河南省郑州市2021届高三物理3月二模试题（Word版附答案）

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理科综合试题卷 物理部分

本试卷分选择题和非选择题两部分。考试时间150分钟，满分300分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18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。

14.由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则

A.处于高能级的氢原子向低能级跃迁时有可能辐射出y射线

B.氢原子从n=2的能级向n=1的能级跃迁时会辐射出红外线

C.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离

D.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出6种频率的可见光

15.担负着火星探测任务的“天问一号”的成功发射，标志着我国星际探测水平达到了一个新阶段。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2，则火星与地球绕太阳运动的

A.线速度大小之比为：       B.角速度大小之比为2：3

C.向心加速度大小之比为9：4        D.公转周期之比为2：3

16.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0.1Ω，边长l=0.2m。则下列说法错误的是

A.在t=0到t=0.1s时间内，金属框中的感应电动势为0.08V

B.在t=0.05s时，金属框ab边受到的安培力的大小为0.016N

C.在t=0.05s时，金属框ab边受到的安培力的方向垂直于ab向右

D.在t=0到t=0.1s时间内，金属框中电流的电功率为0.064W

17.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流I。在角平分线上，对称放置四个相同的圆形金属框。若电流在相同时间间隔△t内增加相同量△I，则

A.线圈1中有顺时针方向的感应电流，静止不动

B.线圈2中无感应电流，静止不动

C.线圈3中有顺时针方向的感应电流，沿着对角线向外运动

D.线圈4中有逆时针方向的感应电流，沿着对角线向外运动

18.有一种精神叫“女排精神”，中国女排能始终屹立在世界之颠，与她们科学而又刻苦的训练是分不开的。当女排运动员进行原地起跳拦网训练时，某质量为60kg的运动员原地静止站立(不起跳)双手拦网高度为2.10m，在训练中，该运动员先下蹲使重心下降0.5m，然后起跳(从开始.上升到脚刚离地的过程)，最后脚离地上升到最高点时双手拦网高度为2.90m。若运动员起跳过程视为匀加速直线运动，忽略空气阻力影响，取g=10m/s2。则

A.运动员起跳过程属于失重状态              B.起跳过程中加速度大小为16m/s2

C.从开始起跳到离地上升到最高点需要0.4s    D.起跳过程中运动员对地面的压力为960N

19.如图(a)所示，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力T随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10m/s2。由题中所给数据可以得出

A.2s～4s内，物块与木板之间的滑动摩擦力为0.2N   B.0～2s内，力F的大小保持不变

C.2s～4s内，力F的大小为0.4N                   D.物块的质量为1kg

20.在如图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中。导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动状态是

A.甲图中，棒ab最终做匀速运动     B.乙图中，棒ab匀减速运动直到最终静止

C.丙图中，棒ab最终做匀速运动     D.甲、乙、丙中，棒ab最终都静止

21.如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的平台C上，平台C离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台C。货物在皮带上相对皮带滑动时会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ。若皮带的倾角θ、运行速度v和货物质量m都可以改变，且始终满足tanθ<μ。可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

A.当倾角θ一定时，若增大运行速度v，则运送时间一定变短

B.当倾角θ一定时，若增大运行速度v，皮带上留下的痕迹一定变长

C.当倾角θ和速度v一定时，货物质量m越大，皮带上留下的痕迹越长

D.当倾角θ和速度v一定时，货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热越多

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求做答。

(一)必考题：共129分。

22.(6分)2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

(a)如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。

(b)调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。

(c)该同学选取部分实验数据，画出了图像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2。

(d)再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

回答以下问题：

(1)当木板的倾角为37°时，所绘图像如图乙所示。由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为         m/s；某同学选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A(5，80)、B(35，170)两点，利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为          m/s2。(结果均保留2位有效数字)

(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为          m/s2。(结果保留2位有效数字，sin37°=0.60，cos37°=0.80)

23.(8分)用如图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中R为滑线变阻器，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。

(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势和内电阻，所测得的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E和内电阻r'。若电源的电动势为E、内电阻为r、电流表内电阻为RA，则所测得的E'=          ，r'=          。(请用E、r、RA表示)

(2)某同学利用图像，分析甲、乙两种方法由于电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U－I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。

在图3中，对应图乙电路分析的U－I图像是         ，并据此分析可得电源电动势和内阻的真实值E真、r真与测量值E测、r测的大小关系为E真        E测、r真        r测(填“>”“=”“<”)

(3)综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的      (填“甲”或“乙”)。

24.(15分)如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场，第四象限内存在沿x轴正方向，大小为E的匀强电场。一带电粒子从y轴上的M(OM=a)点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后从N(图中未画出)点垂直穿过x轴进入匀强电场，其运动轨迹与y轴交于P(图中未画出)点。已知，粒子电荷量为－q，质量为m，重力不计。求：

(1)粒子的速度大小；

(2)P点与O点的距离。

25.(18分)我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步。“嫦娥五号”的任务是“回”。“嫦娥五号”发射，经过中途轨道修正和近月制动之后，进入绕月圆轨道I。“嫦娥五号”再次成功变轨进入远月点为P、近月点为Q的椭圆形轨道II。如图所示，“嫦娥五号”探测器在Q点附近，由大功率发动机制动、减速，以抛物线路径下落到距月面100m高处进行30s悬停避障，之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处，为避免激起更多月尘，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球表面。

已知引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R，“嫦娥五号”在轨道I上运动时的质量为m，P、Q点与月球表面的高度分别为h1、h2。

(1)求“嫦娥五号”在圆形轨道I上运动的速度大小；

(2)已知“嫦娥五号”与月心的距离为r时，引力势能为(取无穷远处引力势能为零)，其中m为此时“嫦娥五号”的质量。

若“嫦娥五号”在轨道II上运动的过程中，动能和引力势能相互转换，它们的总量保持不变。已知“嫦娥五号”经过Q点的速度大小为v，请根据能量守恒定律求它经过P点时的速度大小。

(3)“嫦娥五号”在P点由轨道I变为轨道II的过程中，发动机沿轨道的切线方向瞬间一次性喷出一部分气体，已知喷出的气体相对喷气后“嫦娥五号”的速度大小为u，求喷出的气体的质量。

(二)选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑，注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题，如果多做，则每科按所做的第一题计分。

33.[物理－选修3－3](15分)

(1)(5分)如图所示，在p－V图中，1、2、3三个点代表某容器中一定质量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，用n1、n2、n3分别表示这三个状态下单位体积内的气体分子数，则T1       T3，n2       n3，N1       2N2。(填“>”、“=”或“<”)

(2)(10分)为了测量一些形状不规则而又不便于浸入液体的固体体积，可以用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下。

a.打开阀门K，使管A、容器B、容器C和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置。

b.关闭K，向上举D，使左侧水银面到达刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm。

c.打开K，把被测固体放在C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K。

d.向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为20.0cm。

已知容器C和管A的总体积为1000cm3，大气压相当于76cmHg，求被测固体的体积。

34.[物理－选修3－4](15分)

(1)(5分)如图所示为振幅、频率相同的两列横波在t=0时刻相遇时发生干涉的示意图，实线与虚线分别表示波峰和波谷，已知两列波的振幅均为5cm，波速和波长均为1m/s和0.4m。下列说法中正确的是        。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)

A.R、S两点始终处于静止状态

B.P点始终处于波谷位置

C.Q点在t=0.1s时刻将处于平衡位置

D.从t=0到t=0.2s的时间内，Q点通过的路程为20cm

E.从t=0到t=0.2s的时间内，R点通过的路程为20cm

(2)(10分)如图所示，一截面为直角三角形ABC的棱镜，其中∠A=30°，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线L以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。