2021届黑龙江省大庆市高三物理三模试卷含答案

 高三物理三模试卷

一、单项选择题

1.一直角V形槽固定在水平面上，其截面如下列图。现有一质量为m、质量分布均匀的正方体木块放在槽内，AB面、BC面与水平面间夹角分别为30°、60°，木块与AB面间的动摩擦因数为μ．与BC面间无摩擦。现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽匀速运动，那么木块受到的推力大小为〔   〕 

A.                                B.                                C.                                D. 

2.嫦娥三号的飞行轨道示意图如下列图．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．那么〔   〕 

A. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段桶圆轨道时，应让发动机点火使其加速
B. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度
C. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度
D. 假设嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，那么可算出月球的密度

3.如下列图，甲图左侧的调压装置可视为理想变压器，原、副线圈匝数比为2：1，负载电路中R1=55Ω，R2=110Ω．A、V为理想交流电流表和电压表，假设流过负载R1的正弦交变电流如图乙所示，以下表述正确的选项是〔   〕 

A. 原线圈中交变电流的频率为100Hz                      B. 电压表的示数为
C. 电流表的示数为2A                                             D. 变压器的输入功率330W

4.如下列图，一光滑半圆形轨道固定在水平地面上，圆心为O、半径为R，一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上。另一端连在距离O点正上方R处的P点。小球放在与O点等高的轨道上A点时，轻橡皮筋处于原长。现将小球从A点由静止释放，小球沿圆轨道向下运动，通过最低点B时对圆轨道的压力恰好为零。小球的质量为m，重力加速度为g，那么小球从A点运动到B点的过程中以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 小球通过最低点时，橡皮筋的弹力等于mg
B. 橡皮筋弹力做功的功率逐渐变大
C. 小球运动过程中，橡皮筋弹力所做的功等于小球动能增加量
D. 小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量

5.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0～t1时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化情况如图乙所示。那么以下判断正确的选项是〔   〕 

A. t1～t2时间内绝缘重物处于超重状态
B. t3～t4时间内绝缘重物处于失重状态
C. 升降机开始时可能停在10楼，从tt时刻开始，经向 下加速、匀速、减速，最后停在1楼
D. 升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼

二、多项选择题

6.如下列图a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m电荷量为q(q>0)的粒子在匀强电场中运动。A、B为其运动轨迹上的两点。该粒子在A点的速度大小为v1  ， 在B点的速度大小为v2  ， 方向与等势面平行。A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，那么〔   〕 

A. v1可能等于v2                                                     B. 等势面b的电势比等势面c的电势高
C. 粒子从A运动到B所用时间为                    D. 匀强电场的电场强度大小为

7.在足够大的匀强磁场中，静止的镁的同位素得 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如下列图，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 新核为       B. 新核沿逆时针方向旋转      C. 发生的是 衰变      D. 轨迹1是新核的径迹

8.研究说明，蜜蜂是依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点来定位的，蜜蜂飞行时就是根据这三个位置关系呈8字型运动来告诉同伴蜜源的方位．某兴趣小组用带电粒子在如下列图的电场和磁场中模拟蜜蜂的8字形运动，即在y＞0的空间中和y＜0的空间内同时存在着大小相等，方向相反的匀强电场，上、下电场以x轴为分界线，在y轴左侧和图中竖直虚线MN右侧均无电场，但有方向垂直纸面向里、和向外的匀强磁场，MN与y轴的距离为2d．一重力不计的负电荷从y轴上的P〔0，d〕点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动，经过一段时间后，电子又以相同的速度回到P点，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 电场与磁场的比值为                                        B. 电场与磁场的比值为
C. 带电粒子运动一个周期的时间为         D. 带电粒子运动一个周期的时间为

9.以下说法中正确的有〔   〕           

A. 布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子永不停息地做无规那么热运动
B. 水黾可以停在水面上是因为液体具有外表张力
C. 气体的温度升高，并不是每个气体分子的动能都增大
D. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强有可能增加
E. 在油膜法估测分子大小实验中，用一滴油酸酒精溶液的体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径

10.图〔a〕为一列波在t=2s时的波形图，图〔b〕是平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 波速为0.5m/s                                                     B. 波的传播方向向右
C. 时间内，P运动的路程为8cm                   D. 时间内，P向y轴正方向运动
E. 当t=7s时，P恰好回到平衡位置

三、实验题

11.为了探究质量一定时加速度与力的关系，王同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为带滑轮小车的质量，m为沙和沙桶的质量。〔滑轮质量及滑轮与轴、细线间的摩擦均不计〕 

〔1〕该同学利用此装置得到图乙所示的一条纸带〔相邻两计数点间有四个点未画出〕，打点计时器频率为50Hz，求打点计时器打计数点4时小车的瞬时速度为________m/s。〔结果保存两位有效数字〕   

〔2〕根据王同学设计的实验装置，以下操作不必要的是______           

A.用天平测出沙和沙桶的质量。
B.将带滑轮的长木板右端热高，以平衡摩擦力。
C.小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数。
D.为减小误差，实验巾一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M。

〔3〕以弹簧测力计示数F为横坐标，小车加速度a为纵坐标，画出a-F图象是一条直线，如丙图所示，图线与横坐标的夹角为θ，图线的斜率为k，那么小车的质量为______           

B.

D.

12.某学习小组为了研究标有“2.5V 0.3A〞字样小灯泡的伏安特性曲线，到实验室找到了以下器材： 

两块相同的电流表G〔满偏电流Ig=0.5mA，内阻Rg=200Ω；电源〔电动势E=3V，内阻不计〕还有可供选择的器材：

A．定值电阻：600Ω

B．定值电阻：5800Ω

C．定值电阻：

D．定值电阻：

E．滑动变阻器：0～10Ω，2A

由于没有电压表和电流表，该学习小组设计了如下列图的测量电路，为了较为精确地测量电流和电压的值，那么

〔1〕电阻R1选择________，电阻R2选择________，控制电路局部的滑动变阻器应该选择________．〔填写器材前面的字母〕   

〔2〕请根据题目所给器材，将控制局部的电路图补充完整． 

〔3〕在测量过程中，滑动变阻器调整到某一位置时，该组同学发现两只表头指针偏转角度完全相同，那么此时小灯泡的电阻是________Ω．〔保存两位有效数字〕   

四、解答题

13.某研究性学习小组利用图a所示的实验装置探究物块在恒力F作用下加速度与斜面倾角的关系。木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，板足够长，板面摩擦可忽略不计。某次实验中，质量m=0.1kg的物块在平行于板面向上、F=0.6N的恒力作用下，得到加速度a与斜面倾角的关系图线，如图b所示，图中a0为图线与纵轴交点，θ1为图线与横轴交点。〔重力加速度g取10m/s2〕求： 

〔1〕a0多大？倾角θ1多大？   

〔2〕当倾角θ为30°时，物块在力F作用下由O点从静止开始运动，2s后撤去，求物块沿斜面运动的最大距离？   

14.如图，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的 圆弧局部竖直放置、直的局部固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场．金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触．两根导体棒的质量均为m、电阻均为R．金属导轨电阻不计，重力加速度为g．求 

〔1〕ab棒到达圆弧底端时对轨道压力的大小：   

〔2〕当ab棒速度为 时，cd棒加速度的大小〔此时两棒均未离开磁场〕   

〔3〕假设cd棒以 离开磁场，从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q．求此过程系统产生的焦耳热是多少．〔此过程ab棒始终在磁场中运动〕   

15.一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为 ，开始时内部封闭气体的压强为 ．经过太阳曝晒，气体温度由 升至 ． 

〔1〕求此时气体的压强．   

〔2〕保持 不变，缓慢抽出局部气体，使气体压强再变回到 ．求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．   

16.如下列图，用折射率n= 的玻璃做成内径为R、外径为R'= R的半球形空心球壳，一束平行光射向此半球的外外表，且与中心对称轴OO′平行，不计屡次反射。求球壳内部有光线射出的区域？〔用与OO′所成夹角表示〕 

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】将重力按照实际作用效果正交分解，如图

故有：F1=mgcos30°= mg；滑动摩擦力为：f=μF1= μmg；垂直于纸面向里的方向由平衡条件知推力为：F=f= μmg，ACD不符合题意，B符合题意。

故答案为：B

 
【分析】利用重力的分解结合平衡条件可以求出推力的大小。

2.【解析】【解答】嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．A不符合题意；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度．B不符合题意；根据 ，且月段椭圆轨道平均半径小于月段圆轨道的半径，可得嫦娥三号在环月段椭圆轨道的平均速度大于月段圆轨道的速度，又Q点是月段椭圆轨道最大速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度．C符合题意；要算出月球的密度需要知道嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期、月球半径和引力常量．D不符合题意；

故答案为：C

 
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星的轨道半径，根据向心力公式列方程比较卫星线速度、角速度、加速度的大小关系即可。

3.【解析】【解答】由图乙可知该交流电的周期是0.02s，那么频率f=1/T=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以原线圈中交变电压的频率为50Hz，A不符合题意。由图乙可知，负载R1的电流的最大值为2 A，所以电流的有效值为2A，根据电路图可知，电阻R1的电压为U2=IR1•R1=2×55V=110V，那么电压表示数为110V，B不符合题意。电阻R2的电流：IR2= =1A，那么副线圈的输出电流为3A，根据电流和匝数的关系可知，原线圈的输入电流为1.5A，C不符合题意。变压器的输出功率：P2=U2•〔IR1+IR2〕=110×〔2+1〕=330W，所以变压器的输入功率也是330W，D符合题意。

故答案为：D

 
【分析】利用图像周期可以求出频率的大小；利用欧姆定律结合电压有效值可以求出输出电流的大小；结合匝数之比可以求出输入电流的大小；利用功率的表达式可以求出输入功率的大小。

4.【解析】【解答】小球运动到最低点时，根据牛顿第二定律可得F-mg=m ，橡皮筋的弹力F=mg+m ，故F大于mg，A不符合题意；根据P=Fvcosα可知，开始时v=0，那么橡皮筋弹力做功的功率P=0．在最低点速度方向与F方向垂直，α=90°，那么橡皮筋弹力做功的功率P=0，故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小，B不符合题意；小球运动过程中，根据动能定理知，重力做功和橡皮筋弹力所做的功之和等于小球动能增加量，C不符合题意。小球和弹簧组成的系统机械能守恒，知小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，D符合题意。

故答案为：D

 
【分析】小球受到摩擦力的作用，使得系统的局部能量转化为内能。

5.【解析】【解答】A、t1～t2时间内电路中电流i比升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态，A不符合题意；

B、t3~t4时间内电路中电流i比升降机静止时大,说明压敏电阻减小,压力增大,重物处于超重状态，B不符合题意；

C、t3～t4时间内电路中电流i比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于超重状态，根据重物的状态可知，假设升降机开始时停在10楼，那么t1时刻开始，向下加速、匀速、向下减速，最后停在1楼，C符合题意；

D、假设升降机开始时停在l楼，t1时刻开始向上加速、匀速、减速，即重物先处于超重、既不超重也不失重、失重状态，与上分析不符，D不符合题意；

故答案为：C。

【分析】通过压敏电阻将压力信号转换成电信号，从而根据电路中电表的示数来分析压敏电阻的变化，判断压力的变化，确定升降机的运动状态。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】A项：粒子带正电，由做曲线运动合力指向曲线的内侧和等势面与电场线垂直可知，电场线方向竖直向上，所以粒子从A到B电场力做负功，动能减小，速度减小，A不符合题意；

B项：由A分析可知，电场线竖直向上，由沿电场线方向电势降低可知，等势面b的电势比等势面c的电势低，B不符合题意；

C项：粒子在水平方向做匀速直线运动，水平方向的速度为 ，水平位移为：  所以时间为 ，C符合题意；

D项：粒子从A到B由动能定理得：  ，解得：  ，D符合题意。

故答案为：CD。

【分析】由做曲线运动合力指向曲线的内侧和等势面与电场线垂直判断电场强度方向，再由沿电场线方向电势降低确定电势的上下，粒子在水平方向做匀速直线运动从而求解时间，粒子从A到B由动能定理求解电场强度大小。

7.【解析】【解答】根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定那么判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变。核反响方程式为： ，所以新核为 ，A符合题意，C不符合题意；新核带正电，根据左手定那么可知，新核沿逆时针方向旋转。B符合题意；发生衰变，根据动量守恒可知，新核与衰变产生粒子动量大小相等方向相反，根据洛伦兹力提供向心力可得 ，电荷量越大半径越大，所以轨迹2是新核的径迹。D不符合题意。

故答案为：AB

 
【分析】利用左手定那么可以判别衰变的类型及衰变的方程；结合质量数和电荷数守恒可以求出新核的本质；利用左手定那么可以判别新核的运动方向；利用电荷量的大小可以判别对应的运动轨迹。

8.【解析】【解答】粒子在电场中做类似平抛运动，根据类似平抛运动的分运动公式，有：

， ，粒子在磁场中做匀速圆周运动，有： ，结合几何关系，

有： ，联立解得： ，A不符合题意，B符合题意；类似平抛运动的时间： ；

匀速圆周运动的轨迹是两个半圆，故时间： ；带电粒子运动一个周期的时间为： ，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：BD

 
【分析】利用类平抛的位移公式结合牛顿第二定律和几何关系可以求出电场与磁场的比值；利用类平抛的位移公式结合圆心角的大小可以求出运动的时间。

9.【解析】【解答】布朗运动指悬浮在液体中的颗粒所做的无规那么运动的运动，反映的是液体分子的无规那么运动，A不符合题意。 因为液体外表张力的存在，水黾才能无拘无束地在水面上行走自如，B符合题意。 温度是分子的平均动能的标志，气体温度升高，并不是物体所有分子的动能都增大，C符合题意。 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，但如果速度增大，撞击力增大，气体的压强可能增大，D符合题意。 在油膜法估测分子大小实验中，用一滴油酸的体积除以单分子油膜面积，可得油酸分子的直径，故E不符合题意。

故答案为：BCD

 
【分析】布朗运动是固体小颗粒的运动不是液体分子的运动；温度决定的是平均动能的大小；利用一滴油酸的体积除以单分子油膜的面积可以求出分子的直径大小。

10.【解析】【解答】A．由图〔a〕可知该简谐横波的波长为λ=2m，由图〔b〕知周期为T=4s，那么波速为

A符合题意；

B．根据图〔b〕的振动图像可知，x=1.5m处的质点在t=2s时振动方向向下，所以该波向左传播，B不符合题意；

所以 时间内，质点P的路程为S=2A=8cm

C符合题意；

D．由图〔a〕可知t=2s时，质点P在波谷，t=2s=0.5T，所以可知 时间内，P向y轴负方向运动，D不符合题意；

E．t=2s时，质点P在波谷

那么t=7s时，P恰回到平衡位置，E符合题意。

故答案为：ACE。

 
【分析】利用波长和周期可以求出波速的大小；利用质点的振动方向可以判别波的传播方向；利用振动时间可以求出质点运动的路程；利用质点的位置可以判别运动的方向；利用运动时间可以判别质点的位置。

三、实验题

11.【解析】【解答】〔1〕用3、5两点间的平均速度代替打下4点的瞬时速度 。〔2〕考察探究加速度的因素的实验的操作过程：A、由于在装置的左端有弹簧测力器与细绳串联，所以拉力直接由弹簧秤读出即可，沙和桶只是用来改变拉力的，A选项不必测量；B、由于摩擦阻力的存在，而又是用拉力代替合力，平衡摩擦阻力是必要的，B选项必要；C、实验过程正是先让小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数，故答案为：项C必要；D、只有当没有弹簧秤测力时，才用沙和桶的重代替拉力，当然也没必要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M。故答案为：D.〔3〕根据牛顿第二定律有：当所有摩擦阻力不计时， ，那么a-F图象的斜率为k= ，那么小车的质量m= ，故答案为：项C不符合题意，D符合题意；而为什么不能用角度来表示斜率呢，由于每组使用的坐标间隔不一样，那么不能用tanθ来表示斜率，故答案为：项AB不符合题意。
【分析】〔1〕利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；
〔2〕实验有测量拉力的仪器不需要测量重物及满足质量要求；
〔3〕利用牛顿第二定律结合斜率可以求出小车的质量。

12.【解析】【解答】〔1〕由给出的局部电路图可知，此题是采用了电表的改装原理进行实验的；R1与电流表串联，那么有：U=Ig〔Rg+R〕≥2.5V，那么可知，R≥4800Ω；故R1应选择B；R2与电流计并联，流过电流计和R2的电流之和应大于0.3A，那么可知： ，解得：R2≤0.3Ω；故答案为：C；因本实验要采用滑动变阻器分压接法，故为了便于控制，滑动变阻器选择E；〔2〕根据题意可知，本实验应采用分压接法，实验电路图如下列图；

；〔3〕两指针角度相同，设示数为I，那么有：此时电压值为：I〔Rg+R1〕；电流值为： ；由欧姆定律可知：电阻 ；

 
【分析】〔1〕利用电表的改装可以判别定值电阻的选择；利用分压式接法可以判别滑动变阻器的量程选择；
〔2〕利用分压式接法完成对应的电路图；
〔3〕利用指针角度相同结合欧姆定律可以求出电阻的大小。

四、解答题

13.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律结合平衡可以求出加速度和倾角的大小；
〔2〕利用牛顿第二定律结合速度位移公式可以求出最大的距离。

14.【解析】【分析】〔〕对物体进行受力分析，对物体从最高点运动到最低点的过程应用动能定理求解物体的末速度；利用向心力公式求解对轨道的压力；
〔2〕两个导体棒组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可；
〔3〕两个导体棒组成的系统能量守恒，结合能量守恒求解焦耳热，即安培力做功。

15.【解析】【分析】〔1〕利用理想气体的等容变化可以求出压强的大小；
〔2〕利用理想气体的等温变化可以求出质量的比值；结合热力学第一定律可以判别气体吸热。

16.【解析】【分析】通过折射，大致画出光的传播路径，利用题目光带的宽度列方程求解距离即可。