2021河南省实验中学高三下学期5月第四次模拟考试理科综合物理试题含答案

2021届河南省实验中学高三下模拟4考试

理科综合 物理

注意事项：

1.    答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上，将条形码贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.    作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。
3.    非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域相应位置上；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。
4.    考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。

二、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．氢原子能级图如图所示，一个处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时可能会发出不同频率的光。下列说法正确的是（　　）

A．最多可以发出6种不同频率的光

B．这些光中频率最高的光对应的光子能量可能为10.2eV

C．用这些光照射逸出功为3.20eV的钙金属表面，能照射出光电子的光最多可能有3种

D．用这些光照射逸出功为3.20eV的钙金属表面，射出的光电子初动能最大值可能为9.55eV

15．如图所示，在倾角为30°的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的A、B两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中下列说法正确的是（　　）

A．A、B两小球在空中运动时间之比为

B．A、B两小球落回斜面时速度之比为1:2

C．A、B两小球落回斜面时重力的瞬时功率之比为

D．A、B两小球落回斜面时动能之比为1:4

16．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，且n1<n2，定值电阻R1、R2的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表。在a、b端输入交变电流，其电流的有效值不随负载变化。当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数一定减少

B．电压表示数保持不变

C．R1消耗的功率一定大于R2消耗的功率

D．电源的输出功率一定减少

17．如图所示，一直线上有间距为d的a、b两点，当在某位置固定一个点电荷Q时，a、b两点的电势相等。且a点的场强大小为E，方向与ab直线夹角为30°。静电常量为k。下列说法中正确的是（　　）

A．点电荷Q带正电

B．点电荷Q所带电荷量的大小为

C．把一个负点电荷从a点沿直线移动到b点过程中，其所受的电场力先增大后减小

D．把一个正点电荷从a点沿直线移动到b点过程中，其电势能先增大后减小

18．地面上质量为m0=3kg的物体在竖直向上的力F作用下由静止开始向上运动，力F随物体离地面高度x的变化关系如图所示，物体上升的最大高度为h（图中H=5m,h=4m），重力加速度为g=10m/s2不计空气阻力。在物体运动的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．加速度的最大值为10m/s2

B．48N

C．物体离地高度为2.5m时，速度最大

D．动能的最大值为20J

19．如图所示，学生练习用脚颠球。某一次足球由静止自由下落1.25m，被重新颠起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为1.25m。已知足球与脚部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度大小g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．脚部对足球的平均作用力为足球重力的11倍

B．足球下落到与脚部刚接触时动量大小为4kg·m/s

C．足球与脚部作用过程中动量变化量大小为4kg·m/s

D．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4N·s

20．如图所示，底面倾角为530和37°的光滑棱柱固定在地面上，在其侧面上铺一块质量可忽略且足够长的轻质丝绸，并在外力作用下使质量分别为m和2m的滑块A、B静止在两侧丝绸之上。已知A、B与丝绸间的动摩擦因数均为0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。现同时由静止释放A、B，则关于A、B之后的运动（A、B均未达到棱柱的顶端或底端），下列说法正确的是（　　）

A．A与丝绸相对静止B．B与丝绸相对静止

C．A的加速度大小为0.5gD．B的加速度大小为0.4g

21．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的宽为L。长为3L、单位长度的质量为m、单位长度的电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L。在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为，则下列判断正确的是（　　）

A.此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为

B.此过程中通过线框截面的电量为

C.此过程中线框产生的焦耳热为

D.线框刚好可以完全进入右侧磁场

三、非选择题（包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个小题考生都必须做答。第33题～第40题为选考题，考生根据要求做答）

（一）必考题（共11题，共129分）

22．某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧弹力做功，在水平桌面上固定好弹簧和光电门、将光电门与数字计时器（图中未画出）连接。

实验过程如下∶

（1）用游标卡尺测出固定于滑块上的遮光条的宽度为d；

（2）用滑块把弹簧压缩到遮光条距离光电门为x0位置，并由静止释放，数字计时器记下遮光条通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=______（用题中所给符号表示）；

（3）多次改变滑块的质量m，重复（2）的操作，得到多组m与v的值。根据这些数值、作出的图像，如图乙。根据图像，可求出滑块每次运动x0的过程中弹簧对其所做的功为_______；还可求出滑块与桌面之间的动摩擦因数为_____（用题中所给符号表示，重力加速度为g）。

23．某同学先测量电流表G的内阻，并把它改装成电压表V1，用来测量一个未知电源的电动势。实验室提供有以下器材：

A．电流表G（量程0~100μA）

B．电压表V2（量程0~9V）

C．电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）

D．电阻箱（阻值范围0~99999.9Ω）

E．电源（电动势为9V，内阻不计）

该同学设计了如图甲所示电路，先断开S2，闭合S1，调节R2的阻值，使电流表的指针偏转到满偏刻度；保持S1闭合，R2的阻值不变，闭合S2，调节R1的阻值。当电流表G的示数为40μA时，R1的阻值为400.0Ω。

(1)图甲中R2应选用___________（填写器材前的字母序号），电流表G的内阻Rg=___________。

(2)若要将该电流表G改装成量程3V的电压表V1，需串联阻值R0=___________的电阻。

(3)该同学按以下两步测一个未知电源的电动势。首先，按如图乙所示的电路，将改装的电压表V1连入电路，闭合开关S，记下电压表的示数U1，然后，按如图丙所示的电路，将改装的电压表V1和电压表V2串联后接入电路，分别记下此时V1和V2两电压表的示数和U2，可以求出电源的电动势E=___________（用U1、、U2表示）。

24．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的光滑圆弧轨道与水平地面相切于B点。现让质量为m的滑块P从A点正上方某处Q（图中未画出）由静止释放，P从A点竖直向下落入轨道，最后停在C点。已知C、B两点间的距离为，轨道的质量为，P与B点右侧地面间的动摩擦因数为0.5，B点左侧地面光滑，重力加速度大小为g，空气阻力不计。求：

(1)当P刚滑到地面时，轨道的位移大小；

(2)Q与A点的高度差h以及P离开轨道后到达C点所用的时间t。

25．如图所示，在平面直角坐标系第Ⅲ象限内充满＋y方向的匀强电场，在第Ⅰ象限的某个圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场(电场、磁场均未画出)；一个比荷为＝k的带电粒子以大小为v0的初速度自点P(－d，－d)沿＋x方向运动，恰经原点O进入第Ⅰ象限，粒子穿过匀强磁场后，最终从x轴上的点Q(9d，0)沿－y方向进入第Ⅳ象限；已知该匀强磁场的磁感应强度为B＝，不计粒子重力．

(1)求第Ⅲ象限内匀强电场的场强E的大小．

(2)求粒子在匀强磁场中运动的半径R及时间tB．

(3)若粒子恰好从该圆形有界磁场的最低点离开磁场区求圆形有界磁场的半径r和圆心坐标．

(二)选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

33. [物理一选修3-3](15分)

(1)下列说法正确的是（　　）

A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生

B．热量不可能从低温物体传到高温物体

C．一定质量的某种理想气体在等压膨胀的过程中，内能一定增加

D．布朗运动是液体分子对液体中悬浮微粒的撞击作用不平衡的结果

E.某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为

(2)．如图所示，长为l＝100cm、上端开口、下端封闭、粗细均匀的玻璃管竖直放置，在玻璃管中注入长度为h＝25cm的水银柱，稳定后被封闭的空气柱的长度为l1＝51cm。现将玻璃管缓慢旋转至开口向下竖直放置，此过程中被封闭的空气柱的温度保持不变，已知大气压强p0＝75cmHg。

(1)若玻璃管在旋转的过程中被封闭的空气柱的质量保持不变，求玻璃管开口向下时，管内空气柱的长度。

(2)若玻璃管在旋转的过程中被封闭的空气柱的质量发生了变化，当玻璃管开口向下时，管内水银柱的长度不变，且其下端恰好与管口相平，求空气柱质量的改变量Δm与原来封闭的空气柱的质量m的比值。

34. [物理--选修3-4](15分)

(1)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某一时刻的图像，该时刻波的能量刚好传播到x=12m处，质点M、N在图示位置，波源的振动频率为2Hz。下列说法正确的有（　　）

A．波源的起振方向沿y轴正方向

B．质点M和质点N永远不可能速度完全相同

C．从该时刻起经过s质点N处于波峰位置

D．从该时刻起经过0.125s，质点M通过的距离大于5cm

E.x=12m 处质点从该时刻开始的振动图像方程为

(2)．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为R，AB边竖直，O为圆心，一纸面内的单色光束从玻璃砖的某一定点P点射入，入射光线可以从P点法线左右两侧射入并且入射角θ可以任意变化，现要求只考虑能从AB边折射的情况（不考虑从AB上反射后的情况），已知：α=60°，玻璃砖对该单色光的折射率n=，光在真空中的速度为C，则求：（）

①光在玻璃砖中传播的最短时间多少？

②AB面上有光线射出的区域最大长度是多少？

物理答案

14.D 15.A 16.C 17.C 18. D 19.AC 20.AD 21.BD

22.23.D    600    29400   

24.(1)；(2)2R；

(1)滑块与轨道组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

mv1-2mv2=0 解得

(2)滑块P离开轨道AB时的速度大小为vB，P与轨道AB组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mvB-2mv=0由机械能守恒定律得

滑块在BC上滑行过程，由动能定理得解得h=2R

P离开AB后先向右匀速运动的时间

P减速运动的时间为t2，对滑块，由动量定理得-μmgt2=0-mvB运动时间

25.（1）（2）（3）2d,(9d,)

⑴粒子在第Ⅲ象限做类平抛运动：①②③

解得：场强④

（2）设粒子到达O点瞬间，速度大小为v，与x轴夹角为α：

⑤⑥，⑦

粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力：⑧

解得，粒子在匀强磁场中运动的半径⑨

在磁场时运动角度：⑩在磁场时运动时间（11）

（3）

33.  (1)ACD

(2)①85cm；②

①玻璃管开口向上时，空气柱的压强cmHg，设玻璃管开口向下时，水银部分溢出，此时管内水银柱的长度为x(cm)，玻璃管的横截面积为S，空气柱的压强

cmHg空气柱的长度cm

由玻意耳定律有，代入数据得x=15cm，cm

②玻璃管开口向下时，空气柱的长度cm，空气桂的压强cmHg，设压强为p1、长度为l1的空气柱在压强为p3时的长度为，由玻意耳定律有得解得

34. (1)ADE（2）①t=②

①光在玻璃砖中传播的最短距离：x=Rsin解得：x=

光在玻璃砖中传播速度：v=所以最短时间为：t==

②临界角为C，则 即C=故从AB边有光线射出区域的边界光线如图所示

由几何关系可知由正弦定理可得：  和

即：   故有光射出区域长度L=