2021-2022学年山西省长治二中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注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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．M、N是某电场中一条电场线上的两点，从M点由静止释放一质子，质子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是A．M点的场强大于N点的场强B．M、N之间的电场线可能是一条曲线C．质子在M点的加速度小于在N点的加速度D．电场线方向由N点指向M点2．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100t(V)的交流电源上，副线圈接有R=55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．原线圈的输入功率为220WB．电流表的读数为1AC．电压表的读数为55VD．通过电阻R的交变电流频率是100Hz3．基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据．根据文中信息，下列说法正确的是()A．在峪处形成的电容器电容较大B．在峪处形成的电容器放电较慢C．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大D．潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响4．绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为－2m，B点坐标为2m，如图甲所示。A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，由A点静止释放，则关于负点电荷的下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）（）A．负点电荷在AO段的加速度大于在OB段的加速度B．负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间C．负点电荷由A点运动到O点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快D．当负点电荷分别处于－m和m时，电场力的功率相等5．将一定值电阻分别接到如图1和图2所示的两种交流电源上，在一个周期内该电阻产生的焦耳热分别为和，则等于（）A． B． C． D．6．如图所示，薄纸带放在光滑水平桌面上，滑块放在薄纸带上，用水平恒外力拉动纸带，滑块落在地面上A点；将滑块和纸带都放回原位置，再用大小不同的水平恒外力拉动纸带，滑块落在地面上B点。已知两次滑块离开桌边时均没有离开纸带，滑块与薄纸带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两次相比，第2次（）A．滑块在空中飞行时间较短B．滑块相对纸带滑动的距离较短C．滑块受到纸带的摩擦力较大D．滑块离开桌边前运动时间较长二、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．如图所示，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中A．所受滑道的支持力逐渐增大B．所受合力保持不变C．机械能保持不变D．克服摩擦力做功和重力做功相等8．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子，在加速电压为U的加速电场中被加速，所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调，磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是（）A．粒子获得的最大动能与加速电压无关B．粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为C．粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为D．若，则粒子获得的最大动能为9．如图所示，一直角三角形处于平行于纸面的匀强电场中，∠A=，∠B=，AC长为L，已知A点的电势为（>0），B点的电势为2，C点的电势为0，一带电的粒子从C点以v0的速度出发，方向如图所示（与AC边成）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．电场强度的方向由B指向CB．电场强度的大小为C．若粒子能击中图中的A点，则该粒子的比荷为D．只要粒子的速度大小合适，就可能击中图中的B点10．如图甲所示，一交流发电机线圈的总电阻，用电器电阻，流过用电器的电流图象如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．交流发电机电动势的峰值为B．交流发电机线圈从图示位置开始经过时电动势的瞬时值为C．交流发电机线圈从图示位置开始转过时电压表示数为D．交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为三、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）用如图甲所示实验装置探究做功与动能变化的关系，在该实验中______(需要/不需要)平衡摩擦力。若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，则所选择的研究对象是___________。图乙所示是实验所得的一条纸带，在纸带上取了O、A、B、C、D、E六个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，x1=1.42cm，x2=l.84cm，x3=2.25cm，x4=2.67cm，x5=3.10cm，用天平测得沙桶和沙的质量m=24g，滑块质量M=500g，重力加速度g=9.8m/s2，根据以上信息，从A点到D点拉力对滑块做的功为_______J，滑块动能增加了_________J。根据实验结果可得到：在实验误差允许的范围内合外力做功等于物体动能的变化。(结果均保留两位有效数字)12．（12分）小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率．（1）小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上，图示操作较为规范与合理的是____________．（2）小张发现玻璃砖上下表面不一样，一面是光滑的，一面是磨砂的，小张要将玻璃砖选择_______（填“磨砂的面”或“光滑的面”）与白纸接触的放置方法进行实验较为合理．（3）小张正确操作插好了4枚大头针，如图所示，请帮助小张画出正确的光路图____.然后进行测量和计算，得出该玻璃砖的折射率n=__________（保留3位有效数字）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，半径未知的光滑圆弧AB与倾角为37°的斜面在B点连接，B点的切线水平。斜面BC长为L=0.3m。整个装置位于同一竖直面内。现让一个质量为m的小球从圆弧的端点A由静止释放，小球通过B点后恰好落在斜面底端C点处。不计空气阻力。（g取10m/s2）(1)求圆弧的轨道半径；(2)若在圆弧最低点B处放置一块质量为m的胶泥后，小球仍从A点由静止释放，粘合后整体落在斜面上的某点D。若将胶泥换成3m重复上面的过程，求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比。14．（16分）一列简谐横波某时刻的波形如图所示，质点P正在向上运动，它所在的平衡位置为x=2m，质点P的振动方程为y=0.2sin5πt（m），从该时刻开始计时，求∶（i）该简谐横波在介质中的传播速率；（ii）经过0.5s时间，质点P的位移和路程；（iii）从图示位置开始计时，经多长时间质点P第三次到达波峰。15．（12分）如图所示，水平地面上静止放置一辆长度为L=1.5m、质量mA=4kg的小车A，小车的上表面粗糙，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计；小车左端固定一轻质弹簧，自然长度为L=0.5m，最右端静置一质量mB=2kg的物块B（可视为质点）；现对A施加一个水平向右F=20N的恒力，小车运动一段时间后，物块B和弹簧接触，同时撤掉恒力F，已知物块B和小车间的动摩擦因数。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：（1）水平向右的恒力F作用的时间t；（2）弹簧最大压缩量d=0.3m时，弹簧的弹性时能Ep。

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】

A．Ep一x图像斜率的变化反映了电场力的变化，所以M点的场强大于N点的场强，A项符合题意；B．电荷仅在电场力作用下沿电场线运动，电场线一定是直线，B项不符合题意；C．因为M点场强大于N点场强，所以质子在M点受到的电场力大于N点受到的电场力，质子在M点的加速度大于在N点的加速度，故C项不符合题意；D．由M到N质子的电势能减小，所以M点电势高于N点电势，所以电场线方向由M指向N，D项不符合题意.2、C【解析】

C．原线圈的交流电电压的有效值是220V，原、副线圈匝数之比为4∶1，由可得副线圈上得到的电压有效值为所以电压表测电压有效值，则示数是55V，选项C正确；B．副线圈上的电流为又由于，则原线圈中的电流为则电流表的读数为0.25A，故B错误；A．原线圈输入的电功率故A错误；D．原副线圈的交流电的频率相同，则副线圈中的交流电的频率也是50Hz，故D错误。故选C。3、C【解析】

根据电容的决定式分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；根据电荷量的多少分析放电时间长短．【详解】A．根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；BC．传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹沟(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，所以在峪处形成的电容器放电过程中放电时间短，放电快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故C正确，B错误；D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误．4、B【解析】

A．在电势随两点间距离的变化图线中，图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小，设C点的坐标值为－m，则C点圆弧切线斜率大小等于直线斜率的绝对值，即此时电场强度大小相等，由牛顿第二定律可知，此时加速度大小相等，故A错误；B．由于沿场强方向电势降低，所以AO段场强沿OA方向，OB段场强沿OB方向，负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动，在OB段做匀减速运动，由于B点电势等于A点电势，所以负点电荷在B点速度为零，则AO段的平均速度大于OB段的平均速度，所以AO段的运动时间小于OB段的运动时间，故B正确；C．相等距离上电势能变化越快，说明该处电场力越大，即场强越大，由A到O点场强逐渐减小，所以电势能变化应越来越慢，故C错误；D．当负点电荷分别处于－m和m时，电荷所受电场力相等，但－m处的速度大于m处的速度，所以电场力的功率不相等，故D错误。故选B。5、A【解析】

对于方波（图1）来说，交流电压有效值为：故在电阻上产生的焦耳热为对于正弦波（图2）来说，故交流电压有效值为：故在电阻上产生的焦耳热为故故A正确BCD错误。故选A。6、C【解析】

A．滑块离开桌面后均做平抛运动，竖直方向位移相等，根据可知滑块在空中飞行时间相等，选项A错误；B．根据题意可知，第一次滑块与薄纸无相对滑动，第二次滑块与薄纸之间可能产生了相对滑动，也可能无相对滑动，即两次滑块与薄纸之间的相对滑动距离都可能是零，也可能第二次滑块相对纸带滑动的距离比第一次较长，选项B错误；CD．第二次落在B点时滑块的水平位移较大，则离开桌面的水平速度较大，若物块离桌边的距离为x，根据v2=2ax可知滑块的加速度较大，根据f=ma可知，所受的纸带的摩擦力较大，根据可知，第二次滑块离开桌边前运动时间较短；选项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、AD【解析】

由图可知，从A到B斜面倾角θ一直减小，运动员对轨道的压力为mgcosθ，可知运动员对斜面的压力会逐渐增大，故A正确；因为运动员在下滑过程中始终存在向心力，合外力充当向心力，向心力绳子指向圆心，方向不断变化，所以合外力是变力，故B错误；由于速度不变，则动能不变，高度下降，重力势能减小，则机械能减小，故C错误；由于速度不变，则动能不变，由动能定理可知，摩擦力做功和重力做功相等．故D正确．8、ACD【解析】

A.当粒子出D形盒时，速度最大，动能最大，根据qvB=m，得v=则粒子获得的最大动能Ekm=mv2=粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A正确。B.粒子在加速电场中第n次加速获得的速度，根据动能定理nqU=mvn2可得vn=同理，粒子在加速电场中第n+1次加速获得的速度vn+1=粒子在磁场中运动的半径r=，则粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为，故B错误。C.粒子被电场加速一次动能的增加为qU，则粒子被加速的次数n==粒子在磁场中运动周期的次数n′==粒子在磁场中运动周期T=，则粒子从静止开始到出口处所需的时间t=n′T==故C正确。D.加速电场的频率应该等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即，

当磁感应强度为Bm时，加速电场的频率应该为

，粒子的动能为Ek=mv2。当时，粒子的最大动能由Bm决定，则解得粒子获得的最大动能为当时，粒子的最大动能由fm决定，则vm=2πfmR解得粒子获得的最大动能为Ekm=2π2mfm2R2故D正确。故选ACD.9、BC【解析】

A．B点的电势为2φ，C点的电势为0，故BC中点D的电势为φ，又有A、D电势相等，故匀强电场场强方向垂直AD，根据沿着电场线电势降低可得：电场线方向垂直AD指向左侧，故A错误；B．根据可知电场强度的大小为故B正确；C．粒子在电场中做类平抛运动，粒子能击中图中的A点，则有联立解得故C正确；D．粒子运动过程只受电场力作用，电场力与初速度方向垂直，故粒子做类平抛运动，所以粒子速度不论多大在电场中都不能击中图中的B点。故D错误。故选BC。10、BD【解析】

A．由题图可得电路中电流的峰值为交流发电机电动势的峰值为故A错误；B．由题图可得交变电流的角速度，从线圈平面与磁场平行开始计时，则时电动势的瞬时值故B正确：C．电压表示数为有效值不随时间发生变化，电阻两端电压为所以电压表示数为，故C错误；D．交流发电机线圈从图示位置开始转过的过程中的平均感应电动势为故D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、需要滑块、沙桶和沙子构成的整体0.0160.014【解析】

[1]平衡摩擦力，让小车所受合外力为绳子的拉力；[2]对小沙桶和沙子应用牛顿第二定律：对小滑块：两式相比：，若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，小沙桶和沙子的总重量不能视为合外力，所以需要选择滑块、沙桶和沙子构成的整体研究合外力做功与动能变化量的关系；[3]满足，绳子拉力近似等于沙桶和沙子的总重量，从A点到D点拉力做功：；[4]匀变速