福建省莆田市第二十四中學(xué)2021-2022學(xué)年高三第一次調(diào)研測試物理試卷含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，兩個完全相同的小球A、B，在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出，下列說法正確的是（）A．兩小球落地時的速度相同B．兩小球落地時，重力的瞬時功率相同C．從開始運動至落地，重力對兩小球做功相同D．從開始運動至落地，重力對兩小球做功的平均功率相同2、一根重為G的金屬棒中通以恒定電流，平放在傾角為30°光滑斜面上，如圖所示為截面圖。當(dāng)勻強(qiáng)磁場的方向垂直斜面向上時，金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時金屬棒對斜面的壓力為FN1，安培力大小為F1，保持磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，將磁場的方向改為豎直向上時，適當(dāng)調(diào)整電流大小，使金屬棒再次處于平衡狀態(tài)，此時金屬棒對斜面的壓力為FN2，安培力大小為F2。下列說法正確的是（）A．金屬棒中的電流方向垂直紙面向外B．金屬棒受到的安培力之比C．調(diào)整后電流強(qiáng)度應(yīng)比原來適當(dāng)減小D．3、關(guān)于物理學(xué)中的思想或方法，以下說法錯誤的是（）A．加速度的定義采用了比值定義法B．研究物體的加速度跟力、質(zhì)量的關(guān)系采用假設(shè)法C．卡文迪許測定萬有引力常量采用了放大法D．電流元概念的提出采用了理想模型法4、如圖所示為一種質(zhì)譜儀的示意圖，該質(zhì)譜儀由速度選擇器、靜電分析器和磁分析器組成。若速度選擇器中電場強(qiáng)度大小為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直紙面向里，靜電分析器通道中心線為圓弧，圓弧的半徑為，通道內(nèi)有均勻輻射的電場，在中心線處的電場強(qiáng)度大小為，磁分析器中有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直于紙面向外。一帶電粒子以速度沿直線經(jīng)過速度選擇器后沿中心線通過靜電分析器，由點垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的點，不計粒子重力。下列說法正確的是（）A．速度選擇器的極板的電勢比極板的低B．粒子的速度C．粒子的比荷為D．、兩點間的距離為5、我國建立在北緯43°的內(nèi)蒙古赤峰草原天文觀測站在金鴿牧場揭牌并投入使用，該天文觀測站應(yīng)用了先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡．現(xiàn)有一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，一位觀測員在對該衛(wèi)星的天文觀測時發(fā)現(xiàn)：每天晚上相同時刻總能出現(xiàn)在天空正上方同一位置，則衛(wèi)星的軌道必須滿足下列哪些條件（已知地球質(zhì)量為M，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，地球半徑為R，引力常量為G）（）A．該衛(wèi)星一定在同步衛(wèi)星軌道上B．衛(wèi)星軌道平面與地球北緯43°線所確定的平面共面C．滿足軌道半徑r=（n=1、2、3…）的全部軌道都可以D．滿足軌道半徑r=（n=1、2、3…）的部分軌道6、質(zhì)量為m的光滑圓柱體A放在質(zhì)量也為m的光滑“V”型槽B上，如圖，α=60°，另有質(zhì)量為M的物體C通過跨過定滑輪的不可伸長的細(xì)繩與B相連，現(xiàn)將C自由釋放，則下列說法正確的是()A．當(dāng)M=m時，A和B保持相對靜止，共同加速度為0.5gB．當(dāng)M=2m時，A和B保持相對靜止，共同加速度為0.5gC．當(dāng)M=6m時，A和B保持相對靜止，共同加速度為0.75gD．當(dāng)M=5m時，A和B之間的恰好發(fā)生相對滑動二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中固定著兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上靜止著與導(dǎo)軌接觸良好的兩根相同金屬桿1和2，兩桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)相同且不為零，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力?，F(xiàn)用平行于導(dǎo)軌的恒力F拉金屬桿2使其開始運動，在足夠長時間里，下列描述兩金屬桿的速度v隨時間t變化關(guān)系的圖像中，可能正確的是（）A． B． C． D．8、a、b、c三條平行光線垂直于半圓柱體玻璃磚的截面直徑從空氣射向玻璃磚，如圖所示，光線b正好過圓心O，光線a、c從光線b的兩側(cè)對稱入射，光線a、c從玻璃磚下表面進(jìn)入空氣后與光線b交于P、Q兩點，則下列說法正確的是()A．玻璃對三種光的折射率關(guān)系為na>nb>ncB．玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率C．在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距比c光窄D．a(chǎn)、c光分別從空氣射入某種介質(zhì)中，c光發(fā)生全反射時臨界角較小E.a光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長9、如圖所示，半圓是由一條光滑的桿彎曲而成的。帶有小孔的小球穿在桿上，在水平拉力的作用下小球由點開始緩慢升高，此過程中半圓豎直，固定不動，連線水平。在小球緩慢上升的過程中，有關(guān)水平拉力、桿對小球的作用力的變化情況，下列說法正確的是A．逐漸變大B．逐漸變小C．逐漸變大D．逐漸變小，10、天文學(xué)家觀測發(fā)現(xiàn)的雙子星系統(tǒng)“開普勒—47”有一對互相圍繞運行的恒星，其中一顆大恒星的質(zhì)量為M，另一顆小恒星只有大恒星質(zhì)量的三分之一，引力常量為G，據(jù)此可知（）A．大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動周期之比為1：3 B．大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動角速度之比為1：1C．大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動半徑之比為3：1 D．大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動半徑之比為1：3三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置，通過研究紙帶上第一個點到某一個點之間的運動來驗證機(jī)械能守恒定律。通過實驗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大的誤差，為此改用如圖乙所示的實驗裝置：通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中球心正好經(jīng)過光電門B時，通過與光電門B相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄擋光時間t，用毫米刻度尺測出A、B之間的距離h，用游標(biāo)卡尺測得小鐵球的直徑，重力加速度為g。請回答下列問題：(1)小鐵球經(jīng)過光電門時的瞬時速度v=______（用題中所給字母表示）。(2)如果d、t、h、g滿足關(guān)系式______，就可驗證機(jī)械能守恒定律。(3)比較兩個方案，改進(jìn)后的方案相比原方案主要的兩個優(yōu)點是______。A．不需要測出小鐵球的質(zhì)量B．電磁鐵控制小鐵球，更易保證小鐵球的初速度為0C．消除了紙帶與打點計時器之間的摩擦力影響D．?dāng)?shù)據(jù)處理大大簡化12．（12分）某同學(xué)設(shè)計以下的實驗測量某一小電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，實驗主要步驟如下，完成下列填空。(1)用游標(biāo)卡尺測量電動機(jī)轉(zhuǎn)軸的直徑如圖甲所示，測量值為_______。(2)取一根柔軟的無彈性的細(xì)線，把細(xì)線的一端用少許強(qiáng)力膠水固定在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上。(3)如圖乙所示，把細(xì)線的另一端用小夾與紙帶的左端相連，讓紙帶水平穿過打點計時器的限位孔。打點計時器所用的交流電頻率為。(4)打開打點計時器，再開動電動機(jī)，細(xì)線順次排列繞在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，同時拉動紙帶向左運動，打出的紙帶如圖丙所示。由以上數(shù)據(jù)計算電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為_______。（計算結(jié)果保留整數(shù)）(5)實驗中存在系統(tǒng)誤差使測量結(jié)果偏大。寫出造成該系統(tǒng)誤差的一個原因：__________________________________________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，一豎直放置在水平面上的容積為V的柱形氣缸，氣缸內(nèi)盛有一定質(zhì)量的理想氣體?；钊拿娣e為S，活塞將氣體分隔成體積相同的A、B上下兩部分，此時A中氣體的壓強(qiáng)為pA（未知）?，F(xiàn)將氣缸緩慢平放在水平桌面上，穩(wěn)定后A、B兩部分氣體的體積之比為1：2，兩部分氣體的壓強(qiáng)均為1.5p0。在整個過程中，沒有氣體從一部分通過活塞進(jìn)入另一部分，外界氣體溫度不變，氣缸壁光滑且導(dǎo)熱良好，活塞厚度不計，重力加速度為g，求：(1)pA的大小；(2)活塞的質(zhì)量m。14．（16分）右端開口，左端封閉的粗細(xì)均勻的U形玻璃管豎直放置，長為10cm的水銀柱封閉了長為30cm的空氣柱，尺寸如圖甲所示，現(xiàn)用注射器（開始時活塞在底部）緩慢地將水銀抽出，如圖乙所示．已知注射器管橫截面積是玻璃管橫截面積的10倍，大氣壓強(qiáng)為76cmHg，整個過程不漏氣且溫度不變．求：(1)當(dāng)水銀恰好被抽出時玻璃管內(nèi)空氣的壓強(qiáng)（單位用cmHg表示）；(2)注射器管有效長度的最小值（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．15．（12分）如圖所示，兩根平行粗糙金屬導(dǎo)軌固定于絕緣水平面上，導(dǎo)軌左側(cè)間連有阻值為r的電阻，兩平行導(dǎo)軌間距為L。一根長度大于L、質(zhì)量為m、接入電路的電阻也為r的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好，導(dǎo)體棒初始均處于靜止，導(dǎo)體棒與圖中虛線有一段距離，虛線右側(cè)存在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)給導(dǎo)體棒一個水平向右的恒力，使其從靜止開始做勻加速直線運動，進(jìn)入磁場前加速度大小為a0，然后進(jìn)入磁場，運動一段時間后達(dá)到一個穩(wěn)定速度，平行軌道足夠長，導(dǎo)體棒與平行導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)處處相等，忽略平行軌道的電阻。求：（1）導(dǎo)體棒最后的穩(wěn)定速度大小；（2）若導(dǎo)體棒從開始運動到達(dá)穩(wěn)定速度的過程中，通過導(dǎo)軌左側(cè)電阻的電荷量為q，求此過程中導(dǎo)體棒在磁場中運動的位移。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】

A．兩個小球在運動的過程中都是只有重力做功，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒可知兩物體落地時速度大小相等，方向不同，所以速度不同，故A錯誤。B．落地時兩物體的速率相同，重力也相同，但A物體重力與速度的夾角為銳角，B物體重力與速度方向相同，所以落地前的瞬間B物體重力的瞬時功率大于A物體重力的瞬時功率，故B錯誤。C．根據(jù)重力做功的表達(dá)式得兩個小球在運動的過程重力對兩小球做功都為mgh，故C正確。D．從開始運動至落地，重力對兩小球做功相同，但過程A所需時間小于B所需時間，根據(jù)P=W2、B【解析】

A．根據(jù)題意可知，當(dāng)勻強(qiáng)磁場的方向垂直斜面向上時，金屬棒受到的安培力沿著斜面向上，根據(jù)左手定則可知，金屬棒中的電流方向垂直紙面向里，故A錯誤；BD．當(dāng)勻強(qiáng)磁場的方向垂直斜面向上時，金屬棒受到的力如圖所示根據(jù)平衡條件可知當(dāng)磁場的方向改為豎直向上時，金屬棒受力如圖所示，根據(jù)三角形定則有所以有，故B正確，D錯誤；C．根據(jù)以上分析可知F1＜F2，所以I1＜I2，故C錯誤。故選B。3、B【解析】

A．加速度的定義式為a=，知加速度等于速度變化量與所用時間的比值，采用了比值定義法，故A正確，不符合題意；B．研究物體的加速度跟力、質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)采用控制變量法，故B錯誤，符合題意；C．卡文迪許通過扭秤實驗，測定了萬有引力常量，采用了放大法，故C正確，不符合題意；D．電流元是理想化物理模型，電流元概念的提出采用了理想模型法，故D正確，不符合題意。故選B。4、C【解析】

A．由圖可知，粒子在磁分析器內(nèi)向左偏轉(zhuǎn)，受到的洛倫茲力的方向向左，由左手定則可知，該粒子帶正電；粒子在速度選擇器內(nèi)向右運動，根據(jù)左手定則可知，粒子受到的洛倫茲力的方向向上；由于粒子勻速穿過速度選擇器，所以粒子受到的電場力得方向向下，則電場的方向向下，P1的電勢板比極板P2的高，故A錯誤；

B．粒子在速度選擇器內(nèi)受力平衡，則qE1=qvB1可得故B錯誤；C．粒子在靜電分析器內(nèi)受到的電場力提供向心力，則聯(lián)立可得粒子的比荷故C正確；

D．粒子在磁分析器內(nèi)做勻速圓周運動，受到的洛倫茲力提供向心力，則聯(lián)立可得P、Q之間的距離為故D錯誤。

故選C。5、D【解析】該衛(wèi)星一定不是同步衛(wèi)星，因為同步地球衛(wèi)星只能定點于赤道的正上方，故A錯誤．衛(wèi)星的軌道平面必須過地心，不可能與地球北緯43°線所確定的平面共面，故B錯誤．衛(wèi)星的周期可能為：T′=，n=1、2、3…，根據(jù)解得：（n=1、2、3…），滿足這個表達(dá)式的部分軌道即可，故C錯誤，D正確．故選D．點睛：解決該題關(guān)鍵要掌握衛(wèi)星受到的萬有引力提供圓周運動向心力，知道衛(wèi)星的運行軌道必過地心，知道同步衛(wèi)星的特點．6、B【解析】

D.當(dāng)A和B之間的恰好發(fā)生相對滑動時，對A受力分析如圖根據(jù)牛頓運動定律有：解得B與C為繩子連接體，具有共同的運動情況，此時對于B和C有：所以，即解得選項D錯誤；C.當(dāng)，A和B將發(fā)生相對滑動，選項C錯誤；A.當(dāng)，A和B保持相對靜止。若A和B保持相對靜止，則有解得所以當(dāng)M=m時，A和B保持相對靜止，共同加速度為，選項A錯誤；B.當(dāng)M=2m時，A和B保持相對靜止，共同加速度為，選項B正確。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】

AB．當(dāng)力F作用到桿2上時，桿2立刻做加速運動，隨著速度的增加產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生向左的安培力，此時的加速度則隨速度增加，桿2做加速度減小的加速運動，當(dāng)加速度減為零時做勻速運動；此時對桿1所受的安培力若小于最大靜摩擦力，則此過程中桿1始終不動，則圖像A錯誤，B正確；CD．由上述分析可知，若安培力增加到一定值時桿2開始運動，則隨著安培力的增加，棒2做加速度逐漸增加的加速運動，桿1做加速度減小的加速運動，當(dāng)兩桿的加速度相等時，兩桿的速度差恒定，此時兩桿所受的安培力恒定，加速度恒定，則選項C錯誤，D正確。故選BD。8、BCE【解析】

AB．由圖可知，a光和c光入射角相同，但是c光折射角較大，根據(jù)折射率公式可知玻璃對a光的折射率大于對c光的折射率，但是由于b光經(jīng)過玻璃時沒有發(fā)生偏折，故無法比較b光與a、c光的折射率大小，故A錯誤，B正確；C．由于a光的折射率較大，波長較短，則在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實驗，由可得a光的條紋間距比c光窄，故C正確；D．因，根據(jù)臨界角公式知，a光發(fā)生全反射時臨界角較小，故D錯誤；E．根據(jù)公式v＝，由于a光的折射率大，則a光在玻璃中的傳播速度較小，由幾何關(guān)系可知a光在玻璃中傳播的路程較長，故a光比c光穿過該半圓柱體玻璃磚所需時間長，故E正確。故選BCE。9、AC【解析】

小球受重力、桿的彈力、水平拉力作用,與的變化情況如圖所示,由圖可知在小球向上移動的過程中,與豎直方向夾角變大,逐漸變大,逐漸變大。A.A項與上述分析結(jié)論相符，故A正確；B.B項與上述分析結(jié)論不相符，故B錯誤；C.C項與上述分析結(jié)論相符，故C正確；D.D項與上述分析結(jié)論不相符，故D錯誤。10、BD【解析】

AB．互相圍繞運行的恒星屬于雙星系統(tǒng)，大、小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動周期和角速度均相等，故A錯誤，B正確；CD．設(shè)大恒星距離兩恒星轉(zhuǎn)動軌跡的圓心為，小恒星距離兩恒星轉(zhuǎn)動軌跡的圓心為，由可得大，小兩顆恒星的轉(zhuǎn)動半徑之比為1：3，故C錯誤、D正確。故選BD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、BC【解析】

(1)[1]用平均速度代替小鐵球經(jīng)過光電門時的瞬時速度，即(2)[2]若小鐵球機(jī)械能守恒，則有可得(3)[3]比較兩個方案，改進(jìn)后的方案相比原方案最主要的優(yōu)點：一是消除了紙帶與打點計時器之間的摩擦力影響；二是電磁鐵控制小鐵球，更易保證小鐵球的初速度為0，故BC正確，AD錯誤。故選BC。12、0.5048細(xì)線有直徑【解析】

(1)[1]游標(biāo)卡尺的主尺示數(shù)為。游標(biāo)尺的0刻線與主尺的某刻線對齊，示數(shù)為0，則測量值為(4)[2]取紙帶上的