2021年宁夏银川一中高考物理三模试卷（含答案解析）

2021年宁夏银川一中高考物理三模试卷

1. 在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是

A.  B.
C.  D.

2. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为
   
    

A.  B.  C.  D.

3. 将一光滑轻杆固定在地面上，杆与地面间夹角为，一光滑轻环套在杆上。一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上，用另一轻绳通过滑轮系在轻环上，用手拉住轻绳另一端并使OP恰好在竖直方向，如图所示。现水平向右拉绳，当轻环重新静止不动时OP绳与天花板之间的夹角为

A.  B.  C.  D.

4. 如图甲，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。外圆环通以如图乙所示的电流。规定内圆环a端电势高于b端时，a、b间的电压为正，下列图像可能正确的是

A.  B.
C.  D.

5. 若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处以相同的速率水平抛出一物体，它们在水平方向运动的距离之比为。已知该行星质量约为地球的5倍，地球的半径为R，由此可知该行星的半径约为

A. 2R B.  C.  D.

6. 小张和小王分别驾车沿平直公路同向行驶，在某段时间内两车的图象如图所示，初始时，小张在小王前方处
    

A. 若，两车相遇1次 B. 若，两车相遇2次
C. 若，两车相遇1次 D. 若，两车相遇1次

7. 以O为圆心的圆形区域内有垂直于圆面向外的匀强磁场图中未画出，磁感强度为B。一质量为m、电量为q的带电粒子从M点以速度v沿与MO成角的方向进入磁场，不计粒子的重力，最后粒子从N点离开磁场，已知，则
    

A. 该粒子带负电
B. 圆形磁场的直径为
C. 粒子从N点出场时的速度方向一定垂直于MO
D. 若该粒子以相同的速度从P点进入磁场，一定从N点离开磁场

8. 在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为图中未画出，一质量为m，带电量为的粒子仅在电场力的作用下，由A点以某一速度进入电场，图中曲线为粒子的运动轨迹，B和C是轨迹上的两点。如图所示，其中为常数，下列说法正确的是

A. 粒子从A点运动到C点的过程中，电场力对它做的功为
B. 粒子从A点运动到C点的过程所经历的时间为
C. 粒子经过C点时的速率
D. 粒子在A点的电势能小于在C点的电势能

9. 某实验小组用一只弹簧秤和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2，主要实验步骤如下：
   弹簧秤挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点处，记下弹簧秤的示数F
   弹簧秤挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，此时绳套1沿方向，绳套2沿方向，记下弹簧秤的示数
   根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力______
   比较______即可初步验证
   只改变绳套2的方向，重复上述试验步骤．
   将绳套1由方向缓慢转动到方向，同时绳套2由方向缓慢转动到方向，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，保持绳套1和绳套2的夹角不变，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是______填选项前的序号
   A.逐渐增大    先增大后减小      逐渐减小      先减小后增大．
10. 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：
    螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______ 选填“A”“B”或“C”，直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。
    选择电阻丝的______ 选填“同一”或“不同”位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径。某次测量结果如图所示，电阻丝的直径为______ mm。
    图2甲中为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。
    为测量，利用图3甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压和电流的值，作出的关系图象如图4所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压和电流的值，数据见表：

请根据表中的数据，在方格纸上作出图象。

由此，可求得电阻丝的______ 保留一位小数。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。

11. 如图，水平面纸面内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上，时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为重力加速度大小为g。求：
    
    
    
    
    
    
    金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；
    电阻的阻值。
    
    
    
    
    
    
     
12. 如图所示，光滑水平面上静止放置着一辆平板车A，车板总长为车上有两个小滑块B和都可视为质点，B与车板之间的动摩擦因数为，而C与车板之间的动摩擦因数为开始时B、C分别从车板的左、右两端同时以大小相同的初速度相向滑行．经过一段时间，C、A的速度达到相等，此时C和B恰好发生碰撞．已知C和B发生碰撞时两者的速度立刻互换，A、B、C三者的质量都相等，重力加速度为设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力．
    求C和B开始滑行时的初速度的大小．
    已知滑块C最后没有脱离车板，求滑块C最后与车达到相对静止时处于车板上的位置．

13. 已知水银的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则水银分子的直径是______ 。
    
    
    
    
    
    
     
14. 一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化，问：
    若从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少？
    如果知道气体由A状态经B、C到D状态的过程中，气体的最高温度，则气体在此过程中达到的最低温度是多少？

15. 在双缝干涉实验中，用波长为630nm的红光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。已知双缝到屏幕的距离为，测得第1条到第6条亮条纹中心间距的距离为，则双缝之间的距离为______ mm。

一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，时刻的波动图象如图甲所示，其中处于处的质点A的振动图象如图乙所示，此时振动恰好传播到的质点处，A、B两点均在x轴上，两者相距，求：

①这列波的传播速度；
②从时刻开始10s内质点B运动的路程和位移







答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：A、此实验为双缝干涉实验，和原子核式结构无关，故A错误。
B、此实验为光电效应实验，和原子核式结构无关，故B错误。
C、此实验为电磁波的发射和接收实验，和原子核式结构无关，故C错误。
D、此实验为散射实验，卢瑟福通过这个实验提出了原子的核式结构模型，故D正确。
故选：D。
双缝干涉实验、光电效应实验、电磁波的发射和接收实验都和原子核式结构无关；英国物理学家卢瑟福和助手们进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。
本题考查了物理学史。关注常见的物理常识，熟记教材上出现过的物理实验，是解决本题的关键，只要平时多加积累，难度不大。
 

2.【答案】C
 

【解析】质点经过Q点时，由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，由圆周运动中的向心力公式得：，由题有：，可得：，质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得：，解得克服摩擦力所做的功为：，故ABD错误，C正确。
故选C。
 

3.【答案】D
 

【解析】解：对轻环Q进行受力分析如图1，则只有绳子的拉力垂直于杆的方向时，绳子的拉力沿杆的方向没有分力；由几何关系可知，绳子与竖直方向之间的夹角是；

对滑轮进行受力分析如图2，由于滑轮的质量不计，则OP对滑轮的拉力与两个绳子上拉力的和大小相等方向相反，所以OP的方向一定在两根绳子之间的夹角的平分线上，由几何关系得OP与竖直方向之间的夹角：，则OP与天花板之间的夹角为：，故D正确，ABC错误。
故选：D。
先对Q进行受力分析，得出PQ与竖直方向之间的夹角，然后以滑轮为研究的对象，即可求出OP与竖直方向之间的夹角，再结合几何关系求出OP与天花板之间的夹角。。
该题考查共点力的平衡与矢量的合成，解答的关键是只有绳子的拉力垂直于杆的方向时，即绳子的拉力沿杆的方向没有分力时，光滑轻环才能静止。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：由乙图可知，在内，通过大圆环的电流沿顺时针增加，由楞次定律可判断内圆环a端电势高于b端，因电流的变化率逐渐减小，故内圆环产生的感应电动势逐渐减小，a、b间的电压等于内圆环产生的感应电动势，则逐渐减小到零；
同理可知，在内，通过大圆环的电流沿顺时针逐渐减小，由楞次定律可知，a端电势低于b端，因电流的变化率逐渐变大，故内圆环产生的感应电动势变大，则逐渐增大。
在第二个内，重复以上变化，综合来看，选择C符合变化特点，故C正确，ABD错误。
故选：C。
分析第一个周期内的感应电流变化情况，通过分析电流的变化明确磁场的变化，根据楞次定律即可得出内圆环产生的感应电动势，从而确定a、b间的电压变化情况。
本题考查楞次定律和法拉第电磁感应定律的综合应用，要注意明确楞次定律解题的基本步骤，正确掌握并理解“增反减同”的意义，并能正确应用。
 

5.【答案】A
 

【解析】解：对于任一行星，设其表面重力加速度为g。
根据平抛运动的规律得：
解得：
则水平射程为：，解得：
所以该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为：
根据万有引力与重力的关系可得：，则：，
可得：
解得：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
通过平抛运动的规律求出该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比．再由万有引力等于重力，求出行星的半径。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。
 

6.【答案】AB
 

【解析】解：由图读出时，小王通过的位移为：

小张通过的位移为：

两者位移之差：
A、若，两车在时刻相遇，此刻以后小张的速度大于小王的速度，两车不可能再相遇。故A正确。
B、若，说明前，小王已追上小张相遇一次，相遇时，小王的速度大于小张的速度，后来由于小王速度大，车子开到小张的前面，两车距离增大，在后，小张的速度大于小王的速度，两车距离减小，可以再次相遇，相遇后小张的速度大于小王的速度，不可能再相遇。所以两车相遇2次。故B正确。
C、D若和54m，两车速度相等时，小王还没有追上小张，则两车不可能相遇。故CD错误。
故选：AB。
由速度图象的“面积”求出时刻两物体通过的位移，求出位移之差，根据的大小与的大小关系，分析两车相遇的次数．
本题要能根据两车速度的大小分析它们之间距离的变化，判断能否相遇，考查分析问题的能力．
 

7.【答案】CD
 

【解析】解：由左手定则可知，粒子带正电，故A错误；
如图

过O做MN的垂线，与圆交于，为菱形，则为圆周运动的圆心，、为圆周运动的半径，由图中几何关系可看出粒子从N点出场时的速度方向一定垂直于MO，并且圆周运动的半径和磁场半径相同，则有

可得

故B错误，C正确；
D.圆周运动的半径与磁场半径相同，入射速度相同，根据磁汇聚现象，粒子从同一点射出，故D正确。
故选：CD。
根据题意画出粒子的运动轨迹，根据几何关系可知粒子从N点出场时的速度方向一定垂直于MO，并且圆周运动的半径和磁场半径相同，联系磁汇聚进行解答。
本题考查带电粒子在磁场运动问题，合理做出运动轨迹，掌握洛伦兹力提供向心力是关键，注意当圆形区域磁场中圆周运动的半径和磁场半径相同时会发生磁汇聚现象。
 

8.【答案】ABC
 

【解析】解：A、带电粒子受沿y轴负方向的电场力为Eq，从A到C沿电场力方向的位移为，根据得：
，故A正确；
B、根据抛体运动的特点，粒子在x方向做匀速直线运动，由对称性可知轨迹最高点D在y轴上，即，对粒子由A到y轴的D点过程中沿y轴方向做匀减速直线运动，且到D点时竖直方向速度为零，可以看成反向匀加速直线运动，

根据牛顿第二定律得：

联立解得：
粒子从A点运动到C点的过程所经历的时间为，故B正确；
C、由题可知，在DC段做类平抛运动，
水平方向上：
解得：
竖直方向上：
，故C正确；
D、从A到C，电场力做正功，电势能减小，故粒子在A点的电势能大于在C点的电势能，故D错误。
故选：ABC。
根据可求从A到C沿电场力所做的功；根据抛体运动的特点，粒子在x方向做匀速直线运动，由对称性可知轨迹最高点D在y轴上，根据牛顿第二定律和运动学公式，可求从A到D的时间，根据对称性可求从A点运动到C点的过程所经历的时间；在DC段做类平抛运动，分别求出水平和竖直方向的分速度，根据勾股定理即可求粒子经过C点时的速率；从A到C，根据电场力做功，从而确定电势能的变化情况。
本题考查带电粒子在电场中做类平抛运动的相关知识，要注意明确带电粒子在水平方向上为匀速运动，竖直方向为匀变速直线运动，掌握运动的合成与分解即可顺利求解。
 

9.【答案】和，  A
 

【解析】解：根据的平行四边形定则计算绳套1的拉力，
通过比较F和，在误差范围内相同，则可初步验证，
两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则画出图象，如图所示：
根据图象可知，绳套1的拉力大小逐渐增大，故A正确．
故选：A
故答案为：；和；
根据的平行四边形定则计算绳套1的拉力，通过比较和，在误差范围内相同，则可初步验证；
两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则判断即可
本题主要考查了平行四边形定则的直接应用，第6小问是三力平衡问题中的动态分析问题，关键受力分析后，作出示意图，然后运用力的平行四边形定则进行分析讨论．
 

10.【答案】C 不同 
 

【解析】解：在测量时，为了不损坏被测物体，最后应微调旋钮C，直到听见“喀喀”的响声；
为了减小测量误差，应选用电阻丝不同位置进行多次测量，再取平均值；电阻丝直径为
实物图如图1

将表格中各组数据在坐标系上描出，再连成一条直线，如图2

图2
当电压表按甲图连接，电压表测量、与电流表的电压之和，当电压表接在ab之间时，测和电流表的电压之和，由中图知：


所以
故答案为：；不同，；如图1；如图2；
根据螺旋测微器结构明确进行微调的部位；
为减小实验误差要进行多次测量求平均值，根据题意分析答题；
根据图示电路图连接实物电路图；
根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象；
根据电路图与图示图象应用串联电路特点与欧姆定律可以求出电阻丝阻值。
要掌握常用器材的使用方法、注意事项与读数方法；为减小实验误差要进行多次测量求平均值；应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法。
 

11.【答案】解：根据牛顿第二定律：…①
刚进磁场时的速度：…②
感应电动势为：…③
解得：…④
根据右手定则，导体棒中的电流向上，由左手定则知安培力水平向左
匀速运动受力平衡：…⑤
回路电流为：…⑥
得：…⑦
答：金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小为；
电阻的阻值为。
 

【解析】根据牛顿第二定律和运动学公式求刚进入磁场时的速度，再根据法拉第电磁感应定律求切割电动势
进入磁场匀速运动受力平衡求出安培力，结合闭合电路欧姆定律求电流，即可求电阻
本题是电磁感应中的力学问题，知道受力情况，要能熟练运用动力学方法求解金属棒进入磁场时的速度。要知道安培力与速度成正比，都是常用的方法，这些思路要熟悉。
 

12.【答案】解：设A、B、C三者的质量都为m，从开始到C、A的速度达到相等这一过程所需时间为
对C，由牛顿定律和运动学规律有

      ①
对A，由牛顿定律和运动学规律有

            ②
对B，由牛顿定律和运动学规律有

       ③
C和B恰好发生碰撞，有
由以上各式解得初速度 ④
A、B、C三者的位移和末速度分别为向左，向右，向左⑤
向左，向右⑥
和B发生碰撞时两者的速度立刻互换，则碰撞后C和B的速度各为向右，向左
碰撞后B和A的速度相等，设B和A保持相对静止一起运动，此时对B和A整体有
隔离B，则B受到的摩擦力为
可得，说明B和A保持相对静止一起运动．          ⑦
设C最后停在车板上时，共同的速度为，由动量守恒定律可得⑧
可得
这一过程，对C，由动能定理有⑨
对B和A整体，由动能定理有⑩
解得C和A的位移分别是向右，向左
这样，C先相对于车板向左移动，
然后又相对于车板向右移动，
恰好回到原来的位置．
即滑块C最后停在车板右端． 
答：物体C和B开始滑行时的初速度的大小均为
滑块C最后与车达到相对静止时处于车板上的最右端．
 

【解析】分别对A、B、C受力分析，根据牛顿第二定律求解出加速度；根据位移时间关系公式和速度时间关系公式分别列式，最后联立求解即可；
碰撞后B和A的速度相等，可以证明其保持相对静止；根据动量守恒定律得到最后速度，然后根据动能定理分别对C和AB整体列式求解，得到相对位移．
本题关键分析清楚三个物体的运动规律，根据牛顿第二定律求解出各段的加速度，然后结合运动学公式、动量守恒定律和空间关系列式并联立求解，较难．
 

13.【答案】
 

【解析】解：水银的摩尔体积，水银分子的体积，把水银分子看成球形，据球体体积公式可得
得水银分子直径：。
故答案为：。
根据阿伏加德罗常数求出水银分子的体积，再根据球体的体积公式求出水银分子直径。
本题关键明确阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁，明确摩尔体积和摩尔质量间的关系。
 

14.【答案】解：从A到B，外界对气体做功，有：
根据热力学第一定律：
可得：
故气体放热700J
根据理想气体状态方程为一定值，
可判定C状态温度最低，D状态温度最高，故：
根据理想气体的状态方程可得：
代入图象中数据解得：
答：从A到B气体放出的热量为700J；
气体在此过程中达到的最低温度为。
 

【解析】用等压过程做功公式求出做功，再根据题给内能的改变量，根据热力学第一定律，即可求出从A到B气体吸收或放出的热量；
根据理想气体的状态方程找出温度最高和最低的情况，再利用理想气体的状态方程，结合图象中的数据以及气体的最高温度，联立即可求出气体在此过程中达到的最低温度。
本题考查气体定律的综合运用，解题关键是要根据图象分析好压强p、体积V、温度T三个参量的变化情况，知道发生何种状态变化过程，选择合适的实验定律，难度不大。
 

15.【答案】
 

【解析】解：测得第1条到第6条亮条纹中心间距的距离为，则相邻亮纹间距是，
根据双缝干涉中相邻亮纹间距公可得：
故答案为：。
根据已知条件可知第1条到第6条亮条纹中心间距的距离为，则相邻亮纹间距是，根据双缝干涉中相邻亮纹间距公式可得d。
本题考查双缝干涉的计算问题，注意要掌握好双缝干涉中相邻亮纹间距公式可计算相关问题。
 

16.【答案】解：①由图甲可知：此波的波长为，由图乙可知：此波的周期；所以，波速；
②设从时刻开始振动传播到B点的时间为，B点振动的时间为，则有：波传播到B点所需时间：，所以，B点振动时间：；
由图甲可得：波前向下振动，故质点B在内振动了，而且开始振动时从平衡位置开始方向向下；
故质点B振动的路程；时刻，质点B处在负的最大位移处，所以位移为；
答：①这列波的传播速度为；
②从时刻开始10s内质点B运动的路程为，位移为。
 

【解析】①由图甲得到波长，由图乙得到周期，即可求得波速；
②根据波速求得质点B开始振动的时间，即可得到质点B的运动时间；再由图得到波前运动方向即可得到质点B的运动，从而根据周期和振幅求得路程、位移。
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。