2021-2022学年山西省怀仁市重点中学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．某气体星球的半径为，距离星球中心处的点的重力加速度为。若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。当星球半径膨胀为时，点的重力加速度为。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。则与的比值为（）A． B．1 C． D．2．如图所示，理想变压器原线圈串联一个定值电阻之后接到交流电源上，电压表的示数恒定不变，电压表和的示数分别用和表示，电流表A的示数用Ⅰ表示，所有电表都可视为理想电表。当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（）A．和的比值不变B．电流表A的示数Ⅰ增大C．电压表的示数减小D．电阻和滑动变阻器R消耗的功率的比值总是等于3．如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R＝4m的竖直圆环，且与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值可能为（取g＝10m/s2，所有高度均相对B点而言）（）A．12m B．10m C．8.5m D．7m4．如图所示，D是一只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电流只能从a流向b，A、B为间距很小且正对的平行金属板，现有一带电粒子（不计重力），从B板的边缘沿平行B板的方向射入极板中，刚好落到A板正中央，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，表示粒子电势能的减少量，若保持极板B不动，粒子射入板间的初速度不变，仅将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是A．E变小B．U变大C．不变D．若极板间距加倍，粒子刚好落到A板边缘5．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，有两个为圆轨道，半径分别为r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为a，a=r3。在Δt时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3；行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为v2B、行星Ⅱ在E点的速率为v2E、行星Ⅲ的速率为v3，下列说法正确的是（）A．S2=S3B．行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等C．行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的向心加速度大小相等D．v3<v1<v2E<v2B6．材料相同质量不同的两滑块，以相同的初动能在同一水平面上运动，最后都停了下来。下列说法正确的是（）A．质量大的滑块摩擦力做功多B．质量大的滑块运动的位移大C．质量大的滑块运动的时间长D．质量大的滑块摩擦力冲量大二、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．质量均为的相同物块P、Q静止于同一水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为0.5。现分別给两物块施加等大的作用力F，方向如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度大小为，下列说法正确的是（）A．若，则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小B．若，则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大小相等C．若，则P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小D．若，则P受到的摩擦力与Q受到的摩擦力大相等8．如图所示，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，水平导轨的左端与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧导轨相切，水平导轨的右端连接阻值为R的定值电阻，从水平导轨左端起宽度为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆弧导轨的最高处由静止释放，金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为m、电阻也为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g，则()A．金属杆到达圆弧导轨的最低点前瞬间对导轨的压力大小为3mgB．金属杆在磁场中运动的最大加速度为C．整个过程中，通过金属杆横截面的电荷量为D．整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热为mg(r－μd)9．沿轴正向传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时波传播到处的质点B，质点A恰好位于波谷位置。C、D两个质点的平衡位置分别位于和处。当时，质点A恰好第一次（从计时后算起）处于波峰位置。则下列表述正确的是________________。A．该波的波速为B．时，质点C在平衡位置处且向下运动C．时，质点D的位移为D．D点开始振动的时间为0.6sE.质点D第一次位于波谷位置时，质点B恰好也位于波谷位置10．两根长直导线平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中点为两根导线连线的中点，为的中垂线上的两点且与等距，两导线中通有恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度的大小跟该点到通电导线的距离成反比，则下列说法中正确的是（）A．若中通以等大同向电流，点的磁感应强度为零B．若中通以等大反向电流，则点和点的磁感应强度相同C．若中通以大小不等的反向电流，则磁感应强度为零的点在之间的连线上D．若中通以大小不等的同向电流，则磁感应强度为零的点在连线的延长线上三、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）在做“用单摆测定重力加速度”的实验过程中：(1)小李同学用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球直径d＝________cm。(2)小张同学实验时却不小心忘记测量小球的半径，但测量了两次摆线长和周期，第一次测得悬线长为L1，对应振动周期为T1；第二次测得悬线长为L2，对应单摆的振动周期为T2，根据以上测量数据也可导出重力加速度的表达式为_________________。12．（12分）为了验证机能守恒定律，同学们设计了如图甲所示的实验装置：（1）实验时，该同学进行了如下操作：①将质量分别为和的重物、（的含挡光片、的含挂钩）用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出____________（填“的上表面”、“的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离。②如果系统（重物、）的机械能守恒，应满足的关系式为_______。（已知重力加速度为，经过光电门的时间为，挡光片的宽度以及和和）。（2）实验进行过程中，有同学对装置改进，如图乙所示，同时在的下面挂上质量为的钩码，让，经过光电门的速度用表示，距离用表示，若机械能守恒，则有______。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，内壁光滑长度为4L、横截面积为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D的质量及厚度均忽略不计．原长3L、劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点．开始活塞D距汽缸B的底部为3L．后在D上放一质量为的物体．求：①稳定后活塞D下降的距离；②改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少?14．（16分）如图所示，在倾角为的斜面上有质量均为的物块，两物块用平行于斜面的细线连接，细线伸直。若由静止释放两物块，两物块沿斜面下滑的加速度大小为；若用水平向左的恒力作用在物块上，两物块可沿斜面向上匀速运动，已知两物块与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度，，，求：（1）物块与斜面间的动摩擦因数；（2）作用在物块上的水平恒力的大小。15．（12分）如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长ll=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm．已知大气压强为P0=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为=20.0cm．假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．

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】

设点放置质量为的物体，则有解得①如图所示，星球膨胀后质量不变，有点以下球体质量为解得结合①式得则所以D正确，ABC错误。故选D。2、D【解析】

ABC．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，副线圈回路中电阻增大，副线圈回路中电流减小，则原线圈电流减小，即电流表示数减小，两端电压减小，恒定不变，则增大，则和的比值变小，故ABC错误；D．因为是理想变压器，滑动变阻器R消耗的功率等于原线圈输入功率，则故D正确。故选D。3、C【解析】

从高度12m处到C点由动能定理，可得从C点到D点由动能定理由于小球在圆环的相同高度处，下滑的速度比上滑的小，对轨道的压力更小，搜到的摩擦力更小，则摩擦力做功则h之值故选C。4、B【解析】

由可知d增大，电容器要放电，但二极管使电容器无法放电，Q不变，U增大，B正确；又可得，E不变，A错误；粒子电势能减少量，，所以增大，C错误；对类平抛运动，得，第一次落在位置，d加倍，第二次落在位置，D错误．5、B【解析】

AB．行星Ⅱ、行星Ⅲ满足a=r3，据开普勒第三定律知他们的运行周期相等，令△t等于一个周期，它们与中心天体连线扫过的面积，椭圆面积小于圆面积，故A错误，B正确；

C．向心加速度为垂直于速度方向的加速度，行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时加速度相等，但行星Ⅱ在该点的向心加速度为此加速度沿P至椭圆圆心方向的分量，小于行星Ⅲ在P点时加速度，故C错误；

D．据，考虑到Ⅰ到Ⅱ的变轨过程应该在B点加速，有v1＜v2B，B到E过程动能向势能转化，有v2B＞v2E，考虑到v2E小于在E点能够绕中心天体匀速圆周运动所需的速度vE，而vE＜v3，所以有v2E＜v3，综上所述v2E＜v3＜v1＜v2B，故D错误；

故选B。6、D【解析】

AB．滑块匀减速直线运动停下的过程，根据动能定理有得故摩擦力做功相同，质量大的滑块位移小，故AB错误；CD．根据动量定理有故质量大的滑块受到的冲量大，运动时间短，故C错误，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、BD【解析】

施加作用力后，、在水平方向上分力相等，由于P与地面间的最大静摩擦力小于Q与地面间的最大静摩擦力，所以，若P静止，Q一定静止。P静止时满足关系式解得因和均小于，故当和时，P、Q均静止，P、Q受到的摩擦力均为静摩擦力，且大小都等于，BD正确。故选BD。8、AC【解析】

A．金属杆沿圆弧导轨下滑过程中机械能守恒，mgr＝mv2在到达最低点前瞬间F－mg＝m解得F＝3mg故A正确；B．金属杆刚进入磁场时，所受安培力最大，加速度最大，对金属杆受力分析，由牛顿第二定律有＋μmg＝mam解得am＝＋μg故B错误；C．根据q＝可知，整个过程中通过金属杆横截面的电荷量为q＝故C正确；D．根据能量的转化和守恒可知，整个过程中系统产生的热量Q总＝mgr－μmgd定值电阻上产生的焦耳热Q焦＝mg(r－μd)故D错误。故选AC。9、ACD【解析】

A．由图可知波长，当时质点第一次在波峰，则周期为则波速故A正确；B．可知波传到所用时间为之后点开始向上振动，做2次全振动后到平衡位置处且向上运动，故B错误；CD．点开始振动的时间为之后点开始向上振动，再经过到达波谷，位移为-2cm，故CD正确；E．B、D间相距，其振动情况总是相反，则当质点第一次位于波谷位置时，质点恰好位于波峰位置，故E错误。故选ACD。10、AB【解析】

A．若中通以等大同向电流，根据安培定则可知，两条导线在O点产生的磁场等大反向，则O点的磁感应强度为零，选项A正确；B．若中通以等大反向电流，假设a电流向里，b中电流向外；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向下且大小相等；同理若假设a电流向外，b中电流向里；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向上且大小相等；故B正确；C．若中通以大小不等的反向电流，则两电流在之间的连线上各点的磁场方向相同，磁感应强度不可能为零，选项C错误；D．若中通以大小不等的同向电流，则两电流在连线的延长线上各点的磁场方向相同，则磁感应强度不可能为零，选项D错误；故选AB.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、2.030【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为20mm，游标尺读数为0.05×6mm＝0.30mm，则摆球的直径d＝20.30mm＝2.030cm(2)[2]设小球的半径为r，根据单摆的周期公式得T1＝2πT2＝2π联立方程组解得12、挡光片中心【解析】

（1）①[1]需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离；②[2]根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度，则系统的末速度为则系统动能的增加量为系统重力势能的减小量为若系统机械能守恒则有（2）[3]若系统机械能