2022届河北省石家庄市藁城新冀明中学高三（下）模拟考试物理试题（解析版）

2021-2022年下学期藁城新冀明中学高三模拟考试题本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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。1.2021年3月23日，在三星堆遗址考古工作中，研究员对新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用年代检测方法进行了分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。会发生衰变，半衰期年。空气中跟的存量比稳定，活着的生物体中碳的这两种同位素之比与空气中相同，生物死亡后，不再与外界交换碳，因此测得生物遗骸中的与存量比，再与空气中比较，可估算出生物死亡年代。则（）A.地球的气候变化会影响的半衰期B.200个原子经过11460年后还剩余50个C.的衰变方程为D.骨骼中以碳酸钙形式存在半衰期比单质的半衰期更长【1题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】AD．放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故AD不符合题意；B．半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，故B不符合题意；C．发生衰变产生电子，根据电荷数守恒，质量数守恒，的衰变方程为，故C符合题意。故选C。2.电梯、汽车等交通工具在加速时会使乘客产生不适感，其中不适感的程度可用“急动度”来描述。急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即。汽车工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标，按照这一指标，具有零急动度的乘客，感觉较舒适。图为某汽车加速过程的急动度j随时间t的变化规律。下列说法正确是（）A.在0~5.0s时间内，汽车做匀加速直线运动B.在5.0~10.0s时间内，汽车做匀加速直线运动C.在0~5.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为2.0m/s2D.在5.0~10.0s时间内，乘客感觉较舒适【2题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．由急动度的的物理意义可知，在0~5.0s时间内，急动度增加，加速度逐渐增加的变快，在5.0~10.0s时间内，急动度不变，则加速度均匀增加，故AB错误；C．由急动度的的物理意义可知，图像的面积代表加速度的变化量，在0~5.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为故C正确；D．急动度越小乘客越舒适，在0~5.0s时间内急动度较小，乘客感觉较舒适，故D错误。故选C。3.科学研究显示，从2020年6月以来，地球自转速率呈加快趋势。假想地球自转的速率持续不断地增大，则（）A.深圳市的物体所受重力与地心引力的夹角会发生改变B.赤道表面重力加速度大小不变C.第一宇宙速度减小D.同步卫星的高度变大【3题答案】【答案】A【解析】【分析】【详解】A．在深圳市，物体受到的万有引力提供物体随地球自转的向心力和重力，是两个力的合力，当自转速度增大时，向心力变大，万有引力不变，则重力变小，重力与地心引力的夹角会发生变化，故A正确；B．赤道上，当自转速度增大时，物体受到万有引力不变，向心力变大，重力减小，重力加速度变小，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，第一宇宙速度，与地球自转无关，故第一宇宙速度不变，故C错误；D．根据万有引力提供向心力，有可得到同步卫星离地面的高度同步卫星做圆周运动角速度与地球自转角速度相同，故ω增大，h减小，故D错误。故选A。4.如图所示，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，一端与斜面上的物块M相连，另一端位于天花板上的A点，并通过动滑轮悬挂物块N，系统处于静止状态。现将细绳的一端从天花板上的A点缓慢沿直线移动到B点，已知斜面和M始终保持静止，则在此过程中（）A.M所受细绳拉力的大小可能保持不变B.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加C.斜面所受地面的摩擦力大小一直增大D.斜面所受地面的支持力大小一直增大【4题答案】【答案】C【解析】【详解】A．细绳位于天花板上的一端从A点缓慢移动到B点过程，作用于动滑轮的两绳子的夹角变大，可知绳子的拉力变大，故A错误；B．由于初始M所受摩擦力的方向不确定，所以绳子的拉力变大，M所受摩擦力的大小变化不确定，故B错误；C．将斜面、定滑轮和M看成整体，绳子拉力的水平分力大小等于地面对斜面的摩擦力，拉力变大与水平方向夹角变小，所以拉力的水平分力大小变大，故C正确；D．由A分析可知，绳子拉力逐渐变大，绳子与竖直方向夹角变大，而绳子在竖直方向的分力一直等于N物体重力的一半，保持不变，将斜面、定滑轮、动滑轮、N和M看成整体，根据平衡条件有，斜面体受地面的支持力等于整体的重力和绳子拉力的竖直分量之和，则斜面体受地面的支持力保持不变，故D错误。故选C。5.如图所示，正三棱柱ABC-A′B′C′的A点固定一个电荷量为+Q的点电荷，C点固定一个电荷量为-Q的点电荷，D、D′点分别为AC、A′C′边的中点，选无穷远处电势为0。下列说法中正确的是（）

A.B、B′两点的电场强度相同B.将一负试探电荷从A′点移到C′点，其电势能减少C.将一正试探电荷沿直线从B点移到D′点，电场力始终不做功D.若在A′点再固定一电荷量为+Q点电荷，C′点再固定一个电荷量为-Q的点电荷，则D点的电场强度指向B点【5题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】A．根据场强叠加可知，B、B′两点的电场强度大小和方向均不相同，选项A错误；B．A′点电势高于零，C′点电势低于零，则将一负试探电荷从A′点移到C′点，其电势能升高，选项B错误；C．平面BDD′B′是等势面，则将一正试探电荷沿直线从B点移到D′点，电场力始终不做功，选项C正确；D．若在A′点再固定一电荷量为+Q的点电荷，C′点再固定一个电荷量为-Q的点电荷，则由AC两处电荷在D点的场强指向C，在A′C′处的电荷在D点的场强也是指向C，则D点的电场强度指向C点，选项D错误。故选C。6.如图1所示，地面上方高度为d的空间内有水平方向的匀强磁场，质量为m的正方形闭合导线框abcd的边长为l，从bc边距离地面高为h处将其由静止释放，已知h>d>l。从导线框开始运动到bc边即将落地的过程中，导线框的v-t图像如图2所示。重力加速度为g，不计空气阻力，以下有关这一过程的判断正确的是（）A.t1~t2时间内导线框受到的安培力逐渐增大B.磁场的高度可以用图中阴影部分的面积表示C.导线框重力势能的减少量等于其动能的增加量D.导线框产生的焦耳热大于【6题答案】【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由图2可知，在时间内，导线框自由落体，时间内导线框切割磁感线进入磁场，做加速度减小的减速运动，完全进入磁场后有做匀加速运动，所以根据受力分析可知，且在减小，则安培力在减小，A错误；B．根据题意可知，在时间段内，导线框切割磁感线，距离为，完全进入后又做加速运动直到落地，所以磁场高度为时间内的位移，B错误；C．根据题意可知，安培力做负功，所以重力势能减少量为动能增加量和安培力做功，C错误；D．由题可知且所以在下降过程中导线框产生的焦耳热大于故选D7.如图所示，坐标平面内有边界过点和坐标原点的圆形匀强磁场区域，方向垂直于坐标平面，一质量为、电荷量为的电子（不计重力），从点以初速度平行于轴正方向射入磁场区域，从轴上的点射出磁场区域，此时速度与轴正方向的夹角为，下列说法正确的是（）A.磁场方向垂直于坐标平面向外B.磁场的磁感应强度C.圆形磁场区域的半径为D.圆形磁场的圆心坐标为【7题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】A．粒子运动的轨迹如图根据左手定则可知磁场垂直纸面向里，故A错误；B．根据几何知识可知，粒子的轨道半径为又洛伦兹力提供向心力，得所以故B正确；C．根据几何知识可知，由于，所以为圆形磁场区域的直径，所以则磁场区域的半径故C错误；D．由题意和上图的几何关系可得，过、、三点的圆的圆心在连线的中点，所以轴坐标为轴坐标为故点坐标为，，故D错误；故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置实物图和原理图。将1.5V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=6sin100πt（V），再将其加在匝数比n2∶n1=2000∶1的理想变压器的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气，下列说法正确是（）A.原线圈两端所接交流电压表的读数为6VB.放电针之间电压最高可达12000VC.放电针之间交流电压频率50HzD.放电针每隔0.02s点火一次【8题答案】【答案】BC【解析】【详解】A．电压表读数为正弦交变电压u的有效值，即故A错误；B．根据理想变压器原、副线圈电压规律可知放电针之间电压最大值为故B正确；C．放电针之间交流电压的频率为故C正确；D．放电针之间交流电压的周期为因为放电针之间电压每当到达最大值时点火一次，所以放电针点火时间间隔为故D错误。故选BC。9.如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为，底部连接一个劲度系数为k的轻质弹簧，且弹簧与斜面平行。质量为m的物块在力F的作用下处于静止状态（物块与弹簧不栓接），此时弹簧的形变量为x0。撤去F后，物块沿斜面向上运动的最大距离为4x0，弹簧始终处于弹性限度内。若重力加速度为g，则下列说法正确的（）

A.撤去F后，物块先做匀加速运动，再做匀减速运动B.撤去F瞬间物块的加速度大小为C.物块做匀减速运动的时间为D.物块从开始向上运动至速度达到最大的过程中，物块克服重力做的功为【9题答案】【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．撤去F后，弹力逐渐变小，合力先变小，后变大，最后不变，故物体先做变加速运动，然后做变减速运动，最后做匀减速运动，故A错；B．撤去外力的瞬间，对物块受力分析，由牛顿第二定律解得故B正确；C．当物块刚好离开弹簧时，做匀减速运动，由有上升过程与下降过程对称解得故C错误；D．当弹力刚好减小到刚好等于重力的分力时，物块速度达到最大，设此时弹簧的形变量为x，则有解得则重力做的功故D正确。故选BD。10.如图，不计重力的质子和粒子先后从同一位置由静止经同一水平加速电场加速，然后进入同一竖直匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，则在整个运动过程中，质子和粒子相比，质子（）A.竖直偏移量较小 B.所用时间较小C.动量改变量较小 D.动能改变量较小【10题答案】【答案】BCD【解析】【分析】【详解】B．粒子经过电场加速后所以进入竖直匀强电场时的速度粒子在竖直匀强电场中做类平抛运动，水平方向为匀速直线运动，则运动时间为质子的比荷（）大，所用的时间较小，故B错误；A．粒子竖直偏移量为偏移量与比荷无关，所以竖直偏移量相等；C．整个过程中，由动能定理可知所以竖直偏移量y相同，mq乘积小的动量小，故质子动量改变量较小，故C正确；D.动能电荷量小的，动能改变量较小，故D正确；故选择：BCD。三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共42分。11.利用圆盘探究圆周运动的规律，装置如图甲所示。水平放置的圆盘绕竖直固定轴匀速转动，在圆盘上沿半径方向开有一条狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者的连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，固定在圆盘的边缘处，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，计算机得到图象如图乙所示，其中横坐标表示时间，纵坐标表示传感器电压。（1）使用游标卡尺测量狭缝宽度，如图丙所示，读数为______mm；（2）测得传感器每次接收到激光信号的时间，则圆盘边缘处的线速度大小为______m/s，圆盘的角速度为______rad/s，取π=3.14。（计算结果保留2位有效数字）【11题答案】【答案】①.2.00②.0.40③.40【解析】【分析】【详解】(1)[1]游标尺的零刻度线正好与主尺的2mm刻度线对齐，所以游标卡尺的读数为d=2mm+0×0.05mm=2.00mm(2)[2][3]由题可知，圆盘边缘的线速度为角速度为12.某实验小组设计了如图甲所示电路图测量电流表G1的内阻；实验室提供的实验器有：A．待测电流表G1（，内阻约为）B．电流表G2（，内阻约为）C．定值电阻R1（300Ω）D．定值电阻R2（10Ω）E．滑动变阻器R3（0~1000Ω）F．滑动变阻器R4（0~20Ω）G．干电池（）2节H．开关S及导线若干

（1）实验电路中的定值电阻应选______，滑动变阻器应选______；（填所选择仪器前的序号）（2）请在图乙中完成实物连接；______

（3）实验中测出G1和G2电流表的示数和。图丙为该组同学测出数据的图线，则待测电流表G1的内阻______；（保留3位有效数字）；

（4）用该电路测量出的电流表内阻值方法，______（填“存在”或“不存在”）系统误差。【12题答案】【答案】①.C②.F③.见解析④.320（310~330）⑤.不存在【解析】【分析】【详解】（1）[1]定值电阻应选择与待测电流表G1阻值接近的R1（300Ω），使待测电流表G1的示数基本为G2的一半，则可以使G1、G2的示数基本同时达到最大和最小，从而测得更多的数据，故选C；（1）[2]电流表G1、G2和R1连接后的总电阻约为300Ω，能承受的最高电压约为，选择阻值较小的滑动变阻器R4（0~20Ω），更利于改变加在G1、G2和R1上的电压大小，故选F；（2）[3]根据电路图，可连接出如下实物图：

（3）[4]由部分电路的欧姆定律及串并、联电路的电压、电流关系可得即图像的斜率解得（4）[5]电路中G1、G2测量的是流过其自身的电流和，不会引入系统误差；计算中用到的定值电阻R1，其内阻是已知的，也不会产生系统误差；所以该测量方案不存在系统误差。13.如图所示，宽度的匀强磁场区域和宽度的匀强电场区域相互平行，匀强磁场的磁感应强度大小、方向垂直于纸面向里，匀强电场的电场强度大小、方向与区域边界平行。一与边界垂直的直线，与磁场和电场区域边界的交点分别为。一质量、电荷量的带负电粒子，从M点以速率沿与成角垂直射入磁场，经电场偏转后最终通过直线上的a点（图中未标出），不计粒子受到的重力。求：（1）带电粒子离开磁场时到直线的距离；（2）带电粒子在电场中运动的时间t及加速度大小a。

【13题答案】【答案】（1）1m；（2）；【解析】【分析】【详解】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有解得过M点做粒子运动速度方向的垂线与磁场右侧边界交点为O，由几何关系有可得分析可知O为粒子在磁场中运动轨迹的圆心，且圆心角为，粒子离开磁场时，与边界垂直，且到的距离（2）粒子垂直边界进入电场后做类平抛运动，在电场中的加速度大小得在电场中运动的时间可得14.如图所示为某传送装置的示意图，整个装置由三部分组成，中间是水平传送带（传送带向右匀速传动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定），其左侧为一倾斜直轨道，右侧为放置在光滑水平面上质量为M的滑板，倾斜直轨道末端及滑板上表面与传送带两端等高并平滑对接。一质量为m的物块从倾斜直轨道的顶端由静止释放，物块经过传送带后滑上滑板，滑板运动到D时与固定挡板碰撞粘连，此后物块滑离滑板。已知物块的质量，滑板的质量，倾斜直轨道顶端距离传送带平面的高度，传送带两轴心间距，滑板的长度，滑板右端到固定挡板D的左端的距离为L3，物块与倾斜直轨道间的动摩擦因数满足（θ为斜直轨道的倾角），物块与传送带和滑板间的动摩擦因数分别为、，重力加速度的大小。(1)若，求物块刚滑上传送带时的速度大小及通过传送带所需的时间；(2)求物块刚滑上右侧滑板时所能达到的最大动能和最小动能；(3)若，讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力所做的功Wf与L3的关系。【14题答案】【答案】(1)；；(2)；；(3)见解析【解析】【分析】【详解】(1)对物块，在A到B的运动过程应用动能定理得代入解得若传送带速度，则代入数据解得这段时间随后在传送带上匀速运动的时间物块通过传送带所需的时间(2)a。当传送带静止或速度较小时，物块在传送带上一直做减速运动，物块克服摩擦力所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最小，最小动能设为，由动能定理得解得b。当传送带的速度较大时，物块在传送带上一直做匀加速运动，摩擦力对物块所做的功最多，即物块刚滑上滑板时的动能最大，最大动能设为，由动能定理得解得(3)由(2)问可知，物块刚达到滑板时的速度范围为，故当时，物块先匀加速再匀速，刚滑上滑板时的速度大小，设若滑板与挡板间距足够长，滑板碰挡板前物块与滑板能达共速v2，由动量守恒得解得对物块，由动能定理得对滑板，由动能定理得解得，物块相对滑板的位移故若，则木板与挡板碰撞前物块与滑板已经共速，共速后二者相对静止，无摩擦力，故克服摩擦力做的功若，则当滑板与挡板相碰时物块尚未滑到滑板的右端，这种情况下物块的对地位移为克服摩擦力做的功（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。[选修3－3]15.某学生在水瓶中装入半瓶热水盖紧瓶盖，一段时间后，该同学发现瓶盖变紧。其本质原因是单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数___________（选填“增加”、“减少”或“不变”），瓶内气体分子平均动能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【15题答案】【答案】①.减少②.减小【解析】【详解】[1][2]随着温度降低，内部气体的压强变小，瓶盖变紧。由于温度降低，则分子平均动能减小；由于平均动能减小，分