2021长岭县四中高三下学期第三次模拟考试物理试卷含答案

【模拟试卷】

吉林省长岭县第四中学

2020-2021学年度高三下学期第三次模拟卷

物理试卷

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。

1．下列说法中正确的是（  ）

A．伽利略通过实验验证了力是维持物体运动的原因

B．牛顿进行了“月—地检验”，说明天上和地上的物体都遵从万有引力定律

C．库仑扭秤实验是一个假想的实验，因为当时无法测量物体所带的电荷量

D．法拉第认为必须要有运动才能产生感应电流

2．汽车沿平直公路行驶，其运动图像如图所示，下列说法正确的是（  ）

A．若Y表示位移（单位：m），则汽车在前2s内的平均速度大小为4m/s

B．若Y表示速度（单位：m/s），则汽车在前2s的位移大小为4m

C．若Y表示速度（单位：m/s），则汽车的加速度大小为4m/s2

D．若Y表示加速度（单位：m/s2），则汽车在2s末的速度大小为4m/s

3．2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并将于今年5月择机实施降轨，软着陆火星表面，开展巡视探测等工作，如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆。探测器经轨道I、II、III运动后在Q点登陆火星，O点是轨道I、II、III的切点，O、Q还分别是椭圆轨道M的远火星点和近火星点。关于探测器，下列说法正确的是（  ）

A．由轨道I进入轨道II需在O点减速

B．在轨道II的运行周期小于沿轨道III的运行周期

C．在轨道II运行的线速度大于火星的第一宇宙速度

D．在轨道III上，探测器运行到O点的线速度大于Q点的线速度

4．大量氢原子处于量子数为n的能级，当它们向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光，用这些光照射逸出功为2.25eV的钾，氢原子能级图如图所示，下列说法中正确的是（  ）

A．量子数n=4

B．量子数n=6

C．辐射的所有光都能使钾发生光电效应

D．处于n=2能级的氢原子不能吸收能量为3.6eV的光子

5．一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态，其p-T图像如图所示，气体在三个状态的体积分别为Va、Vb、Vc，压强分别为pa、pb、pc。已知，，则下列说法正确的是（  ）

A．

B．

C．从状态a到状态b，气体对外做功

D．从状态c到状态a，气体从外界吸热

6．如图所示，传送带以10m/s的速度逆时针匀速转动，两侧的传送带长都是16m，且与水平方向的夹角均为37°。现有两个滑块A、B（可视为质点）从传送带顶端同时由静止滑下，已知滑块A、B的质量均为1kg，与传送带间动摩擦因数均为0.5，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（  ）

A．滑块A先做匀加速运动后做匀速运动

B．滑块A、B同时到达传送带底端

C．滑块A、B到达传送带底端时的速度大小相等

D．滑块A在传送带上的划痕长度为5m

7．如图所示，ABCD为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中AB部分为倾角为的斜面，BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切，C为轨道最低点，整个轨道放置在电场场强为E的水平匀强电场中。现将一带电荷量为＋q、质量为m的小滑块从斜面上A点由静止释放，小滑块恰能沿圆弧轨道运动到D点。已知重力加速度为g，且qE=mg，下列说法正确的是（  ）

A．释放点A到斜面底端B的距离为R

B．小滑块运动到C点时对轨道的压力为9mg

C．小滑块运动过程中最大动能为mgR

D．小滑块从D点抛出后恰好落在轨道上的B点

8．为了配合电力扩容，学校启动临时供电系统，它由备用发电机（输出电压不变）和理想变压器组成，电路如图所示。开关S处于断开状态时，教室的灯泡恰好正常发光。若闭合开关S。下列分析正确的是（  ）

A．灯泡亮度变暗

B．灯泡亮度不变

C．流经原线圈上的电流变大

D．流经副线圈上的电流不变

9．某同学记录2021年3月10日教室内温度如下：

教室内气压可认为不变，则当天15：00与9：00相比，下列说法正确的是（  ）

A．教室内所有空气分子动能均增加

B．教室内空气密度减少

C．教室内单位体积内的分子个数一定增加

D．单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少

10．在某介质中位于坐标原点的波源在t=0时刻起振，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，如图所示为t=0.4s时刻的波形图，已知波恰好传到x=8m处。下列说法正确的是（  ）

A．波的传播速度为20m/s

B．波源的起振方向沿y轴正方向

C．0~0.4s内质点F通过的路程为15cm

D．t=0.5s时质点B、H的加速度相同

11．如图所示，两根足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨间距为L，下端接有阻值为R的电阻，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向上。质量为m、电阻不计的金属棒垂直导轨放置，在导轨平面向上的恒力作用下由静止开始向上运动，经过时间t恰好以v的速度做匀速直线运动。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，金属棒始终与导轨接触良好，重力加速度为g。则下列说法正确的是（  ）

A．恒力大小为

B．0~t时间内通过电阻R的电荷量为

C．0~t时间内金属棒向上滑行的距离大于

D．0~t时间内电阻R上产生的焦耳热为

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12．（8分）某同学设计如图甲所示实验装置探究质量一定，加速度和力的关系。将一端带有定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，长木板左端固定的位移传感器，可以测得滑块的位移，通过电脑将数据转换成滑块的位移-时间图线。滑块通过细绳跨过定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出细线中拉力大小，传感器下方悬挂钩码。

（1）下列说法正确的是___________。

A．细线必须与长木板平行

B．细线的拉力就是滑块受到的合外力

C．滑块的质量必须远大于钩码的质量

（2）某次实验得到滑块的位移-时间图像如图乙所示，则滑块的加速度大小为___________m/s2（结果保留两位有效数字）；

（3）该同学在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图丙所示，取重力加速度g=10m/s2，则滑块的质量为___________kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数μ=___________。结果均保留两位有效数字）

13．（10分）某实验小组用如图（a）所示的电路测量一个电动势E约为9V、内阻r在0~15Ω范围内、允许通过的最大电流为0.6A的电池的电动势和内阻，虚线框内表示的是由量程只有6V、内阻为3000Ω的电压表和一只电阻箱R1共同改装成的新电压表。R2是保护电阻，R3也是电阻箱。

(1)若改装成的新电压表的量程为9V，则电阻箱R1的阻值应该调节为___________Ω；

(2)可备选用的定值电阻有以下几种规格，则R2宜选用___________；

A．5Ω，2.5W         B．15Ω，1.0W        C．15Ω，10W         D．150Ω，5.0W

(3)接好电路，闭合开关S，调节电阻箱R3，记录R3的阻值和改装成的电压表的示数U。测量多组数据，通过描点的方法在图（b）的坐标系中得到了一条在纵坐标上有一定截距的直线。若该小组选定纵轴表示电压的倒数，则横轴应为___________；

(4)该小组利用图（a）测量另一电源的电动势和内阻时，选取R2为10Ω的定值电阻，将改装好的新电压表正确地接在A、C之间。调节电阻箱R3，测出若干R3的阻值和R2上相应的电压U1.用描点的方法绘出图（c）所示的图像。依据图像，可以测出电源的电动势___________V，内阻___________Ω（结果均保留两位有效数字）。

14．（8分）一棱镜的截面图如图所示，AD为四分之一圆弧，B为圆心。一细束单色光从圆弧中点E沿半径射入棱镜，恰好在B点发生全反射，之后光线在CD面发生折射后从F点（未画出）射出，出射光线与CD面的夹角为。已知AB=r，取sin75=0.97，求：

（1）棱镜的折射率n；

（2）CD的长度。

15．（14分）如图所示，在xOy平面的轴左侧存在着半径为L的圆形匀强磁场区域I，磁场方向垂直纸面向里，边界与y轴在O点相切；在xOy平面的y轴右侧存在一个沿y轴负方向的场强为的有界匀强电场区域II，匀强电场的右侧有一个方向垂直纸面向里的匀强磁场区域III，区域II的宽度为L，区域II和区域III的高度足够长。质量为m、电荷量为q的带负电粒子从A点沿半径以初速度v0、方向与x轴正方向成θ=60角射入匀强磁场区域I，恰好从坐标原点O沿x轴正方向进入区域II。不计粒子的重力。

（1）求区域I内磁场的磁感应强度大小B；

（2）求粒子离开区域II时的位置坐标；

（3）若粒子进入区域III后刚好沿右边界垂直穿过x轴，求区域III的宽度L'和磁感应强度的大小B'分别为多少？

16．（16分）如图所示，光滑的水平面上，质量为m1=1kg的平板小车以v0=5m/s的速度向左运动，同时质量为m2=4kg的铁块（可视为质点）从小车左端以v0=5m/s的速度向右滑上平板小车，一段时间后小车将与右侧足够远的竖直墙壁发生碰撞（碰撞时间极短）。碰撞前后小车速度大小不变，方向相反。已知铁块与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.25，小车始终未从小车上掉下来，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）小车与墙壁发生第一次碰撞前的速度大小；

（2）小车的最小长度；

（3）小车与墙壁发生第一次碰撞后运动的总路程（计算结果保留三位有效数字）。

物 理答案

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。

1．【答案】B

【解析】A．伽利略没有通过实验直接验证了力不是维持物体运动的原因，而是经过推理得出的力是改变物体运动状态的原因的结论，故A错误；

B．牛顿进行了“月—地检验”，说明天上和地上的物体都遵从万有引力定律，故B正确；

C．在库仑那个年代，人们还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有，但是库仑采用了一种巧妙的实验方法--“倍减法”，通过扭秤实验定量研究了电荷间相互作用规律，故C错误；

D．法拉第认为必须要穿过闭合回路的磁通量变化才能产生感应电流，故D错误。

故选B。

2．【答案】B

【解析】A．若Y表示位移（单位：m），则汽车做匀速直线运动，其平均速度即为瞬时速度，根据图像的斜率得为2m/s，A错误；

B．若Y表示速度（单位：m/s），则汽车做匀加速直线运动，图像的面积表示位移，可得位移为4m，B正确；

C．若Y表示速度（单位：m/s），其斜率表示加速度，可得加速度为2 m/s2，C错误；

D．若Y表示加速度（单位：m/s2），图像的面积表示速度的变化，则汽车在2s末的速度变化了4m/s，因为不知初速度，所以不能确定末速度。D错误。

故选B。

3．【答案】A

【解析】A．由轨道I进入轨道II需在O点减速，由高轨道进入低轨道需要点火减速，所以A正确；

B．根据周期公式

可知，轨道半径越大周期越大，所以在轨道II的运行周期大于沿轨道III的运行周期，则B错误；

C．根据

可知，在轨道II运行的线速度小于火星的第一宇宙速度，所以C错误；

D．根据开普勒第二定律可知，在近地点的线速度大于远地点的线速度，所以在轨道III上，探测器运行到O点的线速度小于Q点的线速度，则D错误；

故选A。

4．【答案】A

【解析】AB．高能级向低能级跃迁的种数为

所以

A正确，B错误；

C．第4能级向第3能级跃迁放出的能量为

第3能级向第2能级跃迁放出的能量为

可知放出的能量均小于2.25eV，故这两条频率的光不能使钾发生光电效应，其它则可以，C错误；

D．处于n=2能级的氢原子能吸收能量为3.6eV的光子而电离，D错误。

故选A。

5．【答案】D

【解析】A．由题图可知，从状态a到状态b属于等容过程，气体体积不变，由理想气体状态方程可得

又

得

所以A错误；

B．由题图可知，从状态b到状态c属于等温过程，气体温度不变，由理想气体状态方程可得

得

所以B错误；

C．从状态a到状态b，气体体积不变，所以气体不会对外做功，所以C错误；

D．从状态c到状态a，可以等效为先从状态c到状态b，再从状态b到状态a。从状态c到状态b，温度不变，即气体内能不变；体积增大，所以气体对外做功，即

由热力学第一定律可得

可知气体要从外界吸收热量。从状态b到状态a，体积不变，即

温度升高，即

由热力学第一定律可得

可知气体要从外界吸收热量。所以从状态c到状态a，气体从外界吸热。所以D正确。

故选D。

6．【答案】D

【解析】AB．两物块都以10m/s的初速度沿传送带下滑，且

故传送带对两物体的滑动摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，故两物体沿斜面向下的加速度大小相同，为

物块A先加速，加速到传送带速度所需位移为

所需时间为

加速到传送带速度后，由于

故不能和传送带保持相对静止，摩擦力反向，之后加速度为

加速到传送带底端

解得时间

到达底端共用时

B物块一直以加速度加速至传送带底端

解得

AB错误；

C．A到达底端时的速度为

B到达底端时的速度为

C错误；

D．加速到传送带速度之时的相对位移为

加到传送带速度以后，相对位移为

物块比传送带速度快，会覆盖之前的划痕，滑块A在传送带上的划痕长度为，D正确。

故选D。

7．【答案】B

【解析】小滑块恰能沿圆弧轨道运动到D点，表明小滑块能通过轨道的等效最高点，重力与电场力的合力为

所以轨道等效最高点为圆心左上60°轨道上，即D点。在等效最高点，有

A．从A点到轨道等效最高点，根据动能定理得

解得

A错误；

B．从C到等效最高点，有

在C点，有

解得

根据牛顿第三定律得滑块对轨道的压力为9mg，B正确；

C．小滑块运动到D点的圆上对称点时，速度最大，有

解得

C错误；

D．小滑块从D点抛出后，做类平抛运动，假设刚好落到B点，则有

，

则在合力方向上的位移为

假设错误，D错误。

故选B。

8．【答案】BC

【解析】当开关S闭合后，副线圈总电阻减小，副线圈的电压不变，所以灯泡的亮度不变，副线圈的电流增大，根据

可知原线圈上的电流变大。

故选BC。

9．【答案】BD

【解析】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，不是所有空气分子动能均增加，故A错误；

B．压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量将减少，教室体积不变，则密度减小，故B正确；

C．由B可知密度减小，单位体积内分子数减小，故C错误；

D．与9点相比，15点时教室内的温度变大，空气分子的平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间内碰撞墙壁单位面积的气体分子数一定减少，故D正确。

故选BD。

10．【答案】AC

【解析】A．波的传播速度为

A正确；

B．因x=8m处的质点刚刚起振，振动方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向，B错误；

C．因周期

波传到F点需要时间为0.25s，则0~0.4s内质点F振动0.15s，通过的路程为3A=15cm，C正确；

D．t=0.5s时质点B到达最低点，质点H到达最高点，则两质点的加速度大小相同，方向相反，D错误。

故选AC。

11．【答案】ACD

【解析】A．经过时间t恰好以v的速度做匀速直线运动，则

其中

则恒力的大小为

A正确；

B．0~t时间内金属棒向上移动的距离

s<vt

则通过电阻R的电荷量为

B错误；

C．0~t时间内金属棒向上做加速度减小的加速运动，则向上滑行的距离大于，C正确；

D．0~t时间内由动量定理

其中

由能量关系

解得电阻R上产生的焦耳热为

D正确。

故选ACD。

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12．（8分）

【答案】A    0.50    1.0    0.20   

【解析】(1)[1]A．为了保证滑块做匀加速直线运动，细线必须与长木板平行。A正确；

B．因为没有平衡摩擦力，所以细线拉力不等于合外力，B错误；

C．因为有拉力传感器，所以不需要满足滑块的质量必须远大于钩码的质量，C错误。

故选A。

(2)[2]滑块做初速度为零的匀加速直线运动，有

解得

(3)[3]将轨道倾斜，有

解得

[4]轨道水平，有

将、代入得

13．（10分）

【答案】1500    C        7.5V    5.0Ω   

【解析】(1)[1]由题意可知，改装前的电压表参数为

，

则其满偏电流为

将其改装成新电压表，则改装后的电压表的内阻为

则可得

(2)[2]由题意可知，该电路的最大电流为0.6A，则电路中最小总电阻约为

其功率为

故选C。

(3)[3]由闭合电路欧姆定律可得

化简可得

因此，若该小组选定纵轴表示电压的倒数，则横轴应为。

(4)[4][5]由闭合电路欧姆定律可得

其中

化简可得

结合图（c）可得

。

14．（8分）

【解析】（1）如图所示为单色光从E点射入棱镜直至从F点射出过程的光路图

设光线在B点发生全反射时的临界角为C，由几何关系得

由全反射公式

联立解得

（2）设光线从F点射出时的入射角为α，为θ，CD长度为L，由折射定律得

由几何关系得

联立解得

15．（14分）

【解析】（1）如图

粒子在磁场区域I中做匀速圆周运动的轨迹为一段圆弧，圆心为，对应的圆心角为，设半径为R，由几何关系得

由洛伦兹力提供向心力

联立解得

（2）带电粒子从坐标原点O沿x轴正方向进入区域II做类平抛运动，设带电粒子在区域II中运动的时间为t，加速度为a，离开区域II时的位置坐标为（L，y），由运动分解得水平方向

竖直方向

由牛顿第二定律得

联立解得

则带电粒子离开区域II时的位置坐标为。

（3）粒子进入区域III后在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，由题意知其轨迹如图，设粒子进入区域III时的速度大小为v，沿y轴方向的速度为vy，进入磁场区域III时速度的反向延长线过水平位移的中点，可知速度与竖直方向成角，则

联立可得

即粒子以与x轴正方向成45°角射入匀强磁场区域III。设粒子在区域Ⅲ的半径为，由几何关系得

联立得

由洛伦兹力提供向心力

联立解得

16．（16分）

【解析】（1）设水平向右为正方向，小车与墙壁发生第一次碰撞时的速度大小为v1

由动量守恒定律得

解得

（2）设小车的最小长度为L，最终小车和铁块的动能全部转化为系统的内能，由能量守恒定律得

解得

（3）设小车的加速度大小为a，小车第一次碰撞后向左速度减为零时的位移大小为x1，小车从发生第一次碰撞到发生第二次碰撞间的路程为s1，由牛顿第二定律得

由运动学公式得

解得

设小车从发生第k次碰撞到发生第k+1次碰撞间的路程为sk，同理可得

设小车从发生第一次碰撞后运动的总路程为s，得

解得

。