2021届吉林省白城市高考物理模拟试卷（三）含答案

 高考物理模拟试卷〔三〕

一、选择题：此题共8小题，每题6分，共48分．

1.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 普朗克提出了微观世界量子化的观念，并获得诺贝尔奖
B. 爱因斯坦最早发现光电效应现象，并提出了光电效应方程
C. 德布罗意提出并通过实验证实了实物粒子具有波动性
D. 卢瑟福等人通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构

2.2021年10月24日，号称世界最长的跨海大桥一港珠澳大桥正式开始运营通车，该大桥起于香港国际机场，终于珠海拱北口岸，全长55千米，初步实现一桥连三地的目的，为香港、澳门、珠海三地经济社会一体化创造了条件。大桥局部路段采用斜拉桥，如图1所示。其结构简化为如图2所示，其中A为主梁，B为索塔，C为斜拉索，B处于竖直方向，C与B之间的夹角为θ．以下说法不正确的选项是〔   〕 

A. 大桥的桥面受到斜拉索拉力的合力竖直向上
B. θ越大，斜拉索所受拉力越小
C. 索塔所受斜拉索的拉力的合力的大小等于主梁的重力
D. 桥面上有车通行时与无车通行时相比较，斜拉索所受拉力更大

3.2021年11月23日8时55分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号“乙运载火箭，以“一箭双星〞方式成功发射第50、51颗北斗导航卫星。两颗卫星均属于中圆轨道〔MEO〕卫星，是我国的“北斗三号〞系统的组网卫星。这两颗卫星的中圆轨道〔MEO〕是一种周期为12小时，轨道面与赤道平面夹角为60°的圆轨道。是经过GPS和GLONASS运行证明性能优良的全球导航卫星轨道。关于这两颗卫星，以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 这两颗卫星的动能一定相同
B. 这两颗卫星绕地心运动的角速度是长城随地球自转角速度的4倍
C. 这两颗卫星的轨道半径是同步卫星轨道半径的
D. 其中一颗卫星每天会经过赤道正上方2次

4.从空间某点以大小不同的速率沿同一水平方向射出假设干小球，不计空气阻力。那么它们的动能增大到初动能的2倍时的位置处于〔   〕           

A. 同一直线上                       B. 同一圆上                       C. 同一椭圆上                       D. 同一抛物线上

5.如图，水平传送带以恒定速度顺时针转动，传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧。将小物块P轻放在传送带左端，P在接触弹簧前速度已到达v，与弹簧接触后弹簧的最大形变量为d。P的质量为m，与传送带之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。从P开始接触弹簧到弹簧第一次到达最大形变的过程中〔   〕 

A. P的速度一直减小                                                B. 传送带对P做功的功率一直减小
C. 传送带对P做的功W＜μmgd                               D. 弹簧的弹性势能变化量△Ek＝ mv2+μmgd

6.如下列图，0是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，负点电荷q仅在电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处。由此可知〔   〕 

A. 0为正电荷                                                          B. 在整个过程中q的电势能先变小后变大
C. 在整个过程中q的加速度先变大后变小                D. 在整个过程中，电场力做功为零

7.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如下列图，那么〔   〕

A. α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反      B. 原来放射性元素的原子核电荷数为90
C. 反冲核的核电荷数为88                                       D. α粒子和反冲粒子的速度之比为1：88

8.如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为37°，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2  ， 那么〔   〕 

A. F为恒力


 

二、非选择题：共174分．第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33-38题为选考题，考生根据要求作答．〔一〕必考题：共129分．

9.某同学设计了如下列图的装置来探究加速度与力的关系。按图安装好实验装置后，对装置进行调整。 

〔1〕调整弹簧测力计与定滑轮间的水平距离时，与弹簧测力计相连的细线________〔填“接通〞或“断开〞〕电源，轻推小车，检査小车是否匀速运动。   

〔2〕为了验证小车的加速度与力是否成正比，小车的质量________〔填“不必〞或“必须〞〕远大于砝码和砝码盘的总质量。   

10.二极管具有单向导电性，正向导通时电阻几乎为零，电压反向时电阻往往很大。某同学想要测出二极管的反向电阻RD  ， 进行了如下步骤：

步骤一：他先用多用电表欧姆档进行粗测：将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两端分别标记为A和B．将红表笔接A端，黑表笔接B端时，指针几乎不偏转；红表笔接B端，黑表笔接A端时，指针偏转角度很大，那么为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的________端。〔填“A〞或“B〞〕。

步骤二：该同学粗测后得到RD＝1490Ω，接着他用如下电路〔图一〕进行精确测量：电压表量程0～3V，内阻RV＝3kΩ．实验时，屡次调节电阻箱，记下电压表的示数U和相应的电阻箱的电阻R，电源的内阻不计，得到 与 R的关系图线如图〔图二〕所示。由图线可得出：电源电动势E＝________，二极管的反向电阻RD________。

步骤二中二极管的反向电阻的测量值与真实值相比，结果是________〔填“偏大〞、“相等〞或“偏小〞〕

11.第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛工程之一。如图甲，蓝壶静止在大本营圆心O处，红壶推出后经过P点沿直线向蓝壶滑去，滑行一段距离后，队员在红壶前方开始不断刷冰，直至两壶发生正碰为止。，红壶经过P点时速度v0＝3.25m/s，P、O两点相距L＝27m，大本营半径R＝1.83m，从红壶进入刷冰区域后某时刻开始，两壶正碰前后的v﹣t图线如图乙所示。假设在未刷冰区域内两壶与冰面间的动摩擦因数恒定且相同，红壶进入刷冰区域内与冰面间的动摩擦因数变小且恒定，两壶质量相等且均视为质点。 

〔1〕试计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营；   

〔2〕求在刷冰区域内红壶滑行的距离s。   

12.如下列图，x轴、y轴和直线x＝L将平面划分成多个区域。其中I区域内存在竖直向下的电场，II区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场，III区域存在垂直于纸面向外的匀强磁场，II、III区域的磁感应强度大小相同。质量为m、电量为q的粒子从P点〔﹣L，y〕以垂直于电场方向、大小为v0的速度出发，先后经O点〔0，0〕、M点〔L，0〕到达N点〔L，﹣L〕，N点位于磁场分界线处。粒子到达O点时速度方向偏转了 ，不计粒子的重力。答复下面问题。 

〔1〕求带电粒子在电场运动过程中电场力的冲量；   

〔2〕假设粒子从P点出发依次通过O点、M点并于M点第一次射出磁场分界线后到达N点，那么粒子运动的时间为多少？   

〔3〕粒子到达N点时在磁场中运动的路程为多少？   

三、[物理----选修3-3]〔15分〕

13.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 用不能被水浸润的塑料瓶做酱油瓶，向外倒酱油时不易外洒
B. 一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度升高而减少
C. 某气体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA  ， 那么该气体的分子体积为V0＝
D. 与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显
E. 自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的

14.如下列图，气缸开口向上放在水平地面上，缸内有一固定的导热板和一个可自由移动的活塞，开始时导热板上、下封闭气体A、B的压强相等、温度均为T0  ， A气柱气体的体积为V、B气柱气体体积为2V，大气压强为p0  ， 活塞的质量为m，活塞的横截面积为S，气缸足够长，气缸和活塞都是绝热材料制成，给B气体缓慢加热，当A、B气体体积相等时，电热丝发出的热量为Q，重力加速度为g。求： 

〔i〕当A、B气体体积相等时，B中气体的压强多大？

〔ⅱ〕当A、B气体体积相等时，A、B两段气体增加的总内能是多少？

四、[物理---选修3-4]〔15分〕

15.如下列图，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.2s时刻的波形，波传播的速度大小为25m/s，那么这列波沿________(填“x轴正方向〞或“x轴负方向〞)传播，x＝1m处的质点在0.8s内运动的路程为________cm 

16.一透明柱体的横截面如下列图，圆弧AED的半径为R、圆心为O，BD⊥AB，半径OE⊥AB．两细束平行的相同色光1、2与AB面成θ＝37°角分别从F、O点斜射向AB面，光线1经AB面折射的光线恰好通过E点。OF＝ R，OB＝ R，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求： 

〔ⅰ〕透明柱体对该色光的折射率n；

〔ⅱ〕光线2从射入柱体到第一次射出柱体的过程中传播的路程x。

答案解析局部

一、选择题：此题共8小题，每题6分，共48分．

1.【解析】【解答】解：A、爱因斯坦提出了微观世界量子化的观念，并获得诺贝尔奖，A不符合题意；

B、最早发现光电效应现象的是赫兹，爱因斯坦提出了光电效应方程，B不符合题意；

C、德布罗意只是提出了实物粒子具有波动性的假设，并没有通过实验验证，C不符合题意；

D、卢瑟福等人通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，D符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】爱因斯坦提出了微观世界量子化的概念；赫兹最早发现了光电效应；德布罗意只是提出了实物粒子具有波动性的假设。

2.【解析】【解答】解：以主梁A为研究对象，受到重力、一对斜拉索拉力处于平衡状态，这三个力为共点力，如下列图；

A、根据对称性，一对斜拉索C〔与索塔夹角相同〕拉力大小相等，二力合成后，作用在主梁A的合力竖直向上，A正确，不符合题意；

B、主梁重力与斜拉索的拉力的合力等大反向，斜拉索与索塔夹角为θ时，根据平衡条件可得2Tcosθ＝mg，解得T＝ ，所以θ越大，斜拉索所受拉力越大，B错误，符合题意；

C、主梁A所受重力与斜拉索C的拉力的合力等大反向，索塔B所受斜拉索的拉力的合力与斜拉索对主梁A的拉力的合力等大反向，它们的大小相等，C正确，不符合题意；

D、有车辆通过时，车与主梁重力之和大于主梁的重力，斜拉索与索塔夹角不变，斜拉索的拉力变大，D正确，不符合题意。

故答案为：B

 
【分析】利用主梁A进行受力分析，结合平衡可以判别拉力的合力方向竖直向上；利用平衡方程可以求出拉力的大小；利用平衡条件可以判别拉力的合力等于重力的大小；利用重力的变化可以判别拉力的变化。

3.【解析】【解答】解：A、两颗卫星的质量未知，无法比较动能，A不符合题意；

B、中圆轨道卫星周期为12小时，地球同步卫星的周期为24小时，根据角速度与周期的关系可知，ω中圆：ω同步＝2：1，长城随地球自转角速度与同步卫星相等，B不符合题意；

C、根据开普勒第三定律可知， ，中圆轨道卫星的周期与同步卫星的周期之比为1：2，那么这两颗卫星的轨道半径是同步卫星轨道半径的 ，C符合题意；

D、地球中圆轨道卫星周期为12小时，而地球的自转周期24小时，所以当中圆轨道卫星从地球上某一点的上空开始绕地球转两圈，地球转一圈，即卫星每天会经过赤道正上方4次，D不符合题意。

故答案为：C

 
【分析】利用质量未知不能比较动能的大小；利用周期大小可以比较角速度的大小；利用周期定律可以求出轨道半径之比；利用周期的大小可以判别经过赤道的次数。

4.【解析】【解答】动能增大到射出时的2倍，根据公式 ，速度增加为初速度的 倍；

速度偏转角度余弦为： ，

故速度偏转角度为45°，故：vy=v0tan45°=v

故运动时间为： ①

根据平抛运动的分位移公式，有：x=v0t ②

③

联立①②③解得：

在同一直线上。

故答案为：A

 
【分析】利用动能的表达式可以判别速度的变化；结合速度的分解可以判别速度的方向，再利用位移公式可以判别分位移的关系进而判别小球的位置。

5.【解析】【解答】解：A、P与弹簧接触后在水平方向受弹簧力作用，P受的静摩擦力向右，P做匀速运动，运动到弹力与最大摩擦力相等时，P物体由惯性继续压缩弹簧，P接下来做减速运动直到速度为零，A不符合题意；

B、由公式P＝fv可知，由于P先做匀速后做减速，由于静摩擦力增大，速度不变，所以功率先增大，后滑动摩擦力不变，速度减小，所以功率减小，B不符合题意；

C、由于P开始到弹力与最大静摩擦力相等的过程中P受的为静摩擦力，后来为滑动摩擦力，所以传送带对P做的功小于μmgd，C符合题意；

D、对P由动能定理得：Wf+W弹＝0﹣ mv2  ， 由于Wf＜μmgd，所以弹簧的弹性势能变化量小于 mv2+μmgd，D不符合题意。

故答案为：C

 
【分析】利用受力情况可以判别P的速度变化；利用摩擦力的变化及速度的变化可以判别功率的变化；利用摩擦力的大小结合位移可以判别摩擦力做功的大小；利用动能定理可以求出弹性势能的变化量。

6.【解析】【解答】解：A、粒子的所受合力的方向大致指向轨迹的弯曲的方向，知负电荷所受的电场力背离点电荷向外，知O为负电荷。A不符合题意。

B、从从a处运动b处，然后又运动到c处电场力先做负功，再做正功，那么电势能先增大后减小。B不符合题意。

C、越靠近点电荷，电场线越密，那么电荷所受电场力越大，加速度越大，那么加速度先增大后减小。C符合题意。

D、a与c在同一个等势面上，两点间的电势差为零，根据W＝qU，知电场力做功为零，D符合题意。

故答案为：CD

 
【分析】粒子的运动轨迹为曲线，受到的电场力指向圆弧的内部，结合受力方向求解电荷的电性；电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。

7.【解析】【解答】微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，那么末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反。由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动。

由Bqv＝ 得：R＝ 。

假设原来放射性元素的核电荷数为Q，那么对α粒子：R1＝ 。

对反冲核：R2＝ 。

由于p1＝p2  ， 得R1：R2＝44：1，得Q＝90。

反冲核的核电荷数为90﹣2＝88。

它们的速度大小与质量成反比，D不符合题意。正确选项为A、B、C。

故答案为：ABC。

 
【分析】带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，根据磁场方向、电性和运动方向确定粒子的运动轨迹，结合两个带电粒子的运动半径，结合向心力公式分析求解即可。

8.【解析】【解答】解：A、金属棒速度为v时，受到的安培力大小为：FA＝BIL＝B L＝

根据牛顿第二定律得：F﹣FA﹣mgsin37°＝ma

得：v＝ ﹣ a

根据数学知识可知： ＝1.0，因m、B、L、R都是定值，所以F为恒力，A符合题意；

BC、金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，当加速度为零时速度最大，F的功率最大，设ab棒受到的最大安培力大小为FAm  ，

那么有：F＝FAm+mgsin37°。

v＝0时，有：F﹣mgsin37°＝ma0

由图知v＝0时，a02  ， 联立解得 F＝1.76N，FAm

F的最大功率为：WF＝Fvm

回路中的最大电功率为：P电＝FAmvm＝0.56×1W＝0.56W，B不符合题意，C符合题意；

D、设金属棒由静止加速到最大速度这段时间内通过的位移为x。

根据动量定理得：Ft﹣B Lt﹣mgsin37°＝mvm﹣0，又 q＝ t＝ ＝ ＝

根据能量守恒得：Q＝Fx﹣mgxsin37°﹣

结合 ＝1.0，解得：定值电阻上产生的焦耳热是 Q＝0.26J，D符合题意。

故答案为：ACD

 
【分析】利用安培力的表达式结合牛顿第二定律结合图像截距可以判别F为恒力；利用平衡方程可以求出拉力的最大值；结合功率的表达式可以求出最大的功率；利用动量定律结合能量守恒定律可以求出产生的焦耳热大小。

二、非选择题：共174分．第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33-38题为选考题，考生根据要求作答．〔一〕必考题：共129分．

9.【解析】【解答】解：〔1〕打点计时器在工作时对纸带会产生阻力，平衡摩擦力时，为了减小实验误差，应先接通电源，让打点计时器处于工作状态；〔2〕弹簧测力计可直接测出线对小车的拉力，小车的质量不必远大于砝码和砝码盘的总质量；

故答案为：〔1〕接通；〔2〕不必

 
【分析】〔1〕应该先接通电源再轻推小车判别小车是否做匀速运动；
〔2〕有弹簧测力计不需要满足质量要求。

10.【解析】【解答】解：步骤一、多用电表测电阻时电流从黑表笔流出，红表笔流入；当红表笔接A时，指针几乎不偏转，说明二极管电阻无穷大，此时二极管反向偏压，为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的A端；

步骤二、由题意可知，电源内阻不计，电压表与二极管并联电阻：R并＝ ，

由图示电路图可知，电压表示数：U＝IR＝ R，

整理得： ＝ R+ ，

由图示 ﹣R图象可知，纵轴截距：b＝ ﹣1  ， 解得，电源电动势：E＝2.0V，

图象斜率：k＝ ＝ ，解得：RD＝1500Ω；

由于电源内阻不计，电压表内阻，实验消除了电压表内阻对实验的影响，二极管反向电阻测量值与真实值相等。

故答案为：A；2.0V；1500Ω；相等。

 
【分析】利用红进黑出结合指针的偏转可以判别红笔接A端；利用图像截距结合斜率可以求出电动势和反向电阻的大小；利用电压表内阻可以判别测量值等于真实值。

11.【解析】【分析】〔1〕利用动量守恒定律结合速度位移公式可以判别蓝壶是否滑出大本营；
〔2〕利用加速度的定义式结合速度位移公式可以求出距离的大小。

12.【解析】【分析】〔1〕利用动量定律可以求出电场力冲量的方向和大小；
〔2〕利用位移公式结合圆心角的大小可以求出粒子运动的时间；
〔3〕利用圆的周期公式结合圈数可以求出对应的路程大小。

三、[物理----选修3-3]〔15分〕

13.【解析】【解答】A．从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油不浸润塑料，A符合题意；

B．一定质量的理想气体，在压强不变时，温度升高，那么分子对器壁的平均碰撞力增大，所以分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数减少，B符合题意；

C．气体间距较大，那么

得到的是气体分子间的平均距离，C不符合题意；

D．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规那么运动，反映了液体分子的无规那么运动，布朗运动的剧烈程度与温度和悬浮颗粒的体积有关，温度越高，体积越小，布朗运动越剧烈，假设是与固体颗粒相碰的液体分子数越多，说明固体颗粒越大，不平衡性越不明显，D不符合题意；

E．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故E符合题意。

故答案为：ABE。

 
【分析】毛细现象的产生与外表张力及浸润现象都有关系，都是分子力作用的结果；布朗运动是小颗粒的无规那么运动，是由于物体颗粒比较小导致撞击不均匀，反映的是液体的无规那么运动。

14.【解析】【分析】〔1〕利用平衡方程结合气体的等压变化及等容变化可以求出气体压强的大小；
〔2〕利用热力学第一定律可以求出增加的内能大小。

四、[物理---选修3-4]〔15分〕

15.【解析】【解答】这列波在0.2s内传播的距离为：x=vt=5m =l

由此判断这列波沿x轴负方向传播；波的传播周期：T=

那么x=lm处的质点在0.8s内运动的路程：s= ×4×10cm=200cm．

 
【分析】利用传播的距离可以判别波传播的方向；利用周期结合运动的时间可以求出路程的大小。

16.【解析】【分析】〔1〕利用折射定律结合几何关系可以求出折射率的大小；
〔2〕利用全反射条件结合几何关系可以求出传播的路程。