【解析】

A.水虽可以停在水面上是因为液体具有表面张力的缘故，故A符合题意；

B.功可以全部转化为热；而热量也可以全部转化为功，但要引起其他方面的变化，故B不符合题意；

C.当两分子间距离大于平衡位置的间距时，分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子引力做负功，分子势能

增加，故C不符合题意；

D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D符合题意；

E.气体分子无论在什么温度下，根据统计规律知道气体的分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故E符合

题意。

故选ADE„

10、ABD

【解析】

A、粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定打在

屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，水平方向都不受外

力，都做匀速直线运动，速度都等于v。，所以粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等,

故A正确；

qE-mgI

B、设粒子在平行金属板间的运动过程中加速度大小为a,则粒子离开电场竖直分速度大小为匕，=肛=------,

m%

粒子离开电场后斜上抛运动则有。=g/2=g-'，联立解得E=2超，故B正确；

%q

C、若仅将滑片P向下滑动一段后，R的电压减小，电容器的电压减小，带电量要减小，因为二极管具有单向导电性,

所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电压不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点以水平速度％射

入板间，粒子会垂直打在光屏上，故C错误；

D、若仅将两平行板的间距变大一些，电容器的电容要减小，由C知U不变，电量要减小，但因为二极管具有单

向导电性，所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电场强度不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点

以水平速度/射入板间，粒子会垂直打在光屏上，故D正确；

故选ABD.

【点睛】粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定

打在屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，采用运动的合

成与分解求解.

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、不必两分力一次同时测定，减小误差(或由于圆环的滑动，使得“4、03两细线拉力大小相同)F'

【解析】

因为重力恒竖直向下，只要保证水壶静止即可，读出。C绳的拉力即可，故第一次不需要记录。点位置。

(2)[2]由于圆环的滑动，使得04、08两细线拉力大小相同，故可以两分力一次同时测定，减小误差。

(3)[3]。4和0B绳子的拉力作用效果和0C一条绳子的拉力的作用效果相同，而OC一条绳子作用力为F,OA和0B

绳子的合力为根据平行四边形定则画出来的尸，所以只要比较F和0的大小和方向，即可验证试验。

22“6+”5+"4-"3*2-F1

C

、367^+m>

【解析】

因为每相邻两计数点之间还有一个点为画出，为了减小偶然误差，采用逐差法处理数据，则有

222

x6-x3=3at(27'),x5-x2=3a2(2T),x4=3ai(2T'),

为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得

1、

6Z——(z4+%+%)

解得

_(X6+x5+x4)-(x]+x2+&)

a=~-o

36T2

(2)[2]A.在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂装

硅码的硅码盘，故A错误；

B.平衡摩擦后，还要调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，故B错误；

C.本实验中，对小车及车中祛码由牛顿第二定律得

T=m1a

对托盘和钩码由牛顿第二定律得

m^g-T=m2a

两式联立解得

町

由此可知只有满足盘和祛码的总质量远小于小车质量时，近似认为T«m2g,故C正确；

D.由于平衡摩擦力之后有

“4gsin。=〃仍gcos0

故

tan6=〃

所以无论小车的质量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新

平衡摩擦力，故D错误。

故选C。

⑶[3]对盘和祛码

m2g-F=m2a

对小车

F=mxa

联立解得

m2g=(仍+m2)a

认为合力尸=^2g，所以

F-+m2)a

即

F

a-----------

网+zn,

1

a-E图象是过坐标原点的倾斜直线，直线的斜率表示-------。

m,+m2

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)160m(2)10m/s

【解析】

(1)设跑道最短为L,则有：u2-u^=2aL,

代人数据解得：L=16()m.

(2)设航空母舰前进的速度最小为飞机起飞的时间为/,贝U：

对航空母舰：罚二卬①

对飞机：D=②

V2-日=2ax、(3)

工2=X]+L④

由①®③④联立解得：

273

14、(l)yv0；(2)—mvo

【解析】

(1)设C球与B球粘结成D时，D的速度为打，由动量守恒定律可得

mv0=(m+m)v1

解得

1

匕=5%

当弹簧压至最短时，D与A的速度相等，设此速度为也，由动量守恒，有

2mVj+=3mv2

解得A