高考物理二轮复习 仿真模拟卷1(含解析)-人教版高三全册物理试题

仿真模拟卷(一)
(时间：60分钟总分为：110分)
二、选择题：此题共8小题，每一小题6分，共48分。

在每一小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题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。

14．如下说法正确的答案是( )
A．一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n＝3激发态后，最多能辐射出三种频率的光子B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性
C．钚239 94Pu的半衰期为24 100年，200个239 94Pu经48 200年后，还有50个239 94Pu未衰变
D．一个质子和一个中子结合为一个氘核，假设质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，如此放出的能量为(m3－m2－m1)c2
B[一个处于基态的氢原子吸收光子跃迁到n＝3激发态后，最多能辐射出两种频率的光子，选项A错误；光电效应揭示了光子具有能量，康普顿效应揭示了光子除了具有能量外还具有动量，光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，选项B正确；由于半衰期描述的是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，所以选项C错误；一个质子和一个中子结合为氘核，根据爱因斯坦质能方程，释放出的核能ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3)c2，选项D错误。

]
15.如下列图，在一光滑球面上有质量不计的力传感器通过轻绳连接在甲、乙两物体之间，甲、乙两物体的质量均为 2 kg，无初速度释放后某一瞬间位于图中位置，不计一切摩擦，g 取10 m/s2，如此此时传感器的示数为( )
A．20 N B．15 N
C．10 N D．5 N
B[对甲、乙整体进展受力分析有m乙g－m甲g sin 30°＝(m乙＋m甲)a，对乙有m乙g－F T ＝m乙a，联立解得F T＝15 N，A、C、D错误，B正确。

]
16.如下列图为某质点做直线运动的v­t图象。

质点从t＝0时刻出发，在t＝4 s时刻，又回到出发点。

如下说法正确的答案是( )
A ．质点在0～4 s 内加速度先减小后增大
B ．质点在t ＝6 s 时刻又回到了出发点
C ．质点在5 s 时刻离出发点最远
D ．质点在4～6 s 内的加速度大小为10 m/s 2
B [v ­t 图象中图线切线的斜率表示加速度，如此质点在0～4 s 内加速度先增大后减小，选项A 错误；v ­t 图象与时间轴所围面积表示物体的位移，t ＝4 s 质点回到出发点，在4～6 s 内，质点的位移为零，如此质点在t ＝6 s 时刻又回到了出发点，质点在2 s 时刻离出发点最
远，选项B 正确，C 错误；质点在4～6 s 内的加速度大小a ＝Δv Δt
＝5 m/s 2，选项D 错误。

] 17.如图，边长ab ＝1.5L 、bc ＝3L 的矩形区域内存在着垂直于区域平面向里的匀强磁场，在ad 边中点O 处有一粒子源，可在区域平面内沿各方向发射初速度大小相等的同种带电粒子。

沿Od 方向射入的粒子在磁场中运动的轨迹半径为L ，且经时间t 0从边界cd 离开磁场。

不计粒子的重力和粒子间的相互作用，如下说法正确的答案是( )
A ．粒子带负电
B ．粒子可能从c 点射出
C ．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t 0
D ．粒子在磁场中运动的最长时间为2t 0
D [根据粒子的偏转方向和左手定如此可知粒子带正电，A 项
错误；如下列图，粒子从距d 点0.5L 处的cd 边界上射出，不会经
过c 点，B 项错误；沿Od 方向射入的粒子在磁场中运动，轨迹所对
的圆心角为60°，用时16
T ＝t 0，故周期T ＝6t 0，C 项错误；经分析
可知，当轨迹圆心位于ab边距a点0.5L时，粒子在磁场中运动的时间最长，此时粒子从b 点射出，运动轨迹所对的圆心角为120°，用时2t0，D项正确。

]
18．一足够长的传送带与水平面的夹角为θ，传送带以一定速度匀速运动。

某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块如图a所示，以此时为t＝0时刻记录物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图b所示。

图中取沿斜面向上运动的方向为正方向，其中两速度大小v1>v2。

传送带的速度保持不变。

如此如下判断正确的答案是( )
图a 图b
A．假设物块与传送带间的动摩擦因数为μ，如此μ>tan θ
B．0～t1时间内，物块沿传送带向下运动，t1～t2时间内，物块沿传送带向上运动，在t2时刻回到原位置
C．0～t2时间内，系统产生的热量一定比物块动能的减少量小
D．0～t2时间内，传送带对物块做的功等于物块动能的减少量
A[由图象可知，物块先向下运动后向上运动，所以可判定传送带的运动方向向上，在t1～t2时间内，物块向上做匀加速运动，如此有μmg cos θ>mg sin θ，得μ>tan θ，故A 正确；又因图象与横轴围成的面积表示位移，显然0～t1时间内物块向下的位移大于t1～t2时间内物块向上的位移，所以t2时刻物块没有回到原位置，B错误；0～t2时间内，物块的总位移沿斜面向下，物块的重力势能减小，动能也减小，都转化为系统的内能，由能量守恒定律知，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大，故C错误；根据动能定理知，0～t2时间内，传送带对物块做的功与物块的重力做的功之和等于物块动能的变化量，故D错误。

] 19．一种可测速的跑步机，测速原理如下列图，该跑步机底面固定有间距为L、长度为d 的平行金属电极。

电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且两电极连接有电压表和电阻R。

绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属条的电阻，假设橡胶带匀速运动时，电压表读数为U，由此可知( )
A ．橡胶带匀速运动的速率为v ＝U BL
B ．电阻R 中的电流方向由N 到M
C ．电阻R 消耗的电功率为P ＝U 2
2R
D ．一根金属条每次经过磁场区域抑制安培力做的功为W ＝BLUd R
AD [金属条切割磁感线产生的感应电动势E ＝BLv ，又E ＝U ，解得v ＝U
BL ，选项A 正确；
由右手定如此可知，电阻R 中的电流方向由M 到N ，B 错误；电阻R 消耗的电功率为P ＝U 2
R ，选项C 错误；设金属条所受安培力的大小为F ，由I ＝U R ，F ＝BIL ，W ＝Fd ，解得W ＝BLUd R ，选项D 正确。

]
20.A 、B 两物体质量均为m ，其中A 带正电，带电荷量为＋q ，B 不带电，通过劲度系数为k 的绝缘轻质弹簧相连放在水平地面上，如下列图。

开始时两者都处于静止状态，现施加
竖直向上的匀强电场，电场强度E ＝2mg q
，式中g 为重力加速度，假设不计空气阻力，不考虑A 物体电荷量的变化，弹簧始终处于弹性限度内，如此以下判断正确的答案是( )
A ．刚施加电场的瞬间，A 的加速度大小为2g
B ．从施加电场开始到B 刚要离开地面的过程，A 物体的速度先增大后减小
C ．从施加电场开始到B 刚要离开地面的时间内，A 物体的机械能增加量始终等于A 物体电势能的减少量
D ．B 刚要离开地面时，A 的速度大小为2g m k
AD [没有加电场时，物体A 的重力与弹簧的弹力大小相等，有mg ＝kx ，施加电场瞬间，有qE ＋kx －mg ＝ma ，解得物体A 的瞬间加速度大小为a ＝2g ，选项A 正确；施加电场后，B 刚要离开地面时，弹簧对B 的拉力竖直向上，大小为mg ，此时A 物体受力恰好为零，故从施加电场开始至B 刚要离开地面的过程中，A 所受的合外力一直向上，故A 物体的速度一直增加，选项B 错误；从施加电场开始至B 刚要离开地面的时间内，由能量守恒定律可知，A 物体的机械能与电势能、弹簧的弹性势能之和不变，故A 物体的机械能增加量不是始终等于A 物体电势能的减少量，选项C 错误；从施加电场开始至B 刚要离开地面的过程，弹簧的形变量x 一
样，即弹性势能没有发生变化，如此有(qE －mg )×2x ＝12
mv 2A －0，解得v A ＝2g m k
，选项D 正确。

]
21.如下列图，质量为M 的长木板静止在光滑水平面上，上外表OA 段光滑，AB 段粗糙且长为l ，左端O 处有一固定挡板，挡板上固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接在竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F 。

质量为m 的小滑块以速度v 从A 点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达到最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落。

重力加速度为g ，如此( )
A ．细绳被拉断瞬间长木板的加速度大小为F M
B ．细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为12
mv 2 C ．弹簧恢复原长时滑块的动能为12mv 2 D ．滑块与长木板AB 段间的动摩擦因数为v 2
2gl
ABD [细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F ，对长木板，由牛顿第二定律得F ＝Ma ，得a ＝F M
，A 正确；滑块以速度v 从A 点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为0，由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为12
mv 2，B 正确；弹簧恢复原长时长木板与滑块都获得动能，所以滑块的动能小于12mv 2，C 错误；弹簧最大的弹性势能E p ＝12
mv 2，小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，此时小滑块与长木板均静止，又水平面光滑，上外表OA 段光滑，
如此有E p ＝μmgl ，联立解得μ＝v 2
2gl
，D 正确。

] 三、非选择题：共62分。

第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33～34题为选考题，考生根据要求作答。

(一)必考题：共47分。

22．(5分)某研究性学习小组的同学欲探究小车质量不变时其加速度与力的关系，该小组在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A 为小车，B 为打点计时器，C 为力传感器(测绳子的拉力)，P 为小桶(内有砂子)，M 是一端带有定滑轮的水平放置的足够长的木板。

不计绳子与滑轮间的摩擦。

甲 乙
(1)要顺利完成该实验，除图中实验仪器和低压交流电源(含导线)外，还需要的实验仪器是________(选填“刻度尺〞“天平〞或“秒表〞)。

(2)平衡摩擦力后再做实验，是否要求小桶和砂子的总质量远小于小车的质量？________(选填“是〞或“否〞)。

(3)交流电源的频率为50 Hz ，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中相邻两计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度a ＝________ m/s 2。

(结果保存两位有效数字)
[解析] (1)由于要处理纸带数据，需要利用刻度尺测量两个计数点之间的距离，所以还需要的器材是刻度尺。

(2)由于绳子一端连接有能够测绳子拉力的力传感器，所以不需要小桶
和砂子的总质量远小于小车的质量。

(3)图乙中相邻两个计数点之间的时间间隔为t ＝5T ＝5f
＝0.10 s ，根据Δx ＝at 2，可求得小车的加速度a ＝0.90 m/s 2。

[答案] (1)刻度尺(1分) (2)否(1分) (3)0.90(3分)
23．(10分)某电阻的额定电压为2 V ，正常工作时的阻值约为500 Ω，现要准确测定其正常工作时的阻值R x 。

实验室提供的器材有：
A ．电流表A 1(量程50 mA ，内阻r 1≈3 Ω)
B ．电流表A 2(量程3 mA ，内阻r 2＝15 Ω)
C ．电压表V(量程9 V ，内阻R V ＝1 kΩ)
D ．定值电阻1(阻值R 1＝985 Ω)
E ．定值电阻2(阻值R 2＝1 985 Ω)
F ．滑动变阻器(0～20 Ω)
G ．蓄电池E (电动势10 V ，内阻很小)
H ．开关S 一个，导线假设干
(1)某同学设计的实验电路如下列图。

其中，电表1应选________，电表2应选________，定值电阻R 应选________。

(填器材前的序号字母)
(2)实验中，调节滑动变阻器接入电路的阻值，当电表1的示数x 1＝________时，被测电阻正常工作，此时电表2的示数为x 2。

(3)被测电阻正常工作时电阻的表达式R x ＝________(用x 1、x 2和器材中物理量的符号表示)。

[解析] (1)由于被测电阻R x 的额定电压为2 V ，而实验室提供的电压表量程9 V 过大，故只能用内阻的电流表串联一个适当的定值电阻改装成适宜量程的电压表使用，如此电表1只能选B ，经分析比照可知，定值电阻1与电流表A 2串联后的量程为3 V 比拟适宜，如此定值
电阻选D ，待测电阻正常工作时电流约为I 1＝2500
A ＝4 mA ，流过电流表A 2的电流I 2＝2 mA ，故电表2上的电流约为I ＝I 1＋I 2＝6 mA ，而电流表A 1的量程50 mA 过大，故只能用电压表V 当电流表使用，故电表2应选C 。

(2)被测电阻的电压刚好达到额定电压2 V 时，电表1的示数为x 1＝ 2 V R 1＋r 2＝2 mA 。

(3)被测电阻正常工作时的阻值R x ＝x 1R 1＋r 2x 2R V
－x 1＝x 1R V R 1＋r 2x 2－x 1R V 。

[答案] (1)B(1分) C(1分) D(2分) (2)2 mA(或2×10
－3 A)(3分) (3)x 1R V R 1＋r 2x 2－x 1R V
(3分)
24．(12分)2022年冬奥会将在市和张家口市联合举行，跳台滑雪为冬奥会的传统项目，滑雪场如图甲所示，将滑雪运动简化为如图乙所示的斜面模型，一名运动员(可视为质点)从高处滑下后从O 点水平飞出，O 点为斜面的最高点，运动员经过4 s 落到斜面上的A 点。

斜面与水平面的夹角θ＝30°，运动员的质量m ＝50 kg ，不计空气阻力，重力加速度大小g ＝10 m/s 2。

求：
甲 乙
(1)运动员从O 点到A 点的过程中动量的变化量Δp ；
(2)运动员在平抛过程中离斜面最远时的动能。

[解析] (1)运动员从O 点到A 点的过程中只受重力，所以重力的冲量就是合外力的冲量，由动量定理有
Δp ＝mgt ＝50×10×4 kg·m/s＝2 000 kg·m/s，
方向竖直向下。

(2分)
(2)运动员从O 点到A 点的竖直位移 y ＝12gt 2＝12×10×42 m ＝80 m(2分)
水平位移x ＝v 0t ，又tan θ＝y x (2分)
解得v 0＝20 3 m/s (2分) 运动员离斜面最远时，运动员没有垂直于斜面的速度，即速度方向和斜面平行，设此时速度为v ，有cos θ＝v 0v
(2分)
解得v ＝40 m/s ，所以运动员此时的动能为 E k ＝12mv 2＝4×104 J 。

(2分)
[答案] 见解析 25. (20分)如下列图，电阻不计的足够长光滑平行导轨与水平面成θ＝30°角倾斜放置，两导轨间距为L ，空间内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。

质量均为m 、长均为L 、电阻均为R 的金属棒ab 、cd 垂直于导轨水平放在导轨上，ab 棒通过绕光滑
定滑轮的绝缘细绳与质量也为m 的物块G 相连，cd 棒搁置在两个固定桩上。

重力加速度为g 。

(1)由静止释放金属棒ab ，求ab 棒能达到的最大速度v m ；
(2)假设从释放金属棒ab 到其达到最大速度所用时间为t ＝7mR
B 2L 2，求此过程中通过金属棒
ab 的电荷量q ；
(3)求在问题(2)的过程中，金属棒cd 产生的焦耳热Q 。

[解析] (1)对ab 棒与物块G 组成的系统，由牛顿第二定律得
mg －mg sin θ－F A ＝2ma
当加速度a ＝0时，ab 棒的速度达到最大，此时安培力F A ＝12
mg (2分)
假设金属棒cd 静止，对金属棒cd 受力分析有F ′A ＋F N －mg sin θ＝0， F A ＝F ′A ，如此F N ＝0
(2分)
假设成立cd 静止，所以有 F A ＝BIL (1分)
I ＝E 2R
E ＝BLv m (1分)
联立解得v m ＝mgR B 2L 2。

(1分)
(2)对金属棒ab 与物块G 组成的系统，由动量定理得
(mg －mg sin θ)t －B I －Lt ＝2mv m (2分)
通过金属棒ab 的电荷量q ＝I －t
(1分) 解得q ＝3m 2gR 2B 3L 3。

(1分)
(3)设此过程中金属棒ab 沿导轨上滑的距离为x ，由
q ＝I －t ＝E －2R
t
E －＝B ·ΔS t ＝BLx t
得q ＝BLx 2R
(2分) 联立可得x ＝3m 2gR 2B 4L 4(2分) 对金属棒ab 与物块G 组成的系统，由能量守恒得
回路中总的焦耳热Q 总＝mgx －mgx sin θ－12·2mv 2m (2分)
解得Q 总＝m 3g 2R 2
2B 4L 4(2分) 金属棒cd 产生的焦耳热Q ＝12Q 总＝m 3g 2R 24B 4L 4。

(1分)
[答案] 见解析
(二)选做题：此题共15分。

请考生从给出的2道物理题中任选一题作答。

如果多做，如此按所做的第一题计分。

33．[物理——选修3－3](15分)
(1)(多项选择)(5分)如下说法正确的答案是________。

(填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A ．饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大
B ．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
C ．一定质量的理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而减少
D ．单晶体和多晶体都具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
E ．当分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大
(2)(10分)如下列图，两正对且固定不动的导热气缸，与水平面成30°角，底部由体积忽略不计的细管连通，活塞a 、b 用不可发生形变的轻直杆相连，不计活塞的厚度以与活塞与气缸的摩擦，a 、b 两活塞的横截面积分别为S 1＝10 cm 2、S 2＝20 cm 2，两活塞的总质量为m ＝12 kg ，两气缸高度均为H ＝10 cm 。

气缸内封闭一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a 、b 到气缸底部的距离均为L ＝5 cm(图中未标出)。

大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，环境温度为T 0＝300 K ，重力加速度g 取10 m/s 2。

①假设缓慢降低环境温度，使活塞缓慢移到气缸的一侧底部，求此时环境的温度； ②假设保持环境温度不变，用沿轻杆向上的力缓慢推活塞a ，在活塞a 由开始运动到到达气缸底部的过程中，求推力的最大值。

[解析] (1)温度越高，液体越容易挥发，故饱和汽压随温度的升高而增大，A 正确；人们对潮湿的感觉取决于相对湿度，空气的相对湿度越大，人们感觉到越潮湿，B 错误；气体压强由气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数和分子的平均碰撞作用力共同决定，压强不变，温度升高，分子的平均碰撞作用力增大，如此气体分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数减少，C 正确；单晶体和多晶体都具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，D 正确；当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，E 错误。

(2)①气缸内气体压强不变，温度降低，气体体积变小，故活塞向下移动，由盖­吕萨克定律得：LS 1＋LS 2T 0＝HS 1T
(2分) 代入数据得：T ＝200 K
(1分) ②设初始时气体压强为p 1，由平衡条件有：
p 0S 1＋p 1S 2＝mg sin 30°＋p 0S 2＋p 1S 1
(2分)
代入数据得：p 1＝1.6×105 Pa 活塞a 刚要到达气缸顶部时，向上的推力最大，此时气体的体积为HS 2，压强为p 2，由玻意耳定律有：p 1(LS 1＋LS 2)＝p 2HS 2
(2分) 代入数据得：p 2＝1.2×105 Pa
由平衡条件有：p 0S 1＋p 2S 2＋F ＝mg sin 30°＋p 0S 2＋p 2S 1
(2分) 代入数据得：F ＝40 N
(1分) [答案] (1)ACD (2)①200 K ②40 N
34．[物理——选修3－4](15分)
(1)(多项选择)(5分)如图(a)为沿x 轴负方向传播的简谐横波在t ＝1 s 时刻的波形图，P 、Q 两个质点的平衡位置分别为x ＝2 m 、x ＝3 m ；图(b)为x 轴上某质点的振动图象，由图象可知，如下说法正确的答案是________。

(填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得
4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分)
图(a) 图(b)
A ．简谐横波的周期为4 s ，速度大小为1 m/s
B ．图(b)可能是平衡位置为O 的质点的振动图象
C ．t ＝1 s 时刻，质点Q 的速度一定最大，且一定沿y 轴负方向
D ．t ＝2 s 时刻，质点P 的速度一定最大，且一定沿y 轴负方向
E ．t ＝3 s 时刻，质点Q 的速度一定最大，且一定沿y 轴负方向
(2)(10分)如下列图，扇面ABC 为玻璃砖的截面，三角形ABD 为等腰直角三角形，AB 长为R ，一束光垂直于AC 面从AC 的中点E 射入玻璃砖，光线恰好不能从AB 面射出，光在真空中的传播速度为c ，求：
①光束在玻璃砖中传播的时间(不考虑光在BC 面上的反射)；
②该光束从BC 面射出时的折射角。

[解析] (1)根据题图(b)可知，简谐横波的周期为T ＝4 s ，根据题图(a)可知，简谐横波的波长为λ＝4 m ，波传播的速度v ＝λT ＝1 m/s ，选项A 正确；在t ＝1 s 时刻，平衡位置为O 的质点处于y ＝－2 cm 处，而题图(b)所示的振动图象在t ＝1 s 时刻质点处于平衡位置，所以选项B 错误；在t ＝1 s 时刻，质点Q 运动到平衡位置，速度最大，且速度方向为沿y 轴负方向，选项C 正确；在t ＝1 s 时刻，质点P 运动到波峰，再经T
4
＝1 s ，即t ＝2 s 时刻，质点P 运动到平衡位置，速度最大，且速度方向为沿y 轴负方向，选项D 正确；t ＝3 s 时刻，质点Q 运动到平衡位置，速度最大，且速度方向为沿y 轴正方向，选项E 错误。

(2)①由于三角形ABD 为等腰直角三角形，且光线恰好不能从AB 面上射出，如此光从玻
璃砖射向空气发生全反射的临界角为45°，因此折射率n ＝1sin 45°
＝2(2分) 光在玻璃砖中传播的路径如下列图。

由几何关系可知，GH ＝EF ＝12R
因此sin∠GAC ＝GH AG ＝12
∠GAC ＝30°，AH ＝R cos 30°＝3
2R
因此FG ＝32R －12R ＝3－1
2R
光在玻璃砖中传播的路程s ＝EF ＋FG ＝3
2R
(2分) 光在玻璃砖中传播的时间t ＝s v ＝ns c ＝2×3
2R c ＝6R
2c
(2分) ②由几何关系，光在圆弧面上的入射角i ＝∠GAC ＝30° 设光在圆弧面上的折射角为r ，如此n ＝sin r
sin i
(2分) 解得sin r ＝n sin i ＝2
2
该光束从BC 面射出时的折射角为r ＝45°
(2分) [答案] (1)ACD (2)①6R
2c ②45°。