山東省臨沂市蘭山區(qū)2021-2022學(xué)年高三第三次測評物理試卷含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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．地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)某地區(qū)表面的重力加速度發(fā)生了較大的變化，懷疑地下有空腔區(qū)域。進(jìn)一步探測發(fā)現(xiàn)在地面P點的正下方有一球形空腔區(qū)域儲藏有天然氣，如圖所示。假設(shè)該地區(qū)巖石均勻分布且密度為ρ，天然氣的密度遠(yuǎn)小于ρ，可忽略不計。如果沒有該空腔，地球表面正常的重力加速度大小為g；由于空腔的存在，現(xiàn)測得P點處的重力加速度大小為kg(k<1)。已知引力常量為G，球形空腔的球心深度為d，則此球形空腔的體積是A． B． C． D．2．如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1：2，原線圈與固定電阻R1串聯(lián)后，接入輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源。副線圈電路中負(fù)載電阻為可變電阻R2，A、V是理想電表。當(dāng)R2=2R1時，電流表的讀數(shù)為1A，電壓表的讀數(shù)為4V，則（）A．電源輸出電壓為8VB．電源輸出功率為4WC．當(dāng)R2=8Ω時，變壓器輸出功率最大D．當(dāng)R2=8Ω時，電壓表的讀數(shù)為3V3．如圖所示，一根輕彈簧豎直直立在水平地面上，下端固定，在彈簧的正上方有一個物塊。物塊從高處自由下落到彈簧上端O，將彈簧壓縮，當(dāng)彈簧被壓縮了x0時，物塊的速度變?yōu)榱?。從物塊與彈簧接觸開始，物塊的加速度的大小隨下降的位移x變化的圖象可能是（）A． B． C． D．4．如圖所示，一個圓弧面在點與水平面相切，圓弧面的半徑。在兩點間放平面薄木板。一個小物塊以的速度從點滑上木板，并恰好能運動至最高點。物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，取。則小物塊向上運動的時間為（）A． B． C． D．5．在真空中某點電荷Q的電場中，將帶電荷量為q的負(fù)試探電荷分別置于a（0,0,r）、b兩點時，試探電荷所受電場力的方向如圖所示，F(xiàn)a、Fb分別在yOz和xOy平面內(nèi)，F(xiàn)a與z軸負(fù)方向成角，F(xiàn)b與x軸負(fù)方向成角。已知試探電荷在a點受到的電場力大小為Fa=F，靜電力常量為k。則以下判斷正確的是（）A．電場力的大小Fb大于FB．a(chǎn)、b、O三點電勢關(guān)系為C．點電荷Q帶正電，且大小為D．在平面xOz上移動該試探電荷，電場力不做功6．“跳跳鼠”是很多小朋友喜歡玩的一種玩具（圖甲），彈簧上端連接腳踏板，下端連接跳桿（圖乙），人在腳踏板上用力向下壓縮彈簧，然后彈簧將人向上彈起，最終彈簧將跳桿帶離地面．A．不論下壓彈簧程度如何，彈簧都能將跳桿帶離地面B．從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為人的動能C．從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，人一直向上加速運動D．從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，人的加速度先減小后增大二、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．如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框全部處于水平方向的勻強(qiáng)磁場中，線框面積為，電阻為．線框繞與邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動，線框轉(zhuǎn)過時的感應(yīng)電流為，下列說法正確的是（）A．線框中感應(yīng)電流的有效值為B．線框轉(zhuǎn)動過程中穿過線框的磁通量的最大值為C．從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為D．線框轉(zhuǎn)一周的過程中，產(chǎn)生的熱量為8．空間中有水平方向的勻強(qiáng)電場，同一電場線上等間距的五個點如圖所示，相鄰各點間距均為。一個電子在該水平線上向右運動，電子過點時動能為，運動至點時電勢能為，再運動至點時速度為零。電子電荷量的大小為，不計重力。下列說法正確的是（）A．由至的運動過程，電場力做功大小為B．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為C．等勢面的電勢為D．該電子從點返回點時動能為9．如圖所示，在某行星表面上有一傾斜的勻質(zhì)圓盤，盤面與水平面的夾角為30°，圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離L處有一小物體與圓盤保持相對靜止，當(dāng)圓盤的角速度為ω時，小物塊剛要滑動．物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，該星球的半徑為R，引力常量為G，下列說法正確的是A．這個行星的質(zhì)量B．這個行星的第一宇宙速度C．這個行星的同步衛(wèi)星的周期是D．離行星表面距離為R的地方的重力加速度為10．2019年9月23日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第47、48顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。衛(wèi)星的工作軌道是比同步衛(wèi)星軌道低一些的中圓軌道，衛(wèi)星由發(fā)射軌道變軌到中圓軌道b上，軌道a、b相切于P點。則衛(wèi)星在兩軌道上運行時。下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道b運行周期大于24小時B．衛(wèi)星由地面到P點所受引力逐漸減小C．衛(wèi)星在軌道a上經(jīng)過P點時的加速度等于軌道b上經(jīng)過P點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道a上經(jīng)過P點時的動能大于衛(wèi)星在軌道b上經(jīng)過P點時的動能三、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）如圖甲所示是一種研究氣球的體積和壓強(qiáng)的變化規(guī)律的裝置。將氣球、壓強(qiáng)傳感器和大型注射器用T型管連通。初始時認(rèn)為氣球內(nèi)無空氣，注射器內(nèi)氣體體積，壓強(qiáng)，型管與傳感器內(nèi)少量氣體體積可忽略不計。緩慢推動注射器，保持溫度不變，裝置密封良好。(1)該裝置可用于驗證______定律。填寫氣體實驗定律名稱(2)將注射器內(nèi)氣體部分推入氣球，讀出此時注射器內(nèi)剩余氣體的體積為，壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為，則此時氣球體積為______。(3)繼續(xù)推動活塞，多次記錄注射器內(nèi)剩余氣體的體積及對應(yīng)的壓強(qiáng)，計算出對應(yīng)的氣球體積，得到如圖乙所示的“氣球體積和壓強(qiáng)”關(guān)系圖。根據(jù)該圖象估算：若初始時注射器內(nèi)僅有體積為、壓強(qiáng)為的氣體。當(dāng)氣體全部壓入氣球后，氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)開_____。（保留3位小數(shù)）12．（12分）物理社找到一根拉力敏感電阻絲，其阻值隨拉力F變化的圖像如圖甲所示，社員們按圖乙所示電路制作了一個簡易“吊桿”。電路中電源電動勢E=3V，內(nèi)阻r=1Ω；靈敏毫安表的量程為10mA，內(nèi)阻Rg=5Ω；R1是可變電阻。A，B兩接線柱等高且固定。現(xiàn)將這兩根拉力敏感電阻絲套上輕質(zhì)光滑絕緣桿，將其兩端接在A，B接線柱上。通過光滑絕緣桿可將重物吊起。不計敏感電阻絲的重力，現(xiàn)完成下列操作步驟：步驟a：滑環(huán)下不吊重物時，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)可變電阻R1使毫安表指針滿偏；步驟b：滑桿下吊上已知重力的重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；步驟c：保持可變電阻R1接入電路阻值不變，讀出此時毫安表示數(shù)I；步驟d：換用不同已知重力的物理，掛在滑環(huán)上記錄每一個重力值對應(yīng)的電流值；步驟e：將毫安表刻度盤改裝為重力刻度盤（1）寫出敏感電阻絲上的拉力F與重物G的關(guān)系：F=___________。（2）設(shè)R-F圖像斜率為k，寫出毫安表示數(shù)I與待測重物重力G關(guān)系的表達(dá)式：I=___________。（用E，r，R1，Rg，R0，k，θ表示）（3）若R-F圖像中R0=50Ω，k=0.2Ω/N。測得θ=45°，毫安表指針半偏，則待測重物的重力G=________N。（4）關(guān)于改裝后的重力刻度盤，下列說法正確的是________。A．重力零刻度線在毫安表滿刻度處，刻度線均勻B．重力零刻度線在毫安表零刻度處，刻度線不均勻C．重力零刻度線在毫安表滿刻度處，刻度線不均勻D．重力零刻度線在毫安表零刻度處，刻度線均勻（5）若電源電動勢不變，內(nèi)阻變大，其他條件不變，用這臺簡易“吊秤”稱重前，進(jìn)行了步驟a操作，則測量結(jié)果________。（填“偏大”“偏小”或“不變”）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）真空中有如圖所示的周期性交變磁場，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直紙面向里為正方向，B0=1T，t0=π×l0-5s，k為正整數(shù)。某直角坐標(biāo)系原點O處有一粒子源，在t=0時刻沿x軸正方向發(fā)射速度為v0=103m/s的正點電荷，比荷=1×l06C/kg，不計粒子重力。(1)若k=1，求粒子在磁場中運動的軌道半徑和粒子第3次（從O點出發(fā)記為第1次）經(jīng)過y軸時的時刻；(2)若k=2，求粒子在運動過程中與y軸交點坐標(biāo)的最大值和最小值；(3)若t0=10-5s，則k取何值時，粒子可做周期性循環(huán)運動回到出發(fā)點？并求出循環(huán)周期的最小值Tmin和相應(yīng)的k值。14．（16分）我們已經(jīng)學(xué)過了關(guān)于兩個質(zhì)點之間萬有引力的大小是：F=．但是，在某些特殊情況下，非質(zhì)點之間的萬有引力計算及其應(yīng)用的問題，我們可以利用下面兩個已經(jīng)被嚴(yán)格證明是正確的結(jié)論，而獲得快速有效地解決：a．若質(zhì)點m放置在質(zhì)量分布均勻的大球殼M（球殼的厚度也均勻）的空腔之內(nèi)，那么m和M之間的萬有引力總是為零．b．若質(zhì)點m放置在質(zhì)量分布均勻的大球體M之外（r≥r0），那么它們之間的萬有引力為：F=，式中的r為質(zhì)點m到球心之間的距離;r0為大球體的半徑．假設(shè)地球可視為一個質(zhì)量分布均勻且密度為ρ的球體，通過地球的南北兩極之間能夠打通一個如圖所示的真空小洞．若地球的半徑為R，萬有引力常數(shù)為G，把一個質(zhì)量為m的小球從北極的洞口由靜止?fàn)顟B(tài)釋放后，小球能夠在洞內(nèi)運動．（1）求：小球運動到距地心為0.5R處的加速度大小a；（2）證明：小球在洞內(nèi)做簡諧運動；（3）求：小球在運動過程中的最大速度vm．15．（12分）如圖甲所示，玻璃管豎直放置，AB段和CD段是兩段長度均為l1＝25cm的水銀柱，BC段是長度為l2＝10cm的理想氣柱，玻璃管底部是長度為l3＝12cm的理想氣柱．已知大氣壓強(qiáng)是75cmHg，玻璃管的導(dǎo)熱性能良好，環(huán)境的溫度不變．將玻璃管緩慢旋轉(zhuǎn)180°倒置，穩(wěn)定后，水銀未從玻璃管中流出，如圖乙所示．試求旋轉(zhuǎn)后A處的水銀面沿玻璃管移動的距離．

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、D【解析】

地球表面正常的重力加速度大小為,由于空腔的存在，現(xiàn)測得P點處的重力加速度大小為，則空腔體積大小的巖石對物體吸引產(chǎn)生的加速度為，結(jié)合萬有引力定律，即，解得：，故D項正確，ABC錯誤。2、C【解析】

A．當(dāng)R2=2R1時，電流表的讀數(shù)為1A，電壓表的讀數(shù)為4V，所以R2=4Ω，R1=2Ω，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1：2，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得原線圈電壓是U1=2V，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比得原線圈電流是I1=2A，所以電源輸出電壓為U=U1+I1R1=2+2×2=6V故A錯誤；B．電源輸出功率為P=UI1=12W故B錯誤；C．根據(jù)歐姆定律得副線圈電流為，所以原線圈電流是，所以，變壓器輸出的功率所以當(dāng)R2=8Ω時，變壓器輸出的功率P2最大，即為，故C正確；D．當(dāng)R2=8Ω時，U2=6V，即電壓表的讀數(shù)為6V，故D錯誤。故選C。3、D【解析】

物塊接觸彈簧后，在開始階段，物塊的重力大于彈簧的彈力，合力向下，加速度向下，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-kx=ma得到a與x是線性關(guān)系，當(dāng)x增大時，a減??；

當(dāng)彈力等于重力時，物塊的合力為零，加速度a=0；

當(dāng)彈力大于重力后，物塊的合力向上，加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律得kx-mg=ma得到a與x是線性關(guān)系，當(dāng)x增大時，a增大；若物塊接觸彈簧時無初速度，根據(jù)簡諧運動的對稱性，可知物塊運動到最低點時加速度大小等于g，方向豎直向上，當(dāng)小球以一定的初速度壓縮彈簧后，物塊到達(dá)最低點時，彈簧的壓縮增大，加速度增大，大于g；A．該圖與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B．該圖與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C．該圖與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D．該圖與結(jié)論相符，選項D正確；故選D。4、A【解析】

設(shè)木板長度為。向上滑動過程能量守恒，有如圖所示由幾何關(guān)系得，，又有運動過程有又有解以上各式得A正確，BCD錯誤。故選A。5、C【解析】

由題，F(xiàn)a、Fb分別在yOz和xOy平面內(nèi)，可知點電荷Q即在yOz平面內(nèi)，也在xOy平面內(nèi)，所以Q一定在坐標(biāo)軸y上，過a點沿F的方向延長，與y軸交于Q點，設(shè)OQ之間的距離為y，由幾何關(guān)系得則aQ之間的距離連接bQ，則b受到的電場力的方向沿bQ的方向。由幾何關(guān)系得可知b點到O點的距離也是r，b到Q之間的距離也是2rA．b與a到Q點的距離相等，根據(jù)庫侖定律可知，試探電荷在b點受到的電場力與在a點受到的電場力是相等的，所以故A錯誤；B．負(fù)電荷受到的電場力指向Q，根據(jù)異性電荷相互吸引可知，Q帶正電，由于距離正電荷越近電勢越高，所以O(shè)點的電勢高，b與a點的電勢相等，即故B錯誤；C．由于點電荷Q帶正電，根據(jù)庫侖定律解得點電荷Q的電荷量為故C正確；D．平面xOz上各點到Q的距離不一定相等，所以各點的電勢不一定相等，則在平面xOz上移動該試探電荷，電場力不一定不做功，故D錯誤。故選C。6、D【解析】當(dāng)彈簧下壓的程度比較小時，彈簧具有的彈性勢能較小，彈簧不能將跳桿帶離地面，故A錯誤；從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的動能和重力勢能，故B錯誤；從人被彈簧彈起到彈簧恢復(fù)原長，開始彈力大于重力，人向上加速，彈簧逐漸恢復(fù)性變,彈力逐漸減小，加速度逐漸減?。缓髞韽椓π∮谥亓?，人的加速度反向增加，所以人的加速度先減小后增大，故C錯誤，D正確．所以D正確，ABC錯誤．

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、BC【解析】試題分析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得產(chǎn)生的電動勢，電流，線框轉(zhuǎn)過時的感應(yīng)電流為，電流的有效值，故A錯誤；線框轉(zhuǎn)動過程中穿過線框的磁通量的最大值為BS，又，解得BS=，所以B正確；從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為，故C正確；轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量代入解得：，故D錯誤．考點：本題考查交流電8、AD【解析】

A．電場線沿水平方向，則等間距的各點處在等差等勢面上。電子沿電場線方向做勻變速運動。電子從至的過程，電勢能與動能之和守恒，動能減小了，則電勢能增加了，則電勢差則電子從至的過程，電場力做負(fù)功，大小為A正確；B．電場強(qiáng)度大小B錯誤；C．電子經(jīng)過等勢面時的電勢能為，則點的電勢又有則C錯誤；D．電子在點時動能為，從減速運動至，然后反向加速運動再至點，由能量守恒定律知電子此時的動能仍為，D正確。故選AD。9、BD【解析】

當(dāng)物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點，由重力沿斜面向下的分力和最大靜摩擦力的合力提供向心力時，角速度最大，由牛頓第二定律求出重力加速度，然后結(jié)合萬有引力提供向心力即可求出．【詳解】物體在圓盤上受到重力、圓盤的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知當(dāng)物體轉(zhuǎn)到圓盤的最低點，所受的靜摩擦力沿斜面向上達(dá)到最大時，角速度最大，由牛頓第二定律得：μmgcos30°-mgsin30°=mω2L，所以:.A．繞該行星表面做勻速圓周運動的物體受到的萬有引力即為其所受重力，即：,所以，故A錯誤；B．根據(jù)行星的第一宇宙速度公式得，該行星得第一宇宙速度為，故B正確；C．同步衛(wèi)星在軌運行時，軌道處衛(wèi)星受到的引力提供向心力，則有，解得：，由于同步衛(wèi)星的高度未知，故而無法求出自轉(zhuǎn)周期T，故C錯誤；D．離行星表面距離為R的地方的萬有引力：；即重力加速度為ω2L．故D正確．【點睛】本題易錯點為C選項，在對同步衛(wèi)星進(jìn)行分析時，如果公轉(zhuǎn)圓周運動不能計算時，通?？梢钥紤]求行星自傳周期：同步衛(wèi)星的周期等于行星自傳周期．該行星赤道上的物體隨行星一起做圓周運動時，萬有引力可分解為重力和自傳向心力，即，由于不能確定該行星表面上赤道地區(qū)的重力加速度，故而無法求出自傳周期T；如果錯誤地按照自傳向心力由萬有引力提供，，解得：T=，就錯了，因為是如果行星上物體所受萬有引力全部提供自傳向心力，該行星已經(jīng)處在自解體狀態(tài)了，也就是不可能存在這樣得行星．10、BC【解析】

A．同步衛(wèi)星周期為24小時，軌道b比同步衛(wèi)星軌道低一些，周期小于24小時，選項A錯誤；B．由可知，距離地面越遠(yuǎn)，引力越小，選項B正確；C．由于，衛(wèi)星從軌道a和軌道b經(jīng)過P點時加速度相同，選項C正確；D．衛(wèi)星從a軌道到b軌道，需點火加速，動能增大，D錯誤。故選BC。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、玻意耳1.027【解析】

(1)[1]用DIS研究在溫度不變時，氣體的壓強(qiáng)隨溫度的變化情況，所以該裝置可用于驗證玻意耳定律；(2)[2]將注射器內(nèi)氣體部分推入氣球，壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1，根據(jù)玻意耳定律得：所以讀出此時注射器內(nèi)剩余氣體的體積為，所以時氣球體積為；(3)[3]由題可知，若初始時注射器內(nèi)僅有體積為、壓強(qiáng)為p0的氣體，氣體全部壓入氣球后氣球的壓強(qiáng)與初始時注射器內(nèi)有體積為、壓強(qiáng)為p0的氣體中的氣體壓入氣球，結(jié)合題中圖乙可知，剩余的氣體的體積約在左右，壓強(qiáng)略大于p0，所以剩余的氣體的體積略小于0.5V0。由圖可以讀出壓強(qiáng)約為1.027p0?！军c睛】本實驗是驗證性實驗，要控制實驗條件，此實驗要控制兩個條件：一是注射器內(nèi)氣體的質(zhì)量一定；二是氣體的溫度一定，運用玻意耳定律列式進(jìn)行分析。另外，還要注意思維方式的轉(zhuǎn)化，即可以將初始時注射器內(nèi)僅有體積為0.5V0、壓強(qiáng)為p0的氣體，氣體全部壓入氣球，與初始時注射器內(nèi)有體積為V0、壓強(qiáng)為p0的氣體中的氣體壓入氣球是等效的。12、C不變【解析】

(1)[1]對重物，可得即;（2）[2]不掛重物時，由閉合電路歐姆定律可得掛重物后，由圖中關(guān)系可知整理得（3）[3]將數(shù)據(jù)帶入[2]中表達(dá)式可得（4）[4]由（2）中分析可知，不掛重物時，電表滿偏，此時應(yīng)該為重力的0刻線，由可知，不成線性關(guān)系，故刻度為不均勻的，故C正確，A、B、D錯誤；故選B。（5）[5]由于稱重前現(xiàn)將電表調(diào)滿偏，當(dāng)電源內(nèi)阻變化時，滿偏時總電阻不變，故電源內(nèi)阻變化對測量結(jié)果無影響。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、(1)0.01m；；(2)；；(3)當(dāng)取非的正整數(shù)時，均可以回到出發(fā)點；當(dāng)時，最小循環(huán)周期為【解析】

(1)粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動，由解得當(dāng)時，因為，粒子第3次經(jīng)過軸時恰好向上經(jīng)歷兩個半圓（如圖）則時間(2)當(dāng)時，，粒子一個循環(huán)周期中運動分別為半圓→整圓→半圓→整圓，因此由幾何關(guān)系得：與軸交點