衡水中学2021-2022学年度下学期高三年级素养提升模拟一物理试卷本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。共页,满分分,考试时间分钟。第I卷(选择题共分)一、单项选择题(本题共小题,每小题分,共分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的）1.下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是A.图(a)中,分别用频率为和的光照射同一光电管,电流表均有示数,调节滑动变阻器的触头,使微安表示数恰好为零,分别读出电压表对应的示数和,已知电子电量\n为,可以推导出普朗克常量的计算式B.图(b)中,一个氢原子吸收能量从基态向的能级跃迁时,最多可以吸收种不同频率的光C.图(c)中,铀的半衰期是亿年,经过亿年,两个铀必定有一个发生衰变D.图(d)中,氘核的核子平均质量小于氦核的核子平均质量2.一种可折叠壁挂书架如图所示,一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上,书与书架的重心始终恰好在两个支架横梁和斜梁的连接点连线中点的正上方,书架含书的总重力为,横梁水平,斜梁与横梁夹角为,横梁对点拉力始终沿方向,斜梁对点的压力始终沿方向,已知,则下列说法正确的是A.横梁所受的力为B.斜梁所受的力为\nC.若点同时向移动少许,横梁所受的力变大D.若点同时向移动少许,斜梁所受的力变大年月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星一“风云三号星”送入预定圆轨道,轨道周期约为,被命名为“黎明星”,使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家,如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上城市的正上方,则下列说法正确的是A.“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于B.同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的倍C.该时刻后“黎明星”经过能经过城市的正上方D.该时刻后“黎明星”经过天能经过城市的正上方4.在粒子加速领域中有开创贡献的物理学家谢家麟获得年度国家最高科学技术奖,该奖项被誉为是\n“中国的诺贝尔奖”。环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,正、负离子由静止经过电压为的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为,正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞。不考虑相对论效应,下列说法正确的是A.正、负离子的比荷可以不相同B.加速电压一定时,离子的比荷越大,磁感应强度越大C.磁感应强度一定时,比荷相同的离子,质量大的进入磁场时动能小D.对于给定的正、负离子,加速电压越大,离子从静止到碰撞运动的时间越短5.如图所示,两正四面体边长均为,两正四面体面完全重合,电荷量为的两正、负电荷()\n分别置于两四面体左、右两顶点,静电力常量为,则A.三点的电场强度大小相等,方向不同B.三点的电势不相等C.平面上电场强度的最大值为D.平面上电场强度的最大值为6.如图,理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上,副线圈接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器,原、副线圈匝数比为,已知的最大阻值为。现将滑动变阻器的滑片由最上端向下滑动,下列说法错误的是（）A.电压表示数变小,电流表示数变大\nB.电源的输出功率变小C.当时,电压表示数为D.当时,获得的功率最大7.如图所示,I、II、III均为底边长为的等腰直角三角形区域,I、III区域有垂直纸面向外的匀强磁场,II区域有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小相等。一边长为的正方形金属框在纸面内匀速通过磁场,通过磁场过程中正方形的一条边始终保持与等腰直角三角形的底边重合。取金属框中的感应电流顺时针方向为正,金属框通过磁场过程中,下图中能正确描述金属框中感应电流随时间变化关系的是二、多项选择题(本题共小题,每小题分,共分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得分,选对但不全的得分,有选错的得分)8.如图所示,质量均为的长方体物块甲、乙、丙叠放在水平地面上,乙、丙用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接,轻绳与地面平行,甲与乙之间、乙与丙之间以及丙与地面之间的动摩擦因数分别为和,重力加\n速度取,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力沿水平方向拉物块丙,则下列说法正确的是A.拉力为时,丙即将运动B.要使甲、乙保持相对静止,拉力不能超过C.甲的加速度始终与乙相同D.拉力为时,轻绳的拉力为9.如图所示,一质量为的小车静止在光滑水平地面上。小车上表面是以为圆心、为半径的四分之一圆弧轨道,水平平台与小车的圆弧轨道相切于点。现使质量为的光滑小球以的速度由水平台面滑上小车。已知竖直,水平,水平台面高,小球可视为质点,重力加速度为。则A.小车能获得的最大速度为\nB.小球在点的速度大小为C.小球在点速度方向与水平方向夹角的正切值为D.小球落地时的速度大小为10.如图甲所示,一质量为、边长为、电阻为的单匝正方形导线框放在绝缘的光滑水平面上。空间中存在一竖直向下的单边界匀强磁场,线框有一半在磁场内。其边与磁场边界平行。时刻起,磁场的磁感应强度随时间均匀减小,如图乙所示。线框运动的图像如图丙所示,图中倾斜的虚线与速度图线相切于原点,则A.线框中的感应电流沿逆时针方向B.磁感应强度的变化率为C.时刻,线框的热功率为D.时间内,通过线框的电荷量为\n第II卷(非选择题共分)三、非选择题(本题共小题,共分)11.(6分)某同学用如图甲所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数及木板的质量。将力传感器固定在光滑水平桌面上,并与计算机连接,传感器的读数记为,测力端通过不可伸长的轻绳与一滑块相连(调节力传感器高度使轻绳水平),滑块起初放在较长的木板的最右端(滑块可视为质点),长木板的左、右两端连接有光电门（图中末画出),光电门连接的计时器可记录滑块在两光电门之间的运动时间。已知木板长为,木板一端连接一根不可伸长的轻绳,并跨过光滑的轻质定滑轮连接一测力计和一只空沙桶(调节滑轮高度使桌面上部轻绳水平),测力计的读数记为,初始时整个装置处于静止状态。实验开始后向空沙桶中缓慢倒入沙子。(重力加速度取)(1)缓慢倒入沙子时,的读数缓慢增大到时突变为,测出滑块的质量为,则滑块与木板间的动摩擦因数为;\n(2)在木板开始滑动后,测出在沙桶中装有不同质量的沙子时,滑块通过两光电门的时间间隔,则木板的加速度为用题中所给字母表示),在坐标系中作出的图线如图乙所示,若图线的斜率为,则木板的质量为(用题中所给字母表示)。12.(9分)某同学在实验室做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验,实验室提供了如下器材:小灯泡电流表(量程为,内阻)电压表(量程为,内阻)滑动变阻器(最大阻值,允许通过的最大电流)定值电阻定值电阻电源(电动势为,内阻不计)开关一个、导线若干(1)他设计了如图甲所示的实验电路,应选(填“”或“”),电流表与并联后的量程为A。\n(2)利用图甲所示电路进行实验,某次测量时电流表的示数为,此时电压表的示数如图乙所示,则此时小灯泡的电阻为(结果保留位有效数字)。(3)通过实验正确作出小灯泡的图线,如图丙所示。现把实验中使用的两个完全相同的小灯泡并联后接到如图丁所示的电路中,其中电源的电动势、内阻,定值电阻,则此时每个小灯泡的实际功率为(结果保留位有效数字)。13.(10分)如图所示,质量的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边,其上表面与水平桌面相平,小车的左端放有一质量为\n的小滑块。水平放置的轻弹簧左端固定,质量为的小物块置于光滑桌面上的点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长。现用水平向左的推力将缓慢推至点(弹簧始终在弹性限度内),推力做功,撤去后,沿桌面滑到小车左端并与发生弹性碰撞,最后恰好没从小车上滑下。已知与小车表面间的动摩擦因数均可视为质点,重力加速度取。求:(1)刚要与碰撞前的速度大小;(2)刚在小车上滑行时的初速度;(3)为保证不从小车上滑下,小车的最短长度。14.(17分)如图所示,直角坐标系中,轴左侧有一半径为的圆形匀强磁场区域,与轴相切于点,点坐标为。第一象限内也存在着匀强磁场,两区域磁场的磁感应强度大小均为,方向均垂直纸面向外。圆形磁场区域下方有两长度均为的金属极板(为网状极板),两极板与轴平行放置且右端与轴齐平。现仅考虑纸面平面内,在极板的上表面均匀分布着质量为、电荷量为的带电粒子。两极板加电压后，在板间产生的匀强电场使这些粒子由静止开始加速,并顺利从极板穿出,然后经过圆形磁场全部从点进入第一象限。其中部分粒子打在放置于轴的感光板上,感光板的长度为\n.,厚度不计,其左端点的坐标为。打到感光板上的粒子立即被吸收,从第一象限磁场区域射出的粒子不再重新回到磁场中。不计粒子的重力和相互作用,忽略粒子与感光板碰撞的时间。(1)求两极板间的电压。(2)在感光板上某区域内的同一位置会先后两次接收到粒子,该区域称为“二度感光区”,求：①“二度感光区”的长度;②打在“二度感光区”的粒子数与打在整个感光板上的粒子数的比值。(3)改变感光板材料,让它仅对垂直打来的粒子有反弹作用(不考虑打在感光板边缘两点的粒子),且每次反弹后速度方向相反,大小变为原来的一半,则该粒子在磁场中运动的总路程。四、选考题(共分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分)15.[选修3-3](12分)(1)(4分)下列说法中正确的是。\nA.两分子靠近的过程中,分子力做正功B.室内空气越干燥,相对湿度越大C.热量不能从高温热源传递到低温热源D.布朗运动是固体小颗粒在液体或气体中的运动,属于机械运动(2)(8分)某充气式座椅简化模型如图所示,质量相等且导热良好的两个汽缸通过活塞封闭质量相等的两部分同种气体,活塞通过轻弹簧相连静置在水平面上,如图所示。已知汽缸的质量为,封闭气体气柱的初始高度均为、初始环境温度为,轻弹簧的劲度系数为、原长为,大气压强为,重力加速度为,活塞的横截面积为、质量和厚度不计,弹簧形变始终在弹性限度内,活塞始终末脱离汽缸。(汽缸壁厚度及汽缸内气体的重力均可忽略不计)(i)求初始时气体的压强;(ii)若环境温度缓慢降至,求稳定后活塞离水平面的高度。16.[选修3-4](12分)(1)(4分)如图所示,实线是一列简谐横波在时刻的波形图,虚线是时刻的\n波形图。已知该横波沿轴负方向传播,质点的平衡位置距点。下列说法不正确的是。A.该波的周期可能为B.若波的周期为,质点在时间内运动的路程为C.质点在时刻沿轴负方向运动D.该波遇到尺度为的障碍物时,无衍射现象发生(2)(8分)如图所示为一圆筒截面,两筒内外是空气,两筒之间充满折射率为的均匀透明介质,内圆筒半径为,外圆筒半径为,从点光源处向介质内发射一细光束恰好与内圆相切,光束到达外圆边界时发生反射和折射,反射光线又经外圆边界反射后最终返回到点,可以证明两条反射光线均与内圆相切。已知光在真空中的速度为,求:\n(i)光线到达外圆点发生折射时的折射角;(ii)从点发射的光线经外圆边界反射后，在介质中第一次返回点传播的时间。\n
