2021届河北衡水中学新高考模拟试卷(十)物理试题

2021届河北衡水中学新高考模拟试卷（十）物理★祝考试顺利★注意事项：1、考试范围：高考范围。

2、试题卷启封下发后，如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况，应当立马报告监考老师，否则一切后果自负。

3、答题卡启封下发后，如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象，应当马上报告监考老师，否则一切后果自负。

4、答题前，请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。

5、选择题的作答：每个小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。

6、填空题和解答题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。

如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

7、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。

答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。

8、保持答题卡卡面清洁，不折叠，不破损，不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。

9、考试结束后，请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。

一、选择题：本题共8小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。

全部选对得6分，选对但选不全得3分，有选错的得0分。

1.某点电荷和金属圆环间的电场线分布如图所示。

下列说法正确的是（）A. a点的电势高于b点的电势B. 若将一正试探电荷由a点移到b点，电场力做负功C. c点的电场强度与d点的电场强度大小无法判断D. 若将一正试探电荷从d点由静止释放，电荷将沿着电场线由d运动到c【答案】B【解析】【详解】A ．由沿电场线的方向电势降落和电场线与等势面垂直的特点，可知a 点的电势低于b 点的电势，故A 错误； B ．由电势能的公式p E q ϕ=可得出a 点的电势能低于b 点的电势能，由电场力做功与电势能变化的关系，说明电场力做了负功，故B 正确；C ．因为电场线的疏密表示电场的强弱，故c 点的电场强度小于d 点的电场强度，故C 错误；D ．正试探电荷在d 点时所受的电场力沿该处电场线的切线方向，使该电荷离开该电场线，所以该电荷不可能沿着电场线由d 到c ，故D 错误。

故选B 。

2.中国在西昌卫星发射中心成功发射“亚太九号”通信卫星，该卫星运行的轨道示意图如图所示，卫星先沿椭圆轨道1运行，近地点为Q ，远地点为P 。

当卫星经过P 点时点火加速，使卫星由椭圆轨道1转移到地球同步轨道2上运行，下列说法正确的是（ ）A. 卫星在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等B. 卫星在轨道1上运行经过P 点的速度大于经过Q 点的速度 C. 卫星在轨道2上时处于超重状态D. 卫星在轨道1上运行经过P 点的加速度等于在轨道2上运行经过P 点的加速度 【答案】D 【解析】【详解】A ．卫星在轨道1上运行经过P 点需点火加速进入轨道2，所以卫星在轨道2上的机械能大于轨道1上运动时的机械能，A 错误；B ．P 点是远地点，Q 点是近地点，根据开普勒第二定律可知卫星在轨道1上运行经过P 点的速度小于经过Q 点的速度，B 错误；C ．卫星在轨道2上时处于失重状态，C 错误；D ．根据牛顿第二定律和万有引力定律得2MmGma r= 所以卫星在轨道2上经过P 点的加速度等于在轨道1上经过P 点的加速度，D 正确。

故选D 。

3.如图，一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻为r ，处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO′以角速度ω匀速转动．线圈通过滑环与定电阻R 及理想电流表团合回路．已知理想电压表的示数为U ，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时．则（ ）A. R 两端电压瞬时值的表达式为u R =2UsinωtB. 理想电流表的示数为22()NBS R r ω+C. 从2πω 到 32πω的时间内，穿过线圈平面磁通量的变化量为零 D. 若ω=100πrad/s ，通过R 的电流表每秒钟方向改变50次 【答案】B 【解析】 【分析】正弦式交流发电机从垂直中性面位置开始计时，其电动势表达式为：e=NBSωcosωt ；电压表和电流表读数为有效值；电流在一个周期内方向改变两次．【详解】线圈产生的感应电动势的最大值为E m =NBSω，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，产生的感应电动势e=NBSωcosωt ，根据闭合电路的欧姆定律可知U R ＝ NBS RR rω+cosωt ，故A 错误；产生感应电动势的有效值22m E ＝()2E NBS I R r ω=+＝，故B 正确；从 2πω到3 2πω转过的角度为 2π到3 2π，故磁通量的变化量为2BS ，故C 错误；若ω=100πrad/s ，周期T=2 πω＝0.02s ，在一个周期内电流改变2次，故1s 内电流改变次数n=10.02×2＝100次，故D 错误；故选B ．【点睛】考查瞬时表达式的书写时，关注线圈的开始计时位置，得出最大值，区别与有效值，理解电阻的变化，只会改变电流与功率，不会影响电压的变化．4.如图所示，水平面上放有三个木块A 、B 、C ，质量均为m =1kg ，A 、C 与地面间的接触面光滑，B 与地面间的动摩擦因数μ=0.1，A 、B 之间用轻弹簧相连，B 、C 之间用轻绳相连．现在给C 一个水平向右的大小为4N 的拉力F ，使A 、B 、C 三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动．某一时刻撤去拉力F ，则撤去力F 的瞬间，轻绳中的张力T 为(重力加速度g =10m/s 2)A. 0B. 1NC. 2ND. 3N【答案】B 【解析】【详解】在拉力作用下对整体，由牛顿第二定律可得：3F mg ma μ-=解得：a =1m/s 2对A 由牛顿第二定律可得，弹簧弹力：11N 1N F ma '==⨯=当撤去外力后，把BC 作为整体，由牛顿第二定律可知：2F mg ma μ'+='解得：a ′=1m/s 2方向向左对C 受力分析有牛顿第二定律可得：1N T ma ='=A ．0，与计算不符，故A 项错误；B ．1N ，与计算相符，故B 项正确；C ．2N ，与计算不符，故C 项错误；D ．3N ，与计算不符，故D 项错误．5.离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图甲所示，截面半径为R 的圆柱腔分为两个工作区。

I 为电离区，将氙气电离获得1价正离子；II 为加速区，长度为L ，两端加有电压，形成轴向的匀强电场。

I 区产生的正离子以接近0的初速度进入II 区，被加速后以速度v M 从右侧喷出。

I 区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，在离轴线2R处的C 点持续射出一定速度范围的电子。

假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图乙所示（从左向右看）。

电子的初速度方向与中心O 点和C 点的连线成α角（0<α<90︒）。

推进器工作时，向I 区注入稀薄的氙气。

电子使氙气电离的最小速度为v 0，电子在I 区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。

已知离子质量为M ；电子质量为m ，电量为e 。

（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）。

下列说法不正确的是（ ）A. II 区的加速电压U =22MMv eB. II 区离子的加速度大小a =22Mv LC. α为90︒时，要取得好的电离效果，射出的电子速率v 的范围v 0≤v <34eBRm 且B <043mv eRD. 要取得好的电离效果，射出的电子最大速率v max 与α角的关系()max 342sin eRBv m α=-【答案】C 【解析】【详解】A ．离子在电场中加速，由动能定理得212M eU Mv =得22MMv U e= 故A 正确；B ．离子做匀加速直线运动，由运动学关系22M v aL =得22Mv a L= 故B 正确；C ．当α=90︒时，最大速度对应的轨迹圆如图一所示，与Ⅰ区相切，此时圆周运动的半径为34r R =洛伦兹力提供向心力，有2maxmaxv Bev m r= 得max 34BeRv m=所以034BeRv v m≤≤此刻必须保证43mv B eR>故C 错误；D ．当电子以α角入射时，最大速度对应轨迹如图二所示，轨迹圆与圆柱腔相切，此时有90OCO α︒∠'=-2ROC =，'O C r =，'OO R r =- 由余弦定理有222()()2cos(90)22R RR r r r α︒-=+-⨯-且cos(90)sin αα︒-=联立解得34(2sin )Rr α=⨯-由Mmv r Be=得 34(2sin )M eBRv m α=-故D 正确。

本题选不正确的，故选C 。

6.如图所示，图中有一有界匀强磁场，以虚线为界，其右侧磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框边长是L ，电阻为R ，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a 进入磁场区域，1t 时刻线框全部进入磁场．若外力大小为F ，线框中电功率的瞬时值为P ，线框磁通量的变化率为tΦ，通过导体横截面的电荷量为q ，（其中P t -图象为抛物线）则这些量随时间变化的关系正确的是（ ）A. B.C. D.【答案】BD 【解析】A 、线框做匀加速运动，其速度v =at ，感应电动势E =BLv ，线框进入磁场过程中受到的安培力2222B B L v B L at F BIL R R ===，由牛顿第二定律得：22B L at F ma R -=，则22B L aF ma t R=+，故A 错误；B、电荷量221·2··2BL atE BLx BLaq I t t t tR R t R R R Rφφ∆∆=∆=∆=∆====∆，故B正确；C、线框的位移212x at=，21···122B L atB SBLatt t tφ∆∆===∆∆，故C错误；D、感应电流E BLatIR R==，线框的电功率222()BLaP I R tR==，故D正确；故选BD．【点睛】由线框进入磁场中切割磁感线，根据运动学公式可知速度与时间关系；再由法拉第电磁感应定律，可得出产生感应电动势与速度关系；由闭合电路欧姆定律来确定感应电流的大小，并由安培力公式可确定其大小与时间的关系；由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系；最后电量、功率的表达式来分别得出各自与时间的关系．7.如图所示，质量为m的物体A放在质量为M、倾角为θ的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体A，使其沿斜面向下匀速运动，斜面B始终静止不动，则下列说法中正确的是（）A. 斜面B相对地面有向右运动的趋势B. 地面对斜面B的静摩擦力大小为cosFθC. 地面对斜面B的支持力大小为()sinM m g Fθ++ D. 斜面B与物体A间的动摩擦因数为tanθ【答案】BC【解析】【详解】AB、将A和B看成一个整体,对其进行受力分析,由平衡条件可知,地面对B的静摩擦力f=F cosθ,方向水平向右,故B相对地面有向左运动的趋势,故A错误, B正确;C、由平衡条件可知,地面对B的支持力F N=(M+m)g+F sinθ,故C正确;D、对A进行受力分析可知,在平行于斜面的方向上有mg sinθ+F=μmg cosθ,解得tancosFmgμθθ=+，故D错误；8.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L=0.4m。