河北省张家口市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. 一个质点在外力的作用下由静止开始沿直线运动，它的加速度与时间图像如图所示， $t = 4 s$ 时，该质点的速度大小为（）

A、 $3 m / s$ B、 $2 m / s$ C、 $1 m / s$ D、 $0 m / s$

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2. 氢原子能级如图所示，用光子能量为 $2.55 eV$ 的光照射大量处于 $n = 2$ 能级的氢原子，氢原子向低能级跃迁时辐射出的光照射到逸出功为 $9 eV$ 的金属板时，射出光电子最大初动能为（）

A、 $4.6 eV$ B、 $3.75 eV$ C、 $3.09 eV$ D、 $1.2 eV$

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3. 如图所示，一长度为R的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角 $θ = 30 °$ 的光滑斜面上O点，小球在斜面上绕O点做半径为R的圆周运动，A、B分别是圆周运动轨迹的最低点和最高点，若小球通过B点时轻绳拉力大小等于 $m g$ ，重力加速度为g，则小球通过A点时，轻绳拉力大小为（）

A、 $2 m g$ B、 $4 m g$ C、 $6 mg$ D、 $7 mg$

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4. 在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 2 ： 1$ ，原线圈通过电流表和定值电阻 $R_{1}$ 连接 $u = 20 \sqrt{2} \cdot \sin 100 π t (V)$ 的交变电源，定值电阻 $R_{1} = R_{2} = 10 Ω$ 电流表、电压表均为理想电表，则（）

A、电流表示数为 $1 A$ B、电压表示数为 $5 V$ C、电阻 $R_{1}$ 的功率为 $1.6 W$ D、电阻 $R_{2}$ 的功率为 $3.2 W$

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5. 如图所示，在倾角 $θ = 37 °$ 的光滑固定斜面上，物块A、B质量均为m，物块A与轻弹簧相连，物块B用平行于斜面的细线与斜面顶端相连，A、B静止且两者之间的弹力大小为 $\frac{m g}{2}$ ，重力加速度为g， $\sin 37 ° = 0.6 ， \cos 37 ° = 0.8$ ，某时刻把细线剪断，下列说法正确的是（）

A、细线剪断前，细线的拉力大小为 $0.6 m g$ B、细线剪断前，弹簧弹力大小为 $1.2 mg$ C、细线剪断瞬间，A，B之间的弹力大小为 $0.5 m g$ D、细线剪断瞬间，A，B之间的弹力大小为 $0.55 mg$

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6. 如图所示， $x O y$ 坐标系中，A点的坐标为 $(0 ， 20 cm)$ ，B点的坐标为 $(15 cm ， 0)$ ，匀强电场的方向平行于坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为 $0 V$ ，A点电势为 $16 V$ ，B点电势为 $- 9 V$ ，则电场强度的大小为（）

A、 $100 V / m$ B、 $125 V / m$ C、 $60 V / m$ D、 $80 V / m$

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二、多选题

7. 2020年12月25日，国产C919大型客机飞抵呼伦贝尔海拉尔东山国际机场，开展高寒试验试飞专项任务。已知此客机质量为m，起飞前，在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速，经过时间t速度达到v，此过程飞机发动机输出功率恒为P，所受阻力恒为f，那么在这段时间内（）

A、飞机做匀加速运动，加速度大小 $\frac{v}{t}$ B、飞机位移大小为 $\frac{P t}{f} - \frac{m v^{2}}{2 f}$ C、飞机受到的合外力所做的功为 $P t$ D、飞机受到的阻力所做的功为 $\frac{m v^{2}}{2} - P t$

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8. 如图所示软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈通过滑动变阻器及开关与电源相连，N线圈连接电流表，下列说法正确的是（）

A、开关闭合瞬间，通过电流表G的电流由a到b B、开关闭合稳定后，通过电流表G的电流由b到a C、开关闭合稳定后，将滑动变阻器滑片向右滑动，通过电流表G的电流由a到b D、开关闭合稳定后再断开瞬间，通过电流表G的电流由a到b

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9. 2020年7月23日“天问一号”火星探测器成功发射，开启了火星探测之旅，迈出了我国行星探测第一步.“天问一号”将完成“绕、落、巡”系列步骤.假设在着陆前，“天问一号”距火星表面高度为h，绕火星做周期为T的匀速圆周运动，已知火星半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（）

A、火星的平均密度为 $\frac{3 π}{G T^{2}}$ B、“天问一号”圆周运动的角速度大小为 $\frac{2 π}{T}$ C、火星表面重力加速度为 $\frac{4 π^{2} R}{T^{2}}$ D、“天问一号”圆周运动的线速度大小为 $\frac{2 π (R + h)}{T}$

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10. 如图所示，等腰直角三角形 $A B C$ 区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电荷量为q的正粒子沿 $A B$ 方向射入磁场，下列说法正确的是（）

A、粒子射入速率越大，在磁场中运动时间越长 B、粒子射入速率越大，在磁场中运动的加速度越大 C、粒子在磁场中运动的最长时间为 $\frac{π m}{2 B q}$ D、若粒子射人速率不同，则射出磁场时速度的方向一定不同

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三、实验题

11. 某实验小组以图中装置中验证“动能定理”.他们用不可伸长的细线将滑块（含挡光片）通过一个定滑轮和挂有重物的动滑轮与力的传感器相连，在水平气垫导轨的A、B两点各安装一个光电门，A、B两点间距为x，释放重物，挡光片通过A、B时的遮光时间分别为 $t_{A}$ 、 $t_{B}$ ，力的传感器连接计算机记录细绳的拉力大小为F，已知滑块及挡光片的总质量为M，挡光片宽度为d，重物的质量为m.

(1)、实验操作过程中（选填“需要”或“不需要”）满足 $m ≪ M$ ；

(2)、实验过程中测得的滑块通过A、B两点时动能变化为；若关系式成立，则动能定理成立.（用题中已知的物理量字母表示）

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12. 电流表G的量程为 $0 \sim 100 μA$ ，内阻 $r = 180 Ω$ ，把它改装成如图所示的一个多量程多用电表，当开关S接到1或2位置时为电流挡，其中小量程为 $0 \sim 1 mA$ ，大量程为 $0 \sim 10 mA$ .当开关S接到4时为电压挡，电压表量程为 $0 \sim 3 V$ .

(1)、开关S接位置（填“1”或“2”）时，电流表的量程为 $0 \sim 1 mA$ ，图中电阻 $R_{1} =$ $Ω$ ， $R_{2} =$ $Ω$ ， $R_{4} =$ $Ω$ 。

(2)、图中的电源E的电动势为 $1.5 V$ ，当把开关S接到位置3时，短接A、B进行欧姆调零后，此欧姆挡内阻为 $Ω$ ，现用该挡测一电阻阻值，指针偏转到 $30 μA$ ，则该电阻的阻值为 $Ω$ 。

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四、解答题

13. 如图所示，光滑水平面上质量为 $1 kg$ 的滑块A和质量为 $2 kg$ 的滑块B用轻弹簧连接，弹簧处于压缩状态且弹性势能为 $9 J$ ，滑块A与左侧竖直墙壁接触但不粘连，整个系统处于静止状态.现将滑块B由静止自由释放，弹簧恰好恢复原长时，滑块B与静止在水平面上质量为 $1 kg$ 的滑块C发生碰撞且粘合在一起，求：

(1)、滑块B、C碰后瞬间的速度大小；

(2)、弹簧第二次恢复原长时，滑块A与滑块 $B C$ 的速度大小.

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14. 如图所示，间距 $L = 1 m$ 的平行且足够长的导轨由倾斜、水平两部分组成，倾斜部分倾角 $θ = 37 °$ ，在倾斜导轨顶端连接一阻值 $R = 1 Ω$ 的定值电阻，质量 $m = 1 kg$ 的金属杆 $M N$ 垂直导轨放置且始终接触良好，并在整个区域加一垂直于倾斜轨道所在斜面向下、磁感应强度 $B = 1 T$ 的匀强磁场.现让金属杆 $M N$ 从距水平面高度 $h = 1.2 m$ 处由静止释放，金属杆在倾斜导轨上先加速再匀速运动，然后进入水平导轨部分，再经过位移 $x = 1 m$ 速度减为零.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，导轨与金属杆的电阻不计，金属棒在导轨两部分衔接点机械能损失忽略不计，重力加速度 $g = 10 m / s^{2} ， \sin 37 ° = 0.6 ， \cos 37 ° = 0.8$ .求：

(1)、金属杆匀速运动时的速度大小；

(2)、金属杆在倾斜导轨运动阶段，通过电阻R的电量和电阻R产生的焦耳热；

(3)、金属杆水平导轨上运动时所受摩擦力的冲量大小.

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15. 如图所示，一根粗细均匀、长 $l = 82.5 cm$ 的细玻璃管 $A B$ 开口朝下竖直放置，玻璃管中有段长 $h = 24 cm$ 的水银柱，上端封闭了一段长 $l_{1} = 45 cm$ 的空气柱，外界大气温度为27℃，外界大气压强恒为 $p_{0} = 76 cmHg$ .现将玻璃管缓慢旋转至开口竖直向上，若空气柱可以看作理想气体，求：

(1)、开口竖直向上时，封闭空气柱的长度；

(2)、再对B端缓慢加热，封闭气柱温度为多少开时，水银柱上端恰好上升到管口处.

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16. 如图所示，一半径为R的透明球体置于真空中， $M N$ 是一条通过透明球体球心的直线，一单色细光束 $A B$ 平行于 $M N$ 射向球体，B为入射点，且夹角 $∠ B O M = 60 °$ ， $C D$ 为出射光线， $C D$ 与 $M N$ 夹角 $α = 30 °$ ，已知光在真空中的传播速度为c，求：

(1)、透明球体材料对该单色细光束的折射率；

(2)、该单色细光束从B点传播到C点的时间.

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