2021滁州定远县民族中学高三5月模拟检测理综物理试题含答案

高三物理

14.为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于激发态的氢原子提供的能量为

A.     B.     C.    D.

15.一质量为2kg的物体受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上作加速直线运动时的图像如图所示，时其速度大小为，滑动摩擦力大小恒为2N。

A. 在时刻，物体的速度为
B. 在时间内，合力对物体做的功为400J
C. 在时间内，拉力对物体的冲量为36Ns
D. 在时刻，拉力F的功率为200W

16.在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值分别为，，在a，b两端输人正弦式交变电流，电压的表达式为，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为，当开关S闭合后，电阻两端的电压为

A. 1V B. 2V C. 3V D. 4V

17.2019年4月10日，事件视界望远镜项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞．若太阳演变成一个黑洞后的密度为、半径为R，设光速为c，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，引力常量为G，则的最小值是   

A.  B.  C.  D.

18.如图所示，a、b、c为同一水平直线上的三点，。两根长直导线垂直于纸面分别放置在a、b和b、c连线的中点，并分别通入大小为3I、方向垂直纸面向外和大小为I、方向垂直纸面向里的电流。已知通电长直导线在其周围某点处产生的磁场的磁感应强度大小与该点到导线的距离成反比，与导线中的电流大小成正比，则

A. a、b两点的磁场方向相同
B. b、c两点的磁场方向相反
C. b点的磁感应强度大小是a点的倍
D. c点的磁感应强度大小与b点的相等

19.如图所示为倾角的粗糙斜面，质量为的小球用长为的细绳系于斜面上的悬点O处，小球与斜面间动摩擦因数，在最低点B小球获得切向初速度，此后小球绕悬点O做圆周运动，重力加速度取，，，取，则      

A. 小球在B点获得初速度后瞬间绳上拉力大小为
B. 小球经过最高点A的速度大小至少为
C. 小球每做一次完整的圆周运动系统损失的机械能为
D. 全过程小球能通过A点7次

20.如图所示，PQ、MN是放置在水平面内的光滑导轨，GH是长度为L、电阻为r的导体棒，其中点与一端固定的轻弹簧连接，轻弹簧的劲度系数为导体棒处在方向向下、磁感应强度为B的匀强磁场中．图中E是电动势为E，内阻不计的直流电源，电容器的电容为闭合开关，待电路稳定后，下列选项错误的是

A. 导体棒中电流为 B. 轻弹簧的长度增加
C. 轻弹簧的长度减少 D. 电容器带电量为

21.如图，上端固定的轻弹簧下端系在正方形单匝闭合线框abcd的bc边中点上，线框边长为L，质量为m，电阻为R；在外力作用下线框静止，线框平面纸面竖直，ad边水平且弹簧恰好为原长，与ad边相距的水平边界MN下方存在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。由静止释放线框，当ad边到达边界MN时，线框速度大小为v。不计空气阻力，重力加速度大小为g，弹簧劲度系数且形变始终在弹性限度内。下列判定正确的是

A. ad边进入磁场前的过程中，弹簧弹力的冲量大小为
B. ad边刚进入磁场时，a、d两点间的电势差为
C. ad边刚进入磁场时，线框的加速度大小为
D. 线框从开始运动到最终静止的过程中，产生的焦耳热为

22.（6分）为验证力的平行四边形定则，某同学准备了以下器材：支架，弹簧，直尺，量角器，坐标纸，细线，定滑轮位置可调两个，钩码若干。支架带有游标尺和主尺，游标尺带可滑动的指针固定在底座上，主尺可升降，如图1所示。

实验步骤如下：

仪器调零。如图1，将已测量好的劲度系数k为的弹簧悬挂在支架上，在弹簧挂钩上用细线悬挂小钩码做为铅垂线，调节支架竖直。调整主尺高度，使主尺与游标尺的零刻度对齐。滑动指针，对齐挂钩上的O点，固定指针。

搭建的实验装置示意图如图2。钩码组，钩码组，调整定滑轮位置和支架的主尺高度，使弹簧竖直且让挂钩上O点重新对准指针。实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面。此时测得，，由图3可读出游标卡尺示数为________cm，由此计算出弹簧拉力的增加量________N。当地重力加速度g为。

请将第步中的实验数据用力的图示的方法在图框中做出，用平行四边形定则做出合力。

依次改变两钩码质量，重复以上步骤，比较和F的大小和方向，得出结论。实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果________填写“有”或“无”影响。

23.（9分）如图，某双功能电表的内部结构如图a，表头V表的量程为、内阻，定值电阻，的阻值待定，为滑动变阻器，最大阻值约为，电源电动势为内阻忽略不计，为旋转开关，A、B为接线柱。回答下列问题：
 

当开关断开时，调节旋转开关可以用于测量电压，测量电压时有和两个量程。

根据图a，在图b中完成实物连线要求量程为；

定值电阻的阻值________，________。结果均取3位有效数字

当开关闭合时，即可组成简易欧姆表，用于测量电阻，步骤如下：

测量电阻之前，先闭合开关，旋转开关与2连接，调节滑动变阻器，使电压表指针满偏，此时，滑动变阻器的阻值为________；

然后在A、B两接线柱之间连接待测电阻，此时表头V表的读数如图c所示为________V，待测电阻的阻值为________。

24.（12分）如图所示，竖直平面内有一半径的光滑圆弧轨道AB，一质量的小物块，从A点由静止滑下，无能量损失地滑上静止的长木板的左端，此后两者沿光滑水平面向右运动，木板与弹性挡板P碰撞后立即以原速率反向弹回，全过程物块不会从木板上掉下，最终物块和木板均静止。已知木板质量，初始时刻木板右端到挡板P的距离为，物块与木板间的动摩擦因数为，设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。求：

木板第一次与挡板P碰撞时的速度大小；

木板与P碰撞后第二次速度为零时，物块的速度大小。






 

25.（20分）如图所示，平面直角坐标系第一象限中，两个边长均为L的正方形与一个边长为L的等腰直角三角形相邻排列，三个区域的底边在x轴上，正方形区域I和三角形区域Ⅲ存在大小相等，方向沿y轴负向的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子由正方形区域I的顶点A以初速度沿x轴正向射入区域I，离开电场后打在区域Ⅱ底边的中点若在正方形区域Ⅱ内施加垂直坐标平面向里的匀强磁场，粒子将由区域Ⅱ右边界中点Q离开磁场，进入区域Ⅲ中的电场。不计重力，求：
正方形区域I中电场强度E的大小；
正方形区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小；
粒子离开三角形区域的位置到x轴的距离。

33.（5分）（1）如图气压式打包机，M是气缸，N是一个横截面积为的大活塞，左边连接有推板，推住一个包裹．缸的右边有一个横截面积为的小活塞，它的连接杆在B处与推杆AO以铰链连接，O为固定转动轴，B、O间距离为d，杆长，大气压为推杆推动一次，转过角为一很小角，小活塞移动的距离为在图示状态，包已被压紧，此时缸内压强为，容积为若再推次杆之后此过程中大活塞的位移略去不计，温度变化不计，包受到的压力为______，上述推杆终止时，手的推力为______．

（10分）（2）如图所示，长的薄壁玻璃管与水平面成角倾斜放置，玻璃管粗细均匀，底端封闭、另一端开口。现用长的水银柱封闭着一定质量的理想气体，气体温度为306K，且水银面恰与管口齐平。现将管口缓慢转到竖直向上位置，并将水银缓慢注入管中，直到水银面再次与管口齐平，已知大气压强求：
水银面再次与管口齐平时，管中气体的压强；
对竖直玻璃管缓慢加热，若管中刚好剩下5cm高的水银柱，气体温度升高了多少。

34. [物理—选修3-4]

（1）（5分）如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点，在0到时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为______s，波速为______，传播方向沿x轴______填“正方向”或“负方向”。

（2）（10分）如图所示，在透明均匀介质内有一个半径为R的球状空气泡，单色平行光从左侧水平射入，其中的一束细光束在A点以入射角从介质射入气泡，射出气泡时光线方向偏转了不考虑多次反射的情况，求：
 

在图中画出一条光路，然后求气泡外介质的折射率？

在介质中能射入气泡的平行光的面积？
 

答案解析

14.C
【解析】由于，，因此最少应使处于激发态的氢原子吸收能量后跃迁到的能级，然后再自发跃迁到的激发态同时释放出能量为的光子，该光子可被红外测温仪捕捉。最少应给处于激发态的氢原子提供的能量为，ABD错误，C正确。故选C。
15.D

【解析】A.根据可知图象中，图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在时刻，物体的速度，故A错误；
B.根据动能定理得：，故B错误；
C.根据动量定理得：

解得：，故C错误；
D.在时刻，根据牛顿第二定律得：

则在时刻，拉力F的功率，故D正确。 故选D 。
16.C

【解析】A.和并联后的总阻值为
变压器原、副线圈电流之比为
则副线圈两端电压
原线圈两端电压
电阻两端的电压为
电源电压有效值为
且
代入数据解得
流过的电流根据变压器原、副线圈电流关系得原线圈电流
电阻两端的电压为故选C。
17.B

【解析】根据黑洞的定义，可知若太阳演变成一个黑洞后其第二宇宙速度最小为光速c，则第一宇宙速度最小为
对黑洞第一宇宙速度有：，且
代入数据可得的最小值，故B正确，ACD错误。故选B。
18.C

【解析】根据题意可知，通电长直导线在距导线R处产生的磁场的磁感应强度为：，
令，结合安培定则可知，a、b连线中点的通电长直导线在a点产生的磁场方向竖直向下，大小为：，
在b点产生的磁场方向竖直向上，大小为：，
在c点产生的磁场方向竖直向上，大小为：；
同理可得b、c连线中点的通电长直导线在a点产生的磁场方向竖直向上，大小为：，
在b点产生的磁场方向竖直向上，大小为：，
在c点产生的磁场方向竖直向下，大小为：；
分别将两通电长直导线在三点处的磁场进行矢量合成可得：，方向竖直向下，，方向竖直向上，。
综上所述，故C正确，A、B、D错误。故选：C。
19.BD
【解析】A、小球在B点时，根据向心力公式得，解得绳上拉力大小，故A错误。
B、设小球经过最高点A的速度大小至少为v。则在A点有，得，故B正确。
C、小球在运动的过程中，所受的滑动摩擦力大小是一定的，为，小球每做一次完整的圆周运动系统损失的机械能等于小球克服摩擦力做的功，为，解得，故C错误。
D、小球能通过A点的最小动能为，设全过程小球能通过A点为n次，从开始到最后通过A点的全过程，由动能定理得，解得次，故全过程小球能通过A点7次，故D正确。
故选：BD。
20.ABD

【解析】解：A、导体棒中的电流为：，故A错误；
B、由左手定则知导体棒受的安培力向左，则弹簧长度减少，由平衡条件：
代入I得：，故B错误，C正确；
D、电容器上的电压等于导体棒两端的电压，，故D错误；
本题选择错误的，故选：ABD。
21.CD

【解析】A.设竖直向下为正方向，线框从静止到ad边到达边界MN时运动时间为t，弹簧弹力的冲量大小为，根据动量定理，，由于线框做加速度减小的加速运动且末速度为v，则此过程中的平均速度，则运动时间，则为，故A错；
B.ad边刚进入磁场时，感应电动势，根据电路关系知a、d两点间的电势差为路端电压，故，故B错；
C.ad边刚进入磁场时，对线框受力分析根据牛顿第二定律得：，而，，代入解得线框的加速度大小为，故C对；
D.线框从开始运动到最终静止，此时，则弹簧的伸长量，此时安培力为零。此过程中根据功能关系：重力势能一部分转化为弹性势能一部分转化为热量，则，解得产生的焦耳热为，故D对；故选CD。
22.；；

；
无
 

【解析】

主尺 97mm，游标尺为 10 分度，第 8 格对齐，所以游标卡尺示数为： ；
根据胡克定律：； 
如图所示；
弹簧弹力与形变量成正比，小钩码只影响弹簧原长，本实验不涉及弹簧原长的问题，即实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果无影响。
故答案为：；；；
无。
23.如图所示；

；；
；

；

【解析】若B接1，则电表的总量程为
若B接2，则电表的总量程为

可以判断，故，
代入可得，。
闭合开关，旋转开关与2连接，调节滑动变阻器，使电压表指针满偏，由闭合回路欧姆定律可得，
联立可得
电压表量程为3V，每小格的度数为，则需要估读一位，故电压表读数为；
设电压表示数为U，由欧姆定律可得的总电压为

由闭合回路欧姆定律可得

可得
24.解：物块从，根据动能定理有：

代数据数据解得：；
滑上本板后，系统动量守恒有：
代入数据解得：；
与档板碰后本板等速反弹，以向右为正方向，系统动量守恒有：

代入数据解得：
第二次与档板碰后，对系统动量守恒有：

代入数据解得：。
答：木板第一次与挡板P碰撞时的速度大小；

木板与P碰撞后第二次速度为零时，物块的速度大小。

25.解：带电粒子在区域Ⅰ中做类平抛，
水平方向：，
竖直方向：，速度：，加速度：，
设离开角度为，则，
离开区域Ⅰ后作直线运动：，
解得：，；
粒子在磁场中做匀速圆周运动：，
由牛顿第二定律得：，
由几何关系可得：，
解得：；
在Q点进入区域Ⅲ后，若区域Ⅲ补成正方形区域，空间布满场强为E的电场，
由对称性可知，粒子将沿抛物线轨迹运动到点，离开方向水平向右，
通过逆向思维，可认为粒子从点向左做类平抛运动，
当粒子运动到原电场边界时：，，
由几何关系可知：，
解得：，
因此，距离x轴距离：；
答：正方形区域I中电场强度E的大小为；
正方形区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小为；
粒子离开三角形区域的位置到x轴的距离为。
 

33.（1）；

【解析】解：初态：，
末态：？，
整个过程温度不变，由玻意耳定律可得
解得
包受到的压力为
根据得
解得
故答案为：     
（2）解：设玻璃管的横截面积为S，
初态：、、
末态：当玻璃管竖直时，设水银柱高为H，则

由玻意耳定律得：
代入数据解得：
故
设温度升至时，管中水银柱高为5cm，气体体积为：
气体压强为：
由理想气体状态方程得：
代入数据解得：

答：水银面再次与管口齐平时，管中气体的压强为90cmHg；
对竖直玻璃管缓慢加热，若管中刚好剩下5cm高的水银柱，气体温度升高了34K。

34.（1）   10  负方向  

气体发生等温变化，由玻意耳定律得：，代入数据解得：，
由牛顿第二定律得：，代入数据解得：，方向：竖直向上；  

（2） 解：光路如图所示：
；

由几何知识：可得如图内角，得；

所以；

恰好发生全反射时，由得；

 平行光能射入气泡的半径；          

 得面积。

答：在图中画出一条光路，如图；气泡外介质的折射率为；
在介质中能射入气泡的平行光的面积为。