2021武威六中高三下学期高考二模物理试题含答案

武威六中2021届高三年级第二次诊断考试

理 综 试 卷（物理）

14．光滑水平面上质量为2kg的物体，在五个水平方向的共点力作用下处于平衡状态，现在将其中F1=5N和F2=9N的两个力同时撤去，下列关于物体的运动描述正确的是（　　）

A．物体一定做匀加速直线运动，加速度大小可能为5m/s2

B．物体可能变加速直线运动

C．物体可能做匀速圆周运动

D．物体可能做匀变速曲线运动，加速度大小为3m/s2

15．甲、乙两车从同一地点沿同一平直公路运动它们的v-t图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．甲车做匀减速运动，乙车做匀加速运动

B．甲、乙两车在t=3s时相遇

C．甲、乙两车在t=6s前必定相遇

D．甲、乙两车相遇前二者之间的最大距离为15m

16．飞天揽月，奔月取壤，嫦娥五号完成了中国航天史上一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。已知圆轨道Ⅳ到月球表面的高度为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转，下列关于嫦娥五号说法正确的是（　　）

A．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道需在P处向前喷气，由Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道需在Q处向后喷气

B．在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度

C．在Ⅲ轨道上的机械能比Ⅳ轨道上小

D．在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为

17．如图所示，某人用绳子拉水平地面上的木箱以恒定速度向前运动，已知木箱的质量为，绳子的拉力大小为且与水平面夹角为，木箱与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）

A．木箱受到的支持力可能为零

B．木箱受到的摩擦力大小为

C．绳子拉力的功率为

D．木箱与地面间的动摩擦因数

18．如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，C为电容器，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随光照增强而减小），A为理想电流表，G为灵敏电流计，已知R1>r。当开关S闭合且电路稳定后，在逐渐增大对R3的光照强度的过程中（　　）

A．A表的示数变小

B．电源的输出功率变大

C．电源内部消耗的热功率变小

D．G表中有从a至b的电流

19．医用口罩的熔喷布经过驻极处理，在保证常规滤材的物理碰撞阻隔作用基础上，增加了静电吸附作用，吸附可简化为如下过程：某根经过驻极处理后的滤材纤维，其两侧分别带有正负电荷，可吸附带不同电荷的污染物颗粒，某带负电的颗粒物在图中A点时的速度方向如图所示，在很短时间内被吸附到纤维附近的B点，忽略空气的作用力，则在此过程中（  ）

A．颗粒可能做匀变速运动

B．颗粒在A点时的机械能一定小于在B点时的机械能

C．颗粒在A点时的电势能一定大于在B点时的电势能

D．A点电势可能高于B点电势

20．如图所示，一轻绳跨过光滑且可看作为质点的定滑轮，轻绳一端系着质量为M的物块，另一端系着一个质量为m的圆环，圆环套在竖直的光滑细杆上。已知细杆与定滑轮的水平距离为d=0.6m，初始时细线与竖直杆的夹角=37°，现在由静止释放两物体，下列说法中正确的是（　　）

A．释放之后圆环和物块组成的系统机械能守恒

B．若M=m，当细线与细杆垂直时，圆环的速度为v=2m/s

C．若M=2m，圆环运动区间的长度为1.6m

D．为保证圆环在初始位置上方运动，物块与圆环的质量之比应该满足

21．如图所示，AB、CD为两个平行的水平光滑金属导轨，处在方向竖直向下．磁感应强度为B的匀强磁场中；AB、CD的间距为L， 左右两端均接有阻值为R的电阻；质量为m长为L, 且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，甲、乙为两根相同的轻质弹簧，弹簧一端与MN棒中点连接，另一端均被固定；导体棒MN与导轨接触良好；开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AC间的电阻R上产生的焦耳热为Q，则（    ）

A．初始时刻导体棒所受的安培力大小为

B．从初始时刻至导体棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的焦耳热大于

C．当导体棒第一次到达最右端时，每根弹簧具有的弹性势能为

D．当导体棒第一次回到初始位置时，AB间电阻R的热功率为

二、非选择题（共174分，第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。每33-38题为选考题，考生根据要求作答。）

（一）必考题（共129分）

22．某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。

第一次实验：如图(a)所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；

第二次实验：如图(b)所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2。

(1)在第二次实验中，滑块到M点的速度大小为__。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）。

(2)通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ，下列不能引起实验误差的是__。（选填序号）

A．h的测量　　　　B．H的测量　　　　C．L的测量　　　　D．x2的测量

(3)若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝10cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝__。（结果保留1位有效数字）

23．小明为了精确测量1节干电池的电动势和内阻，实验台上只有下列器材：

A．电流表A1（量程为10mA，内阻RA1=10Ω）

B．电流表A2（0~0.6A，内阻RA2=0.5Ω）

C．滑动变阻器R1（0~10Ω，允许通过的最大电流为2A）

D．滑动变阻器R2（0~500Ω，允许通过的最大电流为2A）

E．定值电阻R3=190Ω

F．定值电阻R4=1.5Ω

G．开关、导线若干

H．待测电源1节（电动势约1.5V，内阻约0.5Ω）

（1）为了方便且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（填写器材前面的序号）。

（2）在确保安全的情况下，小明依据现有的实验器材设计出了精确测量电池电动势和内阻的电路原理图。请问，他画出的电路原理图一中甲电流表是______（填写器材前面的序号）。

（3）请根据实验原理图一，将实物连接图二补充完整______。

（4）小明根据他设计的实验测出了多组I1（电流表A1的示数）和I2（电流表A2的示数），并作出了如图三所示的I1和I2的关系图线。根据图线可得，被测电池的电动势为______V，内阻为______Ω。（计算结果要求用含有a、b的字母表示）

24．如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。现对无人机进行试验，无人机的质量为m=2kg，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N，当无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，经时间t=4s时离地面的高度为h=16m，g取10m/s2。求：

(1)其动力系统所能提供的最大升力F；

(2)无人机通过调整升力继续上升，恰能悬停在距离地面高度为H=36m处，求无人机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功W；

(3)无人机从H=36m处，由于动力设备故障，突然失去升力而坠落至地面，若与地面的作用时间为t2 = 0.2 s（此过程忽略空气阻力），求无人机所受地面平均冲力FN。

25．如图所示，在坐标系xOy的第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ，第三象限存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，且第二象限和第四象限内的电场强度大小相等。一质量为m、电荷量为+q的粒子，从y轴上的A点（0，－R）沿x轴负方向射入第三象限，随后从C点垂直于x轴进入第二象限，然后从y轴上D点沿与y轴成角的方向离开电场，在磁场Ⅰ中运动一段时间后，从x轴上F点进入第四象限，恰好又能从A点垂直y轴射入磁场Ⅱ，以后做周期性运动。不计粒子重力，求：

(1)电场强度E的大小；

(2)磁场Ⅰ的磁感应强度的大小；

(3)粒子的运动周期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道作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。）

33．[物理-选修3-3]（15分）

（1）（5分）下列说法中正确的是（　　）

A．布朗运动是液体分子的无规则运动的反映

B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律

C．一定质量的理想气体，在温度不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定增大

D．因为液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力，从而使得液体表面具有收缩的趋势

E.随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也随之减小

（2）（10分）如图所示，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的长玻璃管，竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长的气体，气体的热力学温度。现在活塞上缓慢加人细沙，直到活塞下降为止，外界大气压强，重力加速度。求：

(i)活塞下降时，封闭气体的压强；

(ii)保持加入的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，当活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。

34．[物理-选修3-3]（15分）

（1）一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上相距的a、b两处的质点振动图像如图中a、b所示。若波从a向b传播，则下列说法正确的是（　　）

A．该波与一列频率为的波相遇时，可能会形成稳定的干涉图样

B．该波中各质点振动的振幅均为

C．该波的波长可能是

D．该波由a传播到b一定历时

E.该波的波速可能是

（2）（10分）对比钻石折射率是判断钻石真假的一种方法。图（a）为某种材料做成的钻石示意图，其截面如图（b）所示，虚线为垂直于MN边的对称轴，∠AOB可以根据需要打磨成不同大小，现有光线从图示位置垂直于MN边射入该钻石内。

(i)若∠AOB=106°时，光恰好不从AO边射出。请计算该钻石的折射率，判断该钻石的真假。（真钻石对该光的折射率为2.42，计算中可能用到sin37°=0.6，cos37°=0.8）

(ii)继续打磨该钻石使∠AOB减小后，让光线仍沿图（b）所示方向入射，光射到BO边时刚好发生全发射，求∠AOB的大小。（结果保留两位小数）

物理参考答案

14．D

【详解】

原来物体处于平衡状态，则物体可能是静止状态，也可能是做匀速直线运动；F1=5N和F2=9N的合力范围为

则撤去这两个水平力后，剩下力的合力大小的范围为

由牛顿第二定律可知可知，加速度的取值范围为

BC．因为加速度恒定，则物体只能做匀变速运动，而不能做变加速直线运动或匀速圆周运动，故BC错误；

AD．由于速度方向不确定，所以合力方向可能与速度方向在一条直线上，也可能不在一条直线上，所以物体可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动，加速度的大小在2m/s2到7m/s2，故A错误，D正确。

故选D。

15．D

【详解】

A．由图象可知，甲在做匀减速运动，乙先做匀减速运动，再匀加速运动，故A错误；

B．由图象可知，甲车的加速度为

乙车的加速度为

t=3s时，此时甲车的位移为

乙车的位移为

故B错误；

C．甲停止运动时的位移

乙在6s内的位移

故甲车和乙车在t=6s前不能相遇，C错误；

D．由图象可知，甲在t=3s前做初速度为匀减速运动，乙先做反方向的初速度为的匀减速运动，再做匀加速运动，故其共速时位移差最大，即在t=3s时位移差最大，最大为

故选D。

16．D

【详解】

A．由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道需在P处向前喷气制动减速，由Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道需在Q处向前喷气制动减速，选项A错误；

B．因在Ⅱ轨道上稳定运行时Q点离月球较近，则受到月球的引力比P点大，则经过P点的加速度小于经过Q点的加速度，选项B错误；

C．由轨道Ⅲ到轨道Ⅳ要在Q点制动减速，则在Ⅲ轨道上的机械能比Ⅳ轨道上大，选项C错误；

D．在月球表面的物体

在Ⅳ轨道上绕月运行时

解得速度大小为

选项D正确。

故选D。

17．C

【详解】

由平衡条件，水平方向

因此木箱与地面间的动摩擦因数为

竖直方向

绳子拉力的功率为

故选C。

18．B

【详解】

A．增大对R3的光照强度，其电阻减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的干路电流增大，则A表的示数变大。故A错误；

B．由于R1>r，结合电源的输出功率与外电阻的关系可知，当外电阻减小时，电源的输出功率增大，故B正确；

C．根据公式

结合A选项，可知电流增大，电源内部消耗的热功率增大。故C错误；

D．由闭合电路欧姆定律

可知，并联部分电压减小，即电容器两端电压减小，所以电容器处于放电过程，电流从b流向a。故D错误。

故选B。

19．BC

【详解】

A．根据图像可知，颗粒受力方向与速度方向不再一条直线上，做曲线运动，由于电荷间的距离发生变化，故受力发生变化，加速度发生变化，不可能做匀变速运动，故A错误；

BC．颗粒被吸附到B点，故颗粒带负电，从A点到B点过程中，电场力做正功，电势能减小，机械能增大，故BC正确；

D．电场线从正电荷出发，根据沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，故D错误。

故选：BC。

20．ABD

【详解】

A．因整个系统不存在摩擦力，故系统的机械能守恒，A正确；

B．当细线与细杆垂直时，物块的速度为0，由M=m，根据动能定理可得

解得

故B正确；

C．若M=2m时，物块一开始先做向下的加速运动，后做减速运动，圆环先做向上的加速运动，后做减速运动，可知当圆环运动至细线与细杆垂直时，此时

即物块重力势能的减少量等于圆环重力势能的增加量，又恰好此时物块的动能为0，根据机械能守恒可知，此时圆环的速度为0，即为圆环运动的最高点，随后向下运动，可得圆环作用的区间长度为

故C错误；

D．圆环在初始位置上方运动，故可视为圆环在初始位置恰好静止，由此可得

解得

故当满足时，圆环在初始位置上方运动，D正确；

故选ABD。

21．ABC

【详解】

A．由F=BIL及

得安培力大小为

FA=

故A正确；

B．MN棒第一次运动至最左端的过程中AC间电阻R上产生的焦耳热Q，根据串并联电路特点，回路中产生的总焦耳热为2Q，大于，故B正确；

C．MN棒第一次运动至最右端的过程中AC间电阻R上产生的焦耳热Q，回路中产生的总焦耳热为2Q．由能量守恒定律得

mv02=2Q+EP

此时弹簧的弹性势能

EP=mv02-2Q

每根弹簧具有的弹性势能为

故C正确；

D．由于回路中产生焦耳热，棒和弹簧的机械能有损失，所以当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势

E＜BLv0

由电功率公式

知则AC间电阻R的功率小于，故D错误；

故选ABC。

22．x2    A    0.5   

【详解】

(1)[1]根据平抛运动规律可知在第二次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为

由竖直方向有

联立可得在滑块到点的速度大小为

(2)[2]根据平抛运动规律可知第一次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为

可得第一次测的速度为

物体在水平桌面上运动，由动能定理

联立可得

由表达式可知会引起误差的是可能是的测量，也可能是的测量，也可能、的测量，与的测量无关，故B、C、D正确，A错误；

故选BCD；

(3)[3]代入数据可得滑块与桌面间的动摩擦因数

23．C    A    见解析           

【详解】

（1）[1]由于1节干电池的电动势和内阻都比较小，为了方便实验操作，实验数据的读取且能较准确的进行测量，滑动变阻器应选择R1，故选C；

（2）[2]根据小明设计的实验电路图，可知小明是把电流表和一个定值电阻串联来作为电压表使用，一节干电池电动势约为1.5V，由图1可知串联的电阻为190Ω，为了安全及读数的准确性，故电流表应该选择量程小的A1，即选择A；

（3）[3]请根据实验原理图一，将实物连接图二补充完整电路图如下图所示

（4）[4][5]根据小明设计的实验电路图，可判断电流表乙应选用A2，故有

由于图三中纵坐标I1的单位为mA，横坐标I2的单位为A，所以把单位统一且把已知数据代入上式可得

故有

，

解得

，

24．(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)根据题意可知

根据牛顿第二定律可知

代入数据解得：最大升力

(2)飞机在16m时的速度

根据动能定理可知

解得：

(3)下落过程中的加速度

根据速度位移公式

根据动量定理可知

解得：

25．(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)根据题意可知，带电粒子在第三象限做半径为R的匀速圆周运动，由

可得

在第二象限的电场中，粒子沿电场方向做匀加速直线运动，有粒子的加速度大小

由于粒子从D点射出时与y轴的夹角为，所以有

综合以上解得

(2)粒子进入磁场I时的速度大小为

OD间的距离大小为

根据运动轨迹可知，粒子在磁场I中做半径为的匀速圆周运动，然后从F点射出时速度方向与x轴负方向的夹角大小也为根据

联立以上可解得

(3)粒子在磁场Ⅱ中做周期的圆周运动，所以运动时间

在磁场I做周期的圆周运动，所以运动时间

由于粒子从x轴上的F点进入第四象限，恰好又能从A点垂直y轴射入磁场Ⅱ，因此可知粒子在两个电场中的运动时间相同，均为

故粒子运动的周期为

33（1）ABD

【详解】

A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的反映，选项A正确；

B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，选项B正确；

C．一定质量的理想气体，在温度不变时分子平均速率不变，而体积增大时，压强减小，分子数密度减小，则单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减小，选项C错误；

D．因为液体表面层中分子间的相互作用力表现为引力，从而使得液体表面具有收缩的趋势，选项D正确；

E．当分子间距r>r0时，分子力表现为引力，随着分子间距离增大，分子力先增加后减小，因分子表现为引力，则分子距离增大时，分子力做负功，分子势能增加，选项E错误。

故选ABD。

（2）（i）；（ii）

【详解】

(i)设活塞下降时，管内外水银面高度差为x，高为x水银产生的压强为，则有气体做等温变化

解得，气体的压强

(ii)气体做等压变化，有

其中

由以上各式解得。

34（1）BCE

【详解】

A．由振动图象可知，该波的周期T=4s，频率f=0.25Hz，故与一列频率为的波相遇时，不会形成稳定的干涉图样，A错误；

B．由振动图象可看出a、b质点的振幅为10cm，故该波中各质点振动的振幅均为，B正确；

C．由相距2.1m的a、b两质点的振动图象可得

由波的多解性可解得，1.2m…，该波的波长可能是，C正确；

D．波匀速传播，从a传到b的时间

由波的多解性可解得，7s，11s，15s…，该波由a传播到b可能历时，D错误；

E．由波速公式，代入数据可解得v=0.7m/s，0.3m/s…，该波的波速可能是，E正确。

故选BCE。

（2）．(i)假钻石；(ii)∠AOB=84.67°

【详解】

（i）当∠AOB= 106°时，光在AO边恰好发生全反射，光路如图所示

由几何关系得

又

联立求解得

因 ，故该钻石是假钻石；         

（i）继续打磨该钻石后，光在AO边的入射角增大，发生全反射后接着射到BO边时恰好发生全反射，光路如图所示

由反射定律得

由几何关系得

联立上式解得

∠AOB=84.67°