2021届河北省邯郸市高三下学期5月第三次模拟考试物理试题

这是一份2021届河北省邯郸市高三下学期5月第三次模拟考试物理试题，共15页。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到的三条光电流与电压之间的关系图线如图所示，则
A．甲光频率大于乙光频率
B．甲光光强大于丙光光强
C．用乙光照射时产生的光电子的最大初动能最小
D．三种光照射时对应的截止频率之间的关系为
2．甲、乙两物体在t=0时刻同地出发，其运动的x-t图象如图所示，下列说法正确的是
A．甲物体做匀速直线运动，乙物体做变速直线运动
B．0~t2时间内，甲物体通过的位移小于乙物体通过的位移
C．0~t1时间内，甲物体平均速度大于乙物体的平均速度
D．t2时刻甲物体的速度小于乙物体的速度
3．2022年左右，我国将建成载人空间站，其运行轨道距地面高度约为400km，已知地球半径约为6400km，万有引力常量为6.67×10-11N•m2/kg2，地球表面重力加速度为，同步卫星距地面高度约为36000km，设空间站绕地球做匀速圆周运动，则
空间站运行速度比同步卫星小
B．空间站运行周期比地球自转周期小
C．可以估算空间站受到地球的万有引力
D．受大气阻力影响，空间站运行的轨道半径将会逐渐减小，速度逐渐减小
4．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则
A．e点的电势大于0
B．a点和b点的电场强度相同
C．b点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a点移动到c点，电场力做负功
5．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面C上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态。则
A．水平面对C的支持力等于B、C的总重力
B．B一定受到C的摩擦力
C．C一定受到水平面的摩擦力
D．若将细绳剪断，B物体开始沿斜面向下滑动，则水平面对C的摩擦力可能为零
6．如图所示，小球A、B分别从2l和l高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力，则
A． A和B的位移大小相等
B．A的运动时间是B的2倍
C．A的初速度是B的
D．A的末速度比B的小
7．在水上做飞行运动表演的运动员操控喷射式悬浮飞行器，将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出，悬停在空中，如图所示，已知运动员与装备的总质量为90kg，两个喷嘴的直径均为10cm，已知重力加速度大小10m/s2，水的密度1.0×103kg/m3，则喷嘴处喷水的速度大约为
A．2.7m/s
B．5.4m/s
C．7.6m/s
D．10.8m/s
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图所示，表面光滑的斜面固定在水平地面，顶端安装有定滑轮，小物块A、B通过绕过定滑轮的绝缘轻绳连接，轻绳平行于斜面，空间有平行于斜面向下的匀强电场。开始时，带正电的小物块A在斜面底端，在外力作用下静止，B离地面一定高度，撤去外力，B竖直向下运动。B不带电，不计滑轮摩擦。则从A和B开始运动到B着地的过程中
A．A的电势能增加
B．A和B系统的机械能守恒
C．A和B系统减少的重力势能等于A增加的电势能
D．轻绳拉力对A做的功大于A的电势能增量和动能增量之和
9．如图甲所示，理想变压器的原线圈接有保险丝FU，其熔断电流为6A，副线圈接有阻值为R0=10Ω的定值电阻、铭牌上标有“100V 50W”字样的灯泡以及最大阻值为400Ω的滑动变阻器R。现在原线圈的ab间接如图乙所示的交流电源，当滑动变阻器的滑片处在中点时，灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是
A．原线圈两端输入的交变电压为u=22sin100πt(V)
B．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5
C．若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，灯泡变亮
D．若持续向下移动滑动变阻器的滑片，变压器的输入功率变大，可能会使熔断器熔断
10．如图所示，间距大小为0.5m的平行导轨竖直放置，导轨上端与电阻R连接，图中水平虚线下方存在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小0.2T的匀强磁场。现将质量0.1kg的导体棒从虚线上方h1处由静止释放，进入磁场时恰好以速度v0做匀速直线运动，匀速运动2s后给导体棒施加一竖直向上的恒力大小为2N，并且由于磁感应强度发生变化回路中不再产生感应电流，再经过0.2 s导体棒的速度减为零。已知导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导体棒的电阻不计，重力加速度大小为10m/s2，关于导体棒由静止释放到速度减为零的过程，下列说法正确的是
A．匀速运动速度为2m/s
B．自由下落的高度为2m
C．回路中磁通量的最大值为0.4Wb
D．回路中产生的焦耳热为4J
三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共42分。
11．（6分）利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图甲所示。
(1)实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m；
②用游标卡尺测量挡光条的宽度d如图乙所示，则d＝________ cm。
③由刻度尺读出两光电门中心之间的距离s；
④将滑块移至光电门A右侧某处，待托盘和砝码静止不动时，释放滑块，要求托盘和砝码落地前
挡光条已通过光电门B；
⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门A和光电门B所用的时间ΔtA和ΔtB；
(2)除了上述操作之外，该实验中还需要完成的操作是：________
A．将气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力
B．将气垫导轨调节至水平
C．用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m
D．用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m，且满足M≫m
(3)在误差允许的范围内，如果满足mgs＝________________________(用题干已知物理量和测得
物理量字母表示)，则可认为验证了机械能守恒定律。
12．（9分）小玲同学在进行电学实验时需要一只量程为5V左右的电压表，而实验室仅有的可用器材有：
一只量程为3mA、内阻50Ω的电流表
两可用定值电阻，一电阻R1=400Ω，另一电阻R2的在1000~2000Ω之间
一直流电源（电动势2~4 V，内阻可忽略不计）
S1、S2及若干线
小玲决定将电流表与R2串联，通过电学知识确定改装后电表量程的准确值。
（1）请帮小玲完成确定电压表量程的电路图，并将图甲中的实物图连成完整电路。

连线完成以后，将S1与S2闭合，电流表的示数如图乙，为 mA；
当S1闭合，S2断开时，电流表的示数如图丙，为 mA；
由此可以计算出改装后电压表的量程为 V，电源电动势为 V。
13．（11分）如图所示，在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，其中O点为坐标原点，N点在y轴上，OP与x轴的正方向夹角为θ=30°，在第一象限OP右侧区域有平行于直线OP斜向上的匀强电场E（E未知）。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后，沿平行于x轴的方向射入磁场，一段时间后，该粒子从OP边上某点以垂直于OP的方向射出磁场， 粒子进入磁场的点与离开磁场的点之间的距离为d，粒子经过电场后打在x轴上M点，M点坐标为（，0）但未在图中画出，不计粒子所受重力和阻力。求：
（1）带电粒子的荷质比；
（2）带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。
14．（16分）邯郸市人民政府在2021年春节期间，发布了禁限燃放烟花爆竹的通知。集中燃放烟花爆竹严重污染空气，并常由于操作不当引发安全事故。邯郸市某中学物理兴趣小组对爆竹释放的能量产生了浓厚的兴趣，该小组采用如图所示的装置展开研究。B是一个两侧都有竖直挡板（厚度不计）的质量M=2kg，L=2.85m的小车，放在可认为是光滑的水平面上，A是一个质量m=1kg的小物块（可视为质点），A、B间的滑动摩擦因数为0.08，小物块和小车的挡板碰撞无机械能损失。该小组将一常见型号的爆竹挤压在A、B之间，三者保持静止，爆炸后A、B开始运动，爆竹爆炸产生的碎屑在小车上无残留。经t=0.5s，A与B的挡板发生第一次碰撞。重力加速度大小为10m/s2。
（1）求爆炸后运动过程中小物块A和小车B的加速度大小。
（2）求爆炸释放的能量值E。
（3）实验结束后，该小组利用所学物理知识对A停在B上的位置距小车右侧挡板的距离d及小
车运动的位移x2进行了预测，经测量与实验结果基本吻合。请你通过分析计算得出d、x2的数值。
（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答，并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑，按所涂题号进行评分；多涂、多答，按所涂的首题进行评分；不涂，按本选考题的首题进行评分。
15．[选修3-3]（12分）
（1）（4分）在“用油膜法测量分子直径”的实验中，将体积浓度为0.06%的一滴油酸溶液，轻轻滴入水盆中，稳定后形成了一层单分子油膜。测得一滴油酸溶液的体积为0.02mL，形成的油膜面积为300cm2，则油酸分子的直径约为________(结果保留1位有效数字)；该滴油酸溶液所含油酸分子的个数的数量级________。
（2）（8分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后再回到状态A。A状态的体积是2 L，温度是300 K，B状态的体积为4 L，C状态的体积是3 L，压强为2×105 Pa。
(ⅰ) 在该循环过程中B状态的温度TB和A状态的压强pA是多少？
(ⅱ) A→B过程如果内能变化了200 J，该理想气体是吸热还是放热，热量Q是多少焦耳？
16．[选修3-4]（12分）
（1）（4分）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时的波形如图所示，此时波刚好传到x＝5 m处的P点。t＝1.2 s时x＝6 m处Q点第一次有沿y轴正方向的最大速度。求该列简谐横波波速 m/s，x＝4 m处的质点的振动方程为 。
（2）（8分）横截面边长ab为3L的正方形薄壁不透明容器内，盛有透明液体，在容器的右侧壁上液面下方的位置有一点光源S。在容器左侧与容器水平距离为L、液面上方处有一点P，从P点通过液面观察光源S，过P点的光线反向延长线与右侧器壁交于S1点，S1位于液面下方处，其正视图如图所示。求：
（ⅰ）透明液体的折射率n；
（ⅱ）如果光在真空传播速度为c，观察到的这束光在液体中传播时间。
邯郸市2021届高三第三次模拟考试 物理参考答案
一、二、选择题
1．【解析】由，可知乙光的频率最大，用乙光照射时产生的光电子的最大初动能最大，A、C错误；根据光强越强，饱和电流越大，甲光饱和电流大于丙光的饱和电流，则甲光比丙光强，B正确；金属的截止频率只与材料有关，所以不变，D错误。
2．【解析】甲、乙两物体的位移一直为正，并且在增大，所以二者一直朝着正方向运动，都做直线运动，图像的斜率表示速度，故甲物体做匀速直线运动，乙物体做变速直线运动，故A正确；甲、乙两物体在t=0时刻同地出发，经t2到达同一位置，故在这段时间内两物体的位移大小相等，故B错误；由图可知，在0~t1时间内，甲物体的位移小于乙物的位移，时间相等，故在0~t1时间内，甲物体的平均速度小于乙物的平均速度，故C错误；位移时间图象的切线斜率表示速度，由图可知在t2时刻乙物体图象的切线斜率小于甲物体图象的斜率，即在t2时刻乙物体的速度小于甲物体的速度，故D错误。
3.【解析】根据，可得，即轨道半径越大，运动速度越小，因此空间站运行速度比同步卫星大，A错误；根据，空间站的轨道半径小而运动速度大，因此空间站的运行周期小于同步卫星的运行周期，B正确；根据，由于无法知道空间站的质量，因此无法估算空间站受到地球的万有引力，C错误；受大气阻力影响，空间站运行的轨道半径将会逐渐减小，根据可知，运行速度逐渐增大，D错误。
4.【解析】根据电场线与等势面垂直关系，可判断P点处为负电荷，无穷远处电势为0，e点在PQ连线的中垂线上，则，A错误；a、b两点电场强度大小相同，方向不同，则a、b两点电场强度不同，B错误；从Q到P电势逐渐降低，则，C错误；由，负电荷从a到c电场力做负功，D正确。
5.【解析】由题设条件知：绳子上拉力大小等于物体A的重力大小，对B、C整体受力分析，如图所示，由平衡条件，可知：水平面对C的支持力FN小于B、C的总重力，C一定受到水平面的摩擦力f，选项A错误，选项C正确；因不确定mBgsinθ和mAg的大小关系，故C对B的摩擦力无法确定，选项B错误；若将细绳剪断，物体B开始沿斜面向下滑动，加速度沿斜面向下，系统处于失重状态，水平面对C的摩擦力一定不为零，选项D错误。
6.【解析】位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得 ，，A和B的位移大小相等，A正确；平抛运动运动的时间由高度决定，即 ，，则A的运动时间是B的倍，B错误；平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则 ，，则A的初速度是B的，C错误；小球A、B在竖直方向上的速度分别为，，所以可得 ，即，D错误。
7.【解析】设飞行器对水的平均作用力为F，根据牛顿第三定律可知，水对飞行器的作用力的大小也等于F，对飞行器，则有F=Mg，设水喷出时的速度为v，在时间t内喷出的水的质量，S为一个喷嘴的横截面积，t时间内质量为m的水获得的冲量，联立解得v=5.4m/s，故B正确。
8.【解析】物体A带正电，所以B竖直向下的过程中A沿斜面向上运动，电场力做负功，电势能增大，A正确；因为电场力对A做负功，电势能增加，而总能量守恒，所以机械能减小，B错误；根据能量守恒定律可知，整个过程系统重力势能减小量一部分转化成了系统的动能，另一部分转化成A增加的电势能，C错误；对A物体应用功能关系，可知轻绳拉力对A做的功等于A的电势能增加量和动能增加量以及重力势能的增加量，D正确。
9.【解析】由题图甲可知，交变电压的最大值为V，周期为T=2×10－2 s，则原线圈两端的交变电压为u=sin 100πt(V)，选项A错误；灯泡正常发光时的电流0.5 A，当滑动变阻器的滑片处在中点时接入电路的电阻为200 Ω，根据并联电路的特点可知，通过电阻R0的电流为I0=1 A，所以变压器的输出电压为U2=UL＋I0R0=110 V，则可得原、副线圈的匝数比为1∶5，选项B正确；若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，接入电路的电阻变小，则副线圈中的电流变大，电阻R0两端的电压增大，所以灯泡两端的电压减小，亮度变暗，选项C错误；若持续向下移动滑动变阻器的滑片，副线圈中的电流会持续增大，由P出=U2I2可知输出功率变大，又P入=P出，所以输入功率变大，原线圈中的电流I1也增大，因此可能超过熔断电流6 A，熔断器可能会熔断，选项D正确。
10.【解析】给导体棒施加一个竖直向上的恒力后，回路中无电流，导体棒不受安培力作用，导体棒做匀减速直线运动，根据，得加速度大小为g，经过 速度减为零，则由，A正确；根据， 解得 ，B错误；导体棒进入匀强磁场运动后回路中磁通量达到最大，2s时间内导体棒的位移，则回路磁通量的最大值为， C正确；根据能量守恒定律可知整个过程中回路中产生的焦耳热与匀速运动阶段重力势能的减少量相等，D正确。
三、非选择题
（一）必考题
11. 答案：(1)0.950 （2分）(2)BC （2分）（全对得2分，少选和错选不得分。）
(3)mgs＝eq \f(1,2)(M＋m)(eq \f(d2,Δteq \\al(2,B))－eq \f(d2,Δteq \\al(2,A)))（2分）
解析：(1)游标卡尺的主尺读数为9 mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为10×0.05 mm＝0.50 mm，所以最终读数为9 mm＋0.50 mm＝9.50 mm＝0.950 cm；
(2)气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，所以不需要平衡摩擦力，A错误，B正确；该实验如果托盘和砝码的重力势能的减少量等于系统动能的增加量即可验证机械能守恒定律，所以需要用天平称出滑块和挡光条的总质量M、托盘和砝码的总质量m，但不需要满足M≫m的条件，C正确，D错误。
(3)托盘和砝码的重力势能的减少量为mgs。遮光条经过光电门A和光电门B的速度分别为vA＝eq \f(d,ΔtA)，vB＝eq \f(d,ΔtB)，系统动能的增加量为eq \f(1,2)(M＋m)veq \\al(2,B)－eq \f(1,2)(M＋m)veq \\al(2,A)。若关系式mgs＝eq \f(1,2)(M＋m)veq \\al(2,B)－eq \f(1,2)(M＋m)veq \\al(2,A)，即mgs＝eq \f(1,2)(M＋m)(eq \f(d2,Δteq \\al(2,B))－eq \f(d2,Δteq \\al(2,A)))，则可认为验证了机械能守恒定律．
12.答案：（1）详见解析（3分）（2）2.00（1分） （3）1.60（1分）（4） 4.8 3.2（每空2分）
解析：（1）实物连线如图
-（4）电流表量程为3mA，刻度线共计30小格，每格刻度值为0.1mA，读数需要估读到下一位，故图乙读数为2.00mA，图丙读数为1.60mA。开关均闭合时，全电路欧姆定律有：； S1闭合，S2断开时,全电路欧姆定律有：，联立两式解得：E=3.2V，RA+R2=1600Ω；改装电压表量程，代入数据得U=4.8V。
13.答案：（1） （6分） （2） （5分）
解析：（1）设带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速后的速度大小为v
由动能定理有qU＝eq \f(1,2)mv2 （2分）
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律有
qvB＝meq \f(v2,r) （1分）
由几何关系知 （2分）
联立得
（1分）
（2）设带电粒子在磁场中运动时间为t1，由几何关系知
（2分）
带电粒子在电场中运动至x轴的时间为t2
（1分）
带电粒子的运动时间为
（1分）
解得 （1分）
14.答案：（1）0.8m/s2 0.4m/s2 （4分） （2）E=12J （6分） （3）d=0.75m x2=0.7m （6分）
解析：（1）设小物块加速度大小为a1，小车加速度大小为a2，由牛顿第二定律有
（1分）
得a1=0.8m/s2 （1分）
（1分）
得a2=0.4m/s2 （1分）
（2）水平面光滑上，小物块和小车组成的系统动量守恒，设刚爆炸后小物块速度大小为v1，小车速度大小为v2，由动量守恒定律得（1分）
当小物块和小车右侧挡板发生第一次碰撞时满足（1分）
对小物块进行运动分析（1分）
对小车进行运动分析（1分）
代入数据解得，
由能量守恒定律，爆炸产生的能量值（1分）
可得E=12J（1分）
从爆炸后经多次碰撞到小物块最终相对小车静止，由于系统的动量守恒，物块相对小车停下时，小车也停止运动。根据能量守恒定律，设小物块在小车上滑动的路程为s，则（1分）
解得s=15m
设经n次碰撞物块相对小车停下，有s=nL+d（1分）
当n=5时，d=0.75m设m水平向右发生位移大小为x1，M水平向左发生位移大小为x2，由于动量守恒定律可推得
（1分）
对小物块和小车运动的全过程，两者位移关系有 （1分）
求得（方向水平向左，方向不赋分）。（1分）
（二）选考题
15. ⑴ 4×10-10m （2分） 1017 （2分）
(2)(ⅰ)A→B过程由题图可知是等压变化，由盖－吕萨克定律eq \f(VA,TA)＝eq \f(VB,TB)
得TB＝600 K （2分）
B→C过程由题图可知是等温变化，所以TC＝600 K
C→A过程根据理想气体状态方程可得eq \f(pAVA,TA)＝eq \f(pCVC,TC)
解得pA＝1.5×105 Pa（2分）
(ⅱ)A→B过程理想气体温度升高，内能增加ΔU＝200 J
体积膨胀，气体对外界做功
W＝－pA·ΔV＝－1.5×1×105×(4－2)×10－3 J＝－300 J （2分）
根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q
解得Q＝500 J，即该理想气体吸热，吸收热量Q为500 J （2分）
16.答案（1）2.5 m/s （2分） （2）(m)或 (m)（2分）
解析：(1) 波速v＝eq \f(x,t)＝eq \f(3,1.2) m/s＝2.5 m/s；
t＝0时，x＝4 m处的质点位于负的最大位移处，
所以其振动方程为y＝－Acs eq \f(2π,T)t＝－0.1 cs eq \f(5πt,4)(m)
(2)(ⅰ)延长ba，过P作ab的垂线交于c，连接PS1与液面交点为O，设折射角为α，入射角为β，
由题意和数学知识得： （1分）
（1分）
由折射定律得：（2分）
解得 （1分）
(ⅱ) 由题意和数学知识得，（1分）
设光在透明液体中传播速度为v，则 （1分）
传播时间： （1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
A
B
D
C
A
B
AD
BD
ACD