2021届山西省大同高考物理模拟试卷（3月份）含答案

这是一份2021届山西省大同高考物理模拟试卷（3月份）含答案，共11页。试卷主要包含了非选择题，[物理-选修3-3]〔15分〕，[物理-选修3-4]〔15分〕等内容，欢迎下载使用。
1.铀核〔 U〕经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核〔 Pb〕，关于该过程，以下说法中正确的选项是〔 〕
A. m=5，n=4
B. 铀核〔 U〕的比结合能比铅核〔 Pb〕的比结合能小
C. 衰变产物的结合能之和小于铀核〔 U〕的结合能
D. 铀核〔 U〕衰变过程的半衰期与温度和压强有关
2.两物体分别从不同高度自由下落，同时落地，第一个物体下落时间为t，第二个物体下落时间为 ，当第二个物体开始下落时，两物体相距〔 〕
A. gt2 B. C. D.
3.如下列图，物体A、B置于水平地面上，与地面动摩擦因数均为μ，物体A、B用一跨过动滑轮的细绳相连，现用逐渐增大的力向上提动滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面成53°，拉B物体的绳子与水平面成37°，此时A、B两物体刚好处于平衡状态，那么A、B两物体的质量之比 为〔认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8〕〔 〕
A. B. C. D.
4.同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1 ， 加速度为a1 ， 地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2 ， 第一宇宙速度为v2 ， 地球半径为R，以下关系式中正确的为〔 〕
A. ＝ B. ＝ C. ＝ D. ＝
5.如下列图，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1.0V、2.0V、3.0V，正六边形所在平面与电场线平行．以下说法中错误的选项是〔 〕
A. 通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B. 匀强电场的场强大小为10V/m
C. 匀强电场的场强方向为由C指向A
D. 将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10﹣19J
6.如图甲所示电路中，L1、L2、L3为三只“6V 3W〞的灯泡，变压器为理想变压器。各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 变压器原副线圈的匝数比为1：2 B. 副线圈两端输出的交流电频率为50 Hz
C. 电流表的示数为0.5A D. 电压表的示数为12V
7.如图甲所示，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R．垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如乙图所示．在0～t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动．乙图中t0、F1、F2为，棒和轨道的电阻不计．那么〔 〕
A. 在t0以后，导体棒一直做匀加速直线运动 B. 在t0以后，导体棒先做加速，最后做匀速直线运动
C. 在0～t0时间内，导体棒的加速度大小为 D. 在0～t0时间内，通过导体棒横截面的电量为
8.如下列图，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子〔不计重力〕沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，那么〔 〕
A. 从P点射出的粒子速度大 B. 从Q点射出的粒子向心加速度大
C. 从P点射出的粒子角速度大 D. 两个粒子在磁场中运动的时间一样长
二、非选择题：
1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打下的点〔图中未标出〕，计数点间的距离如下列图。m1＝50g、m2＝150g，那么〔计算结果保存两位有效数字〕
〔1〕在纸带上打下计数点5时的速度v5＝________m/s。
〔2〕在计数点0～5过程中系统动能的增量△Ek＝________J．为了简化计算，g取10m/s2 ， 那么系统势能的减少量△Ep＝________J。
〔3〕实验结果显示△Ep________△Ek。
10.某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L〔额定电压3.8V，额定电流0.32A〕；电压表 〔量程3V，内阻3kΩ〕；电流表 〔量程0.5A，内阻0.5Ω〕；固定电阻R0〔阻值1000Ω〕；滑动变阻器R〔阻值0～9.0Ω〕；电源E〔电动势5V，内阻不计〕；开关S；导线假设干。
〔1〕实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
〔2〕实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图〔a〕所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________〔填“增大〞“不变〞或“减小〞〕，灯丝的电阻率________〔填“增大〞“不变〞或“减小〞〕。
〔3〕用另一电源E0〔电动势4V，内阻1.00Ω〕和题给器材连接成图〔b〕所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W．〔结果均保存两位小数〕
11.如下列图，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2 ， 求：
〔1〕物块与小车共同速度大小；
〔2〕有相对运动时小车的加速度a及物块在车面上滑行的时间t；
〔3〕物块相对于小车滑行的位移△x；
12..如下列图的坐标系xOy中，x＜0，y＞0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，X轴上A点坐标为〔﹣L，0〕，Y轴上B点的坐标为〔0， L〕．有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电 场区域，经过B点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点 〔图中未画出〕运动到坐标原点O．不计重力．求：
〔1〕.粒子在B点的速度vB是多大？
〔2〕.C点与O点的距离xc是多大？
〔3〕.匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大？
三、[物理-选修3-3]〔15分〕
13.以下有关饱和汽和气体湿度说法正确的选项是〔 〕
A. 与液体处于动态平衡下的蒸汽为饱和汽
B. 在相同温度下，不同液体的饱和汽压几乎相等
C. 一般液体的饱和汽压与温度成非线性关系，温度越高，饱和汽压越大
D. 空气的绝对湿度一定时，环境温度越高，相对湿度越小
E. 饱和汽根本性质和理想气体一样，都适用于理想气体状态方程
14.一定质量的理想气体由状态A沿直线变化到状态B，其p﹣V图象如图1所示。气体处于状态A时，TA＝300K，大气压强p0＝1.0×105Pa，求在此变化过程中，
〔i〕气体从外界吸收的热量Q；
〔ii〕气体的最高温度。
四、[物理-选修3-4]〔15分〕
15.图(a)为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象，以下说法正确的选项是( )
A. 在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动
B. 在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C. 从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m
D. 从t＝0.10 s到t ＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
E. 质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt(国际单位)
16.如图，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径恰好水平，轴线OO′垂直于水平桌面。位于O点正上方某一高度处的点光源S发出一束与OO′，夹角θ＝60°的单色光射向半球体上的A点，光线通过半球体后刚好垂直射到桌面上的B点，O′B＝ R，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求：
〔i〕透明半球对该单色光的折射率n；
〔ii〕该光在半球体内传播的时间。
答案解析局部
一、选择题〔此题共8小题，每题6分，共48分。在每题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。〕
1.【解析】【解答】解：A、核反响方程为： → + +
根据质量数守恒和电荷数守恒，有：
235=207+4m
92=82+2m﹣n
解得：m=7，n=4，故A错误；
B、比结合能越大，原子核结合得越牢固，原子核越稳定，所以铀核的比结合能比铅核的比结合能小，故B正确；
C、铀核 衰变成原子核 ，根据爱因斯坦质能方程知，有质量亏损，释放能量，那么衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能．故C错误，
D、放射性元素的半衰期与温度、压强无关．故D错误
应选：B
【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒确定α衰变和β衰变的次数．通过反响前后的能质量大小，结合爱因斯坦质能方程比较结合能的大小；比结合能越大，原子核越稳定；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与温度、压强无关
2.【解析】【解答】解：第二个物体在第一个物体下落 后开始下落，此时第一个物体下落的高度 ．根据h= ，知第一个物体和第二个物体下落的总高度分别为 ， ，两物体未下落时相距 ．所以当第二个物体开始下落时，两物体相距 ．故D正确，A、B、C错误．
应选D．
【分析】从题意可知，两物体同时落地，知第二个物体在第一个物体下落 后开始下落，根据h= 分别求出两物体下落的总高度，以及第二个物体开始下落时，第一个物体下落的高度．然后根据距离关系求出当第二个物体开始下落时，两物体相距的距离．
3.【解析】【解答】解：对AB分别受力分析
对A：Tcs53°＝μ〔mAg﹣Tsin53°〕 得mA＝
对B：Tcs37°＝μ〔mBg﹣Tsin37°〕 得mB＝
得： ＝
故答案为：A

【分析】利用A、B的平衡方程可以求出质量之比。
4.【解析】【解答】解：A、因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据a＝rω2得： ＝ ．A符合题意，B不符合题意；
C、根据万有引力提供向心力G ＝ ，解得：v＝ ，那么： ＝〔 〕 ．C不符合题意，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】利用向心加速度的表达式可以求出加速度之比；利用引力提供向心力可以求出线速度的比值。
5.【解析】【解答】解：A、连接AC，AC中点电势为2V，与B电势相等，那么EB连线必为一条等势线，由正六边形对称性，CD∥EB，而匀强电场的等势面平行，那么CD直线也是一条等势线。A正确，不符合题意。
B、BA间的电势差为UBA＝1V，又UBA＝EdABcs30°，得场强E＝ ＝ V/m＝ V/m。B错误，符合题意。
C、由几何知识得知，CA⊥EB，EB是等势线，那么CA连线必为一条电场线，而且电场强度的方向由C指向A．C正确，不符合题意。
D、由上得知，E的电势为2V，D点与C点的电势相等为3V，那么电子从E点移到D点，电场力做正功，而且为WED＝qUED＝q〔φE﹣φD〕＝﹣1.6×10﹣19×〔2﹣1〕J＝1.6×10﹣19J，电势能将减小1.6×10﹣19J．D正确，不符合题意。
故答案为：B

【分析】利用等势线结合电势的变化可以判别场强的方向；利用电势差和场强的关系可以求出场强的大小；利用电场力做功结合电势差可以求出电势能的变化。
6.【解析】【解答】解：A、三灯均正常发光，设电流为I，那么原线圈中电流为I，副线圈中电流为2I，那么根据电流之比等于线圈匝数的反比可知，线圈匝数之比为2：1，A不符合题意；
B、由图可知，交流电的周期为T＝0.02s，那么其频率为：f＝ ＝50Hz，因变压器不改变交流电的频率，故副线圈中交流电的频率也为50Hz，B符合题意；
C、电流表的示数为有效值，每个灯泡的电流为：I＝ ＝0.5A，那么电流表示数为：I'＝2I＝1A，C不符合题意；
D、电压表的示数为变压器输入电压，交流电的有效值为Uab＝18V；那么有：U＝Uab﹣UL＝18V﹣6V＝12V．D符合题意。
故答案为：BD。

【分析】利用电流之比可以求出匝数之比；利用周期可以求出频率的大小；利用电流的大小可以求出电流表的读数；利用欧姆定律可以求出电压表的读数。
7.【解析】【解答】解：AB、因在﹣t0时间内棒做匀加速直线运动，故在t0时刻F2大于棒所受的所受的安培力，在t0以后，外力保持F2不变，安培力逐渐变大，导体棒做加速度越来越小的加速，当加速度a=0，即导体棒所受安培力与外力F2相等后，导体棒做匀速直线运动，A不符合题意，B符合题意
C、D 设在0﹣t0时间内导体棒的加速度为a，导体棒的质量为m，t0时刻导体棒的速度为v，通过导体棒横截面的电量为q，那么有：
a= …①
…②
F1=ma…③
q= …④
△Φ=B△S=BL …⑤
由①②③解得：a= ，C不符合题意
由②③④⑤解得：q= ，D符合题意的
故答案为：BD
【分析】根据导体棒的运动情况，结合牛顿第二运动定律以导体棒为研究对象，列式求解即可。
8.【解析】【解答】解：A、粒子在磁场中做圆周运动，分别从P点和Q点射出，轨迹如下列图，
由图知，粒子运动的半径RP＜RQ ， 又粒子在磁场中做圆周运动的半径R＝ ，知粒子运动速度vP＜vQ ， A不符合题意；
B、根据牛顿第二定律可知向心力等于洛伦兹力，即F＝qvB＝man ， 解得：an＝ ，由于两个粒子比荷相同，所以速度大的向心加速度大，B符合题意；
C、根据线速度和加速度的关系可知， ，由于两个粒子比荷相同，所以角速度一样大，C不符合题意；
D、粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系〔图示弦切角相等〕，粒子在磁场中偏转的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间：t＝ T，又因为粒子在磁场中圆周运动的周期T＝ ，可知粒子在磁场中运动的时间相等，D符合题意；
故答案为：BD

【分析】利用运动轨迹结合半径的大小可以比较速度的大小；利用向心力的表达式可以比较向心加速度的大小；利用线速度和角速度关系可以比较角速度的大小；利用圆心角结合闭合可以比较运动的时间。
二、非选择题：
9.【解析】【解答】解：〔1〕计数点5的瞬时速度v5＝ ＝ m/s＝2.4m/s。〔2〕系统增加的动能△EK＝ 〔m1+m2〕v52＝ ×〔50×10﹣3+150×10﹣32J＝0.58J，
系统重力势能的减小量△Ep＝〔m2﹣m1〕gh＝〔150×10﹣3﹣50×10﹣3〕×10×〔0.384+0.216〕J＝0.59J。〔3〕实验结果显示，△Ep＞△Ek ，
故答案为：〔1〕2.4；〔2〕0.58；0.60；〔3〕＞

【分析】〔1〕利用平均速度公式可以求出速度的大小；
〔2〕利用速度可以求出动能的增量；利用高度可以求出重力势能的减少量；
〔3〕利用重力势能的减少量和动能的增量可以进行比较。
10.【解析】【解答】解：〔1〕电压表量程为3 V，要求能够实现在0～3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，需要给电压表串联一个定值电阻扩大量程，题目中要求小灯泡两端电压从零开始，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡的电阻RL＝ ＝ ＝11.875Ω，因 ，故电流表用外接法，实验电路原理图如下列图。〔2〕由I﹣U图象知，图象中的点与坐标原点连线的斜率在减小，表示灯泡的电阻随电流的增大而增大，根据电阻定律R＝ρ 知，灯丝的电阻率增大。〔3〕当滑动变阻器的阻值最大为9.0Ω时，电路中的电流最小，灯泡实际功率最小，由E＝U+I〔R+r〕得U＝﹣10I+4，作出图线①如下列图。
由交点坐标可得U1＝1.78 V，I1＝221 mA，P1＝U1I1≈0.39 W；
当滑动变阻器电阻值R＝0时，灯泡消耗的功率最大，由E＝U+I〔R+r〕得，I＝﹣U+4，
作出图线②如下列图。
由交点坐标可得，U2＝3.70 V，I2＝315 mA，最大的功率为P2＝U2I2≈1.17 W。

【分析】〔1〕利用灯泡的额定电压可以判别电压表需要改装；滑动变阻器使用分压式接法；电流表使用外接法；
〔2〕利用图像斜率可以判别电阻和电阻率的变化；
〔3〕利用闭合电路欧姆定律的直线和图线交点可以求出功率的大小。
11.【解析】【分析】〔1〕利用动量守恒定律可以求出共同的速度；
〔2〕利用牛顿第二定律结合速度公式可以求出运动的时间；
〔3〕利用功能关系可以求出滑行的位移大小。
12.【解析】【分析】〔1〕粒子垂直电场射入，做类平抛运动，在y轴方向上做匀速直线运动，在x轴方向上做匀速直线运动，根据运动学公式求出粒子在B点沿x轴方向上的速度，根据勾股定理求出B点的速度．〔2〕将B点的速度进行分解，求出B点速度与y轴方向上的夹角，作出带电粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何关系求出轨道半径的大小，再根据几何关系确定C点到O点的距离．〔3〕根据动能定理求出电场强度与B点速度的关系，根据洛伦兹力提供向心力，结合轨道半径的大小，求出磁感应强度与B点速度的关系，从而求出电场强度与磁感应强度的比值．
三、[物理-选修3-3]〔15分〕
13.【解析】【解答】解：A．在密闭容器中的液体不断的蒸发，液面上的蒸气也不断地凝结，当这两个同时存在的过程到达动态平衡时，宏观的蒸发也停止了，这种与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽，A符合题意。
B．饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度；一定温度下的不同液体饱和汽的分子数密度是不同值，相同温度下不同液体的饱和汽压一般是不同的，B不符合题意。
C．温度越高，分子运动越剧烈，饱和汽压越大，饱和汽压与温度成非线性关系，C符合题意。
D．空气中水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压之比叫做空气的相对湿度；空气绝对湿度不变时，温度越高，饱和汽压越大，相对湿度越小，D符合题意。
E．饱和状态的情况下：①如果稍微降低温度将会出现凝结，而变成液体，气体分子数减少；②稍微增大压强亦可出现凝结而变成液体，气体分子数减少。所以饱和状态下的气体不遵循理想气体实验定律，而未饱和汽近似遵守理想气体定律，E不符合题意。
故答案为：ACD

【分析】不同液体的饱和气体当温度相同时汽压的大小不同；饱和气体不能利用理想气体的状态方程，由于其压强只受温度的影响；绝对湿度一定时，温度越高其相对湿度越小。
14.【解析】【分析】〔1〕利用理想气体的状态方程结合热力学第一定律可以求出吸收的热量；
〔2〕利用理想气体的状态方程可以求出最大的温度。
四、[物理-选修3-4]〔15分〕
15.【解析】【解答】由 图象可知， 时质点Q沿y轴负方向运动，选项A错误；由 图象可知，波的振动周期 ，由 图象可知 ，故波速 ，根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，那么波在0.10 s到0.25 s内传播的距离 ，选项C正确；其波形图如下列图，此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项B正确； ，质点P在其中的 内路程为20 cm，在剩下的 内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在 内质点P通过的路程小于30 cm，选项D错误；由y­t图象可知质点Q做简谐运动的表达式为 ，选项E正确．
【分析】根据甲、乙两图可以读出该波的波长和周期，从而求出波速， 时Q点在平衡位置上，由乙图知下一时刻向下振动，从而确定了该波向左传播．根据时间与周期的关系，分析质点P的位置和加速度，求出通过的路程．根据 求解波传播的距离．根据图象读出振幅A ， 结合数学知识写出Q点的振动方程。
16.【解析】【分析】〔1〕利用折射定律结合几何知识可以求出折射率的大小；
〔2〕利用传播的速度和传播的路程可以求出传播的时间。