2021沧州高三下学期5月第三次模拟考试物理试题含答案

沧州市2021届高三下学期5月第三次模拟考试

物理试卷

本试卷满分100分，考试用时75分钟。

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

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。

4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。

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.如图所示，三角形斜面体置于粗糙的水平地面上，在斜面底端固定一轻质挡板，轻质弹簧连接一质量为m的小球，另一端固定在挡板上，弹簧的劲度系数为k。现给斜面体施加一水平向左的推力作用，斜面体和小球均处于静止状态，已知斜面光滑，斜面体质量为M，斜面体与粗糙的地面之间的动摩擦因数为，取重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（    ）

A.斜面体对小球的支持力为

B.弹簧的压缩量为

C.地面对斜面体的摩擦力大小一定为

D.斜面体受到地面的摩擦力的方向水平向左

2.套圈游戏的规则是站在同一起点的参与者抛出一个圆圈，套住奖品即可获得。若大人和小孩在不同的高度（大人抛出的高度更高，且抛出点在同一竖直线上）水平抛出的圆圈套中了同一个奖品，不计空气阻力，所有圆圈的质量都相同，下列说法正确的是（    ）

A.大人抛出的圆圈初速度更大

B.小孩抛出的圆圈在空中运动的时间更短

C.小孩抛出的圆圈初动量更小

D.大人抛出的圆圈在空中运动的过程中，圆圈受到的重力做的功更少

3.一带正电的粒子仅在电场力的作用下沿一圆弧从M点运动到N点，图中的两条直线是两条电场线，下列说法正确的是（    ）

A.M点的电场强度一定小于N点的电场强度

B.M点的电势一定小于N点的电势

C.若该电场是点电荷产生的，则点电荷一定带负电

D.若该电场是点电荷产生的，则点电荷一定带正电

4.2021年2月，最高人民法院规定了高空抛物罪罪名，将大力整治高空抛物的现象。若有一个30g的苹果核从10楼被抛出（初速度很小，可认为苹果核做自由落体运动），落到地面后减速到零的时间为，取重力加速度大小。则苹果核与地面碰撞的过程中，受到的平均撞击力的大小约为（    ）

A.12N B.120N C.1200N D.12000N

5.在中国航天领域迅猛发展的当下，发射卫星进一步探测火星及周边的小行星带，能为我国深空探测打下基础。若测得某小行星表面的重力加速度大小为地球的，小行星的半径为地球的半径的，地球和小行星均视为质量分布均匀的球体，则地球的密度是该小行星密度的（    ）

A. B.5倍 C. D.2倍

6.如图甲所示，质量的木块（视为质点）被水平向左的力F压在竖直墙上，木块初始位置离地面的高度，木块与墙面间的动摩擦因数，木块距离地面的高度h与力F间的关系如图乙所示，取重力加速度大小。则木块下滑到地面前瞬间的速度大小为（    ）

A. B. C. D.

7.冰壶比赛是我国2022年冬奥会预计夺牌的比赛项目之一，其原理可以简化为将冰壶送到预期的位置。若某回合运动员想将冰壶送到与出手点相距25m的目标位置，该运动员正对目标位置，以大小为的初速度将冰壶推出，冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，发现冰壶没有按预期到达，于是运动员从冰壶运动的起点，沿冰壶原来运动的路线用毛刷摩擦冰面，使冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的一半，取重力加速度大小。若冰壶以原来的速度推出，恰好到达目标位置，则运动员用毛刷摩擦冰面的距离为（    ）

A.5m B.10m C.15m D.20m

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。

8.我国核能发展实施“热堆一快堆一聚变堆”三步走战略，将聚变作为解决能源问题的最终一步。新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并已经实现放电。某核反应方程为，下列说法正确的是（    ）

A.该核反应为聚变反应

B.该核反应为裂变反应

C.

D.

9.图甲所示的电路由理想变压器、理想电流表、理想电压表及负载电阻R组成，负载电阻的阻值为，变压器原、副线圈的匝数比，且原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，下列说法正确的是（    ）

A.通过电阻R的交流电频率为

B.电压表的示数为22V

C.电流表的示数为1A

D.电阻R的功率为22W

10.某种儿童娱乐“雪橇”的结构简图如图所示，该“雪橇”由两根间距为2m且相互平行的光滑倾斜金属长直导轨和金属杆、及绝缘杆连接形成“工”字形的座椅（两金属杆的间距为0.4m，质量不计）构成，且导轨与水平面的夹角，在两导轨间金属杆下方有方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为1T、宽度为0.4m的匀强磁场区域。现让一质量为的儿童坐在座椅上由静止出发，座椅进入磁场后做匀速运动直到完全离开磁场。已知金属杆、的电阻均为，其余电阻不计，取重力加速度大小。下列说法正确的是（    ）

A.儿童匀速运动时的速度大小为

B.儿童及座椅开始运动时，金属杆距磁场上边界的距离为2.5m

C.儿童及座椅从进入磁场到离开磁场的过程中，总共产生的内能为240J

D.儿童及座椅从进入磁场到离开磁场的过程中，总共产生的内能为80J

三、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，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）某同学利用传感器测量某小球运动时受到的平均空气阻力，其所用的实验装置如图甲所示，将质量为m、直径为d的金属小球从距红外线的高度为h处由静止释放，小球正下方固定着一台红外线计时器，能自动记录小球挡住红外线的时间t，。

（1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径______。

（2）小球下落高度h时的速度大小______（用测得的物理量符表示）。

（3）已知当地重力加速度大小为g，根据题中所给的数据，可知小球在这段运动过程中受到的平均空气阻力的大小______（用测量量和已知量的符号表示）。

12.（9分）某同学通过两种方法测量量程为3V的电压表的内阻。

（1）先用多用电表的欧姆挡“”挡直接测量电压表的内阻，电压表、多用电表的示数分别如图甲、乙所示，则电压表的示数为______V、内阻为______。

（2）再进一步精确测量电压表的内阻的电路图如图丙所示，图中电阻箱R的最大电阻为，定值电阻r的阻值为，电源E的内阻不计。连接好电路后调节电阻箱R的阻值，使得电压表的指针满偏，记下此时电阻箱R的阻值；然后调节电阻箱R的阻值，使得电压表的指针半偏，记下此时电阻箱R的阻值，则电压表的内阻______。

13.（10分）杂技是人们喜欢的表演性节目。某杂技演员表演杂技时的某过程可进行如下简化：将长的轻绳上端固定不动，一质量的男演员拉紧轻绳下端摆动，摆动时轻绳与竖直方向的最大夹角，当摆动到最低点时，男演员将静止在地面上、质量的女演员迅速抱起，抱起后两演员相对静止，该过程时间很短，可以把两演员视为质点，不计空气阻力，取重力加速度大小为，求：

（1）抱起女演员前，男演员在该表演过程中的最低点的速度大小；

（2）男演员抱起女演员的过程中损失的机械能。

14.（16分）一除尘装置的截面图如图所示，平行正对的塑料平板M、N的长度均为，两板的间距为，其中轴线与平面坐标系的轴共线，轴垂直于板并紧靠板右端。大量均匀分布的带电尘埃以沿轴正方向、大小为的速度进入两板间，每颗尘埃的质量均为、电荷量均为。当两板间存在垂直纸面向外的匀强磁场，挨着M板左侧射入的尘埃恰好落到N板的最右侧。若要把尘埃全部收集到位于处的容器中，需撤去塑料板间的磁场，同时在轴右侧某圆形区域内加一垂直于纸面向外的匀强磁场。尘埃进入圆形区域的磁场后一直在磁场中运动，直到进入容器中。尘埃受到的重力、尘埃间的相互作用均不计，取，。求：

（1）两塑料板间的匀强磁场的磁感应强度的大小；

（2）y轴右侧所加圆形匀强磁场区域的最小半径及其圆心坐标；

（3）最小半径的圆形磁场的磁感应强度的大小及沿x轴射入的尘埃在该磁场中运动的时间。

（二）选考题：共12分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

15.[选修3-3]（12分）

（1）（4分）布朗运动是由液体分子对悬浮微粒各个方向的撞击力______（选填“平衡”或“不平衡”）产生的，且液体的______（选填“温度越高”“质量越大”布朗运动越明显。

（2）（8分）汽车胎压是指汽车轮胎内部的气压，胎压的高低对汽车的性能和动力有着至关重要的作用，过高或过低的胎压均会对车辆有较大影响。某汽车轮胎的容积，正常使用时汽车的胎压，由于轮胎扎到钉子，汽车轮胎缓慢漏气，胎压下降到，已知漏气过程较缓慢，不考虑轮胎内气体的温度变化，轮胎的容积可认为不变，且外界大气压强恒为，外界环境的热力学温度恒为。

（ⅰ）求从轮胎内漏出的气体的质量与原来气体的质量之比；

（ⅱ）若将漏出的气体充入一个容积的钢瓶（瓶内为真空）中，发现钢瓶内气体的热力学温度，求此时钢瓶内的气体压强。

16.[选修3-4]（12分）

（1）（4分）“拂霞疑电落，腾虚状写虹”出自李世民的《咏兴国寺佛殿前播》，描述了虹这一自然现象。如图所示，虹是阳光经过空中的水滴时，再通过折射和反射形成的，其中a、b是两种不同频率的单色光，则在真空中a的传播速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）b的传播速度，b比a的波长更______（选填“长”或“短”）。

（2）（8分）U型池轮滑的比赛场地如图所示，该场地是一个半径的圆弧，可视为质点、质量的运动员在圆弧内的同一竖直面内运动，若运动员始终在圆弧最低点附近运动（视为简谐运动），不计一切摩擦及空气阻力，取重力加速度大小，。

（ⅰ）求运动员从最高点运动到最低点所用的时间t；

（ⅱ）若运动员从距最低点的高度处由静止开始下滑，求运动员在最低点受到的赛场的支持力的大小F。

高三物理试卷参考答案

1.B【解析】本题考查受力分析，目的是考查学生的推理能力。设弹簧的形变量为x，斜面体对小球的支持力为，对小球受力分析：在斜面方向有，在垂直斜面方向有，解得，，选项A错误、B正确；斜面体受到地面的摩擦力是静摩擦力，不能用滑动摩擦力的公式计算，选项C错误；斜面体受到地面的摩擦力的方向水平向右，选项D错误。

2.B【解析】本题考查平抛运动，目的是考查学生的理解能力。圆圈做平抛运动，根据，，可知，小孩抛出圆圈的高度更低，初速度更大，动量更大，运动时间更短，由可知，大人抛出的圆圈在空中运动的过程中，重力做的功更多，选项A、C、D均错误，B正确。

3.C【解析】本题考查带电粒子在电场中的运动，目的是考查学生的理解能力。若带正电的粒子从M点运动到N点做匀速圆周运动，则M、N两点的电场强度大小相等、电势相等，选项A、B均错误；若该电场是点电荷产生的，则点电荷一定带负电，选项C正确、D错误。

4.C【解析】本题考查动能定理与动量定理，目的是考查学生的推理能力。根据动能定理有，碰撞过程中，根据动量定理有，解得苹果核受到的平均撞击力的大小，选项C正确。

5.A【解析】本题考查万有引力定律，目的是考查学生的推理能力。根据，及可知地球的密度是该小行星密度的，选项A正确。

6.C【解析】本题考查牛顿运动定律和动能定理，目的是考查学生的分析综合能力。木块下滑过程摩擦力的大小与下滑位移成线性关系，则有，其中，解得，选项C正确。

7.A【解析】本题考查匀变速直线运动，目的是考查学生的推理能力。冰壶做匀变速直线运动，根据匀变速运动的规律有，，其中，，，解得运动员用毛刷摩擦冰面的距离，选项A正确。

8.AC【解析】本题考查原子物理，目的是考查学生的理解能力。该核反应为聚变反应，选项A正确、B错误；根据反应前后电荷数守恒和质量数守恒可知，，，选项C正确、D错误。

9.AC【解析】本题考查交变电流和变压器，目的是考查学生的推理能力。由题图乙可知交流电电源的周期为0.02s，则频率，而变压器不改变频率，选项A正确；由题图乙可知交流电电源的最大电压为，则有效值为220V，根据可知电压表的示数为11V，选项B错误；电流表的示数，选项C正确；电阻R的功率，选项D错误。

10.BD【解析】本题考查法拉第电磁感应定律，目的是考查学生的分析综合能力。金属杆在进入磁场过程中做匀速运动，有，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律有，，解得儿童的速度，选项A错误；设座椅释放时金属杆距磁场上边界的距离为x，由机械能守恒定律有，解得，选项B正确；考虑座椅从刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，做匀速运动，动能不变，由能量守恒定律有，选项C错误、D正确。

11.（1）0.96（2分）

（2）（2分）

（3）（3分）

【解析】本题考查功能关系，目的是考查学生的实验能力。

（1）该游标卡尺是10分度的，第9根刻线对齐，小球的直径。

（2）小球下落到测速器时的速度。

（3）小球下落到测速器的过程中，由功能关系有，其中，解得。

12.（1）2.00（3分）2200（3分）

（2）2300（3分）

【解析】本题考查闭合电路欧姆定律，目的是考查学生的实验能力。

（1）电压表的最小分度为0.1V，应估读到0.01V，故电压表的示数为2.00V；电压表的内阻为。

（2）设电压表满偏时电流为I，则电压表半偏时电流为，由闭合电路欧姆定律可得，，解得。

13.【解析】本题考查机械能守恒定律和动量守恒定律，目的是考查学生的推理能力。

（1）由机械能守恒定律，有

（2分）

解得。（2分）

（2）男演员抱起女演员的过程中动量守恒，有

（2分）

解得（1分）

由能量守恒定律有

损失的机械能（2分）

解得。（1分）

14.【解析】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，目的是考查学生的分析综合能力。

（1）尘埃在两板间运动轨迹如图甲所示，由几何知识可知

（2分）

解得（1分）

尘埃做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，则有

（2分）

解得。（1分）

（2）由几何关系可知，当尘埃沿M板射入时，恰好能到达容器P，圆形磁场区域的最小半径满足

，其中（1分）

解得（1分）

所以圆形磁场区域的圆心坐标为。（1分）

（3）由几何关系可知，粒子在磁场做圆周运动的半径等于圆形磁场区域的半径，粒子在磁场中运动由洛伦兹力提供向心力，则有

（1分）

解得（1分）

尘埃沿x轴射入圆形磁场区域时，由几何关系可知

（1分）

解得，即（1分）

尘埃在圆形磁场中运动轨迹所对应圆弧的圆心角为

（1分）

，其中（1分）

解得。（1分）

15.[选修3-3]

（1）不平衡（2分）温度越高（2分）

【解析】本题考查布朗运动，目的是考查学生的理解能力。布朗运动产生的原因是液体分子对悬浮微粒各个方向的撞击力不平衡，液体的温度越高，布朗运动越明显。

（2）【解析】本题考查理想气体状态方程，目的是考查学生的推理能力。

（ⅰ）轮胎漏气的过程中气体的温度不变，假设轮胎漏出的气体仍在车胎内，根据玻意耳定律有

（2分）

解得（1分）

由于汽轮车胎的容积不变，则在压强为的情况下逸出的气体体积

（1分）

从轮胎内漏出的气体的质量与原来的气体的质量之比为。（1分）

（ⅱ）根据理想气体状态方程有

（2分）

解得。（1分）

16.[选修3-4]

（1）等于（2分）长（2分）

【解析】本题考查光的折射和全反射，目的是考查学生的理解能力。光速在真空中恒定，故a、b在真空中传播的速度相等；由题图可知，水滴对a的折射率大于对b的折射率，根据和可以确定b的波长比a的波长更长。

（2）【解析】本题考查简谐运动，目的是考查学生的推理能力。

（ⅰ）由单摆的周期公式有

，其中（2分）

运动员从最高点运动到最低点所用的时间（1分）

解得。（1分）

（ⅱ）运动员由静止开始下滑到最低点的过程中，根据机械能守恒定律有

（2分）

根据牛顿第二定律有

（1分）

解得。（1分）