河北省保定市2021届高三下学期5月第二次模拟考试+物理+答案

2021年高三第二次模拟考试

物理试题

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.规定无穷远处电势为0，电荷量为q的电荷在距离其r的位置处电势φ=，正电荷周围的电势均大于0，负电荷周围的电势均小于0。如图所示，直线上三个位置A、B、C，AB=x，BC=2x。在C位置放一电荷量为+Q的点电荷，在B位置放另一个电荷量为q1的点电荷，如果A处的电势为零，则下列说法中正确的是

A.q1＝                   B.q1=－

C.A处的电场强度也为零     D.A处的电场强度大小为

2.根据爱因斯坦的光电效应理论可知，当大量频率为v的光子照射到某种金属时，如果某个光子的能量全部被金属中的某个电子吸收后，一部分用来脱离金属原子的束缚做功，剩下的就是逸出后电子的初动能Ek。已知普朗克常量为h，该金属的逸出功为W0(脱离金属原子的束缚所做的最小功)，下列说法中正确的是

A.金属中的电子只要吸收该频率的光子，一定能够逸出

B.电子用来脱离金属原子束缚做功的能量可能大于W0，也可能小于W0

C.该金属的截止频率为ν0=

D.Ek=hν－W0

3.如图所示，下列三种情况下，相同大小的作用力F作用在沿水平面运动的物块上。如果物块沿图中速度的方向运动相同大小的位移，力F做的功分别为W甲、W乙、W丙，下列关系正确的是

A.W甲=W乙     B.W甲=W丙     C.W乙=W丙     D.W甲=－W丙

4.竖直升降机内固定一斜面，其顶端固定一光滑的轻滑轮。滑块A、B通过不可伸长的细绳跨过滑轮连接，开始时升降机静止，然后匀加速向上运动，已知整个过程中A、B始终相对斜面静止，则

A.升降机静止时，滑块A受到沿斜面向下的摩擦力

B.升降机加速向上运动过程中A受到的摩擦力一定大于静止时受到的摩擦力

C.升降机加速向上运动过程中A可能不受摩擦力

D.细绳对B的拉力始终等于B的重力

5.一理想变压器原、副线圈所接电路如图所示，所有电表均为理想电表。原线圈所接交流电源的输出电压的瞬时值表达式为u=2200sin100πt(V)，原、副线圈匝数比为10：1，R0为定值电阻，当滑动变阻器滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是

A.电压表V1的示数为3110(V)      B.电压表V2的示数为311(V)

C.电流表A1、A2的示数均增加     D.电压表V3的示数增大

6.从居民楼某楼层的窗台上掉下一苹果，目测落地前最后一秒的位移约为10m，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则苹果掉下时的楼层为(设每层楼高约2.5m)

A.第三层     B.第四层     C.第五层     D.第六层

7.将物体从地面以某一初速度竖直向上抛出，上升的最大高度为H，运动过程中受到的空气阻力与速度的大小成正比，规定地面为零势面，下列说法中正确的是

A.上升过程机械能损失大于下落过程机械能损失

B.上升过程机械能损失与下落过程机械能损失相等

C.上升过程中所用时间与下落过程所用时间相等

D.上升过程与下落过程中动能等于重力势能的位置的高度均大于

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

8.动能回收系统能够提高电动车的续航能力，在电动车刹车瞬间，电源与电动车的电动机断开，同时启动动能回收系统，车轮带动电机转动向蓄电池充电，实现动能的回收，下列说法中正确的是

A.动能回收技术应用了磁场对电流的驱动原理

B.动能回收技术应用了电磁感应的原理

C.随着技术的进步，动能回收的效率可以达到100%

D.如果关闭此系统，刹车时汽车的动能将转化为内能并被耗散掉

9.如图所示，两直线边界MN、PQ相互平行，间距为d，其中SO与边界垂直，一带电粒子以速度v0从S点沿SO方向射入边界内。如果边界内仅存在平行边界MN的匀强电场时，粒子由PQ边的J点射出，射出时速度与PQ边界的夹角为45°，如果边界内仅存垂直纸面的匀强磁场时，粒子由PQ边的K点射出，射出时速度与PQ边界的夹角也为45°，忽略带电粒子的重力，下列说法中正确的是

A.粒子从S运动到J的时间比从S运动到K的时间短

B.粒子从S运动到J的时间比从S运动到K的时间长

C.若电场和磁场同时存在，粒子通过场区后动能增加

D.若电场和磁场同时存在，粒子通过场区后动能不变

10.如图甲所示，小球B用较长的轻细绳悬挂在天花板下，中间带孔的小球A穿在绳上由悬点处静止释放，两球发生碰撞时轻绳立即断裂。不计绳和空气的摩擦阻力，球A的速度时间图像如图乙所示。设碰撞时间极短，碰撞过程中无机械能损失，下列说法中正确的是

A.在0～t1时间段，A的重力的冲量小于B的重力的冲量

B.在0～t1时间段，A的重力的冲量大于B的重力的冲量

C.A与B的质量之比为1：2

D.t2时刻B(未落地)的速度为2v0

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.(7分)某实验小组通过实验研究发现：做平抛运动的小球在竖直方向上的运动规律跟自由落体的运动规律相同。于是又设计实验研究水平方向上的运动。如图所示，在靠近竖直墙壁的水平桌面上固定一斜面体，小球从斜面上某点释放，滑到桌面上，然后从桌面边缘飞出做平抛运动。实验的操作步骤如下：

A.调节桌面水平，竖直墙面上与桌面平齐的点标记为O。

B.把裁成长条的白纸和复写纸，平贴在O点以下的竖直墙面上。

C.把小球从斜面上某点由静止释放，小球从水平桌面边缘飞出，撞击在竖直墙面上，通过复写纸在白纸上留下撞痕，标记为A。

D.垂直竖直墙面向右移动桌子，移动的距离为x。

E.再次把小球从斜面上由静止释放，小球从水平桌面边缘飞出，在白纸上留下第二个撞痕，标记为B。

F.重复步骤D、E，得到更多的撞痕，标记为C、D……。

G.用米尺测量O点到每个撞痕间的距离，OA=H1，OB=H2，OC=H3，OD=H4……

(1)本实验斜面和桌面的粗糙程度对实验的精确度是否有影响？           影响(填“有”或者“没有”)

(2)在同一组实验中，小球从斜面上由静止释放时需满足什么条件？

(3)判断水平方向小球做匀速运动的条件是               (用题设条件中的物理量表示)。

12.(8分)某实验小组设计制作了一个多用电表，电路结构如图甲所示。把B、C接入电路时可测量电路的电流，S接a时电流表量程为10mA，S接b时电流表量程为1mA。把红、黑表笔与A、B连接后，多用电表可测量电阻(具有“×10”和“×100”的两种倍率)。

表内的电路元件及其规格：

电源的电动势E=1.5V，内阻不计

微安表：满偏电流100µA，内阻Rg=100Ω

R0、R1、R2为定值电阻

R为滑动变阻器

单刀双掷开关S

(1)R1=           Ω，R2=           Ω。(保留三位有效数字)

(2)S接a端，将红黑表笔与A、B连接后短接，调节滑动变阻器使电流表指针满偏，此时欧姆表测电阻的倍率是           (填写“×10”或“×100”)。

(3)在某次电阻测量的操作中，S接b端，操作都规范正确。最终微安表表盘刻度和指针如图乙所示，此时待测电阻阻值是           Ω。(保留三位有效数字)

13.(11分)货场一货箱质量为m，工人需要下蹲弓步对货箱施加0.3mg(g为重力加速度)的水平力，货箱才能以0.1g的加速度开始沿水平地面运动，运动起来后工人站直并对货箱施加与竖直方向成45°角的作用力F(未知)，如图所示，货箱恰能向前匀速运动。求：

(1)货箱与水平地面间的动摩擦因数µ；

(2)力F的大小。

14.(16分)由某种导线绕成边长为l的N匝正方形线圈，线圈总电阻为r，外接如图甲所示的电路，滑动变阻器总电阻为3r，定值电阻的阻值为r。正方形线圈处于垂直线圈平面向里的磁场中，磁感应强度随时间变化的B－t图像如图乙所示。

(1)在0～2t0(t0远大于电容器的充电时间)的时间段内滑动变阻器滑片缓慢从上端往下端滑动，求该过程中电容器极板所带的最大电荷量Q；

(2)在电容器获得最大电荷量时保持滑动变阻器滑片的位置不动，同时在极板正中央位置放一比荷为k的带正电小球，恰能保持不动，如图丙所示，已知电容器的电容为C。求：①电容器极板间距离d；②带电小球从开始运动时计时，经过多长时间小球回到原位置？(设带电小球不会与电容器的极板发生碰撞，不计空气阻力，重力加速度为g)

(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]

(1)(4分)在显微镜下追踪悬浮于水中的小炭粒的运动情况，每隔30s记录一次小炭粒的位置，顺次连接各位置，如图甲所示，乙图是某种液体盛入某材料制作的容器中静置后的情况。下列说法中正确的是(此题为双选题，全部选对得4分，选对一个得2分，有错选得0分。)

A.由甲图可得出结论：小炭粒的运动是杂乱无章的

B.由甲图可得出结论：小炭粒长时间的运动是杂乱无章的，但在每个30s的时间里却在做直线运动

C.由乙图可得出结论：这种液体浸润该材料

D.由乙图可得出结论：这种液体不浸润该材料

(2)(8分)易县中学物理兴趣小组设计一如图所示的测量水深的装置，顶部带充气孔的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为60cm，圆筒内有一轻活塞，底部中心处开有一圆孔。将活塞置于与容器顶部相距40cm的位置时封闭充气孔。使圆筒竖直沉入易水湖中，活塞与水接触充分，当圆筒下沉到某一深度时发现活塞离圆简顶部的距离变为33cm。已知湖面的温度为27℃，大气压为1.0×105Pa，下沉深度的水温为24℃，湖水密度为1.0×103kg/m3，重力加速度为10m/s2。求：

①活塞所在位置的水的深度；

②如果把该装置移到一个海拔较高的山峰的峰顶，测得峰顶温度为12℃，活塞距离容器顶部50cm，求峰顶处大气压。

16.[选修3－4]

(1)(4分)两个振源振动形成的两列简谐波发生干涉，某时刻的干涉图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。两列波的波长均为0.5m，介质质点的振幅为0.05m，传播速度为5m/s。N位置的介质质点的振动始终           (填“加强”或“减弱”)，此后1.75s内M位置的质点通过的路程为           m(结果保留一位小数)。

(2)(8分)直角三棱镜ABC，折射率n=2，AB=AC=l，O是BC的中点，以O为圆心，从三棱镜挖去一个半圆，圆弧分别与AB和AC相切(挖去半圆后，剩余的部件位置均保持不变)。在O点放一个点光源，若只考虑首次从圆弧直接射到AB和AC的光线，只有部分光线能够直接射出去。

①请在图中做出能从AB或者AC射出光线的临界位置(要求写出必要的作图依据)；

②求能射出棱镜的光线所经过的圆弧总长。

2021年高三第二次模拟考试参考答案

一、单项选择题（每题4分）

1.B   2.C   3.B   4.C   5.C   6.C   7.A

二、多项选择题（每题6分）

8.BD   9.AC   10.AD

三、非选择题

11.

（1）没有                                                    …………（2分）

（2）从同一位置释放（类似的正确的说法都给分）                …………（2分）

（3）H1+3H3=3H2+H4                                                        …………（3分）

12.

（1）1.11 ； 10.0                                         

（2）10

（3）3.50103 

（每空2分，共8分）

13.

（1）施加水平力时，以货箱为研究对象

水平方向上                                            …………（2分）

                                                                 …………（1分）

竖直方向上                                                   …………（1分）

         解得                                                     …………（1分）

（2）施加如图所示的作用力F时，以货箱为研究对象

水平方向上                                              …………（2分）

                                                                …………（1分）

竖直方向上                                        …………（2分）

         解得                                                  …………（1分）

14.

（1）在时间段内，设线圈产生的感应电动势为，由图乙可知

                                       …………（1分）

设滑动变阻器上段的电阻为，外电路的总电阻为，最大电阻为

                                            …………（1分）

当时，外电路的电阻达到最大值

                                                         …………（1分）

此时外电路的最大电压为

                                                  …………（1分）

电容器极板所带最大电荷量

                                                     …………（1分）

        解得                                      …………（2分）

（2）①设带正电的小球质量为m，电荷量为q，小球在电容器中处于静止状态

                                                          …………（1分）

             解得                                        …………（1分）

      ②在时间段内，设线圈产生的感应电动势为，由图乙可知

                                     …………（1分）

       电容器极板间的电压为U

                                                        …………（1分）

      从2t0时刻开始，小球向上做加速运动，加速度为a

                                                     …………（1分）

             解得          a=g

     即小球以加速度a向上加速运动，时间为t0，然后以加速度g减速到零，时间也为t0，然后做自由落体运动回到原位置，用时为t。

                                                    …………（2分）

     小球回到原位置用的总时间为t总

                                               …………（2分）

15.

（1）AC   （只要选对一个就得2分，全选对得4分）

（2）①在湖面上时，封闭气体的状态

                            …………（1分）

设活塞沉入的水深为h，此时封闭气体的状态

                 …………（1分）

由                                             …………（2分）

解得             h=2m                                      …………（2分）

②把该装置移到封顶，设封顶处的大气压为p，封闭气体的状态

                       …………（1分）

由           

解得                                      …………（1分）

16.

（1）减弱 ；7    （每空2分，共4分）

（2）①设全反射的临界角为C

                                                 …………（1分）

解得           C=30o                                                      …………（1分）

如图所示，临界光线于AB和AC有四个交点，分别是D、E、F、G，且

作图要点：要求标出临界光线与边界得角度或者与法线的夹角，没有夹角或者相关得说明不得分，全部画对得2分。

②设半圆的半径为r，由几何知识知道

                                        …………（2分）

能够射出棱镜的光线经过的圆弧总长为s

                                 …………（1分）

      解得                            …………（1分）