2021-2022學(xué)年北京專家高三沖刺模擬物理試卷含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)N=10匝的閉合矩形線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸O1O2直于磁場方向，線圈電阻為5Ω。從圖甲所示位置開始計(jì)時(shí)，通過線圈平面的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，則（）A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過程中產(chǎn)生的焦耳熱B．在時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，且電流方向發(fā)生改變C．所產(chǎn)生的交變電流感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為D．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90o時(shí)穿過線圈的磁通量變化率最大2．如圖(甲)所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為m的小球，從高彈簧上端高h(yuǎn)處自由下落．若以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下建立一坐標(biāo)軸OX,小球的速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖(乙)所示．其中OA段為直線，切于A點(diǎn)的曲線AB和BC都是平滑的曲線，則關(guān)于A、B、C三點(diǎn)對應(yīng)的x坐標(biāo)及加速度大小，下列說法正確的是()A．B．C．D．3．行駛中的汽車遇到紅燈剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停止，等到綠燈亮?xí)r又重新啟動(dòng)開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)直到恢復(fù)原來的速度繼續(xù)勻速行駛，則從剎車到繼續(xù)勻速行駛這段過程，位移隨速度變化的關(guān)系圖象描述正確的是A． B．C． D．4．某同學(xué)質(zhì)量為60kg，在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以大小為2m/s的速度跳到一條向他緩緩漂來的小船上，然后去執(zhí)行任務(wù)，小船的質(zhì)量是140kg，原來的速度大小是0.5m/s，該同學(xué)上船后又跑了幾步，最終停在船上（船未與岸相撞），不計(jì)水的阻力，則（）A．該同學(xué)和小船最終靜止在水面上B．該過程同學(xué)的動(dòng)量變化量大小為105kg·m/sC．船最終的速度是0.95m/sD．船的動(dòng)量變化量大小為70kg·m/s5．關(guān)于做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺，下列說法正確的是（）A．單擺做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，單擺振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率B．秒擺的擺長和振幅均減為原來的四分之一，周期變?yōu)?.5sC．已知擺球初始時(shí)刻的位置及其周期，就可知擺球在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向D．單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)擺球所受的合外力為零6．如圖所示，固定在水平面上的光滑半球，球心正上方固定一個(gè)小定滑輪，細(xì)繩一端拴一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），小球置于半球面上的點(diǎn)，另一端繞過定滑輪。今緩慢拉繩使小球從點(diǎn)滑向半球頂點(diǎn)未到頂點(diǎn)），在此過程中，小球?qū)Π肭虻膲毫Υ笮〖凹?xì)繩的拉力大小的變化情況是（）A．不變，變小 B．變小，不變 C．變大，變大 D．變大，變小二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7．如圖所示，直桿與水平面成30°角，一輕質(zhì)彈簧套在直桿上，下端固定在直桿底端?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊從桿頂端A點(diǎn)由靜止釋放，滑塊壓縮彈簧到達(dá)最低點(diǎn)B后返回，脫離彈簧后恰能到達(dá)AB的中點(diǎn)。設(shè)重力加速度為g，AB=L，則該過程中（）A．滑塊和彈簧剛接觸時(shí)的速度最大 B．滑塊克服摩擦做功為C．滑塊加速度為零的位置只有一處 D．彈簧最大彈性勢能為8．如圖所示為粗細(xì)均勻的裸銅導(dǎo)線制成的半徑為r的圓環(huán)，PQ為圓環(huán)的直徑，其左側(cè)上方的圓面積內(nèi)存在垂直圓環(huán)所在平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓環(huán)的電阻為2R。一根長度為2r、電阻為R的均勻金屬棒MN以圓環(huán)的圓心O點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，緊貼著網(wǎng)環(huán)以角速度ω沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中金屬棒與圓環(huán)始終接觸良好，開始時(shí)MN與PQ重合（）A．金屬棒中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為B．時(shí)間內(nèi)通過金屬棒MN的橫截面電荷量為C．金屬棒中電流的有效值是D．金屬棒旋轉(zhuǎn)一周電路中產(chǎn)生的熱量為9．關(guān)于空氣濕度，下列說法正確的是_________A．空氣的絕對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示B．空氣的相對濕度定義為水的飽和汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比C．當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對濕度一定較大D．當(dāng)人們感到干燥時(shí)，空氣的相對濕度一定較小E.相同溫度下絕對濕度越大，表明空氣中水蒸氣越接近飽和10．如圖所示．直線1和2分別為兩個(gè)不同電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖象，E1、r1，分別為電源1的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，E2、r2分別為電源2的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，則下述說法正確的是（）A．E1=E2B．r1＞r2C．當(dāng)兩個(gè)電源短路時(shí)電源l的短路電流大D．當(dāng)兩個(gè)電源分別接相同電阻時(shí)，電源2的輸出功率小三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）LED燈是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，其優(yōu)點(diǎn)是體積小、質(zhì)量輕、耗電量低、使用壽命長、亮度高、熱量低、綠色環(huán)保、安全可靠，我國已經(jīng)在大力推行使用LED燈具了。某小組同學(xué)找到了幾個(gè)圖甲所示的LED燈泡，準(zhǔn)備描繪LED燈泡的伏安特性曲線，所用器材如下：A．LED燈泡：額定功率0.1W；B．電壓表V：量程0~5V，內(nèi)阻約為100kΩC．電流表A：量程0~300mA，內(nèi)阻約為10ΩD．鋰離子電池：電動(dòng)勢3.8V、內(nèi)阻很??；E.滑動(dòng)變阻器R：0—50Ω，2A；F.開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）考慮到描繪LED燈泡的伏安特性時(shí)，燈泡兩端電壓應(yīng)從零開始，同時(shí)又要盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。下列電路中最恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)是_________。A．B．C．D．（2）選擇好正確的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測得的電壓和電流，描繪出該LED燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，由圖線可知，LED燈泡兩端電壓在2.3V以下時(shí)幾乎處于_________（選填“短路”或“斷路”）狀態(tài)，選LED燈泡的電阻隨其兩端電壓的升高而_________（選填“增大”“減小”或“不變”）。（3）由該LED燈泡的伏安特性曲線可知，若將該LED燈泡與題中所給電源和一阻值約為的電阻串聯(lián)，則該LED燈泡的耗電功率為___________W（保留兩位有效數(shù)字）。12．（12分）要描繪一只標(biāo)有“9V、5W”字樣小燈泡的完整伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)室可供如下器材：A．電流表A1（量程1．6A，內(nèi)阻約為1.5Ω）B．電流表A2（量程3A，內(nèi)阻約為1.2Ω）C．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻kΩ）D．滑動(dòng)變阻器（阻值1~11Ω，額定電流1.8A）E．滑動(dòng)變阻器（阻值1~111Ω，額定電流1.5A）F．定值電阻kΩG．直流電源（電動(dòng)勢）H．導(dǎo)線和開關(guān)（1）請?jiān)谔摼€框中畫出電路圖_______（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選______；電流表應(yīng)選______（填寫元件前序號(hào)）（3）燈泡兩端實(shí)際電壓與電壓表讀數(shù)U關(guān)系式為______（4）根據(jù)該電路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得電壓表的讀數(shù)為U、電流表讀數(shù)為I，若考慮電表的內(nèi)阻，則此時(shí)燈泡的電阻為______（用題目中所給字母或符號(hào)表示）四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，半徑為a的圓內(nèi)有一固定的邊長為1.5a的等邊三角形框架ABC，框架中心與圓心重合，S為位于BC邊中點(diǎn)處的狹縫．三角形框架內(nèi)有一水平放置帶電的平行金屬板，框架與圓之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一束質(zhì)量為m、電量為q，不計(jì)重力的帶正電的粒子，從P點(diǎn)由靜止經(jīng)兩板間電場加速后通過狹縫S，垂直BC邊向下進(jìn)入磁場并發(fā)生偏轉(zhuǎn)．忽略粒子與框架碰撞時(shí)能量與電量損失．求：(1)要使粒子進(jìn)入磁場后第一次打在SB的中點(diǎn)，則加速電場的電壓為多大？(2)要使粒子最終仍能回到狹縫S，則加速電場電壓滿足什么條件？(3)回到狹縫S的粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間是多少？14．（16分）如圖所示，用透明材料做成一長方體形的光學(xué)器材，要求從上表面射入的光線能從右側(cè)面射出，那么所選的材料的折射率應(yīng)滿足什么條件？15．（12分）粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置，左端封閉，右端開口。初始時(shí)，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長度如圖所示，下方水銀柱足夠長且左、右兩側(cè)水銀面等高。已知大氣壓強(qiáng)p0=75cmHg，環(huán)境溫度不變?，F(xiàn)從U形管右側(cè)緩慢注入水銀，使右側(cè)空氣柱上方水銀柱的長度變?yōu)?5cm。求：(i)右側(cè)管內(nèi)封閉空氣柱的長度；(ii)左側(cè)管內(nèi)水銀面上升的高度。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】

A．最大感應(yīng)電動(dòng)勢為：感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過程中產(chǎn)生的焦耳熱故A錯(cuò)誤；B．t=0.2s時(shí)，磁通量為0，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，電流方向不變，故B錯(cuò)誤；C．由圖知角速度因?yàn)榫€圈從垂直中性面開始計(jì)時(shí)，所以交變電流感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e=10πcos（5πt）V故C正確；D．線圈在圖示位置磁通量為0，磁通量的變化率最大，穿過線圈的磁通量變化最快，轉(zhuǎn)過90°，磁通量最大，磁通量變化率為0，故D錯(cuò)誤。故選：C。2、B【解析】

AB.OA段對應(yīng)著小球下落h的過程，則XA=h，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的加速度為aA=g，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；C.B點(diǎn)是速度最大的地方，此時(shí)重力和彈力相等，合力為0，加速度也就為0，由mg=kx，可知，所以B得坐標(biāo)為h+，所以C錯(cuò)誤．D.取一個(gè)與A點(diǎn)對稱的點(diǎn)為D，由A點(diǎn)到B點(diǎn)的形變量為，由對稱性得由B到D的形變量也為，故到達(dá)C點(diǎn)時(shí)形變量要大于h+2，加速度ac＞g，所以D錯(cuò)誤．3、C【解析】

在減速過程由速度和位移關(guān)系可知：v2﹣v02=2ax，可得；a為負(fù)值，故圖象應(yīng)為開口向下的二次函數(shù)圖象；由速度為零開始增大時(shí)，v2=2a（x﹣x0）；x0是停止時(shí)的位置坐標(biāo)；x=﹣x0，a為正值，故圖象為開口向上的二次函數(shù)圖象；故C正確，ABD錯(cuò)誤。4、B【解析】

AC.規(guī)定該同學(xué)原來的速度方向?yàn)檎较?設(shè)該同學(xué)上船后，船與該同學(xué)的共同速度為v.由題意，水的阻力忽略不計(jì)，該同學(xué)跳上小船后與小船達(dá)到共同速度的過程，該同學(xué)和船組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，則由動(dòng)量守恒定律得m人v人－m船v船=（m人+m船）v，代入數(shù)據(jù)解得v=0.25m/s，方向與該同學(xué)原來的速度方向相同，與船原來的速度方向相反，故A、C錯(cuò)誤；B.該同學(xué)的動(dòng)量變化量為Δp=m人v－m人v人=60×（0.25－2）kg·m/s=－105kg·m/s，負(fù)號(hào)表示方向與選擇的正方向相反，故B正確；D.船的動(dòng)量變化量為Δp＇=m船v－m船v船=140×[0.25－（－0.5）]kg·m/s=105kg·m/s，故D錯(cuò)誤.5、A【解析】

A．系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)，故A正確；B．根據(jù)單擺的周期公式知擺長縮短為原來的四分之一，則周期變?yōu)樵瓉淼亩种唬礊?s，故B錯(cuò)誤；C．?dāng)[球在同一位置振動(dòng)方向有兩種，所以已知初始時(shí)刻的位置和振動(dòng)周期，不知道初始時(shí)刻擺球的振動(dòng)方向，不能知道振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向，故C錯(cuò)誤；D．單擺運(yùn)動(dòng)中，擺球在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，所以擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)所受的合外力提供向心力，故D錯(cuò)誤。故選A。6、A【解析】

小球受重力支持力和拉力作用，將三力平移可構(gòu)成首尾連接的三角形，其中重力與過點(diǎn)豎直線平行，支持力沿半球面半徑方向且拉力沿繩方向，力的三角形與小球、滑輪構(gòu)成的三角形相似，設(shè)小球與滑輪間的繩長為，滑輪到點(diǎn)的距離為，半球面半徑為，則有：小球從點(diǎn)滑向半球頂點(diǎn)過程中，小球到點(diǎn)距離為不變，不變，減小，所以不變，變小故選A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BD【解析】

A．滑塊向下運(yùn)動(dòng)受到的合力為零時(shí)，速度最大，即這時(shí)，速度最大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)動(dòng)能定理有解得故B錯(cuò)正確；C．滑塊加速度為零即合力為零，向下滑動(dòng)時(shí)向上滑動(dòng)時(shí)所以C錯(cuò)誤；D．彈簧被壓縮到最短時(shí)彈性勢能最大，根據(jù)能量守恒解得彈簧最大彈性勢能為故D正確。故選BD。8、BD【解析】

A．只有當(dāng)MO、NO分別切割磁感線時(shí)，環(huán)中才有電流。MO、NO中感應(yīng)電動(dòng)勢故A錯(cuò)誤；B．金屬棒中有電流時(shí)，電流為半個(gè)周期內(nèi)通過金屬棒MN的電荷量故B正確；C．在一個(gè)周期內(nèi)，只有半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)金屬棒中才有電流，即所以金屬棒中電流的有效值故C錯(cuò)誤；D．依題意的即故D正確。故選BD。9、ADE【解析】

AB．絕對濕度是指一定空間中水蒸氣的絕對含量，可用空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)表示來表示，相對濕度是指水蒸汽的實(shí)際壓強(qiáng)與該溫度下水蒸汽的飽和壓強(qiáng)之比，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．人們感受的干燥或潮濕取決于空氣的相對濕度。相對濕度越大，感覺越潮濕；相對濕度越小，感覺越干燥，故C錯(cuò)誤，D正確；E．相同溫度下絕對濕度越大，表明空氣中水汽越接近飽和，故E正確；故選ADE。10、ACD【解析】

A．根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E﹣Ir當(dāng)I=0時(shí)U=E說明圖線縱軸截距等于電源的電動(dòng)勢，由圖可知，兩電源的電動(dòng)勢相等，即E1=E2故A正確；B．根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻，由圖可知，圖線2的斜率大于圖線1的斜率，則r2＞r1故B錯(cuò)誤；C．短路電流I=故電源1的短路電流要大，故C正確；D．根據(jù)當(dāng)兩個(gè)電源分別接相同電阻時(shí)，電源內(nèi)阻大即電源2的輸出功率小，故D正確.故選ACD．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、D斷路減小0.024（0.023—0.025均給分）【解析】

（1）要求電流電壓從零開始，所以電路應(yīng)該用分壓電路，且由于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于待測電阻的阻值，所以應(yīng)該用電流表外接法，所以電路結(jié)構(gòu)選D；（2）在2.3V以下時(shí)電路中電流為零，可以認(rèn)為電路斷路，從圖像上可以看出LED燈泡的電阻隨其兩端電壓的升高而減小。（3）將該LED燈泡與題中所給電源和一阻值約為的電阻串聯(lián)，設(shè)燈泡兩端的電壓為U，流過燈泡的電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，整理得：，在I-U圖像上畫出此函數(shù)，如圖所示：圖像的交點(diǎn)即為燈泡的工作電壓和電流，此時(shí)的電壓為3.05V，電流為8mA，所以LED燈泡的耗電功率為12、DA【解析】

（1）[1]描繪燈泡伏安特性曲線，電壓與電流應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，由題意可知，燈泡額定電壓為9V，電壓表量程為3V，把電壓表量程擴(kuò)大為9V，應(yīng)給電壓表串聯(lián)一個(gè)定值電阻R3；電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于燈泡電阻，電流表應(yīng)采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示（2）[2][3]燈泡額定電流為A≈1.56A電流表應(yīng)選A；為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇D；（3）[4]定值電阻阻值是電壓表內(nèi)阻的2倍，則定值電阻兩端電壓為電壓表兩端電壓的2倍，故燈泡兩端電壓為U1=3U；（4）[5]由圖示電路圖可知，電流表讀數(shù)為I，則通過燈泡的電流為，則燈泡電阻四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)；(2)；(3)【解析】

（1）帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動(dòng)，結(jié)合幾何關(guān)系找到半徑，求解加速電場的電壓；（2）要使粒子能回到S，則每次碰撞時(shí)粒子速度都應(yīng)與邊垂直，則可能的情況是：粒子與框架垂直碰撞，繞過三角形頂點(diǎn)時(shí)的軌跡圓弧的圓心應(yīng)位于三角形頂點(diǎn)上，即SB為半徑的奇數(shù)倍；要使粒子能繞過頂點(diǎn)且不飛出磁場，臨界情況為粒子軌跡圓與磁場區(qū)域圓相切；（3）根據(jù)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，找到圓周運(yùn)動(dòng)的圓心角，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)周期公式，求出在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間；【詳解】（1）粒子在電場中加速，qU＝mv2粒子在磁場中，qvB＝r＝解得（2）要使粒子能回到S，則每次碰撞時(shí)粒子速度都應(yīng)與邊垂直，則r和v應(yīng)滿足以下條件：①粒子與框架垂直碰撞，繞