2021届山东省威海市高三物理三模考试试卷含答案

 高三物理三模考试试卷

一、单项选择题

1.关于天然放射现象，以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 玛丽 居里发现了天然放射现象                         B. 天然放射现象说明原子是可以分割的
C. 原子序数大于或等于83的元素都具有放射性       D. 温度越高，放射性元素的放射性就越强

2.如下列图，三条竖直虚线为匀强电场的等势线，实线为一电子仅在电场力的作用下从a点运动到b点的轨迹，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. a点的电势低于b点的电势
B. 电子在a点的动能小于其在b点的动能
C. 从a点到b点的过程中，电子的动量变化量方向水平向左
D. 从a点到b点的过程中，电子速度变化得越来越慢

3.如下列图，轻质弹簧一端固定在竖直墙面上， 另一端拴接一质量为m的小滑块。刚开始时弹簧处于原长状态，现给小滑块上施加一水平力F，使之沿光滑水平面做匀加速直线运动，运动过程中弹簧未超出弹性限度。以下关于水平力F随位移x变化的图像正确的选项是〔   〕 

A.                                          B. 
C.                                           D. 

4.如下列图，斜面体B放置在粗糙的水平地面上，在水平向左的推力F作用下，物体A和斜面体B均保持靜止。假设减小推力F，物体A仍然静止在斜面体B上，那么〔   〕 

A. 物体A受斜面体B的作用力一定减小                     B. 物体A所受摩擦力一定减小
C. 斜面体B所受合力一定减小                                  D. 斜面体B所受地面的摩擦力可能增大

5.如图甲所示，矩形导线框abcd放在垂直纸面的匀强磁场中，磁感应强度B随时间变化的图像如图乙所示。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，水平向右为安培力的正方向，在0~4s内，线框ab边受到的安培力F随时间变化的图像正确的选项是〔   〕 

A.                                         B. 
C.                                          D. 

二、多项选择题

6.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如下列图。假设AO>OB，那么〔   〕 

A. 恒星A的质量大于恒星B的质量                   B. 恒星A的动能大于恒星B的动能
C. 恒星A的动量与恒星B的动量大小相等        D. 恒星A的向心加速度大小小于恒星B的向心加速度大小

7.如下列图，质量为2kg的木块A与轻质弹簧连接，弹簧的另-端固定在墙上，开始时木块A静止在光滑水平面上的O点，现有一质量为3kg的木块B以10m/s的初速度向右运动，与木块A发生碰撞并粘在一起，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 木块A，B碰后瞬间的共同速度大小为6m/s
B. 弹簧的最大弹性势能为90J
C. A，B碰撞过程中损失的机械能为150J
D. 弹簧第一次被压缩至最短的过程中，墙对弹簧的冲量为0

8.如图甲所示，通过一理想自耦变压器给灯泡L1和L2供电，R为定值电阻，电表均为理想电表，原线圈所接电压如图乙所示，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. u随t的变化规律为u=22 sin100rtV
B. 将电键S闭合，电压表示数不变，电流表示数变大
C. 将电键S闭合，小灯泡L1变亮
D. 将电键S闭合，为保证小灯泡L1亮度不变，可将滑片P适当下移

9.如图，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态。图中圆圈为垂直纸面放置的直导线的横截面，当导线中无电流时，磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为FN2  ， 以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 假设导线位于图中1位置且电流方向向外，那么FN1>FN2
B. 假设导线位于图中1位置且电流方向向里，那么弹簧伸长量增大
C. 假设导线位于图中2位置且弹簧伸长量增大，那么导线中电流方向向里
D. 假设导线位于图中2位置且弹簧伸长量增大，那么FN1>FN2

10.甲、乙两车在平直公路上同向行驶时的v-t图像如下列图，t0时刻，两车并排行驶，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. t=0时，甲车在乙车前0.68 v0t0         0
0       0t0

11.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 食盐、蔗糖、味精、玻璃都是晶体
B. 由于分子永不停息地做无规那么运动，所以任何物体都具有内能
C. 硬币可以浮在水面上，是因为水的外表张力的作用
D. 一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性
E. 氧气的摩尔体积为V，每个氧气分子的体积为V0  ， 那么阿伏加德罗常数

三、实验题

12.小妮同学利用如图甲所示的实验装置验证系统机械能守恒。A、B是两个质量均为m的相同小球，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下∶ 

⑴用游标卡尺测得小球B的直径d如图乙所示，那么d=________mm；

⑵用毫米刻度尺测得AO长为l， BO长为2l；

⑶由静止释放两小球，当小球B通过光电门时，测得光线被小球挡住的时间为 t，那么在杆由水平转至竖直的过程中两小球组成的系统增加的动能 Ek=________， 减少的重力势能 Ep=________ 〔用m、g、l、d、 t表示〕。

⑷假设在误差允许的范围内 Ek= Ep  ， 那么小球A、B组成的系统机械能守恒。

x的阻值。电路中两个定值电阻R1=1000Ω、R2=2000Ω，R3为电阻箱〔阻值范围0~999.9Ω〕，G为灵敏电流计。 

〔1〕具体操作步骤如下∶ 

①请依据原理图连接实物图________；

②闭合开关S，反复调节电阻箱的阻值，当其阻值R3=740.8Ω时，灵敏电流计的示数为0，惠斯通电桥到达平衡；

③求得电阻Rx=________Ω。

〔2〕该同学采用上述器材和电路测量另一电阻，器材无损坏且电路连接完好，但无论怎样调节电阻箱的阻值，灵敏电流计的示数都不能为0，可能的原因是________。   

四、解答题

14.如下列图，长0.32m的不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端拴一质量为0.3kg的小球B静止在水平面上，绳恰好处于伸直状态。一质量为0.2kg的小球A以某一速度沿水平面向右运动，与小球B发生弹性正碰，碰撞后小球B恰好能在竖直平面内完成完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2  ， 求∶ 

〔1〕碰撞后小球B的速度大小；   

〔2〕碰撞前小球A的速度大小。   

15.如下列图，第一象限内有沿x轴正向的匀强电场，第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以速度v0从P〔-3L，0〕沿与x轴负方向成37°角射入磁场，粒子从Q〔0，4L〕进入电场并直接从O点离开电场。不计空气阻力及粒子的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求∶ 

〔1〕磁感应强度B的大小；   

〔2〕电场强度E的大小。   

16.如下列图，一长木板在水平地面上向右运动，速度v0=7m/s时，在其最右端轻轻放上一与木板质量相同的小铁块。小铁块与木板间的动摩擦因数 ，木板与地面间的动摩擦因数 ，整个过程小铁块没有从长木板上掉下来，重力加速度g取10m/s2。 

求∶

〔1〕小铁块能到达的最大速度vm；   

〔2〕小铁块与长木板都停止运动后，小铁块离长木板最右端的距离x。   

17.如下列图，竖直放置的U型管内装有水银，右管封闭了一段长L=20cm的空气柱，此时左右两侧的水银面高度差h1=6cm，现从管的开口端慢慢倒入水银，最终左管水银面比右管水银面高h2=4cm，整个过程温度不变，外界大气压p0=76cmHg。求∶ 

〔1〕右管封闭空气柱的最终长度L'；   

〔2〕参加的水银柱长度x。   

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A．贝可勒尔发现天然放射现象，A不符合题意；

B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是原子可以再分的，B不符合题意；

C．原子序数大于或等于83的元素，都具有放射性，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，C符合题意；

D．放射性元素的放射性由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，D不符合题意；

故答案为：C。

 
【分析】原子核的半衰期只与原子核内部的结构有关，与外界环境无关。

2.【解析】【解答】A．实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向水平向左，那么电场线方向水平向右，那么 点的电势高于 点的电势，A不符合题意；

B．电子所受的电场力方向水平向左，电场力做负功，动能减小，电势能增加，那么电子在 点的电势能小于其在 点的电势能，B不符合题意；

C．从 点到 点的过程中，根据动量定理 可知电子的动量变化量方向与合外力方向相同，所以电子的动量变化量方向水平向左，C符合题意；

D．从 点到 点的过程中，根据牛顿第二定律可知电子运动的加速度不变，所以电子速度变化不变，D不符合题意；

故答案为：C。

 
【分析】粒子的运动轨迹为曲线，受到的电场力指向圆弧的内部，结合受力方向求解电荷的电性；电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小，相应的动能就会增加，电场力做负功，电势能增加，电荷的动能减小。

3.【解析】【解答】小滑块运动过程中受到水平向右的拉力以及水平向左的弹力作用，而小滑块运动的位移大小等于弹簧的形变量，根据牛顿第二定律有

所以有

所以水平力 随位移 变化的图像是不过原点的一条倾斜直线，A、B、C不符合题意，D符合题意；

故答案为：D。

 
【分析】对物体进行受力分析，结合胡克定律和物体的加速度，利用牛顿第二定律求解物体受到的拉力变化。

4.【解析】【解答】A．物体A始终处于平衡状态，所以物体A受到的重力、推力 和物体A受斜面体B的作用力，根据平衡条件可知物体A受斜面体B的作用力为

减小推力 ，物体A受斜面体B的作用力一定减小，A符合题意；

B．物体A始终处于平衡状态，所以物体A受到的重力、推力 、斜面体B对物体A的支持力和摩擦力，设斜面的夹角为 ，假设斜面体B对物体A的摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件在沿斜面方向那么有

当 减小时，物体A所受摩擦力增大；

假设斜面体B对物体A的摩擦力方向沿斜面向下，根据平衡条件在沿斜面方向那么有

当 减小时，那么物体A所受摩擦力减小，B不符合题意；

C．斜面体B始终处于平衡状态，所以受到的合外力始终等于0，不变，C不符合题意；

D．视物体A和斜面体B为整体，在水平方向受到推力 和地面对斜面体B的摩擦力，根据平衡条件可知水平方向受到推力 大小等于地面对斜面体B的摩擦力，当 减小时，地面对斜面体B的摩擦力也减小，D不符合题意；

故答案为：A。

 
【分析】对物体进行受力分析，在重力、支持力、推力和摩擦力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，结合推力大小的变化分析其他力的变化。

5.【解析】【解答】由图可知 内，线圈中磁通量的变化率相同，由 可知电路中电流大小时恒定不变，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针；由 可知 与 成正比；由左手定律可知线框 边受到的安培力 水平向右，为正值，D符合题意，A、B、C不符合题意；

故答案为：D。

 
【分析】利用法拉第电磁感应定律求解电压的大小，再利用欧姆定律求解回路中电流的大小；利用左手定那么和公式求解安培力的方向，再结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】A．根据万有引力提供向心力有

可得

因为 ，所以有

即A的质量一定小于B的质量，A不符合题意；

B．双星系统中，恒星的动能为

因为 ，所以有

恒星A的动能大于恒星B的动能，B符合题意；

C．双星系统中，恒星的动量大小为 ，所以有

恒星A的动量大小等于恒星B的动量大小，C符合题意；

D．双星系统中，恒星的加速度大小为

因为 ，所以有

恒星A的向心加速度大小大于恒星B的向心加速度大小，D不符合题意；

故答案为：BC。

 
【分析】两个恒星绕着两者的质心做圆周运动，万有引力提供向心力，角速度相同，利用向心力公式分析运动半径、加速度、线速度的关系。

7.【解析】【解答】A．木块A、B碰撞，视A、B为系统，动量守恒，那么有

解得木块A、B碰后瞬间的共同速度大小为

A符合题意；

B．木块A、B碰后压缩弹簧过程，根据能量守恒可得弹簧的最大弹性势能为

B符合题意；

C．A、B碰撞过程中损失的机械能为

C不符合题意；

D．弹簧第一次被压缩至最短的过程中，墙对弹簧的作用力不为零，所以根据公式 可知墙对弹簧的冲量为0，D不符合题意；

故答案为：AB。

 
【分析】两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解末速度，碰撞后，两个物体和弹簧组成的系统能量守恒，列方程求解即可。

8.【解析】【解答】A．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压22V，周期0.02S，故角速度是

所以有 ， A不符合题意；

B．电压表 的示数是输出电压的有效值，输入电压和匝数不变，输出电压不变，将电键S闭合，消耗功率增大，输入功率增大，根据 知电流表示数增大，B符合题意；

C．将电键S闭合，总电阻减小，流过 的电流增大， 分压增大，那么并联电路的电压减小，小灯泡 变暗，C不符合题意；

D．将电键S闭合，为保证小灯泡 亮度不变，根据 可将滑片P适当下移使原线圈匝数减小从而增大 ，D符合题意；

故答案为：BD。

 
【分析】通过交流电压的图像读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电路中的电流即可。

9.【解析】【解答】A．条形磁铁的外部磁场方向是由 极指 极，由1位置的磁场方向沿斜面向下，2位置的磁场方向斜向左上方，假设导线位于图中1位置且电流方向向外，根据左手定那么可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向下，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直于斜面向上，可知磁铁对斜面的压力减小，那么有

A符合题意；

B．假设导线位于图中1位置且电流方向向里，根据左手定那么可得导线所受安培力的方向为垂直斜面向上，由牛顿第三定律可得导线对磁铁的反作用力垂直于斜面向下，但弹簧的弹力仍等于磁铁重力沿斜面方向的分力，大小不变，那么弹簧的伸长量不变，B不符合题意；

CD．假设导线位于图中2位置且弹簧的伸长量增大，可知导线对磁铁的反作用力沿斜面方向的分力沿斜面向下，垂直于斜面方向的分力垂直斜面向下，从而才会使弹簧的弹力增大，也使磁铁对斜面的压力增大，故有

所以导线所受的安培力方向斜向右上方，由左手定那么可得导线中的电流方向向里，C符合题意，D不符合题意；

故答案为：AC。

 
【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，根据条形磁铁的运动导致的螺线管中的磁通量的变化，利用楞次定律判断电流的流向。

10.【解析】【解答】A．根据“面积〞大小表示位移，由图象可知0到 内，甲车通过的位移为

乙车通过的位移为

根据题意那么有 时，乙车在甲车前

A不符合题意；

B．甲车做匀速直线运动，速度为

乙车做匀加速直线运动，速度为

两车速度相等，那么有

解得

B符合题意；

C．设两车再次并排行驶的时刻为 ，甲车通过的位移为

乙车通过的位移为

其中

解得

C符合题意；

D．甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为

D不符合题意；

故答案为：BC。

 
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，结合选项分析即可。

11.【解析】【解答】A．食盐、蔗糖、味精是晶体，而玻璃是非晶体，A不符合题意；

B．由于组成物体的分子永不停息在做无规那么运动，一定有分子动能，所以任何物体都具有内能，B符合题意；

C．硬币可以浮在平静的水面上是因为液体外表存在张力，C符合题意；

D．由热力学第二定律可知自然界中进行的一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，D符合题意；

E．由于气体分子间距离较大，摩尔体积与分子体积的比值不等于阿伏伽德罗常数，E不符合题意；

故答案为：BCD。

 
【分析】外表张力是分子之间的作用力，具有使液体外表积减小的趋势，浸润和不浸润都是外表张力的作用。；物体的内能等于动能和势能之和。

三、实验题

12.【解析】【解答】(1)游标卡尺的主尺读数为12mm，游标读数为

那么游标卡尺的最终读数为 (3)小球B通过光电门的瞬时速度

A、B转动的半径之比为1：2，A、B的角速度相等，根据 知A、B的速度之比为1：2，所以A的瞬时速度

系统动能增加量 系统重力势能的减小量

 
【分析】〔1〕明确游标卡尺的读数规那么进行读数即可；
〔3〕当运动位移很短时，物体的平均速度等于物体运动的瞬时速度，位移越短，平均速度越接近瞬时速度，结合速度求解物体的动能；根据物体下落的距离，利用公式mgh求解势能的变化量。

13.【解析】【解答】(1)①根据原理图连接实物图为

③当灵敏电流计读数为零时，根据电桥平衡可得

解得 (2)灵敏电流计的示数不能为0，那么有

可得

根据题意可知电阻箱的阻值 的值必定小于 的值，故可能的原因是电阻箱的阻值调节范围小。

 
【分析】〔1〕电流表串联在电路中，电压表并联在电路中，滑动变阻器的接线柱一上一下，连接实物图即可；电压表并联在电路中，与谁并联就测量谁两端的电压；电流表串联在电路中，
〔2〕电桥两点间电势差不为零就会产生电流，结合电桥平衡条件分析即可。

四、解答题

14.【解析】【分析】〔1〕当小球恰好经过最高点的时候，只有重力提供向心力，对小球进行受力分析，利用向心力公式求解此时的速度；再利用动能定理求解小球在B点的速度；
〔2〕两个物体组成系统动量守恒和机械能守恒，利用动量守恒定律和机械能守恒列方程分析求解即可。

15.【解析】【分析】〔1〕利用几何关系求解轨道半径，再结合向心力公式求解磁感应强度；
〔2〕粒子在水平方向沿匀速直线运动，在竖直方向上受电场力的方向而做加速运动，根据水平位移和竖直的大小，利用牛顿第二定律和匀变速直线运动公式求解即可。

16.【解析】【分析】〔1〕分别对两个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体各自的加速度，结合运动学公式求解最大速度；
〔2〕同理，分别对两个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体各自的加速度，结合运动学公式求解各自的位移，两者之差即为相对位移。

17.【解析】【分析】当气体产生的对外压强与外界对内的压强相同时，就会到达平衡状态，列方程求解即可。