2027年甘肃省兰州市高考物理三模试卷（含答案解析）

这是一份2027年甘肃省兰州市高考物理三模试卷（含答案解析），共17页。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大且两力的夹角不变，则其合力（ ）
A．若两力的夹角小于90°，则合力一定增大
B．若两力的夹角大于90°，则合力一定增大
C．若两力的夹角大于90°，则合力一定减小
D．无论两力夹角多大，合力一定变大
2、在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（ ）
A．电压表的示数增大，电流表的示数减小
B．电容器C所带电荷量减小。
C．R1的电功率增大
D．电源的输出功率一定增大
3、如图所示，一圆球固定在水平地面上，球心为O。直细棒AB的B端搁在地面上，棒身靠在球面上并和球心在同一竖直平面内，切点为P，细棒与水平面之间的夹角为θ。若移动棒的B端沿水平地面靠近圆球，使切点P恰好以O点为圆心做匀速圆周运动，则
A．B端向右匀速运动B．θ角随时间均匀增大
C．PB长度随时间均匀减小D．以上说法都不对
4、如图所示，金属框架ABCD（框架电阻忽略不计）固定在水平面内，处于竖直方向的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，其中AB与CD平行且足够长，BC和CD夹角（＜90°），光滑均匀导体棒EF（垂直于CD）紧贴框架，在外力作用下向右匀速运动，v垂直于导体棒EF。若以经过C点作为计时起点，导体棒EF的电阻与长度成正比，则电路中电流大小I与时间t，消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象是
A．B．
C．D．
5、用比值法定义物理量是物理学中一种常用的方法。下列四个选项中全部都应用了比值定义法的是
①加速度②电场强度③电容④电流⑤导体电阻⑥磁感应强度
A．①③⑤⑥B．②③⑤⑥C．②③④⑥D．①③④⑥
6、三个相同的建筑管材（可看作圆柱体）静止叠放于水平地面上，其截面示意图如图所示，每个管材的质量均为m。各管材间接触，设管材间光滑、管材与地面间粗糙。对此下列说法中正确的是（ ）
A．管材与地面接触处的压力大小为B．上下管材接触处的压力大小为
C．管材与地面接触处没有摩擦力D．下方两管材之间一定有弹力
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，是小型交流发电机的示意图，正对的异名磁极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，A为理想交流电流表。匝数为n、面积为S。阻值为r的线圈绕垂直于磁场的水平轴OO´以角速度ω匀速转动，定值电阻阻值为R，从图示位置开始计时。下列说法正确的是（ ）
A．线圈每转动一周，电流方向改变2次
B．图示位置时交流电流表的示数为
C．时，线框中的磁通量最大，瞬时感应电动势最大
D．电阻R消耗的热功率为
8、如图是在四川景区九寨沟拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和绿树的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法中正确的是（ ）
A．远处山峰的倒影非常清晰，是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射
B．光从空气射入水中，光的波速变小，波长变小
C．远处水面下景物的光线到水面处，入射角较大，可能发生了全反射，所以看不见
D．来自近处水面下景物的光射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人的眼睛中
9、手机无线充电功能的应用为人们提供了很大便利。图甲为手机无线充电原理示意图。充电板接入交流电源，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈产生感应电流。充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流（电流由流入时方向为正，交变电流的周期为），手机感应线圈的匝数为10匝，线圈的面积为，手机充电时电阻约为，时刻感应线圈中磁感应强度为。下列说法正确的是（ ）

A．时间内，点电势高于点电势
B．时间内，点电势高于点电势
C．感应线圈中电流的有效值为
D．感应线圈中电流的有效值为
10、从水平面上方O点水平抛出一个初速度大小为v0的小球，小球与水平面发生一次碰撞后恰能击中竖直墙壁上与O等高的A点，小球与水平面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力。若只改变初速度大小，使小球仍能击中A点，则初速度大小可能为（ ）
A．2v0B．3v0C．D．
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）学校实验小组为测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，实验室备选了如下器材：
A电流表A1，量程为10mA，内阻r1=50Ω
B电流表A1，量程为0.6A，内阻r2=0.2Ω
C电压表V，量程为6V，内阻r3约为15kΩ
D．滑动变阻器R，最大阻值为15Ω，最大允许电流为2A
E定值电阻R1=5Ω
E.定值电阻R2=100Ω
G.直流电源E，动势为6V，内阻很小
H.开关一个，导线若千
I.多用电表
J.螺旋测微器、刻度尺
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图1所示，则金属丝的直径D=___________mm．
(2)实验小组首先利用多用电表粗测金属丝的电阻，如图2所示，则金属丝的电阻为___________Ω
(3)实验小组拟用伏安法进一步地测量金属丝的电阻，则电流表应选择___________，定值屯阻应选择___________．(填对应器材前的字母序号)
(4)在如图3所示的方框内画出实验电路的原理图．
(5)电压表的示数记为U，所选用电流表的示数记为I，则该金属丝电阻的表达式Rx=___________，用刻度尺测得待测金属丝的长度为L，则由电阻率公式便可得出该金属丝的电阻率_________．(用字母表示)
12．（12分） (某同学要测定某金属丝的电阻率。
(1)如图甲先用游标卡尺测其长度为________cm,如图乙再用螺旋测微器测其直径为________mm，如图丙然后用多用电表×1Ω挡粗测其电阻为________Ω。
(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：
A．电压表V(量程3V.内阻约为15kΩ)
B．电流表A(量程0.6A．内阻约为1Ω)
C．滑动变阻器R1(0~5Ω, 0.6A)
D．1.5V的干电池两节，内阻不计
E.开关S,导线若干
①请设计合理的电路图，并画在下图方框内_________。
②用上面测得的金属导线长度l、直径d和电阻R，可根据表达式ρ=________算出所测金属的电阻率。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图所示，一玻璃砖的截面为直角三角形，其中，，该玻璃砖的折射率为。现有两细束平行且相同的单色光、，分别从边上的点、点射入，且均能从边上的点射出。已知。求：
（1）、两单色光的入射角；
（2）、两点之间的距离。
14．（16分）如图甲所示，水平导轨间距，导轨电阻可忽略；导体棒的质量，电阻，与导轨接触良好；电源电动势，内阻，电阻；外加匀强磁场的磁感应强度大小，方向垂直于，与导轨平面成夹角，与导轨间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。导体棒通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，细线对棒的拉力方向水平向右，棒处于静止状态。已知，，重力加速度。求：
(1)通过棒的电流大小和方向；
(2)棒受到的安培力大小；
(3)重物的重力的取值范围。
15．（12分）如图直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在场强为E，沿x轴负方向的匀强电场，第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子，从P（l，l）处由静止开始运动，第1次通过x轴时沿y轴负方向。不计粒子重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）粒子第3次经过y轴时的纵坐标；
（3）通过计算说明粒子离开P点后能否再次经过P点。
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、A
【解析】
A．若两力的夹角小于90°，如左图，则合力一定增大，选项A正确；

BCD．若两力的夹角大于90°，如右图，则合力可能先减小后变大，选项BCD错误；
故选A。
2、A
【解析】
A．滑动变阻器的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，R2阻值变大，电阻总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知，总电流减小，电流表示数减小，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压
总电流减小，电压表示数增大，故A正确；
B．容器两端电压即电压表两端电压，电压增大，电容器所带电荷量增多，故B错误；
C．流过电阻R1的电流减小，由公式可知，消耗的功率变小，故C错误；
D．当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，题干中没有明确外电阻与内阻的关系，故滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，电源的输出功率不一定增大，故D错误。
故选A。
3、B
【解析】
A．将B点速度沿着平行杆和垂直杆方向分解，如图所示：
故
其中v1=vp，P点做匀速圆周运动，故vp不变，由于θ变大，故v变大，即B端向右加速，故A错误；
B．结合几何关系，经过时间t后的θ角增加为：
故θ角随时间均匀增大，故B正确；
C．PB的长度等于CB的长度，由于B点向右是加速运动，故PB长度不是随时间均匀减小，故C错误；
D．由于B正确，故D错误；
故选B。
4、D
【解析】
AB．设AB与CD间间距为L，导体棒EF单位长度的电阻为r0，在时，电路中电流大小
在时，电路中电流大小
所以电路中电流大小不变，故AB两项错误；
CD．在时，电路中消耗的电功率
在时，电路中消耗的电功率
所以电路中消耗的电功率先随x均匀增加后不变，故C项错误，D项正确。
5、D
【解析】
①加速度与速度的变化量无关，所以加速度属于比值定义法；②电场强度与场源电荷量成正比，与距离的平方成反比，所以电场强度不属于比值定义法；③电容是由电容器本身的性质决定，其大小与带电量以及两板间的电压无关，所以电容属于比值定义法；④电流的大小由导体两端的电压和导体的电阻决定，单位时间内通过导体横截面的电荷量叫电流强度，电流属于比值定义法；⑤电阻与导线长度、横截面积及电阻率有关，所以导体的电阻不属于比值定义法；⑥磁感应强度与放入磁场中的电流元无关，所以属于比值定义法；
A. ①③⑤⑥与分析不符，故A错误；
B. ②③⑤⑥与分析不符，故B错误；
C. ②③④⑥与分析不符，故C错误；
D. ①③④⑥与分析相符，故D正确。
6、B
【解析】
A．由对称性知，上面管材的受力情况左右对称，下面两个管材的受力情况相同。整体分析三个管材竖直方向受力平衡，有
则
即管材与地面接触处的压力大小为，选项A错误；
B．隔离上面管材，其受力如图所示，则
选项B正确；

CD．隔离下面左管材。若左右两管材间不挤压，则下方两管材之间没有弹力，左管材受力如图所示，地面对其有静摩擦力。若左右两管材间挤压，则两管之间有弹力，地面对其的静摩擦力更大，选项CD错误。
故选B.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AD
【解析】
A．线圈每转动一周，正弦交流电一个周期内，电流方向改变2次。故A正确；
B．交流电流表的示数为电流的有效值，为
故B错误；
C．时，线框转到中性面位置，磁通量最大，瞬时感应电动势为零，故C错误；
D．电阻R消耗的热功率为
故D正确。
故选AD。
8、BC
【解析】
试题分析：远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了反射，但不是全反射，因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时才可能发生，故A错误．光线由空气射入水中，光的波速变小，频率不变，由波速公式v=λf知波长变小，故B正确．远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，当入射角大于等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故C正确．近处水面下景物的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，射出水面而进入人眼睛中能量越少，故D错误．故选BC．
考点：光的折射；全反射
9、AC
【解析】
AB．时间内充电板中电流由流向，此时励磁线圈在感应线圈中的磁场方向向下，且磁感应强度逐渐减小，根据楞次定律，可判断出感应线圈中电流的方向为到，同理时间内，感应线圈中电流的方向也为到。由于感应线圈此时充当电源，电流从低电势流向高电势，所以点的电势较高，选项A正确，B错误。
CD．由于励磁线圈中的电流是正弦式的，感应出来的电流是余弦式的。感应电动势的最大值
则感应电流的有效值
所以选项C正确，D错误。
故选AC。
10、CD
【解析】
设竖直高度为h，小球以v0平抛时与地面碰撞一次，反弹后与A点碰撞，在竖直方向先加速后减速，在水平方向一直匀速，根据运动的对称性原理，可知该过程运动的时间为平抛运动时间的两倍，则有
水平方向的位移
设当平抛速度为时，经与地面n次碰撞，反弹后仍与A点碰撞，则运动的时间为
水平方向的位移不变，则有
解得
（n=1，2，3…..）
故当n=2时；当n=3时；故AB错误，CD正确。
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、1.700 60 A E
【解析】
（1）由于流过待测电阻的最大电流大约为，所以不能选用电流表A2，量程太大，要改装电流表；
（2）根据闭合电路知识求解待测电阻的表达式
【详解】
（1）根据螺旋测微器读数规则可知
（2）金属丝的电阻为
（3）流过待测电阻的最大电流大约为 ,所以选用 与 并联充当电流表，所以选用A、E
（3）电路图如图所示：
（5）根据闭合电路欧姆定律
解得：
根据
可求得：
在解本题时要注意，改装表的量程要用改装电阻值表示出来，不要用改装的倍数来表示，因为题目中要的是表达式，如果是要计算待测电阻的具体数值的话可以用倍数来表示回路中的电流值．
12、6.015 1.770 6 见解析
【解析】
(1)[1]．游标卡尺读数为： 主尺读数+游标尺读数×精度，此题读数为：
60mm+3x0.05 mm =60.15mm=6.015cm
即金属丝的长度为6.015cm。
[2]．螺旋测微器的读数为：固定刻度读数+可动刻度读数+估读，此题的读数为：
1.5 mm + mm = 1.773 mm.
即金属丝直径为1.773mm。
[3]．多用表的读数为电阻的粗测值，为6Ω。
(2)①[4]．电路图如图所示。
②[5]．由电阻定律，有
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (1)；(2)8cm
【解析】
(1)光路图如图所示
设、两单色光的入射角为i，由于AD=AF，∠A=，则入射光a经AC边的折射角为。由折射定律
解得、两单色光的入射角。
(2)设光在玻璃砖中发生全反射的临界角为C，则有
则有
由图可知，b光经AC边折射后，在BC边上的入射角为，大于临界角C，所以此光线在G点发生了全反射。
由几何知识可知，四边形DEGF是平行四边形，由于∠BFG=，AF=2cm，则有
BF=FGcs60°
又
FG=DE
联立解得
DE=8cm
、两点之间的距离为8cm。
14、 (1)1A，方向为由a到b；(2)5N；(3)
【解析】
(1)由闭合电路欧姆定律得
方向为由a到b。
(2)棒受到的安培力大小
(3)对棒受力分析，如图所示，有
当最大静摩擦力方向向右时
当最大静摩擦力方向向左时
所以重物的重力的取值范围为
15、（1）；（2）；（3）以后粒子的轨迹逐渐向上不会再次经过P点，证明见解析。
【解析】
（1）设粒子经第Ⅰ象限的电场加速后，到达y轴时的速度为，根据动能定理
①
由左手定则可以判断，粒子向－y方向偏转，如图所示：
由几何关系知，粒子在磁场中运动的半径为②
由牛顿第二定律得：
③
由①②③得：④
（2）粒子第2次经过x轴时，速度沿+y方向，位置坐标为⑤
粒子在电场中做类平抛运动，经历的时间，第3次经过y轴时，轨迹如图
⑥
⑦
⑧
由①⑤⑥⑦⑧得
（3）粒子第2 次离开电场时，根据动能定理有：
解得，θ=45°
粒子第2次进入磁场时做圆周运动的半径R2，根据半径公式可得：
第三次进入电场是从坐标原点O处沿与x轴正向45°角斜向上方向。由类平抛对称性可知，粒子运动的横坐标为l时，纵坐标的值为2l，可知本次不会经过P点。
粒子将从y=4l处第3次离开电场， 第3次通过磁场后从y=2l处与+x方向成45°角斜向上第4次过电场，不会经过P点。 以后粒子的轨迹逐渐向上不会再次经过P点。