2021届河北省张家口市高三下学期理综物理5月全国统一模拟考试试卷含答案

 高三下学期理综物理5月全国统一模拟考试试卷

一、单项选择题

1.利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，金属的遏止电压UC与人射光频率 的关系如图乙所示，图乙中U1、 、 均，电子电荷量用e表示。入射光频率为 时，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 光电子的最大初动能
B. 由 图象可求得普朗克常量
C. 滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数一定一直增加
D. 把电源正负极对调之后，滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数一定直增加

0进入足够大的匀强电场区域， 1、 2、 3、 4；表示相邻的四个等势面，且 1＜ 2＜ 3＜ 4。不计质子重力，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 质子运动过程一定是匀变速运动                         B. 质子运动过程中最小动能可能为0
C. 质子可以回到原出发点                                       D. 质子返回到等势面 1时的速度仍为v0

3.如下列图，足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，上端与物体A相连。用不可伸长的轻质细线跨过斜面顶端的定滑轮把A与另一物体B连接起来，A与滑轮间的细线与斜面平行。初始时用手托住B，细线刚好伸直，此时物体A处于静止状态。假设不计滑轮质量与摩擦，弹簧始终在弹性限度内，现由静止释放物体B，在B第一次向下运动过程中〔   〕 

A. 轻绳对物体B做的功等于物体B重力势能的变化量
B. 物体B的重力做功等于物体B机械能的变化量
C. 轻绳对物体A做的功等于物体A的动能与弹簧弹性势能的变化量之和
D. 两物体与轻绳组成系统机械能变化量的绝对值等于弹簧弹性势能变化量的绝对值

4.如下列图，光滑斜面上有A、B、C、D四点，其中CD=10AB。一可看成质点的物体从A点由静止释放，通过AB和CD段所用时间均为t，那么物体通过BC段所用时间为〔   〕 

A. 1.5t                                      B. 2.5t                                      C. 3.5t                                      

5.三个质量均为m的物体A、B、C置于粗糙水平面上，B为光滑圆柱体，A、C为底面粗糙的半圆柱体，与地面间的动摩擦因数均为μ。三物体截面半径均为R，相互接触并不挤压，其截面如下列图。现将物体C固定，用水平外力缓慢推动物体A，使物体A与C接触。在此过程中，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，摩擦力对物体A所做功的大小为〔   〕 

A. 2μmgR                    B.                     C.                     D. 

二、多项选择题

6.如下列图为一理想变压器，原线圈a、b两端接入电压 的交变电流，Um和原线圈接入电阻阻值均保持不变。当用户并联在副线圈两端上的用电器增加时，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 电流表A1的示数变大                                          B. 电流表A2的示数变小
C. 电压表V1的示数变大                                          D. 电压表V2的示数变小

7.如下列图，赤道上空的卫星A距地面高度为R，质量为m的物体B静止在地球外表的赤道上，卫星A绕行方向与地球自转方向相同。地球半径也为R，地球自转角速度为 ，地球的质量为M，引力常量为G。假设某时刻卫星A恰在物体B的正上方，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 物体B受到地球的引力为
B. 卫星A的线速度为
C. 卫星A再次到达物体B上方的时间为
D. 卫星A与物体B的向心加速度之比为

8.如下列图，水平光滑轨道处于竖直向上的匀强磁场中，金属杆ab、cd平行静置在导轨上。现用跨过定滑轮的轻绳连接cd与光滑斜面上的重物，重物拉动cd在水平轨道上运动。重物下滑过程中，金属杆ab、cd始终在水平轨道上运动且与轨道垂直并接触良好。此过程中〔   〕 

A. ab杆一直做加速运动                                          B. 最终ab杆的加速度等于cd杆的加速度
C. cd杆中的感应电流一直增大                                D. cd杆先做加速运动后做匀速运动

9.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 物质的温度越高，分子热运动越剧烈，每个分子的速率都越大
B. 假设两个系统同时与状态确定的第三个系统到达热平衡，那么这两个系统必定到达热平衡
C. 一个孤立系统如果过程不可逆，那么熵是增加的
D. 露珠成球状说明液体外表分子间呈现斥力
E. 一定质量的理想气体等容升温，一定吸收热量

三、实验题

10.某实验小组用如图甲所示的装置探究“物体的加速度与力的关系〞，该装暨由固定在同一高度的两个定滑轮、跨过定滑轮不可伸长的轻绳和两小桶A、B组成。左侧小桶A上端有一挡板，挡板上端固定一光电门，光电门与毫秒计时器相连，轻绳上固定有遮光宽度为d的遮光板，恰好在光电门上端。实验前将左侧小桶A内装入多个质量为 的小砝码，小桶A及砝码的总质量与右侧小桶B的质量均为M，重力加速度为g。 

〔1〕实验时，将小桶A中的一个砝码移到小桶B中，竖直向下拉动小桶A离开挡板，记录遮光板到光电门距离h，并且满足d<<h；翻开光电门和毫秒计时器电源，由静止释放小桶，光电门测得遮光板通过它的时间为t，那么遮光板通过光电门时小桶A速度为________，此运动过程中小桶B的加速度为________〔用字母d、h、t表示〕。   

〔2〕研究过程中保持遮光板到光电门的距离h不变，屡次重复上面操作，记录多组移动的砝码个数n和与之对应的时间t，做出n— 的函数图象，如图乙所示。图象为过原点的直线，说明系统质量保持不变时“物体的加速度与合力〞成正比。那么该图线的斜率为________〔用M、 、h、g表示〕。   

x的阻值〔阻值约为10kΩ〕，做了以下实验操作： 

〔1〕该小组把量程为100μA、内阻为900Ω的微安表改装成量程分别为1mA和5mA电流表。准备的实验器材有：电阻箱R1  ， 电阻箱R2  ， 导线假设干。如图，改装电路图中已经标出R1和R2  ， 图中O为公共接线柱，a和b分别是电流表两个量程的接线柱，电阻箱的阻值R1=________Ω，R2=________Ω。   

〔2〕使用改装好的电流表制作欧姆表，并测电阻Rx的阻值，准备的实验器材有： 

A．电源E1〔电动势1.5V，额定电流0.5A，内阻不计〕

B．电源E2〔电动势12V，额定电流2A，内阻不计〕

C．滑动变阻器R3〔阻值范围0~10Ω〕

D．滑动变阻器R4〔阻值范围0~15kΩ〕

①为使测量尽量准确，电源应选用________，滑动变阻器应选用________；〔填选项前对应的字母序号〕电流表量程________〔填“1mA〞或“5mA〞〕；

②该同学选择器材、连接电路和操作均正确，多用电表测量电阻时较准确的读数范围应为表盘的中间 局部。该同学使用此表测量电阻，能较准确测量被测电阻的阻值范围应为________kΩ到________kΩ之间。

四、解答题

12.如图甲所示，质量为2kg、足够长的木板静止在水平面上，质量为1kg的小物块位于木板右端，木板与地面及物块与木板间的动摩擦因数相同，现用水平拉力F拉动木板，拉力大小随时间的变化关系满足F=kt，12s末物块与木板开始相对滑动且k值发生突变，木板的加速度随时间变化图象如图乙所示，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2  ， 求： 

〔1〕木板与水平地面间的动摩擦因数；   

〔2〕6~18s时间段内拉力对木板的冲量。   

13.如下列图，三条水平直线CD、MN和PQ在同一竖直面内，CD、MN间距为d，MN和PQ间距为2d、O为CD上一点，OO′垂直于三条水平线。CD、MN之间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B；OO′左侧与MN、PQ之间存在与MN成45°的匀强电场。一质量为m、电量为+q的粒子从O点沿OO′方向射入磁场，从直线MN上射出磁场的点到OO′的距离为 ，经一段时间后粒子垂直PQ离开电场区域。不计粒子重力，求： 

〔1〕粒子射入磁场的速度；   

〔2〕匀强电场的电场强度；   

〔3〕假设在直线PQ下方还存在垂直于纸面磁感应强度为B0的扇形匀强磁场区域，能使粒子恰好回到原出发点O，且速度方向垂直于CD。求与磁感应强度B对应的最小扇形磁场面积。   

14.如下列图，一竖直放置的导热性能良好的汽缸上端开口，汽缸壁内设有卡口，卡口到缸底间距离为10cm，口下方由活塞封闭一定质量的理想气体。活塞质量为4kg，横截面积为2cm2  ， 厚度可忽略，不计汽缸壁与活塞之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态活塞与卡口之间的作用力为20N，现利用抽气机抽出汽缸内一局部气体，使活塞刚好与卡口间无作用力，抽出的气体充入到一导热性能良好的真空容器内，容器横截面积为1cm2  ， 高度为20cm。大气压强为p0=105Pa，环境温度保持不变，重力加速度g取10m/s2  ， 求此时充入气体的容器中气体压强。

15.一简谐横波从波源O沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，波刚好传到质点b。图乙表示x=2m处的质点a的振动图象。求： 

〔1〕质点a在0.35s时到平衡位置的距离及0~0.35s时间内路程〔计算结果保存两位有效数字〕；   

〔2〕从t=0时刻开始再经多长时间甲图中x=7.5m处的质点c〔图中未标出〕运动路程到达0.4m。   

五、填空题

16.一个半圆柱体玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如下列图。一束关于O点对称的平行光垂直射向玻璃砖的下外表，入射光束在AB上的最大宽度为R，距离O点最远的光线到达上外表后恰好发生全反射，那么该玻璃砖的折射率为________。假设另一细光束在O点左侧垂直于AB从圆弧外表射入此玻璃砖，细光束到O点的水平距离为 ，不考虑反射的情况，此光线从玻璃砖射出的位置与O点的距离为________〔计算结果保存两位有效数字〕。 

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A．依题得，光电子的最大初动能为 ， A不符合题意；

B．根据光电效应 ， 其中

可得普朗克常量为 ， B符合题意；

CD．无论电源正负极如何，电流表示数不能一直增加，CD不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】利用遏止电压可以求出最大初动能的大小；利用光电效应方程可以求出普朗克常量的大小；当施加反向电压时光电流不会一直变大；当施加正向电压时电流到达饱和也不再增大。

2.【解析】【解答】AC．质子在匀强磁场中做类斜抛运动，因此运动过程一定是匀变速运动，因此质子不能回到原出发点，A符合题意，C不符合题意；

BD．质子运动过程中最小动能出现在速度方向平行于等势面时，速度不能为零，因此返回到等势面 时的速度大小为 ，方向不同，BD不符合题意。

故答案为：A。

 
【分析】利用电场恒定可以判别质子做匀变速运动；由于电场力与速度存在角度所以质子速度不会等于0；质子做斜抛运动不会回到原点；利用粒子速度的方向可以判别回到等势面时速度不同。

3.【解析】【解答】A．轻绳对物体B做的功等于物体B机械能的变化，A不符合题意；

B．重力做功等于物体的重力势能的变化，B不符合题意；

C．依题得，轻绳对物体A做的功等于物体A的机械能与弹簧的弹性势能的变化量之和，C不符合题意；

D．由机械能守恒定律可得，D符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】利用功能关系可以判别各力做功与对应能量的变化。

4.【解析】【解答】由运动学规律可得， 段时间中点的瞬时速度

段时间中点的瞬时速度

那么 段时间中点到 段时间中点所用时间

又因为

联立解得

因此 段所用时间

代入数据解得

ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

 
【分析】利用平均速度公式结合速度公式和位移公式可以求出运动的时间。

5.【解析】【解答】对三个质量均为 的物体A、B、C组成的系统进行受力分析可知，初始时A对B的支持力最大为 ，由平衡条件可得

地面对A、C的支持力均为

由

联立解得

而物体A对地发生的位移为

因此摩擦力对物体A所做功的大小为

代入数据解得

ABC不符合题意，D项正确。

故答案为：D。

 
【分析】利用平衡条件可以求出动摩擦因素的大小；结合位移的大小可以求出摩擦力做功的大小。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】AB． 和原线圈接入电阻值均保持不变，用户并联在副线圈两端的用电器增加，那么总电阻减小，那么电流表 的示数变大，由变压器规律可知，电流表 的示数应变大，A符合题意，B不符合题意；

CD．由于原线圈所串联电阻分压，电压表 的示数应变小，电压表 的示数也变小，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：AD。

 
【分析】用电户电器增大会导致输出电流变大输入电流变大；结合原线圈负载电压变大会导致两个电压表读数变小。

7.【解析】【解答】A．物体B受到地球的引力应为万有引力

不等于向心力，A不符合题意；

B．根据万有引力提供向心力可得

因此卫星A的线速度

B符合题意；

C．依题得，卫星A的角速度为

此时A和B恰好相距最近，当他们下次相距最近时间满足

因此联立解得

C不符合题意；

D．依题得，卫星A的向心加速度为

物体B的向心加速度

因此向心加速度之比为

D符合题意。

故答案为：BD。

 
【分析】物体B受到的向心力不等于受到的引力大小；利用引力提供向心力可以求出线速度的大小；利用角速度关系可以求出AB相距最近的时间间隔；利用向心加速度结合半径的大小可以求出加速度的比值。

8.【解析】【解答】AB．金属杆 、 及重物可看成一个整体， 、 之间的内力为零。重物拉动 在水平轨道上运动，重物及 、 最终的加速度为

但 做加速度越来越小的加速运动， 做加速度越来越大的加速运动，最终加速度相同，AB符合题意；

C．如上面所分析得，ab与cd最终加速度相等，此时两者速度差恒定，根据

可知，回路中的电流恒定不变，C不符合题意；

D．由以上分析可知，cd最终还有加速度，即不处于平衡状态，不可能做匀速运动，D不符合题意。

故答案为：AB。

 
【分析】利用整体的牛顿第二定律可以判别最终的加速度；利用速度差恒定可以判别其电流保持不变；利用最终的加速度可以判别cd做加速运动。

9.【解析】【解答】A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，分子平均动能增大，是对大量分子统计的结果，个别分子的速率可能减小，A不符合题意；

B．根据热力学定律可知，假设两个系统同时与状态确定的第三个系统到达热平衡，那么这两个系统也会到达热平衡，B符合题意；

C．一个孤立系统假设过程不可逆，那么熵是增加的，C符合题意；

D．液体外表张力时液体具有收缩的趋势，露珠成球形是由于液体外表张力的作用，D不符合题意；

E．一定质量的理想气体等容升温，内能增加，而体积不变，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，一定吸收热量，E符合题意。

故答案为：BCE。

 
【分析】温度升高不代表每个分子的速率都变大；露珠成球形是因为外表张力的作用，引力的表达；理想气体等容升温，内能变大外界不做功所以一定吸热。

三、实验题

10.【解析】【解答】(1)由运动学规律可得

由运动学规律可得

化简得 (2)假设加速度与力成正比那么有

解得

由

可得斜率为

 
【分析】〔1〕利用平均速度公式可以求出速度的大小；利用速度位移公式可以求出加速度的大小；
〔2〕利用牛顿第二定律可以判别图像的斜率含义。

11.【解析】【解答】(1)根据串并联规律可得：量程为 时

当量程为 时

联立解得

;(2)待测电阻约为 ，而要使测量较准确，中值电阻应为 左右，因此滑动变阻器应选最大值为 的电阻；由于电动势为 ，多用电表内阻值为 ，满量程应为 ，故电源应选用电动势为 ，滑动变阻器应选用 ，电流表量程最大值为 。多用电表测量电阻时较准确的读数范围应为表盘中间 局部，即电流为 ，由闭合电路欧姆定律可得，能较准确测量被测电阻的阻值范围应为 之间。

 
【分析】〔1〕利用串并联规律结合电表的改装可以求出阻值的大小；
〔2〕利用待测电阻的阻值可以判别滑动变阻器的量程；结合欧姆定律可以判别电动势的大小和电流表的量程；
〔3〕利用欧姆定律可以求出待测电阻的大小。

四、解答题

12.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律结合平衡方程可以求出动摩擦因素的大小；
〔2〕利用动量定理结合图像面积可以求出冲量的大小。

13.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系结合牛顿第二定律可以求出粒子速度大小；
〔2〕利用牛顿第二定律结合平抛运动的位移公式和几何关系可以求出电场强度的大小；
〔3〕利用牛顿第二定律结合圆心角的大小可以求出对应的面积大小。

14.【解析】【分析】利用平衡方程结合气体的等温变化可以求出气体的压强。

15.【解析】【分析】〔1〕利用质点的振动方向可以判别质点的距离和路程的大小；
〔2〕利用传播速度和传播的路程可以求出运动的时间。

五、填空题

16.【解析】【解答】恰好都能从圆弧外表射出，由几何关系可得

那么

垂直于 从圆弧面射入玻璃砖，由几何关系可知，入射角

由折射定律可得

化简代入数据解得

设射出位置到入射点的水平距离x，由正弦定理可得

射出位置到O点的距离为

 
【分析】利用几何关系可以求出折射率的大小；利用正弦定律结合折射定律可以求出出射点到O的距离。