2021届河北衡水中学新高考模拟试卷(二十四)物理试题

这是一份2021届河北衡水中学新高考模拟试卷(二十四)物理试题，共20页。试卷主要包含了考试范围，答题前，请先将自己的姓名，选择题的作答，填空题和解答题的作答，选考题的作答，考试结束后，请将本试题卷等内容，欢迎下载使用。
物理试卷
★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。
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48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，对但不全的得3分有选错的得0分。
1.下列关于物理学史的说法正确的是（ ）
A. 著名的月地检验表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从相同的规律
B. 伽利略直接通过上百次自由落体运动的实验证实了自由落体运动是匀加速直线运动
C. 爱因斯坦以精湛的技术测量出光电效应中金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量h，在误差允许的范围内与普朗克根据黑体辐射得出的h一致证明了爱因斯坦光电效应方程的正确性
D. 玻尔提出的原子理论解释了所有元素的原子具有不同特征谱线
2.我国新一代载人飞船返回实验舱已于2020年5月8日顺利返回地面，返回舱质量约为5.4×103kg。某一次进行返回地面的测试时，返回舱在某处弹射出三朵主伞构成伞群，通过伞群减速，安全返回地面，可将这一运动视为竖直方向的匀减速直线运动，加速度大小为1.0m/s2，三根主伞的伞绳a、b、c均与竖直方向成
θ
角，已知sin
θ
=0.44，cs
θ
=0.90，g取10m/s2，则返回舱在下落过程中主伞伞绳a上的拉力大小约为（ ）
A. 2.80×103N B. 1.72×104N
C. 2.20×104N D. 6.84×104N
3.正方形ABCD四个顶点上放置着电荷量相同的、电性如图所示的点电荷，O为正方形两对角线的交点，M、N、P、Q分别为AO、BO、CO、DO的中点。取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A. M、N、P、Q四点的场强相同
B. M、N、P、Q四点的电势均为零
C. 将一质子从M点沿MON移动到N点的过程中，电场力先做正功再做负功
D. 将一电子从M点沿MOP移动到P点的过程中，电势能先增加后减小
4.中国行星探测任务命名为“天问系列”，首次火星探测任务命名为“天问一号”。1925年德国物理学家瓦尔特·霍曼提出了一种相对节省燃料的从地球飞往火星的方案，其基本构想是在地球上将火星探测器发射后，探测器立即被太阳引力俘获，以太阳为焦点沿椭圆轨道b运动到达火星。椭圆轨道b分别与地球公转轨道a、火星公转轨道c相切，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 依照霍曼的猜想，火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度
B. 探测器登陆火星需要先进入火星公转轨道c，则探测器在椭圆轨道的远日点处需要加速变轨
C. 若探测器沿椭圆轨道运动，探测器在远日点处的加速度比火星绕太阳公转的加速度大
D. 火星探测器沿椭圆轨道运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值小于火星绕太阳运动时轨道半长轴的立方与公转周期的平方的比值
5.如图甲所示，小物块放在固定的足够长的光滑斜面上，在平行于斜面向上的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物块的机械能E随位移x变化的关系如图乙所示。其中0～x1过程与x2～x3过程的图线是平滑的曲线，x1～x2过程的图线是倾斜的直线，x3～x4过程的图线是平行于x轴的直线，则下列说法正确的是（ ）
A. 在0～x1过程中小物块的加速度不断增大
B. 在x1～x2过程中小物块可能做匀加速运动，也可能做匀速运动或者匀减速运动
C. 在x2～x3过程中F不断减小，小物块动能一定减小
D. 在x3～x4过程中小物块一定做匀速运动
6.如图所示，正方形金属线圈abcd边长为L，电阻为R。现将线圈平放在粗糙水平传送带上，ab边与传送带边缘QN平行，随传送带以速度v匀速运动，匀强磁场的边界PQNM是平行四边形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为B，PQ与QN夹角为45°，PM长为2L，PQ足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 线圈感应电流的方向先是沿adcba后沿abcda
B. 线圈受到的静摩擦力先增大后减小
C. 线圈始终受到垂直于ad向右的静摩擦力
D. 线圈受到摩擦力的最大值为
7.如图所示，电路中所有二极管均为理想二极管，R1=R2=R3=R4=R，图丙和图丁中的变压器为原、副线圈匝数相同的理想变压器，P为原线圈中央抽头，输入端接同一正弦交流电源，R1、R2、R3、R4四个电阻的功率分别为P1、P2、P3、P4下列关系式正确的是（ ）
A. P1：P2=1：2 B. P1：P3=1：4
C. P3：P4=1：
​ D. P2：P4=1：16
8.如图所示，一个可以看成点电荷的带电小球质量为m，电荷量为 q，从平面上的M点以初速度v0抛出，初速度方向与竖直方向的夹角为
θ
，小球恰好垂直撞击在竖直墙壁的N点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球从M点运动到N点的竖直位移y与水平位移x之比满足
=2tanθ
B. 若在空间施加一个垂直纸面向里的匀强电场，小球从M点以v0速度沿原方向抛出后可能会垂直击中墙面
C. 若在空间施加一个大小为
E=
、方向与v0同向的匀强电场，从水平地面上的P点将小球以速度v0抛出，速度方向与竖直方向的夹角为
θ
=37°，sin37°=0.6小球垂直撞击在竖直墙壁上的Q点，则PQ两点间的水平间距
l=
D. 若空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度
B=
，从水平地面上的S点将小球以速度v0竖直向上抛出后，小球垂直撞击在竖直墙壁上的T点，则ST两点间竖直高度差
h=
​−1)v02​​
三、非选择题：共174分。第22～32题为必考题，个试题考生都必须作答。第33～38题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共129分。
9.现利用如图甲所示的装置探究“动能定理”，实验操作如下（当地重力加速度为g）：
①先测出小车的质量M按图示安装好实验装置，再测量两光电门之间的距离L，挂上沙桶可适当倒人少量沙子；
②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等；
③取下细绳和沙桶保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门1和2时显示的时间t1、t2，并测量此时沙子和沙桶的总质量m；
④重新挂上细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复步骤②③。
(1)如图乙所示，用50分度游标卡尺测得小车上遮光片的宽度d=_____mm。
(2)本实验中若表达式_____成立，则验证了动能定理。
10.某实验小组要测量一定值电阻的阻值Rx、电源的电动势和内阻。实验器材如下：
A．待测电源E
B．电压表V1、V2
C．电流表A
D．定值电阻Rx
E．滑动变阻器R
开关和导线若干
实验步骤如下：①按如图甲所示电路连接好实验器材；
②闭合开关，读出电压表V1和V2以及电流表A的示数U1、U2、I；
③移动滑动变阻器触头，重复②，得到多组数据；
④描绘出U1-I、U2-I图像如图乙所示。
回答下列问题：
(1)由图乙a可得，定值电阻的阻值Rx=_____
Ω
。
(2)由图中数据可求得电源的电动势E=_____V，电源内阻r=_____
Ω
。
(3)若考虑电流表、电压表内阻的影响，则定值电阻Rx测_____Rx真，电源电动势E测_____E真，r测_____r真，（选填“等于”“大于”或“小于”）。
11.如图所示，在光滑的水平面上有一个静止的、足够长的木板，物块b静止在距离木板左端L=2.25m处，物块a以初速度v0=3m/s从左侧滑上木板，a、b均可视为质点。已知物块a、b与木板间的动摩擦因数均为
μ
=0.1两个木块与木板的质量均为m=1kg，a、b碰撞时间极短，碰后粘连在一起运动，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g取10m/s2。试求（结果可用分数表示）：
(1)a、b碰后瞬间的速度；
(2)最终状态时a、b距离c左端的距离。
12.如图甲所示，在直角坐标系xOy中四个点P（O，L）、Q（L，0）、M（0，-L）、N（-L、0）为PQMN的四个顶点，在△PQN范围内分布着匀强磁场，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示（图像中T为未知量），设垂直纸面向外为正方向；△MQN内的匀强磁场与△PQN内的磁场总是大小相等、方向相反。在PQMN区域外，分别存在着场强大小为E的匀强电场，其方向分别与正方形区域PQMN在各象限内的边界垂直且指向正方形内部。质量为m、电荷量为q带正电的粒子在0
∼
内某一时刻从原点O沿y轴正方向射入磁场，此后在xOy平面内做周期性运动。已知粒子在电场内做直线运动，且每当磁场方向发生变化时粒子恰好从电场射磁场。重力不计，忽略粒子运动对电、磁场的影响。上述L、B0、m、q、E为已知量。
(1)若粒子从出发到第一次回到O点过程中，在磁场中运动的时间小于
，求该粒子的初速度；
(2)求满足第一问条件下，粒子从出发到第一次回到O点的路程；
(3)求粒子初速度的所有可能值及对应的磁场变化的周期T。
（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
[物理-选修3-3]
13.如图所示，在p-V图中有三条气体状态变化曲线，一定质量的理想气体可沿这三条路径从状态i到状态j，已知曲线1为绝热变化过程，气体内能变化分别为△U1、△U2、△U3，它们的大小关系是_____；气体对外界做功分别为W1、W2、W3，它们的大小关系是_____；气体从外界吸收的热量大小为Q1、Q2、Q3，它们的大小关系是_____。
14.一个特殊的气体温度计由两个装有理想气体的导热容器组装而成，将两个导热容器分别放入甲、乙两个水槽中，如图所示。用水银压强计测量两容器的压强差。导热容器的体积恒定且远大于连接管的体积。当两个水槽的温度都为0℃（273K）时，没有压强差。当水槽乙处于O℃而水槽甲处于100℃，压强差为120mmHg。
(1)0℃时导热容器内气体的压强多大？
(2)当一个水槽乙处于0℃而另一个水槽甲处于一个未知待测温度（高于0℃）时，压强差为90mmHg此未知温度是多少？
[物理-选修3-4]
15.图（a）是一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x=12m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）。
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 在t=0.25s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向
C. 从t=0.10s到t=0.25s的过程中，质点Q的位移大小为0.30m
D. 从t=0.10s到t=0.25s，回复力对质点P的冲量为零
E. 质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（m）
16.唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：雨色映日而为虹”从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。我们通过下列简化示意图来研究彩虹的形成。图中细光束在过球心的平面内，包含红光和紫光两种单色光，入射角
θ
=45°，透明球对红光折射率为
n
=
​，球的半径为R，真空中的光速为c。
①分析判断，a和b哪种是红光？
②光线从入射方向到出射方向转过的角度称为偏向角，求红光的偏向角和红光在球内的传播时间。
R
B
2
L
2
v
​
2
y
x
​
5q
4mg
​
3g
4v
0
2
​
​
qv
0
​
mg
​
g
(
2
2
T
​
qB
0
​
πm
​
红
​
2