衡水中學(xué)2021-2022學(xué)年高三3月份模擬考試物理試題含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷注意事項(xiàng):1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時(shí)請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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．人們射向未來深空探測器是以光壓為動力的，讓太陽光垂直薄膜光帆照射并全部反射，從而產(chǎn)生光壓．設(shè)探測器在軌道上運(yùn)行時(shí)，每秒每平方米獲得的太陽光能E=1.5×104J，薄膜光帆的面積S=6.0×102m2，探測器的質(zhì)量m=60kg，已知光子的動量的計(jì)算式，那么探測器得到的加速度大小最接近A．0.001m/s2 B．0.01m/s2 C．0.0005m/s2 D．0.005m/s22．如圖甲所示，質(zhì)量為0.5kg的物塊和質(zhì)量為1kg的長木板，置于傾角為足夠長的固定斜面上，時(shí)刻對長木板施加沿斜面向上的拉力F，使長木板和物塊開始沿斜面上滑，作用一段時(shí)間t后撤去拉力F。已知長木板和物塊始終保持相對靜止，上滑時(shí)速度的平方與位移之間的關(guān)系如圖乙所示，，，。則下列說法正確的是（）A．長木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)為B．拉力F作用的時(shí)間為C．拉力F的大小為13ND．物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ2可能為0.883．2018年2月2日，“張衡一號”衛(wèi)星成功發(fā)射，標(biāo)志著我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運(yùn)行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一?！皬埡庖惶枴笨梢钥闯蛇\(yùn)行在離地高度約為500km的圓軌道上。該衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)（）A．周期大于地球自轉(zhuǎn)的周期B．速度大于第一宇宙速度C．向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度D．加速度大于地球表面的重力加速度4．帶電粒子僅在電場力作用下，從電場中a點(diǎn)以初速度v0進(jìn)入電場并沿虛線所示的軌跡運(yùn)動到b點(diǎn)，如圖所示，實(shí)線是電場線，關(guān)于粒子，下列說法正確的是(A．在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度B．在a點(diǎn)的電勢能小于在b點(diǎn)的電勢能C．在a點(diǎn)的速度小于在B點(diǎn)的速度D．電場中a點(diǎn)的電勢一定比b點(diǎn)的電勢高5．如圖所示，金星和火星均繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，金星半徑是火星半徑的n倍，金星質(zhì)量為火星質(zhì)量的K倍。忽略行星的自轉(zhuǎn)。則下列說法正確的是（）A．金星表面的重力加速度是火星的倍B．金星的第一宇宙速度是火星的倍C．金星繞太陽運(yùn)動的加速度比火星大D．金星繞太陽運(yùn)動的周期比火星大6．如圖所示，一直角三角形acd在豎直平面內(nèi)，同一豎直面內(nèi)的a、b兩點(diǎn)關(guān)于水平邊cd對稱，點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在c、d兩點(diǎn)上。一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球P在a點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，取重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．Q2對P的靜電力大小為B．Q1、Q2的電荷量之比為C．將P從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力做正功D．將P從a點(diǎn)沿直線移到b點(diǎn)，電勢能先增大后減小二、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．如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場場強(qiáng)大小恒定，且被限制在AC板間，虛線中間不需加電場，如圖所示，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場線方向射入加速電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，對這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是()A．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)B．帶電粒子每運(yùn)動一周被加速一次C．帶電粒子每運(yùn)動一周P1P2等于P2P3D．加速電場方向不需要做周期性的變化8．如圖所示為勻強(qiáng)電場中的一組等間距的豎直直線，一個(gè)帶電粒子從A點(diǎn)以一定的初速度斜向上射入電場，結(jié)果粒子沿初速度方向斜向右上方做直線運(yùn)動，則下列說法正確的是（）A．若豎直直線是電場線，電場的方向一定豎直向上B．若豎直直線是電場線，粒子沿直線向上運(yùn)動過程動能保持不變C．若豎直直線是等勢線，粒子一定做勻速直線運(yùn)動D．若豎直直線是等勢線，粒子沿直線斜向上運(yùn)動過程電勢能增大9．甲、乙兩名溜冰運(yùn)動員，M甲=80kg，M乙=40kg，面對面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動的溜冰表演，兩人相距0.9m，彈簧秤的示數(shù)為96N，如圖所示，下列判斷正確的是（）A．兩人運(yùn)動半徑相同B．兩人的運(yùn)動半徑不同，甲為0.3m，乙為0.6mC．甲的線速度12m/s，乙的線速度6m/sD．兩人的角速度均為2rad/s10．如圖所示，相距、長為的兩平行金屬板正對放置，其間有正交的勻強(qiáng)電場（豎直向上）和勻強(qiáng)磁場（垂直紙面向外），一帶正電的離子以初速度從兩金屬板中間（到極板的距離為）沿垂直于電場和磁場的方向射入，恰好在極板間沿直線運(yùn)動，已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，離子的質(zhì)量為，所帶電荷量為，不計(jì)離子重力，則下列說法正確的是（）A．兩極板的電勢差為B．若撤去磁場，離子將打到極板上，且到極板左端的距離為C．若撤去電場，離子將打到極板上，且到極板左端的距離為D．若撤去電場，離子恰好從極板右端離開三、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）為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計(jì))(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是______。A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)D．改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒有畫出)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為______m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的a-F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為______。A．B．C．kD．12．（12分）某同學(xué)要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻：①實(shí)驗(yàn)室除提供開關(guān)S和導(dǎo)線外，有以下器材可供選擇：電壓表：V（量程3V，內(nèi)阻Rv=10kΩ）電流表：G（量程3mA，內(nèi)阻Rg=100Ω）電流表：A（量程3A，內(nèi)阻約為0.5Ω）滑動變阻器：R1（阻值范圍0-10Ω，額定電流2A）R2（阻值范圍0-1000Ω，額定電流1A）定值電阻：R3=0.5Ω該同學(xué)依據(jù)器材畫出了如圖所示的原理圖，他沒有選用電流表A的原因是___________；②該同學(xué)將電流表G與定值電阻R3并聯(lián)，實(shí)際上是進(jìn)行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對應(yīng)的量程是_______A；③為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，同時(shí)為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動變阻器_______（填寫器材的符號）；④該同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測得數(shù)據(jù)，以電流表G讀數(shù)為橫坐標(biāo)，以電壓表V讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪出了如圖所示的圖線，根據(jù)圖線可求出電源的電動勢E=_______V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），電源的內(nèi)阻r=_______Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。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）如圖所示為一種運(yùn)動游戲，運(yùn)動員從起跑線開始推著滑板加速一段相同距離后，再跳上滑板自由滑行，滑行距離遠(yuǎn)但又不掉入水池的為獲勝者，其運(yùn)動過程可簡化為以下模型：一質(zhì)量M=60kg的運(yùn)動員用與水平方向成角的恒力F斜向下推靜止于A點(diǎn)、質(zhì)量m=20kg的滑板，使其勻加速運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí)迅速跳上滑板（跳上瞬間可認(rèn)為滑板速度不變），與滑板一起運(yùn)動到水池邊的B點(diǎn)時(shí)剛好停下，已知運(yùn)動員在AP段所施加的力F=200N，AP長為x1，PB長x2=24m，滑板與水平面間的動摩擦因數(shù)為，不計(jì)滑板長和空氣阻力，重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，求：(1)AP長x1；(2)滑板從A到B所用的時(shí)間t（保留兩位有效數(shù)字）。14．（16分）如圖所示，讓小球從圖中的A位置靜止擺下，擺到最低點(diǎn)B處擺線剛好被拉斷，小球在B處恰好未與地面接觸，小球進(jìn)入粗糙的水平面后向右運(yùn)動到C處進(jìn)入一豎直放置的光滑圓弧軌道。已知擺線長，，小球質(zhì)量，B點(diǎn)C點(diǎn)的水平距離，小球與水平面間動摩擦因數(shù)，g取。（1）求擺線所能承受的最大拉力為多大；（2）要使小球不脫離圓弧軌道，求圓弧軌道半徑R的取值范圍。15．（12分）電荷周圍存在電場，電場雖然看不見，但是它卻是客觀存在的，可以通過實(shí)驗(yàn)對它進(jìn)行觀察和研究。如圖所示，是一個(gè)均勻帶電球，把一個(gè)系在絲線上的帶電量為、質(zhì)量為的試探小球先后依次掛在圖中三個(gè)不同位置，調(diào)整絲線長度，使小球靜止時(shí)的三個(gè)位置與帶電球的球心處于同一水平線上，三處的絲線與豎直方向的夾角分別為，且。已知重力加速度為。(1)對帶電小球靜止于位置時(shí)的受力進(jìn)行分析，畫出受力示意圖，并求小球所受電場力的大小；(2)根據(jù)電場強(qiáng)度的定義，推導(dǎo)帶電球產(chǎn)生的電場在位置處的場強(qiáng)大小的表達(dá)式，并據(jù)此比較三個(gè)位置的電場強(qiáng)度的大小關(guān)系。

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、A【解析】

由E=hv，P＝以及光在真空中光速c=λv知，光子的動量和能量之間關(guān)系為E=Pc．設(shè)時(shí)間t內(nèi)射到探測器上的光子個(gè)數(shù)為n，每個(gè)光子能量為E，光子射到探測器上后全部反射，則這時(shí)光對探測器的光壓最大，設(shè)這個(gè)壓強(qiáng)為p壓；每秒每平方米面積獲得的太陽光能：p0＝?E由動量定理得F?＝2p壓強(qiáng)p壓＝對探測器應(yīng)用牛頓第二定律F=Ma可得a＝代入數(shù)據(jù)得a=1.0×10-3m/s2故A正確，BCD錯(cuò)誤．故選A.點(diǎn)睛：該題結(jié)合光子的相關(guān)知識考查動量定理的應(yīng)用，解答本題難度并不大，但解題時(shí)一定要細(xì)心、認(rèn)真，應(yīng)用動量定理與牛頓第二定律即可解題．2、D【解析】

A．撤去力F后長木板的加速度由牛頓第二定律解得μ1=0.25選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．有拉力作用時(shí)的加速度拉力撤掉時(shí)的速度為拉力作用的時(shí)間為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由牛頓第二定律解得F=13.5N選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．物塊與長木板之間無相對滑動，可知物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)大于0.25，選項(xiàng)D正確。故選D。3、C【解析】

A．衛(wèi)星運(yùn)行軌道離地高度遠(yuǎn)小于同步衛(wèi)星的高度，根據(jù)得可知其周期小于同步衛(wèi)星的周期，地球同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，故其周期小于地球自轉(zhuǎn)的周期，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)得可知其速度小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；CD．由于“張衡一號”衛(wèi)星的半徑小于同步衛(wèi)星的半徑，則根據(jù)可知其加速度小于地球表面的重力加速度，大于同步衛(wèi)星的向心加速度，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。4、C【解析】電場線密的地方電場的強(qiáng)度大，電場線疏的地方電場的強(qiáng)度小，可知EA＜EB，所以a、b兩點(diǎn)比較，粒子的加速度在b點(diǎn)時(shí)較大，故A錯(cuò)誤；由粒子的運(yùn)動的軌跡可以知道，粒子受電場力的方向應(yīng)該指向軌跡的內(nèi)側(cè)，根據(jù)電場力方向與速度方向的夾角得電場力先做負(fù)功后做正功，電勢能先增大后減小，整個(gè)過程電場力做正功，電勢能減小，即在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能，故B錯(cuò)誤；整個(gè)過程電場力做正功，根據(jù)動能定理得經(jīng)b點(diǎn)時(shí)的動能大于經(jīng)a點(diǎn)時(shí)的動能，所以無論粒子帶何種電，經(jīng)b點(diǎn)時(shí)的速度總比經(jīng)a點(diǎn)時(shí)的速度大，故C正確；由于不知道粒子的電性，也不能確定電場線的方向，所以無法確定a點(diǎn)的電勢和b點(diǎn)的電勢大小關(guān)系，故D錯(cuò)誤；故選C．5、C【解析】

A．由有故A錯(cuò)；B．由有故B錯(cuò)誤；C．由公式得由圖可知，金星軌道半徑比火星軌道半徑小，則金星繞太陽運(yùn)動的加速度比火星大，故C正確；D．由公式得由圖可知，金星軌道半徑比火星軌道半徑小，則金星繞太陽運(yùn)動的周期比火星小，故D錯(cuò)誤。故選C。6、B【解析】

A．由于P處于平衡狀態(tài)，可知Q2對P的靜電力大小為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．同理可知Q1對P的靜電力大小為設(shè)ac=L，則由庫侖定律聯(lián)立解得Q1、Q2的電荷量之比為選項(xiàng)B正確；CD．將P從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場力先做正功，后做負(fù)功，電勢能先減小后增加，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；故選B。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】

AD、帶電粒子只有經(jīng)過AC板間時(shí)被加速,即帶電粒子每運(yùn)動一周被加速一次.電場的方向沒有改變,則在AC間加速.故A正確；D錯(cuò)誤.B、根據(jù)r=mvBq=P2所以P1C、當(dāng)粒子從D形盒中出來時(shí),速度最大,根據(jù)r=mv故選AC【點(diǎn)睛】帶電粒子經(jīng)加速電場加速后,進(jìn)入磁場發(fā)生偏轉(zhuǎn),電場被限制在A、C板間,只有經(jīng)過AC板間時(shí)被加速,所以運(yùn)動一周加速一次,電場的方向不需改變.當(dāng)帶電粒子離開回旋加速器時(shí),速度最大.8、BD【解析】

AB．粒子做直線運(yùn)動，則粒子受到的合力與初速度共線，因此粒子一定受重力作用，若豎直直線是電場線，粒子受到的電場力一定豎直向上，粒子斜向右上做直線運(yùn)動，因此合力一定為零，粒子做勻速直線運(yùn)動，動能不變，由于粒子的電性未知，因此電場方向不能確定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．若豎直直線是等勢線，電場力水平，由于粒子斜向右上做直線運(yùn)動，因此電場力一定水平向左，合力與粒子運(yùn)動的速度方向相反，粒子斜向右上做減速運(yùn)動；粒子受到的電場力做負(fù)功，因此粒子沿直線斜向上運(yùn)動過程電勢能增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。9、BD【解析】

由題意可知彈簧秤對甲、乙兩名運(yùn)動員的拉力提供各自的向心力，有因?yàn)榧?、乙兩名運(yùn)動員面對面拉著彈簧秤繞共同的圓心做圓周運(yùn)動，角速度相同，有所以因?yàn)槁?lián)立可解得，；所以兩人的運(yùn)動半徑不同；根據(jù)代入數(shù)據(jù)可解得兩人的角速相同為；根據(jù)代入數(shù)據(jù)得甲的線速度是，同理可得乙的線速度是。綜上分析可知BD正確，AC錯(cuò)誤。故選BD。10、BC【解析】

A．因?yàn)殡x子恰好在極板間沿直線運(yùn)動，所以離子在極板間受到的電場力與受到的洛倫茲力大小相等，則：，解得：，故A錯(cuò)誤；B．若撤去磁場，離子在電場中做類平拋運(yùn)動，則:，y=，解得:，故B正確；CD．若撤去電場，離子在磁場中做圓周運(yùn)動，則半徑為，可得:，由幾何關(guān)系知：，可得：；故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。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、BCD1.3D【解析】

(1)[1]AE．本題拉力可以由彈簧測力計(jì)測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，也就不需要使小桶（包括砂）的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的總質(zhì)量，AE錯(cuò)誤；B．該題是彈簧測力計(jì)測出拉力，從而表示小車受到的合外力，將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力，B正確；C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí)，都是先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，該實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，要記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)，C正確；D．改變砂和砂桶質(zhì)量，即改變拉力的大小，打出幾條紙帶，研究加速度隨F變化關(guān)系，D正確；故選：BCD。(2)[2]相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差：，根據(jù)得：；(3)[3]對a-F圖來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，此題，彈簧測力計(jì)的示數(shù)：，即，a-F圖線的斜率為k，則，故小車質(zhì)量為：，故D正確。故選D。12、量程與被測電流值相比較太大0.603R11.480.84（0.70-0.90之間都給分）【解析】

①[1]一節(jié)干電池的電動勢約E=1．5V，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選R1，它的阻值范