解析河南省安阳市2021年高三下学期毕业班第二次模拟考试理综-物理试题 Word版

物理试题
一、单选题:
1. 关于原子、原子核的相关知识,下列说法正确的是
A. 光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大
B. 氢原子中的电子从高能级轨道向低能级轨道跃迁时,电子离核的距离变近,电子的动能变小
C. 卢瑟福根据α粒子散射实验的现象提出了原子的“枣糕模型”
D．衰变是粒子对核撞击后发生的
【答案】A
2. 一质点做匀变速直线运动,已知初速度为v,经过一该段时间速度大小变为2v，加速度大小为ａ,这段时间内的路程与位移大小之比为5:3，则下列叙述正确的是
A. 在该段时间内质点运动方向不变
B. 这段时间为
C. 这段时间的路程为
D. 再经过相同的时间质点速度大小为3ｖ
【答案】B
【解析】根据题意可知这段时间内质点的路程与位移不同，加速度又恒定，则质点一定是做类似竖直上抛的运动,故Ａ错误;末速度与初速度方向相反,根据速度时间公式可得运动时间为：，故B正确;根据速度位移关系:，可得路程为,位移为,故C错误；根据:,可得
，所以再经过相同时间质点速度大小为5ｖ,故Ｄ错误。

所以B正确，ACD错误。

３．如图1所示为一交流电源产生的电压随时间变化的关系图像，将该电源接入如图2所示的理想降压
变压器电路的原线圈，副线圈电阻中R０为定值电阻，R为滑动变阻器,电路中各电表皆为理想电表，电压表V1和V2的示数分别用Ｕ1和U２表示；电流表A1和A2的示数分别用I１和Ｉ2表示,下列说法正确的是
Ａ. 变压器输入电压瞬时值表达式为
B. 因为是降压变压器，所以副线圈电路的频率低于原线圈电路的频率
C．滑片P向下滑动过程中，Ｕ2不变、I1变大
D．若仅增大发电机转速,则U1不变、I２变大
【答案】Ｃ
【解析】从图1中可知,故变压器输入电压瞬时值表达式为
，A错误；变压器不改变交流电的频率，故原副线圈中交流电的频率相等，B错误;片
Ｐ向下滑动过程中，滑动变阻器连入电路的电阻减小，副线圈中的总电阻减小，由于原副线圈匝数不变，原线圈输入电压不变,所以副线圈两端的电压不变,即不变,所以副线圈中的电流增大，即增大，根据可得变大,C正确；只增大发电机转速，根据，可知增大，即增大,根据可得副线圈中增大,所以增大，变大,D错误.
4. 课堂上，老师准备了“∟”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板上,则木板与水平面夹角θ的最大值为
A. ３0°
Ｂ. 4５°
C．6０°
D. 90°
【答案】Ａ
【解析】θ取0°时，下面两圆柱之间将会分开,无法稳定,应适当增大θ以保持系统稳定,此时下面两圆柱之间有弹力;当下面两圆柱之间的弹力恰好为0时,对应的θ为最小值;继续增大θ，右圆柱和上圆柱之间弹力减小,若θ太大，此两圆柱将分开，临界情况为θ取30°时,左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上，保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态,此时与右圆柱间相互接触且无弹力，故A正确，ＢＣD错误，故选A．
【点睛】本题是以三个圆柱形积木在“∟”型光滑木板上处于平衡状态为情境，主要考查共点力的平衡等知识。

侧重考查推理能力,要求考生深刻理解共点力的平衡条件，运用特殊值法解决实际问题．
二、多选题：
５. 如图所示,光滑绝缘的水平面上有一带电量为-ｑ的点电荷，在距水平面高h处的空间内存在一场源点电荷+Q,两电荷连线与水平面间的夹角θ＝30°,现给－ｑ一水平初速度，使其恰好能在水平面上做匀速圆周运动,已知重力加速度为g，静电力常量为ｋ,则
A. 点电荷－q做匀速圆周运动的向心力为
B．点电荷－ｑ做匀速圆周运动的向心力为
Ｃ．点电荷-q做匀速圆周运动的线速度为
D. 点电荷-q做匀速圆周运动的线速度为
【答案】BC
【解析】恰好能在水平面上做匀速圆周运动，点电荷－ｑ受到竖直向下的重力以及点电荷Ｑ的引力，如图所示，电荷之间的引力在水平方向上分力充当向心力,,,,联立解得,A 错误B正确；因为，根据可得,Ｃ正确D错误.
６. 如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,一个带负电的金属小球从M 点水平射入场区，经一段时间运动到N点,关于小球由M到Ｎ的运动，下列说法正确的是
A. 小球可能做匀变速运动
B. 小球一定做变加速运动
Ｃ. 小球动能可能不变 D. 小球机械能守恒
【答案】BＣ
【解析】小球从M到N，在竖直方向上发生了偏转，所以受到的竖直向下的洛伦兹力,竖直向下的重力和竖直向上的电场力的合力不为零,并且速度方向变化，则洛伦兹力方向变化，所以合力方向变化，故不可能做匀变速运动,一定做变加速运动，A错误B正确；若电场力和重力等大反向，则过程中电场力和重力做功之和为零,而洛伦兹力不做功,所以小球的动能可能不变,重力势能减小，这种情况下机械能不守恒,若以电场力和重力不等大反向，则有电场力做功,所以机械能也不守恒,故小球的机械能不守恒，Ｃ正确D错误．【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路
１.正确的受力分析
除重力、弹力和摩擦力外,要特别注意电场力和磁场力的分析.
２.正确分析物体的运动状态
找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件
带电粒子在复合场中做什么运动,取决于带电粒子的受力情况.
（１）当粒子在复合场内所受合力为零时,做匀速直线运动(如速度选择器)．
（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做
匀速圆周运动．
(3）当带电粒子所受的合力是变力,且与初速度方向不在一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化,其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成.
7. 如图所示，一个正方形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在磁场内有一边长为l,阻值为R的正方形线框,线框所在平面与磁场垂直，如果以垂直于线框边与磁场的速度v将线框从磁场中匀速拉出，下列说法正确的是
Ａ. 如果将线框水平向右拉出磁场,线框经过磁场边界过程中将产生顺时针方向的感应电流
Ｂ. 在纸面内无论沿哪个方向将线框拉出磁场，流过线框某一截面的电荷量都相同
C. 其他条件不变,将线框水平拉出磁场时产生的焦耳热Q与速度v成正比
D. 其他条件不变，将线框水平拉出磁场时产生的焦耳热Q与速度v2成正比
【答案】ABＣ
【解析】如果将线框水平向右拉出磁场,根据右手定则可以判断,线框经过磁场边界过程中将产生顺时针方向的感应电流，故A正确;由法拉第电磁感应定律可知，,由闭合电路欧姆定律可知，,则感应电荷量ｑ=•△t,联立解得，可见在纸面内无论沿哪个方向将线框拉出磁场，流过线框某一横截面的电荷量都相同，故B正确；将线框水平拉出磁场时，安培力，产生的焦耳热即克服安培力做的功,v成正比，故C正确,D错误；故选ＡBC。

点睛:本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和安培力的计算，对于导体平动切割磁感应线产生的感应电动势可以根据E=BＬv来计算，知道克服安培力做的功等于回路产生的总的焦耳热。

8. 如图1所示,光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为Ｍ,t=０时刻质量为ｍ的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的ｖ－ｔ图像如图２所示，重力加速度,则下列说法正确的是
A. M＝ｍＢ．M=２ｍ
C. 木板的长度为8m
D. 木板与物块间的动摩擦因数为0.1
【答案】BＣ
【解析】木块在木板上运动过程中，在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力,故,而v-t图像的斜率表示加速度，故，解得；对木板受力分析可知，，解得，ＡD错误Ｂ正确；从图中可知物块和木板最终分离，两者ｖ-t图像与坐标轴围成的面积之差等于木板的长度,故,
9. 关于理想气体,液体和热力学定律,下列说法正确的是_＿_＿________＿。

A. 理想气体除了碰撞外,分子间没有作用力
Ｂ．那些不容易液化的气体在常温常压下可以看成理想气体
C. 液体沸腾时候的温度被称为沸点，沸腾属于汽化现象
D. 理想气体对外做功同时吸热，理想气体内能一定减小
【答案】ABC
【解析】理想气体分子间除碰撞外,不考虑分子间相互作用力,故A正确。

那些不容易液化的气体在常温常压下可以看成理想气体,选项Ｂ正确;液体沸腾时候的温度被称为沸点，沸腾属于汽化现象,选项C正确;理想气体对外做功同时吸热,若对外做功大于吸热,则理想气体内能减小,选项D错误；故选ABC．
三、实验题:
10. 某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验，采用的实验装置如图１所示。

(１)本实验中____＿__＿__＿_(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力,___________(填“需要”或“不需要”）钩码的质量远小于小车的质量。

(２）该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图2所示，在纸带上,连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离依次为,,，，，，打点计时器的频率f=５0Hz，则打纸带上第５个计数点时小车的速度为＿_＿_＿＿__m／s，整个过程中小车的平均加速度为＿＿__＿__＿_＿_m/s２。

（结果均保留2位有效数字)
【答案】(1). (1)需要；(2）. 不需要; (3)．(2）0.49; (4）．1．０;
【解析】（1)为了使得小车受到的合力等于绳子的拉力,需要平衡摩擦力，因为绳子的拉力可以从测力计中读出,所以不需要钩码的质量远小于小车的质量。

（2）根据匀变速直线运动过程中的中间时刻推论可知；根据公式进行逐差可得,，，联立求解平均加速度可得
，代入数据可得
.
【点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题,一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即，二、在选定的某一过程中,中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度. 1１. 某实验小组计划测量一未知电阻的阻值,已经连接好实物图如图1所示。

（１）请根据实物图在图2所示方框中画出该实验的电路图_＿__＿_＿____，并标明表示各元件的字母。

(2）图３中电阻箱的读数是_＿____＿_;如果将电阻箱的阻值由１0．0调节到9．００,应_＿______＿___＿。

①先使电阻箱阻值调至如图3所示,再将S2接到A，闭合S1,记录下对应的电压表示数为２.20V，然后断开S1;
②保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合Ｓ1，此时电压表的读数为2.80V，然后断开S1,不计电源内阻，电压表可视为理想电表,据此可知，定值电阻Ｒ1的阻值为___＿____。

(计算结果保留3位有效数字)。

【答案】(1）. （１）电路图如图所示; （2）. （2)２0．０
０；（３)．先将“×1”档调到9,再将“×10”档调到０；(4). 5．４５;
【解析】（1)根据实物图画出实验的电路图如图;
(2）图3中电阻箱的读数是20.00;如果将电阻箱的阻值由１0.0调节到9.00，应先将“×1”档调到9,再将“×１0”档调到0。

（3）由题意可知,电阻箱R与定值电阻R1两端的电压之比为:2.2：(２.８-2．２)＝11：3；可得解得R1=
四、计算题:
12. 如图所示，三块等大且平行正对的金属板水平放置,金属板厚度不计且间距足够大,上面两金属板间有竖直向下的匀强电场,下面两金属板间有竖直向上的匀强电场,电场强度大小均为E。

以中间金属板的中轴线
为ｘ轴，金属板右侧存在一足够大的匀强磁场，现有一重力不计的绝缘带电粒子，质量为ｍ,带电荷量为-ｑ,从中间金属板上表面的电场中坐标位置(-l,０)处以初速度沿x轴正方向开始运动，已知，求：(1）带电粒子进入磁场时的位置坐标(用ｌ表示)以及带电粒子进入磁场时的速度大小与方向;
(2）若要使带电粒子能回到中间金属板下表面关于x轴与释放点对称的位置,计算匀强磁场的磁感应强度B 的大小（用E、表示）。

【答案】（１); ;速度方向与y轴正向夹角为45°（２)；
【解析】(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向上有，竖直方向上有
联立解得
所以带电粒子进入磁场时的位置坐标为，竖直方向速度
所以，因为,所以速度方向与y轴正向夹角为４5°。

(２）若要使带电粒子能回到中间金属板下表面与释放点对称的位置，根据对称性可知，它在磁场中做圆周运动的圆心应在x轴上,其部分运动轨迹如图所示。

由几何关系有,根据，联立解得;
【点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动,常常运用运动的分解法,将其分解为两个直线的合成,由牛顿第二定律和运动学公式结合求解;对于磁场中圆周运动,要正确画出轨迹，由几何知识求解半径．
13．如图1所示,一倾角为θ＝３７°、高为h=0.3m的斜面固定在水平面上，一可视为质点质量为m=１ｋg，带电荷量q=+0.0２C的物块放在斜面顶端,距斜面底端L=0．6m处有一竖直放置的光滑半圆轨道，半径为R＝０.2m，半圆轨道底端有一质量M=１kg可视为的质点的绝缘小球,半圆轨道底端与斜面底端之间存在如图2所示的变化电场(水平向右为正方向,图1中O点对应坐标原点，虚线与坐标轴轴围成的图形是椭圆一部分，椭圆面积公式，a、b分别为半长轴和半短轴)。

现给物块一沿斜面向下的初速度，物块运动到半圆轨道处与小球发生对心弹性碰撞,不计物块经过斜面底端时的能量损失,已知物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0．5,重力加速度,。

(1）若小球不脱离半圆轨道，求物块在斜面顶端释放的初速度范围；
（2）若小球能通过最高点，并垂直打在斜面上，求小球离开半圆轨道时的速度及小球打在斜面上的位置。

【答案】（1);(2);小球恰好垂直打在斜面的底端；
【解析】(1)当小球运动到半圆轨道与圆心等高处速度为零时,对物块从开始运动到与小球碰撞前,由动能定理有
分析题图2可知
物块与小球碰撞时，由动量守恒有，由机械能守恒有
对小球由能量守恒有,解得
物块与小球恰能碰撞时,由动能定理有,解得
当小球恰能通过最高点时,由圆周运动知识可得
小球从最低点运动到最高点的过程，根据动能定理得,解得
综上所述，物块在斜面顶端释放的初速度范围为或
（2)小球离开最高点后,做平抛运动,设小球离开最高点时速度为，则有
水平方向，竖直方向
又垂直打在斜面上,则
设打在斜面上位置的高度为，则由几何知识可得
代入数据联立可得,故小球恰好垂直打在斜面的底端。

14. 如图所示,开口向上的圆柱形气缸固定于水平地板上，气缸导热且内壁光滑，内部横截面积为S。

气缸与活塞之间密封有一定质量的理想气体,气柱高度为h,环境温度为Ｔ。

已知活塞质量为ｍ，通过绕过定滑轮的细线连接总质量为Ｍ的重物,活塞与气缸间无摩擦且不漏气。

（１)当环境温度缓缓降为时,稳定后密封气体的气柱高度是多大?
(2)如果环境温度保持不变，重物增为2N，气柱高度恢复h,计算大气压强。

【答案】(1)；（2）;
(ii)设大气压强为，初始时体积,对活塞受力分析有
解得
变化后体积,对活塞受力分析有,解得
根据玻意耳定律有，解得
15. 如图1所示，是一列简谐横波在均匀介质中传播时t=0时刻的波动图像，质点Ａ的振动图像如图2所示,A、B两点皆在x轴上,两者相距ｓ＝２0ｃｍ，求：
(1）此简谐横波的传播速度;
(2)在0~2０s时间内质点Ｂ运动的路程。

【答案】(１）；(2)；
【解析】（ｉ）由图１可知，此波的波长为，由图2可知,此波的周期T=0．４s
所以，根据t＝0时刻质点Ａ的振动方向可知,此波沿ｘ轴正向传播
(ｉｉ)此波传播到B点所需的时间
由图像可知此波的振幅A=0.1m，质点Ｂ每个周期运动的路程为0．４m
所以0～20s内质点B运动的路程为
五、填空题：
1６. “用双缝干涉测定光波波长的实验”装置如图所示，光具座上从左到右依次为白光光源、滤光片、_＿_____＿__、双缝、毛玻璃屏。

已知双缝间距d为２.0×10-4m，测得双缝到屏的距离l为０.700m，相邻两条亮条纹(暗）条纹间距，由计算公式___＿______,求得所测红光波长为
_________nm。

【答案】(1)．单缝；（２). ；(3）. 6.6×102;
【解析】为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝；根据公式可得，代入数据可得;。