2021届河北省邯郸市高三（上）9月摸底考试物理试题 （word版含答案与解析）

邯郸市高三年级摸底考试 物理 注意事项: 1.考试时间 90 分钟，总共 100 分. 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考场填写在答题卡上，并把条形码贴在答题卡的指定位置. 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 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. 4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回. 一、单项选择题:本题共 8 小题，每小题 4 分，共 2 分每小题只有一个选项符合题目要求. 1.手机导航成为现代人们出行必不可少的工具如图所示为某次导航推荐的具体路线，关于此次导航下列说法 正确的是 A.“时间最短”路线的平均速度最大 B.“大路优先”路线比“距离最短”路线的平均速度大 C.“距离最短”路线的位移最小 D.由三条推荐路线可知，位移不小于 6.5 公里 2.在水平地面上方高为 h 处以某一速度水平抛出一小球，忽略空气阻力，落地时水平位移为 x.当其下落高度 为 时，水平位移为 A. B. C. D. 3.某同学练习倒立，双臂对称分开，身体保持竖直，靠在墙上，如图所示若该同学增大双臂分开的角度，但 仍保持竖直靠在墙上，则下列有关该同学受力的说法正确的是 4 h 5 x 4 x 3 x 2 x A.地面对该同学双手的支持力增大 B.地面对该同学双手的支持力减小 C.地面对该同学单只手的摩擦力增大 D.地面对该同学单只手的摩擦力减小 4.如图所示，长为 L=1m 的轻杆一端与小球相连，另一端可绕光滑转轴在竖直面内自由转动.现在最低点使 小球获得 v0=8m/s 的水平速度，使小球在竖直面内做完整的圆周运动，g 取 10m/s2，则小球在运动轨迹的最 高点受到杆的作用力为 A.向上的支持力 B.向下的拉力 C.沿速度方向向前的推力 D.小球不受杆对它的作用力 5.如图所示为氢原子能级示意图，一群氢原子处于 n=4 的激发态，利用其在向低能级跃迁时发出的光照射逸 出功为 3.34eV 的金属锌，下列说法正确的是 A.这群氢原子向低能级跃迁时共发出 6 种频率的光子，且有 4 种光子能使锌板发生光电效应 B.这群氢原子向低能级跃迁时共发出 4 种频率的光子，且有 3 种光子能使锌板发生光电效应 C.金属锌表面所发出的光电子初动能的最大值为 12.75eV D.金属锌表面所发出的光电子初动能的最大值为 9.41eV 6.如图所示，水中一束复色光照射到水中气泡以后，解成 a、b 两束单色光下列说法正确的是 A.a、b 两束光分别经过同一双缝干涉装置，b 光条纹间距更大 B.a、b 两束光分别经过同一双缝干涉装置，a 光条纹间距更大 C.若用 a 光照射某氢原子能使其跃迁，那么用光照射该氢原子也一定能使其跃迁 D.若用 b 光照射某氢原子能使其跃迁，那么用 a 光照射该氢原子也一定能使其跃迁 7.我国卫星事业发展迅速，尤其近几年随着北斗导航系统的建立，卫星发射更加频繁.已知地球表面附近的 重力加速度为 g，地球的第一宇宙速度为 v，引力常量为 G.某卫星在距离地面高度为地球半径的轨道上做匀 速圆周运动，则下列关于该卫星的说法正确的是 A.卫星的周期为 B.卫星的线速度为 C.卫星的加速度为 D.卫星的角速度为 8.如图所示，在平面直角坐标系第二象限的 OABC 矩形区域内存在沿 y 轴方向的匀强电场（方向未画出）， 第四象限的 ODEF 矩形区域内存在垂直于第四象限的匀强磁场（方向未画出）磁感应强度大小为 B.一带电 粒子从 B 点以速度 v0 沿 x 轴正向飞入电场恰好从坐标原点 O 飞入磁场，经过一段时间，粒子最终从 F 点飞 出磁场.已知 OC=OF=2OA=2OD=2L，C、F 两点位于 x 轴上，不计粒子重力则粒子的比荷为 A. B. C. D. 二、多项选择题:本题共 4 小题，每小题 4 分，共 6 分.每小题有多个选项符合题目要求全部选对得 4 分，选 对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分. 9.下列有关固体、液体、气体的说法中正确的是 A.空气的相对湿度是指空气中水蒸气的体积与空气总体积之比 4 2 v g π 2 4 v 2 g 2 2 g v 0 BL v 0 2 v BL 0v BL 0 2BL v B.多晶体是由单晶体组合而成的，但多晶体表现为各向同性 C.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点故液晶属于晶体 D.气体分子速率变化具有一定的随机性，但随着温度的升高大速率分子占的比例增加 10.如图所示，在纸面内有用导线构成的 abcd 回路，回路内部有垂直于线圈平面变化着的磁场，在 ab 边的 正上方静止着一小磁针闭合开关 K 的瞬间发现小磁针 S 极向纸面外偏转，则下列说法正确的是 A.回路中产生的感应电流方向为 adcba B.回路中产生的感应电流方向为 abcda C.回路中变化的磁场可能是垂直纸面向里正逐渐增加 D.回路中变化的磁场可能是垂直纸面向里正逐渐减小 11.在均匀介质中有一位于坐标原点 O 处的波源做简谐运动，其振动图像如图甲所示.波源形成的简谐横波沿 x 轴正方向传播，t=t1 时刻的波形图如图乙所示，此时 x=8m 处的质点刚好振动了 2s，则 A.该波源开始振动的方向沿 y 轴正方向 B.该波源开始振动的方向沿 y 轴负方向 C.t1 时刻之后再经过 10s，平衡位置为 x=32m 处的质点开始振动 D.t1 时刻之后再经过 10s，平衡位置为 x=20m 处的质点开始振动 12.如图所示，一光滑绝缘水平直轨道右端平滑连接一半径为 0.1m 的光滑绝缘竖直半圆形轨道.一质量为 m1=0.2kg、带电荷量为+q、导电性能良好的金属小球 P 位于距圆弧轨道最低点为 0.3m 的位置；另一质量为 m2=0.1kg、电荷量为-q、导电性能良好的金属小球 Q 处在圆弧轨道最低点.同时由静止释放两金属小球两球 发生弹性正碰后，Q 球刚好能通过圆弧轨道最高点.已知重力加速度 g 取 10m/s2，球大小相同且比轨道半径 小得多，下列说法正确的是 A.P、Q 两球组成的系统电势能减少了 0.375J B.从释放 P、Q 两球到两球相撞过程，P 球的位移大小为 0.1m C.碰撞过程，P 球对 Q 球所做的功为 0.25J D.从释放 P、Q 两球到两球相撞过程，电场力对 P 球所做的功为 0.125J 三、非选择题:本题共 5 小题，共 52 分. 13.（6 分）某实验小组用如图所示（左图为侧视图右图为俯视图）装置探究“质量一定时，加速度与合外 力成正比”的实验，保持两小车质量相同，绳子下端悬挂的钩码质量不同.实验时，同时释放两小车，经过 一段时间后，使两小车同时停止运动. （1）本实验____________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力. （2）本实验____________（填“需要”或“不需要”）满足小车质量远大于钩码质量. （3）本实验中需要测量的物理量有____________. A.研究对象小车的质量 M B.两小车运动时间 t1、t2 C.砝码及砝码盘的质量 m1、m2 D.两小车运动的位移 x1、x2 （4）本实验测量数据只要满足表达式____________[用（3）中测量的物理量表示]，即可达到实验目的. 14.（10 分）随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户.某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽 测，结果发现有不少样品的电导率（电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标）不 合格某研究性学习小组对某种纯净水样品进行检验，实验步骤如下: （1）将采集的水样装满绝缘性能良好的圆柱形塑料容器，容器长为 L，两端用金属圆片电极密封，用游标 卡尺测量圆柱形容器内径如图甲所示，其示数为 d=____________mm. （2）用欧姆表“×1k”挡，粗略测量容器内水样的电阻如图乙所示，则测得的阻值为____________Ω. （3）为了准确测量水样的电导率，学习小组准备利用以下器材进行研究. A.电压表（0-3V 内阻约为 1kΩ） B.电压表（0-15V，内阻约为 5kΩ） C.电流表（0-1mA，内阻约为 1 Ω） D.电流表（0-0.6A，内阻约为 10Ω） E.滑动变阻器（最大阻值约为 100Ω） F.蓄电池（电动势约为 12V，内阻约为 2Ω） G.开关、导线若干 实验要求测量尽可能准确，请你在方框中设计出实验电路图，电路中电压表应选择____________，电流表 应选择____________.（填器材前面的字母序号） （4）水样电导率的表达式为 =____________.[用测得的物理量（U、I、d、L）表示] 15.（10 分）锻炼运动员肢体力量和耐力的一种有效方法是在路面上推动轮胎加速跑，如图甲所示在某次训 练中，运动员保持两只胳膊相互平行推动轮胎使其沿直线运动，胳膊与水平地面间的夹角为 37°，运动员 的 v-t 图像如图乙所示.已知轮胎的质量为 10kg，轮胎与地面间的动摩擦因数为 0.5，sin37°=0.6，g 取 10m/s2，求: （1）0-5s 内运动员的位移大小及加速度大小； （2）运动员每只胳膊施加的推力大小. σ 16.（12 分）一粗细均匀、导热性能良好的直玻璃管竖直放置，其下端开口、上端用长为 h=25cm 的水银柱 封闭着一定质量的理想气体，当液柱稳定时各部分尺寸如图甲所示.已知大气压强为 p0=75cmHg，L1=10cm， L2=5cm，此时环境温度为 T=300k. （1）若缓慢加热封闭气体，当液柱下端与管口平齐时，气体温度为多少? （2）若保持环境温度不变，把玻璃管开口朝下固定在倾角为θ=30°的斜面上（水银未溢出），如图乙所示 当液柱稳定后，气柱长为多少? 17.（14 分）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ 所在平面与水平面成θ=30°角，导轨间距为 L=1m，M、P 两端之间接一阻值为 R=3Ω的电阻，金属棒 ab 与导轨垂直且接触良好，整个装置处于方向垂 直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度 B=2T.现在导轨上某一位置由静止释放金属棒，当其沿导轨下 滑距离 x=50m 后开始匀速下滑.已知金属棒的电阻 r=1Ω、质量 m=2kg，下滑过程中金属棒始终与导轨垂直， 导轨电阻忽略不计，重力加速度 g 取 10m/s2.求金属棒从静止释放到开始匀速下滑的过程中: （1）金属棒产生的热量； （2）金属棒运动的时间. 高三物理参考答案 一/二、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 A D C B D B A C BD AC AC ABD 1.A 解析:因为起点与终点位置确定，故三条路线位移相同，故 C 错误；因“时间最短”路线时间最短，故平均 速度最大，因此 A 正确，B 错误；因实际路径不是直线，故位移一定小于 6.5 公里，故 D 错误. 2.D 解析:由平抛运动规律有: 、x=vt、 、x1=vt1，解得: ，故 D 正确.也可根据竖直下落 距离比为 1:3，则两段时间相等，故运动到水平位移的中点. 3.C 解析:根据人受力平衡，可知:无论双臂张开的角度多大，竖直方向地面对双手的支持力大小总是等于该同学 的重力，故 A、B 均错；张开角度越大，双臂在沿水平方向的分力越大，故摩擦力越大，故 C 正确、D 错 误. 4.B 解析:由最低点到最高点过程，根据机械能守恒有: ，在最高点由向心力公式有: ，联立两式解得:FN=1.4mg＞0，故方向向下，B 正确. 5.D 解析:氢原子跃迁时共发出 6 种频率的光子，光子能量大于等于 3.34eV 时，才能发生光电效应，其中 n=4 到 n=3、n=4 到 n=2、n=3 到 n=2 跃迁发出的光子均不能使锌板发生光电效应，故 A、B 均错误；n=4 到 n=1 跃迁时，使锌板飞出的光电子初动能具有最大值 Ek=13.6-0.85-3.34=9.41eV，故 D 正确、C 错误. 6.B 解析:由光路可知:a 光折射率小于 b 光折射率，故 a 光的频率小于 b 光的频率，a 光的波长大于 b 光的波长， 由 可知，a 光的条纹间距大，故 B 正确、A 错误；因为光照射氢原子使其跃迁必须满足光子的能 量等于能级差，虽然 b 光频率大，但其光子能量不一定恰好等于能级差，故不一定能使氢原子跃迁，故 C 错误，同理 D 也是错误的. 7.A 解 析 : 根 据 题 意 有 : 、 ， 对 于 卫 星 有 : 、 、 、 ，联立以上各式解得: ， ， ， ， 21 2h gt= 2 1 1 4 2 h gt= 1 2 xx = 2 2 0 1 1=22 2mv mgL mv+ N mvmg F L + = 1x d λ∆ = 2 GMm mgR = 2 2 GMm mv R R = 2( ) GMm maR h =+ 2 1 2( ) mvGMm R h R h =+ + 2 2 2 4 ( )( ) GMm m R hR h T π= ++ 2= T πω 4 ga = 2 2 vv = 4 2 vT g π= 2= 4 g v ω 故 A 正确. 8.C 解析:O 点的速度反向延长线过 AB 边的中点，因此速度方向与 x 轴正向成 45°角，做出粒子在磁场中的运 动轨迹如图，据几何关系可知:R= L，又 ，粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系可知: ，代入到半径表达式得: ，故 C 正确. 9.BD 解析:空气的相对湿度是指空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比，故 A 错误；多晶体是由单晶 体组合而成的，但多晶体表现为各向同性，故 B 正确；液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的 特点，但液晶不属于晶体，故 C 错误；气体分子速率变化具有一定的随机性，但随着温度的升高大速率分 子占的比例增加，故 D 正确. 10.AC 解析:根据小磁针 N 极指向纸面内，可知 a 边中电流在其上方产生的磁场方向垂直纸面向里，根据右于螺旋 定则可知，回路中的电流方向为 adcba，A 正确、B 错误；根据楞次定律可知回路中变化的磁场可能是垂直 纸面向里正逐渐增加，或垂直纸面向外正逐渐减小，故 C 正确、D 错误. 11.AC 解析:因为图乙时刻 x=8m 处的质点已经振动了 2s，结合甲图可知此时波刚好传到 x=12m 的位置，因波沿 x 轴正向传播，故此时 x=12m 位置处的质点沿 y 轴正向振动，故波源起振方向沿 y 轴正向，故 A 正确、B 错 误；由甲、乙两图可知，v= =2m/s，故 0s 内传播的距离为 x=vt=20m，即 t1 时刻之后再经过 10s，x=32m 处的质点开始振动，故 C 正确、D 错误. 12.ABD 解析:根据 Q 球刚好能过最高点，可知: ，由最低点到最高点过程: ， 碰撞过程动量守恒: ，解得:v1= m/s，v2= m/s，由能量守恒可知，系统减少的电势能为 2 mvR qB = 02v v= 0vq m BL = T λ 2 2 2 m vm g r = 2 2 2 2 2 2 1 12 2 2m gr m v m v= − 1 1 2 20 m v m v= − 5 2 5 ，解得:△Ep=0.375J，故 A 正确；P、Q 两球在碰撞前由于合外力等大反向且运动时 间相同，由 x= 可知:位移比等于加速度之比，则 P 球位移为 0.1m，故 B 正确；碰撞过程由动量、能量 守恒有: （ 、 是碰撞前瞬间两球的速度）， ，解得: m/s， m/s，由于 v02=v2，故 P 对 Q 做功为 0，故 C 错误；由动能定理可知:W 电= =0.125J，故 D 正确. 三、非选择题 13.答案:（1）需要（1 分） （2）需要（1 分） （3）CD（2 分） （4） （2 分） 14.答案:（1）69.95（2 分）（2）1.20×104（2 分，表达正确即可给分） （3）电路图如图（2 分）B（1 分）C（1 分） （4） （2 分） 15.答案:（1）15m 1.2m/s2 （2）62N 解析:（1）由 t 图像下的面积可知位移为:x= =15m（2 分） 由 v-t 图像的斜率可知加速度为:a= =1.2m/s2 （2 分） （2）对轮胎进行受力分析可知: （2 分） （2 分） 解得:F=62N（2 分） 16.答案:（1）450K 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2pE m v m v∆ = + 21 2 at 1 01 2 020 m v m v= − 01v 02v 2 2 2 2 1 01 2 02 1 1 1 01 1 1 1 1+ = + =0.1252 2 2 2m v m v m v m v J 01 5 2v = 02 5v = 2 1 01 1 2 m v 1 1 2 2 m x m x = 2 4IL Udπ 2 vt v t 2 cos NF F maθ µ− = 2 sinNF F mgθ= + （2）8cm 解析:（1）气体做等压变化，由盖一吕萨克定律可得: （2 分） 解得:T′=450K （2 分） （2）初态气体压强为 p1=p0-h （2 分） 末态压强为 p2=p0-hsinθ （2 分） 由玻意耳定律可得:p1L1=p2L （2 分） 解得:L=8cm （2 分） 17.答案:（1）100J（2）7s 解析:（1）刚好匀速时，BIL=mgsinθ （1 分） （1 分） E=BLv （1 分） （2 分） （1 分） 解得:Qr=100J （1 分） （2）设整个过程中电流的平均值为 ，由动量定理可得: （2 分） 由闭合电路欧姆定律可得: （1 分） 由法拉第电磁感应定律可得: （2 分） 解得:t=7s（2 分） 1 1 2L L L T T += ′ EI R r = + 21sin 2R rQ Q mgx mvθ+ = − R r Q R Q r = I sinmg t BILt mvθ ⋅ − = = EI R r+ = BLxE t t ∆Φ =∆