河北省沧州市2021届高三物理5月第二次模拟试题（Word版附答案）

沧州市 2021 届高三下学期 5 月第二次模拟考试 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.关于波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A.光电效应证明了光具有粒子性，康普顿效应证明了光具有波动性 B.光的波长越长，其粒子性越显著；波长越短，其波动性越显著 C.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 D.电子绕原子核运动时只能在一定的轨道上运动，此时电子只有粒子性，没有波动性 2.两截面形状相似的物块 B、C，倾角均为θ，将 C 固定在水平面上，物块 A 与 B 按图叠放在 C 上，A 恰好沿 B 匀速下滑，B 保持静止。已知物块 A.B 的质量均为 m ，重力加速度大小为 g，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B 之间和 B、C 之间的动摩擦因数均为μ。则物块 B 与 C 间的摩擦力大小为 A. mgsinθ B.2mgsin θ C. μmgcosθ D.2μmgcosθ 3.某校组织学生外出研学期间进行滑雪活动，如图所示。同学们坐在相同的滑雪工具上，从倾 角相同的直雪道先后从相同高度由静止滑下，所有滑雪工具与雪道间的动摩擦因数均相同， 不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A.同学们在直雪道上运动的时间相同 B.下滑过程中，质量大的同学运动的时间短 C.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加多 D.下滑过程中，质量大的同学的机械能增加少 4.如图所示，质量 m= 20g 的导体棒 ab 垂直放在宽度 l=0. 5 m 的平行金属导轨上，导轨下端与 一电源和电阻连接.导轨平而与水中而间的夹角为 37°，磁感应强度大小 B=1 T 的匀强磁场（图 中未画出）方向乘直导轨平面向上，导体格中通有 0. 4A 的电流时恰好能保持静止，取重力加 速度大小 g= 10 m/s2，sin 37°=0. 6，cos 37°=0. 8，导体棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动 摩擦力。则导体棒与导轨间的动摩擦因数为（ ） A.0.05 B.0.25 C.0.5 D.0.8 5.《中国青年报）2021 年 4 月 7 日报道，中国“天问一号”火星探测器经过 190 多天的飞行， 跋涉 4.5 亿公里，终于抵达火星轨道，从而开启了近 2 个月的环绕火星的任务。若探测器着陆 前，先用反推火箭使探测器停在距火星表面一定高度处，然后由静止释放，使探测器做自由 落体运动。已知火星的半径与地球的半径之比为 1∶2，火星的质量与地球的质量之比为 1∶9， 地球表面的重力加速度大小 g=10m/s2。若要求探测器着陆火星表面前瞬间的速度不超过 4 m/s， 则探测器由静止释放时离火星表面的最大高度为（ ） A.0.8 m B.1.8 m C.2 m D.4 m 6.某电场中有 A.B 两点，一个点电荷在 A 点的电势能为 1. 1×10-7 J，在 B 点的电势能为 1.5× 10-7J。已知 A、B 两点在同一条电场线上且相距 4 m，电场线的方向如图中箭头所示，该点电 荷的电荷量为 2×10-9 C，不计点电荷受到的重力，下列说法正确的是（ ） A.该电场为匀强电场，且电场强度大小为 5 V/m B.该点电荷在 AB 中点的电势能为 1.3×10-7J C.A、B 两点的电势差 UAB=20 V D.把该点电荷从 B 点由静止释放，经过 A 点时，动能为 4×10-8J 7.如图甲所示，视为质点的小球用不可伸长的轻绳连接，绕定点 O 在竖直面内做圆周运动，小 球经过最高点的速度大小为 v，此时绳子的拉力大小为 FT。拉力 FT 与速度的平方心的关系如 图乙所示，重力加速度大小为 g，不计空气阻力。则小球从最商点运动到最低点的过程中动能 的变化量为 A. 2ab g B. 4 ab g C. 2 ab g D. 4ab g 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.如图所示，木箱 A、B 的质量分别为 20 kg 和 60 kg.它们与水平地面之间的动摩擦因数均为 0. 1，为防止木箱 A、B 之间发生碰撤，在 A、B 中间安置了一劲度系数为 1000 N/m 的轻质弹簧， 初始状态时弹簧为原长，两木箱置于水平地面上静止不动。某搬运工尝试用一个大小为 50 N 的水平力推木箱 B，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 g= 10 m/s2，则下列 说法正确的是（ ） A.木箱 A 不受摩擦力作用 B.木箱 B 受到的摩擦力大小为 50 N C.弹簧的压缩量为 5 cm D.缓慢增大推力，当推力为 100 N 时，木箱 B 对弹簧的弹力大小为 40 N 9.在如图甲所示的电路中，理想变压器原线圈的输人电压按图乙所示的规律变化，图中曲线为 正弦曲线的上半部分或下半部分，副线圈所接的、规格为“36V 30W"的灯泡 L 恰好正常发 光。则下列说法正确的是 A.变压器原线圈输人电压的有效值为 110V B.变压器原、副线圈的匝数比为 55∶ 9 C.灯泡 L 两端电压的最大值为36 2V D.0~6 s 内灯泡 L 电流方向改变的次数为 200 10.如图所示，带有卡槽的平行光滑金属导轨（足够长）与水平面成 30°角倾斜固定，两导轨 间距为 1 m，上端接一标有“6 V 36 W"的小灯泡，导轨间有方向垂直导轨平面向上、磁感应 强度大小 B=1T 的匀强磁场。一质量 m=200g、直径 d=1m 的圆形金属框 MN 嵌在两导轨的卡 槽中，且与导轨在同-平面内。现给 MN 一沿导轨向下的恒力 F ，MN 达到平衡后小灯泡恰好 正常发光。不计导轨和金属框 MN 的电阻，MN 沿卡槽滑动过程始终与导轨接触良好且无摩擦。 取重力加速度大小 g= 10 m/s2 ，下列说法正确的是（ ） A.金属框 MN 沿导轨运动的过程中通过小灯泡的电流方向为从 a 到 b B.金属框 MN 平衡时的速度大小为 3 m/s C.恒力 F 的大小为 5N D.金属框 MN 平衡时其受到重力的功率为 12 W 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。 1.7 分）某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面间的动摩擦因数。已知打点计时器所 接电源的频率为 50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一-部分如图乙所示，图乙中每相邻 两个计数点间还有一个计时 点未标出。 （1）由图乙可知，打计数点 B 时物块的速度大小 vB=______m/s；物块运动的加速度大小 a= _m/s2（结果均保留两位小数） （2）已知当地的重力加速度大小 g= 9.80 m/s2，斜面倾角的正切值为 0. 75，则物块与斜面间 的动摩擦因数μ=_____. （结果保留两位有效数字） 12. （9 分）某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势和内阻（电动势 E 标称值为 3.7 V， 允许最大放电电流为 500 mA）。实验室备有如下器材∶ A.电压表 V（量程为 3 V，电阻 Rv 约为 4. 0Ω）； B.定值电阻 R0（阻值为 5Ω）； C.电阻箱 R（0~999.9Ω）； D.开关 S 一只，导线若干。 （1）为测量锂电池的电动势 E 和内阻 r ，该同学设计了如图甲所示的电路图。请你帮助该同 学按图甲所示的电路图，将图乙中实物连线补充完整。 （2）实验时，该同学通过改变电阻箱 R 的阻值，得到多组测量数据，根据测量数据作出 1 1 U R  图像，如图丙所示。则该锂电池的电动势 E=_____V、内阻 r= Ω（结果均保留两位有 效数字）。该实验中电动势 E 的测量值偏小，造成此系统误差的主要原因是 。 13. （10 分）如图所示，质量 M= 3 kg 的小车静止于光滑水平面上，小车上表面水平，右端有 一固定在小车上的竖直弹性挡板，左端紧靠固定的光滑 1 4 圆弧轨道 AB，圆弧底端与小车上表 面相切，圆弧半径 R=0.8 m，小车长度 L=1.5m。将质量 m=1 kg 的滑块 P（视为质点）从顶端 A 由静止释放，滑块 P 与小车右端挡板作用过程无机械能损失且作用时间极短。滑块 P 与小 车上表面间的动摩擦因数μ=0.2。取重力加速度大小 g=10 m/s2。求∶ （1）滑块 P 刚滑上小车时的速度大小； （2）滑块 P 相对小车静止时到小车右端的距离。 14. （16 分）如图所示，平面直角坐标系 xOy 的第一象限内，下方为匀强电场，上方为匀强 磁场，边界曲线满足方程 y= 2x2 ，匀强电场的电场强度大小 E= 1000 V/m，方向沿 y 轴正方 向，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小 B1=1 T，第二象限中存在磁感应强度大小 B2=2 T 的匀强磁场，方向垂直纸面向外。现有大量相同粒子，从 x 轴上（x>0）由静止释放，经电场 加速后进入第一象限的磁场区域，所有粒子均垂直穿过 y 轴进入第二象限，图中 y 轴上 P 点 的坐标为（0，1 m） ，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用。 （1）求这种粒子的比荷 q m ； （2）求从第一象限进人第二象限时经过 P 点的所有粒子的横坐标方程； （3）若将第二象限内的磁场方向改为垂直纸面向里，求以最大速度经过 P 点的粒子从 x 轴出 发运动到 P 点的时间 t。 （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）氢气热气球升到高空（温度随高度的增加而降低）后会破裂，氢气热气球上升过 程中（破裂之前），氢气热气球内的氢气对外_ （选填“做正功”“不做功”或“做负 功”），氢气热气球内氢气的内能_ （选填“增加”、“不变”或“减少”）。 （2）（8 分）如图所示，质量 m1= 20 kg、高 h=1.1 m 的导热圆柱形汽缸内，有一质量 m2=10 kg、 面积 S=1×10-2 m2 的光滑活塞，通过轻绳悬挂在天花板上，缸内封住了一定质量的理想气体， 活塞恰好在距缸底 2 h 处，整个装置均处于静止状态。已知外界大气压强 p0=1×105 Pa，取重力 加速度大小 g= 10 m/s2 ，环境的热力学温度恒为 300 K，不计缸壁及活塞的厚度，汽缸不漏气。 现把汽缸放在水平地面上（不系绳子），开口向上。 （i）求活塞平衡时与缸底的距离； （ii）若对缸内气体缓慢加热，使活塞恰好能到达汽缸项部，求此时缸内气体的热力学温度。 16.[选修 3-4]（12 分） （1）（4 分）在一些古典家居装饰中，会看到大物钟。 某大概钟如图甲所示，可看成单摆， 摆的振动图像如图乙所示则大摆钟的摆动周期为 s，摆长约为 _m。 （2）（8 分）现要检测一块工业半球形玻璃砖的折射率。半球形玻璃砖的截面如图所示，O 是 半球形玻璃砖的球心，MN 是其中心轴，已知玻璃砖的半径 R= 1 m，两東与中心轴平行的相 同检测光 a、b 射人半球形玻璃砖，当 a 光与中心轴 MN 的距离 L=0.5 m 时，a 光从玻璃砖上 C 点射出，出射光线与中心轴 MN 交于 F 点，当 b 光与中心轴 MN 距离 2 2s  m 时，b 光在玻 璃砖右侧恰好发生全反射，求∶ （i）玻璃砖对检测光的折射率 n； （ii）C 点与 F 点间的距离工。（取 cos 15°=0. 97） 高三物理试卷参考答案 1.C[解析]本题考查波粒二象性，目的是考查学生的理解能力。光电效应和康普顿效应都证明 了光具有粒子性，选项 A 错误；光的波长越长，其波动性越显著，选项 B 错误；一切运动的 微粒都具有波粒二象性，电子绕原子核运动时也有波动性，选项 C 正确.D 错误。 2. B [解析]本题考查物体平衡，目的是考查学生的理解能力。把物块 A、B 看成整体，整体是 平衡的，则有 2mgsinθ=fBC，选项 B 正确。 3.A [解 析]本题考查功能关系，目的是考查学生的推理能力。由牛顿第二定律可知，直雪道上 的同学们下滑过程中的加速度相同，在雪道上运动的时间相同，选项 A 正确.B 错误；下滑过 程中，同学们的机械能减少，选项 C、D 错误。 4. C [解析]本题考查安培力，目的是考查学生的推理能力。对导体棒受力分析可知， sin ,mg f BIl   ，f= cosmg  ，解得μ=0. 5，选项 C 正确。 5. B [解析]本题 考查万有引力，目的是考查学生的推理能力。由公式 2 GMm mgR  ，则有 2 1 1 2 2 2 2 1 g M R g M R  ，解得 g2= 240 /9 m s ，探测器做自由落体运动时有 2 22v g h ，解得 h=1.8 m， 选项 B 正确。 6. D [解析]本题考查带电粒子在电场中的运动，目的是考查学生的推理能力。仅给出了带电粒 子在 A、B 两点的电势能，无法判断电场是否为匀强电场，无法计算电场强度且无法计算 AB 中点的电势及电势能，选项 A、B 错误；沿电场线方向电势降低，UAB 一定为负值，选项 C 错 误；把该点电荷从 B 点由静止释放到经过 A 点的过程中，电场力做正功，由功能关系可知 84 10k pB pAE E E J    ，选项 D 正确。 7.A [解析]本题考查向心力和动能定理，目的是考查学生的分析综合能力。小球在最高点时有， FT+ mg= 2vm r ，即 2 T mF v mgr   ，由题图乙可知，m bkr a   ，mg=b，解得 bm g  ， ar g  ， 小 球 从 最 高 点 运 动 到 最 低 点 的 过 程 中 重 力 所 做 的 功 等 于 其 动 能 的 变 化 量 ， 即 22k abmgr gE   ，选项 A 正确。 8. AB [解析]本题考查受力分析， 目的是考查学生的推理能力。木箱 B 受到的最大静摩擦力 f=μmBg=60 N，推力（50 N）小于木箱 B 受到的最大静摩擦力，所以推不动木箱 B， 弹簧不 被压缩，木箱 A 不受摩擦力作用，选项 A.B 正确，C 错误；当推力为 100N 时，两木箱被推 动，做加速运动，木箱 B 此时所受摩擦力为滑动摩擦力（60 N），则木箱 B 对弹簧的作用力小 于 40 N，选项 D 错误。 9.BD[解析]本题考查变压器，目的是考查学生的推理能力。由 2 2 1 220 3( ) 2 3 V UTR TR R   ，解 得 U1=220 V，即原线圈电压的有效值为 220V，选项 A 错误；由公式 11 1 2 2 2 m m UU n U n U   ，解得 1 2 55 9 n n  ， 2 36 3mU V ，选项 B 正确、C 错误；每周期内电流的方向改变 2 次，所以 0~6s 内小灯泡 L 中的电流方向改变的次数为 200，选项 D 正确。 10.AC[解析]本题考查电磁感应，目的是考查学生的分析综合能力。圆形金属框可看成长为 1m 的导体棒，由右手定则可判断通过小灯泡的电流方向为从 a 到 b，选项 A 正确；由 U=E= Bdv， 解得 v=6 m/s，选项 B 错误；由公式 2 2 sin30 A B d vF mg F R    ， 2UR P  ，解得 F=5 N， 选项 C 正确；由公式 sin30GP mgv  ，解得 PG=6 W，选项 D 错误。 11. （1）0.46 （2 分） 3. 98（2 分） （2）0.24 （3 分） [解析]本题考查牛顿运动定律，目的是考查学生的实验能力。 （ 1 ） 由 公 式 2 AC B x T   ， 其 中 T=0.04 s ， 解 得 vB=0. 46 m/s ， 2 2 3.98 /9 PG EF DE CD DC ABx x x x x xa m sT       （2）设斜面的倾角为θ，由公式 mgsinθ-umgcosθ==ma，解得μ=0.24. 12. （1）如图所示（3 分） （2）3.3 （2 分） 12 （2 分）电压表的分流（其他答案，只要合理就可得分） （2 分） [解析]本题考查测量电源的电动势和内阻，目的是考查学生的实验能力。 （2）由闭合电路的欧姆定律可知 0( )UE U r RR    ，化简可得 01 1 1R r U E E R    ，对 照题图丙可知 1 E  0.3 V-1 ，解得 E=3.3 V， 10 1.50 0.30 0.24 R r k AE    ，解得 r=12 Ω。 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）滑块 P 在圆弧轨道上运动的过程中机械能守恒，有 2 1 1 2mgR mv （2 分） 解得 1 4 /v m s 。（1 分） （2）滑块 P 在小车上运动时，滑块 P 与小车组成的系统动量守恒，则有 1 2( )mv m M v  （2 分） 解得 2 1 /v m s 又 2 2 1 2 1 1 ( )2 2mv m M fx   （2 分） 其中 f mg （1 分） 解得 x=3 m（1 分） 2L-x=0， 说明滑块 P 恰好停在小车左端，即到右端的距离为 1.5 m。（1 分） 14.[解析]本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，目的是考查学生的分析综合能力。 （1）设某带电粒子在电场中运动的位移大小为 y，有 21 2qEy mv （1 分） 设带电粒子在第在象限的磁场内运动的半径为 R，有 2 1 vqvB m R  即 1 mvR qB  （1 分） 根据几何关系有 R=x 且 y=2x2 （1 分） 解得 34 10 /q C kgm   （1 分） （2）设某粒子以速度 v 射人磁场，进人磁场的坐标为（x，y），在第一象限的磁场中运动的 半径为 R，在第二象限的磁场中运动的半径为 R2，有 1 1 mvR qB  （1 分） 2 2 mvR qB  （1 分） 由于粒子在磁场中运动的速度大小不变，且两磁场的磁感应强度大小之比为 1∶2，有 R1= 2R2 ，其轨迹如图甲所示 要使得粒子能够通过 P 点，则有 1 1 22 ( )y R n R R   =1 m，（n=0，1，2，.） （1 分） 由几何关系有 x=R1 整理可得 2x2+（3n+1）x=1 m，（n=0，1，2，..），x>0。（1 分） （3）根据几何关系可知，速度最大的粒子对应的轨迹如图乙所示，设该粒子的出发点坐标为 （x0，0） ，经过分界点时有 y=1 m，代入边界方程 y=2x02 （1 分） 解得 0 2 2x m （1 分） 0 0 1 1 mvx R qB   （1 分） 1 22R R  （1 分） 1 2 1 0 2 RR t v      （1 分） 2 0 qE tm  ， 0 2 2 ty  （1 分） t=t1+t2 （1 分） 解得 32( ) 104 2t s    。（1 分） 15. [选修 3- 3] （1）做正功 （2 分）减少（2 分） [解析]本题考查气体分子的平均动能，目的是考查学生的理解能力。在氢气热气球上升过程中， 随着高度的增加，温度降低，空气的密度减小，大气压强逐渐减小，球内氢气的压强大于外 界大气压，会使得氢气热气球向外膨胀，气球的体积变大，气体对外做正功，其内能减少。 （2）[解析]本题考查气体，目的是考查学生的推理能力。 （i）汽缸悬挂时，有 1 1 0p S m g p S  （2 分） 汽缸放在水平地面上时，有 2 2 0p S m g p S  （1 分） 该过程气体做等温变化，有 1 22 x hp S p h S （1 分） 解得 hx=0.4 m。（1 分） （ii）对缸内气体加热，气体做等压变化，则有 1 2 xh S hS T T  （2 分） 解得 T2=825 K。（1 分） 16. [选修 3-4] （1）3 （2 分） 2.25 （2 分） [解析]本题考查单摆，目的是考查学生的理解能力。由题图乙可知，单摆的周期为 3s，由单摆 的周期公式 有 2 lT g  ，解得摆长 l≈2.25 m。 （2）[解析]本题考查光的折射，目的是考查学生的分析综合能力。 （i）由题意知，当 b 光与中心轴 MN 距离 2 2s m 时，发生全反射，根据几何关系有 sin 2 2C  （2 分） 解得 2n  。（2 分） （ii）由题意知，a 光从 C 点射出，其入射角 i= 30° 由 sin sin rn i  （1 分） 解得折射角 r=45° （1 分） 在△COF 中，∠CFE=15° ，CO=1 m 根据正弦定理有 sin30 sin15 x CO   （1 分） 解得 x=1.94 m。（1 分）