河北省邯郸市2021届高三下学期物理一模考试试卷

试卷更新日期：2021-03-31 类型：高考模拟

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一、单选题

1. 如图所示，长为 $0.4 m$ 的轻杆，一端连有质量 $m = 1 kg$ 的小球（视为质点），绕另一端O点在竖直平面内做圆周运动，当小球通过最低点时，杆对小球的拉力大小为 $100 N$ ，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则小球通过最低点时的速度大小为（）

A、 $4 m/s$ B、 $2 \sqrt{5} m/s$ C、 $2 \sqrt{11} m/s$ D、 $6 m/s$

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2. 研究光电效应实验的电路如图所示，电源电动势为 $3 V$ ，内阻不计；用频率为 $6.4 \times 10^{14} Hz$ 的光照射光电管阴极K，当滑动变阻器的滑片在最左侧时，微安表中的电流不为零；当滑动变阻器的滑片向右滑动使电压表的示数为 $0.5 V$ 时，微安表中的电流恰好为零。已知普朗克常量 $h = 6.63 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，则阴极K的逸出功为（）

A、 $2.15 eV$ B、 $2.65 eV$ C、 $1.65 eV$ D、 $0.5 eV$

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3. 一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑的空油桶，在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一个质量为 $m$ 的桶C，自由地摆放在桶A、B之间。若桶A、桶B和汽车一起沿水平地面做匀速直线运动，如图所示。重力加速度大小为 $g$ ，则桶A对桶C的支持力大小为（）

A、 $\frac{1}{2} m g$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3} m g$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2} m g$ D、 $m g$

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4. 如图所示，两圆弧中的电流大小相等，电流在圆心处产生的磁场的磁感应强度大小与其半径成反比，直线电流在其延长线上的磁感应强度为零，则关于图中 $a 、 b$ 两点（分别为各圆的圆心）的磁感应强度的大小关系和a处磁感应强度的方向，下列说法正确的是（）

A、 $B_{a} < B_{b} ， B_{a}$ 垂直纸面向外 B、 $B_{a} > B_{b} ， B_{a}$ 垂直纸面向外 C、 $B_{a} < B_{b} ， B_{a}$ 垂直纸面向里 D、 $B_{a} = B_{b} ， B_{a}$ 垂直纸面向里

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5. 2020年12月17日，“嫦娥五号”从月球上取土归来，完成了中国航天史上一次壮举。探测器在月球表面完成取土任务返回地球升空时，在火箭推力作用下离开月球表面竖直向上做加速直线运动。一质量为m的物体，水平放置在探测器内部的压力传感器上，当探测器上升到距月球表面高度为月球半径的 $\frac{1}{4}$ 时，探测器的加速度大小为a，压力传感器的示数为F。已知引力常量为G，不计月球的自转，则月球表面的重力加速度大小为（）

A、 $\frac{4 (F - m a)}{5 m}$ B、 $\frac{16 (F - m a)}{25 m}$ C、 $\frac{5 (F - m a)}{4 m}$ D、 $\frac{25 (F - m a)}{16 m}$

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6. 某星球表面 $0 ~ 200 km$ 高度范围内，水平方向磁场的磁感应强度大小随高度由 $60 T$ 均匀减小至 $10 T$ ，为使航天器能在星球表面安全降落，可以利用电磁阻力来减小航天器下落速度。若在航天器上固定一边长为 $1 m$ 的正方形闭合线圈，航天器竖直降落时线圈平面始终与磁场垂直，上下两边始终处于水平状态，为使航天器速度为 $1 km / s$ 时产生的电磁阻力（只对该闭合线圈产生的作用力）为 $1000 N$ ，则线圈电阻的阻值R为（）

A、 $2.5 \times 10^{- 14} Ω$ B、 $5 \times 10^{- 11} Ω$ C、 $6.25 \times 10^{- 8} Ω$ D、 $1 \times 10^{- 5} Ω$

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二、多选题

7. 如图所示，一固定斜面的倾角为 $30 °$ ，一质量为 $m$ 的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于 $0.8 g$ （ $g$ 为重力加速度大小），物块上升的最大高度为 $H$ ，则此过程中（）

A、物块的重力势能减少了 $m g H$ B、物块的动能损失了 $1.6 m g H$ C、物块的机械能损失了 $0.8 m g H$ D、物块克服摩擦力做功 $0.6 m g H$

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8. 蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。依据图像给出的信息，下列说法正确的是（）

A、运动员的质量为 $66 kg$ B、运动员的最大加速度为 $45 m / s^{2}$ C、运动员离开蹦床后上升的最大高度为 $5 m$ D、运动员离开蹦床后上升的最大高度为 $10 m$

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9. 如图所示，面积为 $0.2 m^{2}$ 、匝数为20、总电阻为 $2 Ω$ 的矩形线圈，在磁感应强度大小为 $0.5 T$ 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，线圈转动的角速度为 $10 \sqrt{2} rad/s$ 。矩形线圈通过原、副线圈匝数比为 $2 ： 1$ 的理想变压器给阻值为 $2 Ω$ 的电阻R供电，下列说法正确的是（）

A、电阻R中电流方向每秒变化10次 B、线圈中的感应电动势的有效值为 $20 V$ C、变压器原线圈中的电流为 $2 A$ D、线圈上的发热功率与电阻R上的发热功率相等

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10. 如图所示，在光滑绝缘水平面上的O点处固定一带电荷量为Q的点电荷，一电荷量为 $q_{1}$ 的带正电小球仅在库仑引力的作用下绕Q做椭圆运动，O点为椭圆的一个焦点，两顶点 $M 、 N$ 到O点的距离分别为a和 $2 a$ 。现将小球所带电荷量改为 $q_{2}$ ，并使小球仅在库仑引力的作用下以 $2 a$ 的半径绕O点做匀速圆周运动，若小球带电荷量为 $q_{1}$ 时在M点所受的库仑力与带电荷量为 $q_{2}$ 时在N点所受的库仑力大小相等，则下列说法正确的是（）

A、在点电荷Q形成的电场中，M点的电势高于N点的电势 B、小球沿椭圆轨道运动时，在M点的电势能小于在N点的电势能 C、 $q_{2} = 2 q_{1}$ D、小球在圆轨道上运动时的动能大于小球在椭圆轨道上运动经过N点时动能的4倍

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三、实验题

11. 在“探究加速度与力、质量的关系”时，某班A小组同学按教材中的实验方案组装了一套实验装置如图甲所示，B小组同学自己设计了另一套实验装置如图乙所示。其中B小组同学将拉力传感器测出的拉力F直接认为等于小车所受的合力。

(1)、为了让细线的拉力等于小车所受的合力，A小组同学将木板右侧垫高以补偿小车运动过程中所受的阻力．你认为B小组同学是否应将木板右侧垫高以补偿小车运动过程中所受的阻力：（填“是”、“否”或“无影响”）。

(2)、为了让小盘和重物所受的重力等于细线的拉力，A小组同学让小盘和重物的总质量m远小于小车的总质量M．你认为B小组同学是否必须让小盘和重物的总质量m远小于小车的总质量 $M$ （填“是”或“否”）。

(3)、B小组同学通过对另一条清晰纸带的分析，在 $\frac{s}{t} - t$ 图像中描出了一些点，如图丙所示．则小车运动的加速度大小 $a =$ ${m/s}^{2}$ （结果保留两位有效数字）。

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12. 某小组同学在做“测定电源的电动势和内阻”的实验时，选用了一节新干电池（电池上标注的电动势为 $1 .5 V$ ，内阻小于 $1 Ω$ ）。除新干电池外，实验室还提供了以下实验器材：
A．电阻箱 $R (0 ~ 99.9 Ω)$ ；    B．电流表A（量程为 $1 mA$ ，内阻 $r_{A} = 100 Ω$ ）；

C．定值电阻 $R_{1} = 2900 Ω$ ；    D．定值电阻 $R_{2} = 1900 Ω$ ；

E．定值电阻 $R_{3} = 1800 Ω$ ；    F．定值电阻 $R_{4} = 1.0 Ω$ ；    G．开关一个，导线若干。

(1)、小华同学设计了如图所示的电路，若将电流表A与串联的电阻当作电压表使用，为了减小实验误差同时方便读数与计算，与电流表A串联的电阻应选用（填“ $R_{1}$ ”、“ $R_{2}$ ”或“ $R_{3}$ ”）。

(2)、闭合开关，调节电阻箱，记录多组电阻箱接入电路的阻值R及对应电流表的示数Ⅰ。为了减小实验误差，可直接寻找Ⅰ与R的关系，为便于使用图像法处理数据，应作出 $\frac{1}{I}$ 与的关系图像。若作出的图像中直线斜率 $k = 1.95 \times 10^{3} Ω / A$ ，纵轴截距 $b = 1.30 \times 10^{3} A^{- 1}$ ，则电池的电动势 $E =$ V、内阻 $r =$ $Ω$ 。（结果均保留到小数点后两位）

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四、解答题

13. 如图所示，宽度 $d_{1} = \sqrt{3} m$ 的匀强磁场区域和宽度 $d_{2} = 2 m$ 的匀强电场区域相互平行，匀强磁场的磁感应强度大小 $B = 4 \times 10^{- 4} T$ 、方向垂直于纸面向里，匀强电场的电场强度大小 $E = 4 V / m$ 、方向与区域边界平行。一与边界垂直的直线，与磁场和电场区域边界的交点分别为 $M 、 N 、 P 、 Q$ 。一质量 $m = 6.4 \times 10^{- 27} kg$ 、电荷量 $q = 3.2 \times 10^{- 19} C$ 的带负电粒子，从M点以速率 $v = 4 \times 10^{4} m / s$ 沿与 $M Q$ 成 $α = 60^{°}$ 角垂直射入磁场，经电场偏转后最终通过直线上的a点（图中未标出），不计粒子受到的重力。求：

(1)、带电粒子离开磁场时到直线 $M Q$ 的距离；

(2)、带电粒子在电场中运动的时间t及加速度大小a。

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14. 距光滑水平平台的右端 $L = 0.5 m$ 处有一木块A（视为质点），紧靠平台右端的水平地面 $P Q$ 上放置一右侧带挡板（厚度不计）的水平木板B，木板的质量 $m_{B} = 1 kg$ ，长度 $L = 0.5 m$ ，且木板的上表面与平台等高。木块A在水平向右、大小 $F = 6 N$ 的拉力作用下由静止开始运动，当木块A运动到平台右端时立即撤去拉力。已知木块A与木板B、木板B与水平地面间的动摩擦因数均为 $μ = 0.2$ 取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、若木块A的质量 $m_{A} = 2 kg$ ，求木块A与木板B右侧挡板碰撞前的速度大小 $v_{1}$ ；

(2)、若木块A的质量 $m_{A} = 2 kg$ ，木块A与木板B的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，求木板B向右运动的最大距离 $x_{1}$ ；

(3)、若木块A与木板B碰撞后粘在一起，为使碰撞后整体向右运动的距离最大，求木块A的质量m及木板运动的最大距离 $x_{2}$ 。

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15. 如图所示，一竖直放置的汽缸内上下两活塞（质量均可忽略不计） $A 、 B$ 之间封闭一定质量的理想气体，汽缸顶部竖直连接有横截面积为汽缸横截面积 $\frac{1}{3}$ 的足够长圆筒，圆筒上端与大气相通，活塞A上方的汽缸和圆筒内均装有水银，活塞B固定。当汽缸内气柱长 $l_{0} = 13 cm$ 时，水银柱的高度分别为 $H = 8 cm$ 和 $h = 5 cm$ 。两活塞与筒壁间的摩擦不计，外界大气压始终为 $p_{0} = 75 cmHg$ ，环境的热力学温度 $T_{0} = 330 K$ 。求：

(1)、解除活塞B的固定，并用力缓慢推活塞B，若汽缸内气体温度不变，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气柱的长度 $l$ ；

(2)、若保持活塞B不动而给气体加热，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气体的热力学温度T。

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16. 如图所示，边长为L的等边三棱镜 $A B C ， B C$ 面镀有反光膜（厚度不计）。一单色光从 $A B$ 面上的D点与 $A B$ 面成 $30^{°}$ 角射入三棱镜，经 $B C$ 镜面反射后，从 $A C$ 边上的E点射出。已知B点到D点的距离 $L_{B D} = \frac{L}{3} ， C$ 点到E点的距离 $L_{C E} = \frac{2 L}{3}$ ，光在真空中的传播速度为c。求：

(1)、三棱镜的折射率；

(2)、该单色光从 $A C$ 边射出时的折射角及其在三棱镜中的传播时间。

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