2021届河北省保定市理综物理高三第一次模拟考试试卷含答案

 高三第一次模拟考试试卷

一、单项选择题

1.以下关于天然放射现象的表达中正确的选项是〔   〕           

A. 人类揭开原子核的秘密，是从发现质子开始的
B. 衰变的实质是原子核内一个质子转化成一个中子和一个电子
C. 一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变
D. α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离作用最强

2.关于静电场中的电场线，以下说法错误的选项是〔   〕           

A. 电场线能够形象描述电场的强弱和方向              B. 沿电场线的方向电势有可能升高
C. 电场线总是垂直等势面指向电势降低的方向       D. 沿电场线方向移动一正电荷，其电势能一定减小

3.起重机将静止在地面上的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程中的v－t图像如下列图，g=10m/s2  ， 以下说法中正确的选项是〔   〕 

A. 0~3s内货物处于失重状态                                   B. 3~5s内货物的机械能守恒
C. 5~7s内货物受到向上的拉力为重力的0.3倍         D. 货物上升的总高度为27m

0运动，t=0时刻起对它施加一与速度v0垂直、大小为F的水平恒力，那么t时刻力F的功率为〔   〕           

A. 0                              B.                               C.                               D. 

5.如图，a、b两个物块用一根足够长的轻绳连接，跨放在光滑轻质定滑轮两侧，b的质量大于a的质量，用手竖直向上托住b使系统处于静止状态。轻质弹簧下端固定，竖直立在b物块的正下方，弹簧上端与b相隔一段距离，由静止释放b，在b向下运动直至弹簧被压缩到最短的过程中〔弹簧始终在弹性限度内〕。以下说法中正确的选项是〔   〕 

A. 在b接触弹簧之前，b的机械能一直增加              B. b接触弹簧后，a、b均做减速运动
C. b接触弹簧后，绳子的张力为零                           D. a、b和绳子组成的系统机械能先不变，后减少

二、多项选择题

6.一交流发电机组为某用户区供电的示意图如下列图，发电机组能输出稳定的电压。升压变压器原、副线圈匝数之比为n1：n2l、U2.输电线的总电阻为r，降压变压器的原、副线圈匝数之比为n3：n4=10：1，线圈两端电压分别为U3、U4.  ， L是用户区里一常亮的灯泡，三个回路的干路电流分别为I1、I2、I3  ， 随着用电顶峰的到来，用户区开启了大量的用电器，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 电压U4不变，始终等于Ul      B. 电流Il始终等于I3      C. L变暗      D. 输电线的电阻消耗的功率减小

7.大小相同的三个小球〔可视为质点〕a、b、c静止在光滑水平面上，依次相距l等距离排列成一条直线，在c右侧距c为l处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如下列图。小球a的质量为2m，b、c的质量均为m。某时刻给a一沿连线向右的初动量p，忽略空气阻力、碰撞中的动能损失和碰撞时间。以下判断正确的选项是〔   〕 

A. c第一次被碰后瞬间的动能为                        B. c第一次被碰后瞬间的动能为
C. a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为             D. a与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为

8.如下列图，等腰直角三角形金属框abc右侧有一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，ab边与磁场两边界平行，磁场宽度大于bc边的长度。现使框架沿bc边方向匀速穿过磁场区域，t=0时，c点恰好到达磁场左边界。线框中产生的感应电动势大小为E，感应电流为I〔逆时针方向为电流正方向〕，bc两点间的电势差为Ubc  ， 金属框的电功率为P。图中上述各量随时间变化的图像可能正确的选项是〔   〕 

A.      B.      C.      D. 

9.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 晶体具有各向同性，而非晶体具有各向异性
B. 液体外表张力与重力有关，在完全失重的情况下外表张力消失
C. 对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能到达的高度
D. 饱和汽压随温度而变，温度越高饱和汽压越大
E. 因为晶体熔化时吸收的热量只增加了分子势能，所以熔化过程中晶体温度不变

三、实验题

10.某同学查资料得知：弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比。为了验证弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比这一结论，他设计了如下实验： 

①如下列图，一根带有标准刻度且内壁光滑的直玻璃管固定在水平桌面上，管口与桌面边沿平齐。将一轻质弹簧插入玻璃管并固定左端。

②将直径略小于玻璃管内径的小钢球放入玻璃管，轻推小球，使弹簧压缩到某一位置后，记录弹簧的压缩量x

③突然撤去外力，小球沿水平方向弹出落在地面上，记录小球的落地位置

④保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点，测得小钢球的水平射程s

⑤屡次改变弹簧的压缩量x，分别记作x1、x2、x3……，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3……

请你答复以下问题

〔1〕在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点〞的目的是为了减小________〔填“系统误差〞或“偶然误差〞〕；   

〔2〕假设测得小钢球的质量m、下落高度h、水平射程s，那么小球弹射出去时动能表达式为 ________〔重力加速度为g〕   

〔3〕根据机械能守恒定律，该同学要做有关弹簧形变量x与小钢球水平射程s的图像，假设想直观的检验出结论的正确性，应作的图像为___           

A.s－x
B.s－x2
2－x
D.s－

11.某同学看到某种规格热敏电阻的说明书，知悉其阻值随温度变化的图线如图甲所示。为验证这个图线的可信度，某同学设计了一个验证性实验，除热敏电阻R之外，实验室还提供如下器材：电源E〔电动势为4.5V，内阻约1Ω〕、电流表A〔量程1mA，内阻约200Ω〕、电压表V〔量程3V，内阻约10kΩ〕、滑动变阻器R〔最大阻值为20Ω〕、开关S、导线假设干、烧杯、温度计和水。 

〔1〕从图甲可以看出该热敏电阻的阻值随温度变化的规律是________；   

〔2〕图乙是实验器材的实物图，图中已连接了局部导线，请用笔画线代替导线把电路连接完整；   

〔3〕闭合开关前，滑动变阻器的滑动触头P应置于________端〔填“a〞或“b〞〕；   

〔4〕该小组的同学利用测量结果，采用描点作图的方式在说明书原图的根底上作出该热敏电阻的Rt－t图像，如图丙所示，跟原图比对，发现有一定的差距，关于误差的说法和改进措施中正确的选项是_______           

C.在温度比较高时，通过适当增大电阻两端的电压值可以减小两条曲线的差距
D.在温度比较高时，通过改变电流表的接法可以减小两条曲线的差距

四、解答题

12.一固定的倾角为37°的斜面，斜面长9m，如下列图，斜面上一物体在大小为11N沿斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上加速运动，加速度大小为1m/s2；如果将沿斜面向上的拉力改为1N，物体加速向下运动，加速度大小仍为1m/s2  ， 取重力加速度g=10m/s2  ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： 

〔1〕物体质量m及物体与斜面间的动摩擦因数μ；   

〔2〕假设将物体从斜面顶端由静止释放，物体运动到斜面底端的时间t。   

13.在直角坐标系xoy平面内存在着电场与磁场，电场强度和磁感应强度随时间周期性变化的图像如图甲所示。t=0时刻匀强电场沿x轴负方向，质量为m、电荷量大小为e的电子由〔－L，0〕位置以沿y轴负方向的初速度v0进入第Ⅲ象限。当电子运动到〔0，－2L〕位置时，电场消失，空间出现垂直纸面向外的匀强磁场，电子在磁场中运动半周后，磁场消失，匀强电场再次出现，当匀强电场再次消失而匀强磁场再次出现时电子恰好经过y轴上的〔0，L〕点，此时电子的速度大小为v0、方向为+y方向。电场的电场强度、磁场的磁感应强度以及每次存在的时间均不变，求： 

〔1〕电场强度E和磁感应强度B的大小；   

〔2〕电子从t=0时刻到第三次经过y轴所用的时间；   

〔3〕通过分析说明电子在运动过程中是否会经过坐标原点。   

14.可导热的汽缸竖直放置，活塞下方封有一定质量的理想气体，并可沿汽缸无摩擦的滑动。活塞上方放一物块，缸内气体平衡后，活塞相对气缸底部的高度为h，如下列图。再取一完全相同的物块放在活塞上，气体重新平衡后，活塞下降了 。假设把两物块同时取走，外界大气压强和温度始终保持不变，求气体最终到达平衡后，活塞距汽缸底部的高度。不计活塞质量，重力加速度为g，活塞始终不脱离气缸。 

15.如下列图，一平行玻璃砖的截面是一个矩形，玻璃砖的厚度为d，DC面涂有反光材料。一束极窄的光线从A点以θ= 的入射角射入玻璃砖，AB间的距离为 ，A点的折射光线恰好射到D点，CD间的距离为 ，光在真空中的传播速度为c。求： 

①玻璃砖的折射率；

②光线从A点进入玻璃到第一次射出玻璃砖所经历的时间。

五、填空题

16.某质点做简谐运动，从A点经历时间1s第一次运动到B点，路程为8cm，A、B两位置质点的动能相同，再经相同的时间回到A点。该质点做简谐运动的周期T=________s，振幅A=________m，以第一次经过最大位移时开始计时，再次回到A点时速度方向为正方向，质点位移x随时间t变化的函数关系为 ________。   

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A．天然放射现象是原子核内部变化产生的，人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从贝克勒尔发现天然放射现象开始的，A不符合题意；

B． 衰变的实质方程为 ，是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，B不符合题意；

C．原子核的半衰期是由自身的结构决定的，与物理条件(温度、压强)和化学状态(单质、化合物)均无关，那么对原子核施加压力、提高温度时，其半衰期不变，C符合题意；

D．α、β、γ三种射线中，γ射线穿透能力最强(主要看射线具有的能量)，α射线电离作用最强(从射线自身的带电情况衡量)，D不符合题意。

故答案为：C。

 
【分析】人类发现原子核是从天然放射现象开始的；衰变是核内一个中子转化为一个电子和一个质子；三种射线中射线电离能力最强；射线穿透性最强。

2.【解析】【解答】A．电场线疏密描述电场的强弱，电场线密的地方，电场强度大，疏的地方电场强度弱，而电场线上每一点的切线方向表示电场的方向，A正确，不符题意；

B．沿着电场线电势逐渐降低，电势降低最快的方向是场强的方向，B错误，符合题意；

C．沿着电场线电势逐渐降低，故电场线总是垂直等势面，且指向电势降低最快的方向，C正确，不符题意；

D．沿电场线方向移动一正电荷，电场力一定做正功，由功能关系可知正电荷的电势能一定减小，D正确，不符题意。

故答案为：B。

 
【分析】沿电场线方向的电势不断降低；电场线可以描述场强的大小和方向；沿电场线方向移动的正电荷其电势能一定减小。

3.【解析】【解答】A．货物开始时竖直向上运动，由v－t图像读出0~3s的斜率即加速度为正，表示加速度向上，那么货物处于超重状态，A不符合题意；

B．3~5s内货物做向上的匀速直线运动，一定有除重力以外的拉力对货物做正功，那么货物的机械能增加，B不符合题意；

C．5~7s内的加速度为

由牛顿第二定律有

可得

那么有货物受到向上的拉力为重力的0.7倍，C不符合题意；

D．v－t图像的面积表示货物上升的总位移，那么总高度为

D符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】利用加速度方向可以判别超重和失重；利用外力做功可以判别机械能增加；利用牛顿第二定律可以判别拉力和重力的大小关系；利用面积可以求出上升的高度。

4.【解析】【解答】根据牛顿第二定律有

因 ，那么恒力F的方向为初速度为零的匀加速直线运动，t时刻的速度为

根据功率的定义可知

B符合题意，ACD不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】利用牛顿第二定律结合速度公式和功率的表达式可以求出功率的大小。

5.【解析】【解答】A．在b接触弹簧之前，b除重力外有绳的拉力做负功，那么b的机械能减小，A不符合题意；

B．b接触弹簧后，开始阶段弹力较小，b的合力向下，继续向下加速，b的合力减为零，再变为向上，b才开始减速，同样b加速时也会带动a跟着加速，B接触弹簧后，ab均先做加速运动后做减速运动，B不符合题意；

C．b接触弹簧后，只要b在加速运动，就一定会带着a加速，绳子的拉力一定不为零，只有在b准备减速时，绳无法拉直，此时绳的张力为零，C不符合题意；

D．对a、b和绳子组成的系统而言，弹簧的弹力属于系统的其它力，那么接触弹簧前弹力不做功，接触弹簧后弹力做负功，故系统的机械能先不变后减小，D符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】利用拉力做功可以判别机械能变化；利用平衡条件可以判别b的速度变化；利用a、b一起加速度可以判别绳子拉力不等于0；利用弹力做功可以判别机械能的变化。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】将远距离输电的电路转化为等效电路

其中 ，

由闭合电路的欧姆定律

故随着用电顶峰的到来用户区开启了大量的用电器， 减小，导致 变小，那么输电电流 变大。

A．由变压器的变压比可知

但输电线上有电阻r，产生损失电压，故有

即 ，且用电顶峰U1不变，U4变小，A不符合题意；

B．根据变压器上的电流与匝数成反比，有 ，

可得电流Il始终等于I3  ， B符合题意；

C．那么输电电流 变大会导致损失电压变大，而U2不变，故U3减小，可得U4变小，即并联用户的电压减小，由 可知L的功率变小，L变暗，C符合题意；

D．由 可知，输电电流 变大会导致输电线的电阻消耗的功率增大，D不符合题意。

故答案为：BC。

 
【分析】由于用电器增多导致输电电流变大，损失电压变大所以U4变小；利用匝数之比可以判别电流I1等于I3；由于输出电压变小所以灯泡变暗；由于输电电流变大所以损失功率变大。

7.【解析】【解答】a球与b球发生弹性碰撞，设a球碰前的初速度为v0  ， 碰后a、b的速度为 、 ，取向右为正，由动量守恒定律和能量守恒定律有

其中 ，解得 ，

b球以速度v2与静止的c球发生弹性碰撞，设碰后的速度为 、 ，根据等质量的两个球发生动静弹性碰撞，会出现速度交换，故有 ，

AB．c第一次被碰后瞬间的动能为

A符合题意，B不符合题意；

CD．设a与b第二次碰撞的位置距离c停的位置为x，两次碰撞的时间间隔为t，b球以v2向右运动l与c碰撞，c以一样的速度v4运动2l的距离返回与b弹碰，b再次获得v4向左运动直到与a第二次碰撞，有

对a球在相同的时间内有

联立可得 ，A与b第二次碰撞处距竖直墙的距离为

C符合题意，D不符合题意。

故答案为：AC。

 
【分析】利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出碰后的速度和动能大小；利用位移公式可以求出第二次碰后距离墙壁的距离。

8.【解析】【解答】A．根据导体棒切割磁场产生的动生电动势为 可知，第一阶段匀速进磁场的有效长度均匀增大，产生均匀增大的电动势，因磁场宽度大于bc边的长度，那么第二阶段线框全部在磁场中双边切割，磁通量不变，线框的总电动势为零，第三阶段匀速出磁场，有效长度均匀增大，产生均匀增大的电动势，故 图像的第三阶段画错，A不符合题意；

B．根据闭合电路的欧姆定律 ，可知第一阶段感应电流均匀增大，方向由楞次定律可得为顺时针(负值)，第二阶段电流为零，第三阶段感应电流均匀增大，方向逆时针(正值)，故 图像正确，B符合题意；

C．由局部电路的欧姆定律 ，可知 图像和 图像的形状完全相同，C符合题意；

D．金属框的电功率为 ，那么电流均匀变化，得到的电功率为二次函数关系应该画出开口向上的抛物线，那么 图像错误，D不符合题意。

故答案为：BC。

 
【分析】利用电动势的表达式结合有效长度的大小可以判别电动势的大小；利用楞次定律结合欧姆定律可以判别电流的大小和方向；利用欧姆定律可以判别电压的大小；利用功率的表达式可以判别功率和时间的关系。

9.【解析】【解答】A．晶体分为单晶体和多晶体，单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体各向同性，A不符合题意；

B．液体外表张力是微观的分子引力形成的规律，与宏观的超失重现象无关，那么在完全失重的状态下依然有外表张力的现象，B不符合题意；

C．浸润现象中，浸润液体在细管中上升时，管的内径越小，液体所能到达的高度越高，故对于一定的液体和一定材质的管壁，管内径的粗细会影响液体所能到达的高度，那么C符合题意；

D．饱和汽压与温度有关，温度越高饱和汽压越大，D符合题意；

E．晶体熔化时吸收热量，导致内能增大，但只增加了分子势能，故熔化过程中晶体温度不变，E符合题意。

故答案为：CDE。

 
【分析】多晶体具有各向同性；外表张力是分子引力的表达，与重力大小无关；液体与管接触时会出现浸润现象，上升的高度与管的粗细有关；饱和汽压只与温度有关。

三、实验题

10.【解析】【解答】(1)在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点〞是采用屡次测量求平均值的方法，其目的是为了减小偶然误差。(2)设小球被弹簧弹射出去后的速度为v0  ， 此后小球做平抛运动，有

联立可得小球弹射出去时动能为 (3)假设结论弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比成立，有

而弹射过程弹性势能全部转发为动能，有

即

变形为

可得关系 ，故要验证结论需要作 图像可构成正比例函数关系，故答案为：A。

 
【分析】〔1〕利用平均落点是为了减少偶然误差；
〔2〕利用能量守恒定律结合平抛运动的位移公式可以求出动能的表达式；
〔3〕利用能量守恒定律可以判别对应的图像信息。

11.【解析】【解答】(1)由 图像可知，随着温度的升高，热敏电阻的阻值变小；(2)研究热敏电阻的性质需要电压和电流的变化范围广，且滑动变阻器的最大值小，故滑动变阻器采用分压式接法，热敏电阻的阻值满足 ，故采用电流表的内接法减小系统误差，实物连接如下列图

；(3)滑动变阻器采用的是分压接法，为了保护电路，应让干路的阻值最大，那么闭合开关前滑片置于a端；(4)AB．绝对误差为

相对误差为

由 图像可知在温度逐渐升高的过程中，热敏电阻的理论电阻值阻值和测量电阻值都在逐渐减小，理论电阻值和测量电阻值相差不大，即绝对误差 变化不大，而相对误差 越来越大，A不符合题意，B符合题意；

CD．在相同的温度下，采用电流表的内接法导致测量值总比理论值偏大，故当温度升高到一定值后，电阻变小，那么电流表应该选用外接法减小系统误差，C不符合题意，D符合题意。

故你BD。

 
【分析】〔1〕利用图线可以判别电阻随温度的升高而降低；
〔2〕滑动变阻器使用分压式接法；电流表使用内接法；
〔3〕滑片应该打在a端分压等于0；
〔4〕由于温度高电阻小所以电流表内接法影响比较大；所以导致电阻的测量的相对误差比较大。

四、解答题

12.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律结合平衡方程可以求出动摩擦因素和质量的大小；
〔2〕利用牛顿第二定律结合位移公式可以求出运动的时间。

13.【解析】【分析】〔1〕利用类平抛的位移公式结合牛顿第二定律可以求出电场强度的大小；利用向心力结合轨道半径可以求出磁感应强度的大小；
〔2〕利用牛顿第二定律结合圆心角的大小可以求出运动的总时间；
〔3〕利用周期性运动可以判别电子一定会经过坐标原点。

14.【解析】【分析】〔1〕利用平衡方程结合气体的等温变化可以求出活塞距离底部的高度。

15.【解析】【分析】〔1〕利用光路图结合几何关系可以求出折射率的大小；
〔2〕利用折射定律结合传播的路程和速度可以求出传播的时间。

五、填空题

16.【解析】【解答】因A、B两位置质点的动能相同，那么可知两点关于平衡位置对称，故从A点做一个周期性的简谐运动的时间为周期 ；从A到B的路程8cm为两个振幅，那么振幅 简谐振动的角速度为

由振动表达式为

以第一次经过最大位移时开始计时，再次回到A点时速度方向为正方向，那么初相 ，故位移x随时间t变化的函数关系为

 
【分析】利用简谐运动的时间可以求出周期的大小；利用路程可以求出振幅的大小；利用向外结合振幅可以求出位移和时间的函数关系。