河北省沧州市2021届高三物理下学期5月第二次模拟考试试题.doc

河北省沧州市2021届高三物理下学期5月第二次模拟考试试题

河北省沧州市2021届高三物理下学期5月第二次模拟考试试题

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16

河北省沧州市2021届高三物理下学期5月第二次模拟考试试题
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项∶
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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，再选涂其他答案标号。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。
4.本试卷主要考试内容∶高考全部内容。
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.关于波粒二象性，下列说法正确的是（　　）
A.光电效应证明了光具有粒子性，康普顿效应证明了光具有波动性
B.光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著
C.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
D.电子绕原子核运动时只能在一定的轨道上运动，此时电子只有粒子性，没有波动性
2.两截面形状相似的物块B、C，倾角均为θ，将C固定在水平面上，物块A与B按图叠放在C上，A恰好沿B匀速下滑，B保持静止。已知物块A.B的质量均为m ，重力加速度大小为g，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B之间和B、C之间的动摩擦因数均为μ。则物块B与C间的摩擦力大小为

A. mgsinθ B.2mgsin θ
C. μmgcosθ D.2μmgcosθ
3.某校组织学生外出研学期间进行滑雪活动，如图所示。同学们坐在相同的滑雪工具上，从倾角相同的直雪道先后从相同高度由静止滑下，所有滑雪工具与雪道间的动摩擦因数均相同，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A.同学们在直雪道上运动的时间相同
B.下滑过程中，质量大的同学运动的时间短
C.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加多
D.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加少
4.如图所示，质量m= 20g的导体棒ab垂直放在宽度l=0. 5 m的平行金属导轨上，导轨下端与一电源和电阻连接.导轨平而与水中而间的夹角为37°，磁感应强度大小B=1 T的匀强磁场（图中未画出）方向乘直导轨平面向上，导体格中通有0. 4A的电流时恰好能保持静止，取重力加速度大小g= 10 m/s2，sin 37°=0. 6，cos 37°=0. 8，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则导体棒与导轨间的动摩擦因数为（　　）

A.0.05 B.0.25 C.0.5 D.0.8
5.《中国青年报）2021年4月7日报道，中国“天问一号”火星探测器经过190多天的飞行，跋涉4.5亿公里，终于抵达火星轨道，从而开启了近2个月的环绕火星的任务。若探测器着陆前，先用反推火箭使探测器停在距火星表面一定高度处，然后由静止释放，使探测器做自由落体运动。已知火星的半径与地球的半径之比为1∶2，火星的质量与地球的质量之比为1∶9，地球表面的重力加速度大小g=10m/s2。若要求探测器着陆火星表面前瞬间的速度不超过4 m/s，则探测器由静止释放时离火星表面的最大高度为（　　）
A.0.8 m B.1.8 m C.2 m D.4 m
6.某电场中有A.B两点，一个点电荷在A点的电势能为1. 1×10-7 J，在B点的电势能为1.5×10-7J。已知A、B两点在同一条电场线上且相距4 m，电场线的方向如图中箭头所示，该点电荷的电荷量为2×10-9 C，不计点电荷受到的重力，下列说法正确的是（　　）

A.该电场为匀强电场，且电场强度大小为5 V/m
B.该点电荷在AB中点的电势能为1.3×10-7J
C.A、B两点的电势差UAB=20 V
D.把该点电荷从B点由静止释放，经过A点时，动能为4×10-8J
7.如图甲所示，视为质点的小球用不可伸长的轻绳连接，绕定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子的拉力大小为FT。拉力FT与速度的平方心的关系如图乙所示，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则小球从最商点运动到最低点的过程中动能的变化量为

A. B. C. D.
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.如图所示，木箱A、B的质量分别为20 kg和60 kg.它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0. 1，为防止木箱A、B之间发生碰撤，在A、B中间安置了一劲度系数为1000 N/m的轻质弹簧，初始状态时弹簧为原长，两木箱置于水平地面上静止不动。某搬运工尝试用一个大小为50 N的水平力推木箱B，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g= 10 m/s2，则下列说法正确的是（　　）

A.木箱A不受摩擦力作用
B.木箱B受到的摩擦力大小为50 N
C.弹簧的压缩量为5 cm
D.缓慢增大推力，当推力为100 N时，木箱B对弹簧的弹力大小为40 N
9.在如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈的输人电压按图乙所示的规律变化，图中曲线为正弦曲线的上半部分或下半部分，副线圈所接的、规格为“36V 30W"的灯泡L恰好正常发光。则下列说法正确的是

A.变压器原线圈输人电压的有效值为110V
B.变压器原、副线圈的匝数比为55∶ 9
C.灯泡L两端电压的最大值为
D.0~6 s内灯泡L电流方向改变的次数为200
10.如图所示，带有卡槽的平行光滑金属导轨（足够长）与水平面成30°角倾斜固定，两导轨间距为1 m，上端接一标有“6 V 36 W"的小灯泡，导轨间有方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场。一质量m=200g、直径d=1m的圆形金属框MN嵌在两导轨的卡槽中，且与导轨在同-平面内。现给MN一沿导轨向下的恒力F ，MN达到平衡后小灯泡恰好正常发光。不计导轨和金属框MN的电阻，MN沿卡槽滑动过程始终与导轨接触良好且无摩擦。取重力加速度大小g= 10 m/s2 ，下列说法正确的是（　　）

A.金属框MN沿导轨运动的过程中通过小灯泡的电流方向为从a到b
B.金属框MN平衡时的速度大小为3 m/s
C.恒力F的大小为5N
D.金属框MN平衡时其受到重力的功率为12 W
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。
1.7分）某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面间的动摩擦因数。已知打点计时器所接电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一-部分如图乙所示，图乙中每相邻两个计数点间还有一个计时 点未标出。

（1）由图乙可知，打计数点B时物块的速度大小vB=______m/s；物块运动的加速度大小a= _m/s2（结果均保留两位小数）
（2）已知当地的重力加速度大小g= 9.80 m/s2，斜面倾角的正切值为0. 75，则物块与斜面间的动摩擦因数μ=_____. （结果保留两位有效数字）
12. （9分）某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻（电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为500 mA）。实验室备有如下器材∶
A.电压表V（量程为3 V，电阻Rv约为4. 0Ω）；
B.定值电阻R0（阻值为5Ω）；
C.电阻箱R（0~999.9Ω）；
D.开关S一只，导线若干。

（1）为测量锂电池的电动势E和内阻r ，该同学设计了如图甲所示的电路图。请你帮助该同学按图甲所示的电路图，将图乙中实物连线补充完整。
（2）实验时，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据测量数据作出图像，如图丙所示。则该锂电池的电动势E=_____V、内阻r= Ω（结果均保留两位有效数字）。该实验中电动势E的测量值偏小，造成此系统误差的主要原因是 。
13. （10分）如图所示，质量M= 3 kg的小车静止于光滑水平面上，小车上表面水平，右端有一固定在小车上的竖直弹性挡板，左端紧靠固定的光滑圆弧轨道AB，圆弧底端与小车上表面相切，圆弧半径R=0.8 m，小车长度L=1.5m。将质量m=1 kg的滑块P（视为质点）从顶端A由静止释放，滑块P与小车右端挡板作用过程无机械能损失且作用时间极短。滑块P与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度大小g=10 m/s2。求∶
（1）滑块P刚滑上小车时的速度大小；
（2）滑块P相对小车静止时到小车右端的距离。

14. （16分）如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限内，下方为匀强电场，上方为匀强磁场，边界曲线满足方程y= 2x2 ，匀强电场的电场强度大小E= 1000 V/m，方向沿y轴正方向，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小B1=1 T，第二象限中存在磁感应强度大小B2=2 T的匀强磁场，方向垂直纸面向外。现有大量相同粒子，从x轴上（x>0）由静止释放，经电场加速后进入第一象限的磁场区域，所有粒子均垂直穿过y轴进入第二象限，图中y轴上P点的坐标为（0，1 m） ，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用。
（1）求这种粒子的比荷；
（2）求从第一象限进人第二象限时经过P点的所有粒子的横坐标方程；
（3）若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，求以最大速度经过P点的粒子从x轴出发运动到P点的时间t。

（二）选考题∶共12分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
15. [选修3- 3]（12分）
（1）（4分）氢气热气球升到高空（温度随高度的增加而降低）后会破裂，氢气热气球上升过程中（破裂之前），氢气热气球内的氢气对外_ （选填“做正功”“不做功”或“做负功”），氢气热气球内氢气的内能_ （选填“增加”、“不变”或“减少”）。
（2）（8分）如图所示，质量m1= 20 kg、高h=1.1 m的导热圆柱形汽缸内，有一质量m2=10 kg、面积S=1×10-2 m2的光滑活塞，通过轻绳悬挂在天花板上，缸内封住了一定质量的理想气体，活塞恰好在距缸底处，整个装置均处于静止状态。已知外界大气压强p0=1×105 Pa，取重力加速度大小g= 10 m/s2 ，环境的热力学温度恒为300 K，不计缸壁及活塞的厚度，汽缸不漏气。现把汽缸放在水平地面上（不系绳子），开口向上。
（i）求活塞平衡时与缸底的距离；
（ii）若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸项部，求此时缸内气体的热力学温度。

16.[选修3-4]（12分）
（1）（4分）在一些古典家居装饰中，会看到大物钟。 某大概钟如图甲所示，可看成单摆，摆的振动图像如图乙所示则大摆钟的摆动周期为 s，摆长约为 _m。

（2）（8分）现要检测一块工业半球形玻璃砖的折射率。半球形玻璃砖的截面如图所示，O是半球形玻璃砖的球心，MN是其中心轴，已知玻璃砖的半径R= 1 m，两東与中心轴平行的相同检测光a、b射人半球形玻璃砖，当a光与中心轴MN的距离L=0.5 m时，a光从玻璃砖上C点射出，出射光线与中心轴MN交于F点，当b光与中心轴MN距离m时，b光在玻璃砖右侧恰好发生全反射，求∶
（i）玻璃砖对检测光的折射率n；
（ii）C点与F点间的距离工。（取cos 15°=0. 97）

高三物理试卷参考答案
1.C[解析]本题考查波粒二象性，目的是考查学生的理解能力。光电效应和康普顿效应都证明了光具有粒子性，选项A错误；光的波长越长，其波动性越显著，选项B错误；一切运动的微粒都具有波粒二象性，电子绕原子核运动时也有波动性，选项C正确.D错误。
2. B [解析]本题考查物体平衡，目的是考查学生的理解能力。把物块A、B看成整体，整体是平衡的，则有2mgsinθ=fBC，选项B正确。
3.A [解 析]本题考查功能关系，目的是考查学生的推理能力。由牛顿第二定律可知，直雪道上的同学们下滑过程中的加速度相同，在雪道上运动的时间相同，选项A正确.B错误；下滑过程中，同学们的机械能减少，选项C、D错误。
4. C [解析]本题考查安培力，目的是考查学生的推理能力。对导体棒受力分析可知，，f=，解得μ=0. 5，选项C正确。
5. B [解析]本题 考查万有引力，目的是考查学生的推理能力。由公式，则有，解得g2=，探测器做自由落体运动时有，解得h=1.8 m，选项B正确。
6. D [解析]本题考查带电粒子在电场中的运动，目的是考查学生的推理能力。仅给出了带电粒子在A、B两点的电势能，无法判断电场是否为匀强电场，无法计算电场强度且无法计算AB中点的电势及电势能，选项A、B错误；沿电场线方向电势降低，UAB一定为负值，选项C错误；把该点电荷从B点由静止释放到经过A点的过程中，电场力做正功，由功能关系可知，选项D正确。
7.A [解析]本题考查向心力和动能定理，目的是考查学生的分析综合能力。小球在最高点时有，FT+ mg=，即，由题图乙可知， ，mg=b，解得，，小球从最高点运动到最低点的过程中重力所做的功等于其动能的变化量，即，选项A正确。
8. AB [解析]本题考查受力分析， 目的是考查学生的推理能力。木箱B受到的最大静摩擦力f=μmBg=60 N，推力（50 N）小于木箱B受到的最大静摩擦力，所以推不动木箱B， 弹簧不被压缩，木箱A不受摩擦力作用，选项A.B正确，C错误；当推力为100N时，两木箱被推动，做加速运动，木箱B此时所受摩擦力为滑动摩擦力（60 N），则木箱B对弹簧的作用力小于40 N，选项D错误。
9.BD[解析]本题考查变压器，目的是考查学生的推理能力。由，解得U1=220 V，即原线圈电压的有效值为220V，选项A错误；由公式，解得，，选项B正确、C错误；每周期内电流的方向改变2次，所以0~6s内小灯泡L中的电流方向改变的次数为200，选项D正确。
10.AC[解析]本题考查电磁感应，目的是考查学生的分析综合能力。圆形金属框可看成长为1m的导体棒，由右手定则可判断通过小灯泡的电流方向为从a到b，选项A正确；由U=E= Bdv，解得v=6 m/s，选项B错误；由公式，，解得F=5 N，选项C正确；由公式，解得PG=6 W，选项D错误。
11. （1）0.46 （2分） 3. 98（2分）
（2）0.24 （3 分）
[解析]本题考查牛顿运动定律，目的是考查学生的实验能力。
（1）由公式，其中T=0.04 s，解得vB=0. 46 m/s，
（2）设斜面的倾角为θ，由公式mgsinθ-umgcosθ==ma，解得μ=0.24.
12. （1）如图所示（3 分）

（2）3.3 （2分） 12 （2 分）电压表的分流（其他答案，只要合理就可得分） （2 分）
[解析]本题考查测量电源的电动势和内阻，目的是考查学生的实验能力。
（2）由闭合电路的欧姆定律可知，化简可得 ，对照题图丙可知0.3 V-1 ，解得E=3.3 V，，解得r=12 Ω。
13.[解析]本题考查机械能守恒定律和动量守恒定律，目的是考查学生的推理能力。
（1）滑块P在圆弧轨道上运动的过程中机械能守恒，有
（2 分）
解得。（1分）
（2）滑块P在小车上运动时，滑块P与小车组成的系统动量守恒，则有
（2 分）
解得
又 （2分）
其中 （1 分）
解得x=3 m（1 分）
2L-x=0， 说明滑块P恰好停在小车左端，即到右端的距离为1.5 m。（1分）
14.[解析]本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，目的是考查学生的分析综合能力。
（1）设某带电粒子在电场中运动的位移大小为y，有
（1分）
设带电粒子在第在象限的磁场内运动的半径为R，有

即（1分）
根据几何关系有
R=x
且y=2x2 （1分）
解得（1分）
（2）设某粒子以速度v射人磁场，进人磁场的坐标为（x，y），在第一象限的磁场中运动的半径为R，在第二象限的磁场中运动的半径为R2，有
（1 分）
（1分）
由于粒子在磁场中运动的速度大小不变，且两磁场的磁感应强度大小之比为1∶2，有
R1= 2R2 ，其轨迹如图甲所示

要使得粒子能够通过P点，则有
=1 m，（n=0，1，2，.） （1 分）
由几何关系有x=R1
整理可得2x2+（3n+1）x=1 m，（n=0，1，2，..），x>0。（1 分）
（3）根据几何关系可知，速度最大的粒子对应的轨迹如图乙所示，设该粒子的出发点坐标为（x0，0） ，经过分界点时有

y=1 m，代入边界方程
y=2x02 （1 分）
解得（1分）
（1分）
（1 分）
（1分）
，（1 分）
t=t1+t2 （1分）
解得。（1分）
15. [选修3- 3]
（1）做正功 （2分）减少（2分）
[解析]本题考查气体分子的平均动能，目的是考查学生的理解能力。在氢气热气球上升过程中，随着高度的增加，温度降低，空气的密度减小，大气压强逐渐减小，球内氢气的压强大于外界大气压，会使得氢气热气球向外膨胀，气球的体积变大，气体对外做正功，其内能减少。
（2）[解析]本题考查气体，目的是考查学生的推理能力。
（i）汽缸悬挂时，有（2分）
汽缸放在水平地面上时，有（1 分）
该过程气体做等温变化，有（1 分）
解得hx=0.4 m。（1 分）
（ii）对缸内气体加热，气体做等压变化，则有
（2分）
解得T2=825 K。（1 分）
16. [选修3-4]
（1）3 （2分） 2.25 （2分）
[解析]本题考查单摆，目的是考查学生的理解能力。由题图乙可知，单摆的周期为3s，由单摆的周期公式
有，解得摆长l≈2.25 m。
（2）[解析]本题考查光的折射，目的是考查学生的分析综合能力。

（i）由题意知，当b光与中心轴MN距离时，发生全反射，根据几何关系有（2分）
解得。（2 分）
（ii）由题意知，a光从C点射出，其入射角i= 30°
由（1分）
解得折射角r=45° （1 分）
在△COF中，∠CFE=15° ，CO=1 m
根据正弦定理有（1分）
解得x=1.94 m。（1 分）