河南省许昌市2021届高三物理上学期第一次模拟试题（Word版含答案） 9页

‎2020-2021年许昌市高三第一次模拟考试（物理部分）‎ 一、 选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14-17题只有一项符合题目要求，第19～21题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。‎ ‎14．图甲所示是研究光电效应的电路图，图乙所示是光电流与电压的关系。根据图甲和图乙中提供的信息，下列说法正确的是 A．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值 B．在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越小 C．蓝光比黄光的饱和电流大 D．对一定颜色（频率）的光，光越强，遏止电压越高 ‎15．风洞实验室中可以产生竖直方向向上的、大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，细杆与小球之间的动摩擦因数为μ。当细杆在与水平方向成θ角(μ≠tanθ)的方向上倾斜固定时，调节竖直向上风力的大小为某一恒定值，小球在细杆上刚好以某一速度沿细杆向上匀速运动，如图所示。下列说法正确的是 A．风力大小等于小球的重力大小 B．细杆对小球的支持力垂直细杆指向左上方 C．细杆对小球的支持力垂直细杆指向右下方 D．细杆对小球的摩擦力方向沿细杆向下 ‎16．2020年  ‎7月23日12时41分，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射。为了比较节省燃料和推力的方式实现太空中转移，从地球去往火星，“天问一号”探测器必须通过一条叫“霍曼转移轨道（如图的运输轨道）”飞行，该轨道是椭圆轨道（太阳位于该椭圆轨道的一个焦点上）。“天问一号”探测器发射升空后，先在地球附近点火加速，进入“霍曼转移轨道”，再在火星附近反向点火减速，被火星捕获（火星着陆）。关于“天问一号”沿“霍曼转移轨道”向火星运动的过程中，下列说法正确的是 A．“天问一号”的速度逐渐变大 B．“天问一号”的速度逐渐变小 C．“天问一号”的速度先逐渐变大、再逐渐变小 D．“天问一号”的速度先逐渐变小、再逐渐变大 ‎17．家用电子调光灯的调光原理为：用电子线路将输入的正弦式交变电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调。某家庭电子调光灯经 调整后的电压波形如图所示，为正弦式交变电压的一部分波形（图中只画出了三个周期）。则该电子调光灯灯泡两端的电压大小为 A．220V B．110V C．110V D．110V ‎18．如图所示，电阻不计的刚性U型光滑金属导轨固定在水平面上，导轨上连有电阻R。金属杆ab可在导轨上滑动，滑动时保持与导轨垂直。整个空间存在一个竖直向上的匀强磁场区域。现有一位于导轨平面内且与导轨平行的向左方向的拉力作用于金属杆ab的中点上，使之从静止开始在导轨上向左运动。已知拉力的功率恒定不变。在金属杆ab向左沿导轨运动的过程中，关于金属杆ab的速度与时间的大致图像，下列正确的是 ‎19．用完全相同的轻绳将大小相同、质量不等的小球A、B并列悬挂于一水平固定杆上、球间有微小间隔。将球A向左拉起到水平位置（轻绳处于伸直状态），然后由静止释放，使其与球B在最低点碰撞（不计空气阻力，忽略绳的伸长）。在二者碰撞前瞬间到碰撞后瞬间的过程中，下列说法正确的是 A．A球的动能减少量等于B球的动能增加量 B．A球对B球做的功等于B球对A球做的功 C．A球对B球的冲量大小等于B球对A球的冲量大小 D．A球的动量减少量等于B球的动量增加量 ‎20．如图所示，物体A经一轻质弹簧与正下方水平地面上放置的物体B相连，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮，一端连接物体A，另一端连一轻钩。开始时各段绳子都处于伸直状态，A上方的一段绳子沿竖直方向。现在挂钩上挂一物体C（图中未画出）并从静止开始释放。已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。下列说法正确的是 A．物体C运动到最低点时，挂钩对C的拉力等于C的重力 ‎ B．物体C运动到最低点时，弹簧对B的弹力等于B的重力 ‎ C．从物体C由静止释放到C运动到最低点的过程中，物体A、C组成的系统机械能守恒 D．从物体C由静止释放到C运动到最低点的过程中，弹簧的弹性势能先减小再增大 ‎21．如图所示，固定绝缘竖直细杆与以负电荷Q为圆心的圆周交于B、C两点。一带正电荷q（q远小于Q）的空心小球从杆上的A点由静止开始下滑，当小球滑动到C点时速度刚好为零。已知A、B之间的距离和B、C之间的距离相等。下列判断正确的是 A．A点的电势比B、C两点的电势都高 B．该小球在B点的电势能等于其在C点的电势能 ‎ C．电场力在A、B之间对该小球做的功等于电场力在B、C之间对该小球做的功 D．该小球在A、B之间克服摩擦力做的功等于其在B、C之间克服摩擦力做的功 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。第33～38题为选考题，考生根据要求作答 ‎22．（6分）如图所示是探究《加速度与力、质量的关系》实验装置示意图。根据该实验装置及实验原理，完成下列的填空：‎ ‎（1）平衡小车所受的摩擦阻力：去掉沙桶，调整木板左端的高度（在木板和桌面之间垫适当厚度的木块），用手轻拨小车，当打点计时器在纸带上打出一系列_______的点（选填“间距相等”或“间距不相等”）时，说明平衡了小车所受的摩擦阻力；‎ ‎（2）该实验的研究对象是 （选填“装有砝码的小车”或“盛有沙的小桶”）；‎ ‎（3）在用该实验装置来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的步骤中。实验中要进行质量m（装有砝码的小车的总质量）和M（盛有沙的小桶的总质量）的选取，以下最合理的一组是 。（选填字母代号）‎ ‎ A．M=‎10g；m=‎200g、‎250g、‎300g、‎350g、‎400g、‎‎450g B．M=‎10g；m=‎100g、‎150g、‎200g、‎250g、‎300g、‎‎350g C．M=‎5g；m=‎200g、‎250g、‎300g、‎350g、‎400g、‎‎450g D．M=‎5g；m=‎100g、‎150g、‎200g、‎250g、‎300g、‎‎350g ‎23．（9分）某探究小组利用如图甲所示的电路图来研究某小灯泡L的电阻、功率随着电流变化的关系：所用仪器为：电流表A1（量程10mA，内阻RA1=100Ω）；电流表A2（量程‎0.6A，内阻RA2约0.5Ω）；滑动变阻器R0（0-20Ω，额定电流‎2A）；定值电阻R=200Ω；电源（电动势E=3V，内阻不计）；开关S及导线若干。‎ ‎（1）根据图甲的测量电路原理图，用笔画线代替导线，在图乙所给的实物图上连线；‎ ‎（2）该探究小组根据他们在图乙上所连的正确实验电路图，当开关S闭合后，通过调节滑动变阻器R0的阻值，读出电流表A1和电流表A2一一对应的电流值，填写在下列表格中：‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ A1的读数I1/mA ‎0‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎4.0‎ ‎6.0‎ ‎8.0‎ A2的读数I2/A ‎0‎ ‎0.13‎ ‎0.20‎ ‎0.34‎ ‎0.42‎ ‎0.48‎ 请你利用他们测出的数据在图丙中的I2- I1的坐标图上画出I2- I1的图线；‎ ‎（3）根据你所画的I2-I1图像可知，随着电流逐渐增大，小灯泡L的阻值逐渐 ；‎ ‎（4）当电流表A1的读数I1=6.0mA时，小灯泡L消耗的电功率为 W。‎ 24． ‎（14分）如图所示，为某商场静置于水平光滑地面、且沿一直线排列的n辆手推车，每辆手推车质量均为m。人在极短时间内给第一辆车一水平冲量I，冲量方向沿直线指向第二车，当第一车运动了一段距离后与第二车相碰，碰后两车以共同速度运动一段距离后与第三车相碰，如此不断重复进行，最后n 辆车以共同速度运动至贮存处。若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用，碰撞时间很短。求：‎ （1） 第一车与第二车相碰的过程中产生的热量；‎ ‎（2）从第一车、第二车开始相碰到n 辆车碰在一起后产生的总热量。‎ 25． ‎（18分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨固定在同一绝缘水平面内。两根导轨的间距为L，两导轨的左端连接一未充电的电容器和一个电源，电容器的电容为C，电源的电动势为E、内阻不计。一质量为m的金属棒ab，放在两导轨的最右端，且和两导轨垂直，金属棒ab的长度刚好和两导轨的间距相同，金属棒ab的两端分别用长度均为h的轻绳竖直悬挂在水平固定横梁上的O1、O2点，开始时，轻绳刚好拉直、且金属棒ab和两导轨接触良好。两导轨所在的平面处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。先将单刀双掷开关S合在位置1，当电容器充电稳定后，再将单刀双掷开关S合在位置2，金属棒ab突然水平向右开始摆动，当连接金属棒ab的轻绳呈水平状态时，金属棒ab的速度为0。重力加速度大小为g。试求：‎ ‎（1）将单刀双掷开关S合在位置2的瞬间，通过金属棒ab横截面的电荷量；‎ ‎（2）将单刀双掷开关S合在位置2的瞬间，金属棒ab离开两导轨，电容器稳定后，电容器两端的电压。‎ ‎（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选 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）分子间势能由分子间距r决定。规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动。下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ ‎ A．在两分子间距从很远处减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小 B．在两分子间距从r2减小到r1的过程中，分子之间的作用力一直减小 C．在两分子间距从r1再减小到某一距离的过程中，分子之间的作用力一直增大 D．在两分子间距等于r2处，分子之间的作用力等于0‎ E．在两分子间距等于r1处，分子之间的作用力等于0 ‎ ‎（2）（10分）如图所示，在温度为‎27℃‎的环境中有一竖直固定放置、且导热良好的圆筒气缸，它由粗细不同、长度均为L的两部分连接而成，上部分和下部分的横截面积之比为1:2，圆筒上下开口处均和大气相通。两个轻质活塞A和B用一根长为L的不可伸长的轻杆相连，把一定质量的空气密封在两活塞之间。气缸外部环境大气压强恒定不变，不计活塞与圆筒壁之间的摩擦，活塞不漏气。静止时，活塞A和B刚好都在两部分气缸的中间位置。现在使气缸周围的环境温度缓慢上升，则：①活塞向哪个方向缓慢运动？②当其中某一活塞刚好缓慢运动到气缸开口处时，环境温度为多少？‎ ‎34．[物理——选修3-4]（15分）‎ ‎（1）（5分）由于地球表面存在大气层，所以人们早晨观察到的日出时刻将提前一段时间，并且由于介质对不同颜色的光的折射率不同，所以人们早晨观察到的日出时刻的光的颜色先后也不同。如图所示为早晨日出时刻的太阳光路示意图。已知地球半径为R，地球周围大气层空气的厚度为h。假设正常天气地球大气层空气的密度均匀，其折射率为n1；雾霾天气地球大气层空气的密度也均匀，折射率增大为n2；太阳光在可见光范围内包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光；太阳光可视为平行光且只考虑空气对太阳光的折射作用。则①人们在正常天气的早上最先看到日出时刻的 光（选填可见光的颜色）；②人们在雾霾天气的早上看到日出时刻的紫光比人们在正常天气的早上看到日出时刻的紫光 （选填“提前”或“滞后”）一段时间。‎ ‎（2） （10分）如图所示，一列水平向右沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为 v=‎0.6 m/s，P质点的平衡位置坐标为x=‎0.96 m。从图中状态开始计时（此时该波刚好传到距O点‎0.24m的位置）。求：①经过多长时间，P质点第二次到达波峰？②当P质点第二次到达波峰时，P质点通过的路程及该时刻P质点的位移。‎ 参考答案 ‎14.A ‎ ‎15.A ‎ ‎16.B ‎ ‎17.D ‎ ‎18. C ‎ ‎19. CD ‎ ‎20. BD ‎ ‎21. AB ‎22.（1）间距相等；（2分）（2）装有砝码的小车；（2分）（3）C。‎ ‎23.（1）如图（1）所示；（2分） （2）如图（2）所示；（3分） ‎ ‎ （3）由图线可知，随着电流增大，电阻增大；（2分）‎ ‎ （4）约0.75。（2分）‎ 24. 解：（1）设第一辆车获得的速度为v1，‎ 对第一辆车，有：I=mv1 ①（2分）‎ 设第一、第二车碰后速度为v2，相碰过程中产生的热量为Q，‎ 第一车与第二车碰撞过程，有：mv1=2mv2 ②（2分）‎ Q=mv12-×2mv22 ③（2分）‎ ‎①②③以上联合求解得：Q= （2分）‎ ‎（2）设n辆车碰在一起后最终共速为vn，n 辆车碰在一起后产生的总热量为Q总。‎ 把n辆车作为一个系统，有： ‎ ‎ mv1=nmvn ④（2分）‎ Q总=mv12-×nmvn2 ⑤（2分） ‎ Q总= （2分）‎ 说明：n辆车两两相碰建立动量守恒定律方程和能量守恒定律方程，最后合并后得到方程④⑤，也分别按方程④⑤给分。‎ ‎25.解：单刀双掷开关S合在位置1，当电容器充电稳定后，设电容器两端电压为U0，电容器所充的电荷量为Q0‎ 有： U0=E ①……（2分） ‎ 由电容器的定义式得：C= ②……（2分）‎ 单刀双掷开关S合在位置2的瞬间：设在该瞬间Δt时间内，通过金属棒ab横截面的电荷量为ΔQ，电流为i，金属棒ab离开导轨的速度为v，电容器稳定后，电容器两端的电压为U，‎ 对金属棒ab：由动量定理得：BiLΔt=mv ③……（3分）‎ 由电流定义式得： i= ④……（2分）‎ 由电容器的定义式得： C= ⑤……（2分）‎ 金属棒ab离开导轨摆动过程中，‎ 对金属棒ab，由机械能守恒定律得：mgh=mv2 ⑥……（3分）‎ 以上联合求解得：ΔQ=，……（2分）‎ U=E- ……（2分）‎ ‎26.（1）ACD 解：设大气压强为p0，气缸上部横截面积为S，则气缸下部的横截面积为2S。‎ ‎①取内部气体为研究对象，设温度升高前，内部气体温度为T1、体积为V1、压强为p1。有：‎ T1=300K，V1=S+2S= ‎ 取活塞A、B和轻杆整体，受力如图甲所示， 有：p0S+p1.2S=p0.2S+p1S ①……（1分）‎ 解得：p1=p0 ……（1分）‎ ‎②判断：温度升高，假设体积不变，根据气体状态方程可知，内部气体压强增大，设增大为p，受力如图乙所示，设合力为F，方向向下，有：‎ F=p.2S+p0S-pS-p0.2S=pS-p0S>0，……（1分）‎ 所以活塞向下缓慢运动 ……（1分）‎ ‎③取内部气体为研究对象，当活塞B向下刚好缓慢运动到气缸边缘时，设环境温度为T2‎ ‎、压强为p2、体积V2，有：‎ V2=2SL 取活塞A、B和轻杆，受力如图丙所示，有：p0S+p2.2S=p0.2S+p2S②……（1分）‎ 解得：p2=p0 ……（1分）‎ ‎ 所以气缸内部气体做等压变化。‎ 对内部气体，从活塞运动前到活塞B向下刚好缓慢运动到气缸边缘时，‎ 由气体状态方程得： ③……（1分）‎ 代入得： ④……（1分）‎ ‎27.（1）紫；（3分） 提前。（2分）‎ ‎(2)解：由波形图可知，波长λ=‎0.24m，……（1分）‎ 波上质点振动的振幅为A=‎5cm， ……（1分）‎ 波上质点振动的周期为：T===0.4s ……（1分）‎ ‎ ①设P质点第二次到达波峰所需的时间为t1，为了求P质点第二次到达波峰所需的时间t1，可选取x=‎0.06m处的质点的振动状态作为研究对象，该振动状态传到P点所需的时间再加一个周期即为所求时间， ……（1分）‎ 则：Δx=‎0.96m‎-0.06m=‎0.9m ……（1分）‎ t1=+T=+0.4s=1.9s ……（1分）‎ ‎ ②设波最右端传到P处所需时间为t2，有：‎ t2==1.2s ……（1分）‎ 所以P质点从起振到第二次到达波峰历时 Δt=t1- t2=1.9s-1.2s=0.7s，相当于 ……（1分）‎ 所以P通过的路程为‎7A=‎0.35 m ……（1分）‎ 此时刻质点P的位移为‎0.05m ……（1分）‎