2021届安徽省皖南八校高三物理三模试卷含答案

这是一份2021届安徽省皖南八校高三物理三模试卷含答案，共13页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1.如下列图为氢原子能级图，现有大量氢原子从n＝4的能级发生跃迁，产生一些不同频率的光，让这些光照射一个逸出功为2.29eV的钠光管，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 这些氢原子可能发出3种不同频率的光
B. 能够让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子
C. 光电管发出的光电子与原子核发生衰变时飞出的电子都是来源于原子核内部
D. 钠光电管在这些光照射下发出的光电子再次轰击处于基态的氢原子可以使氢原子跃迁到n＝3的能级
2.如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖直放置，直径竖直，O为圆心，最高点B处固定一光滑轻质滑轮，质量为m的小环A穿在半圆环上。现用细线一端拴在A上，另一端跨过滑轮用力F拉动，使A缓慢向上移动。小环A及滑轮B大小不计，在移动过程中，关于拉力F以及半圆环对A的弹力N的说法正确的选项是〔 〕
A. F逐渐增大 B. N的方向始终指向圆心O C. N逐渐变小 D. N大小不变
3.2021年春节档，科幻电影?流浪地球?红遍大江南北。电影讲述的是太阳即将消灭，人类在地21球上建造出巨大的推进器，使地球经历停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速人轨等阶段，最后成为新恒星〔比邻星〕的一颗行星的故事。假设儿千年后地球流浪成功，成为比邻星的一颗行星，设比邻星的质量为太阳质量的1/8，地球质量在流浪过程中损失了1/5，地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的1/2，那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 地球绕比邻星运行的公转周期和绕太阳的公转周期相同
B. 地球绕比邻星运行的向心加速度是绕太阳运行时向心加速度的2/5
C. 地球与比邻星间的万有引力为地球与太阳间万有引力的1/10
D. 地球绕比邻星运行的动能是绕太阳运行时动能的1/10
4.如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而变小．那么〔 〕
A. P向左滑动时，变压器的输出电压变大 B. P向左滑动时，变压器的输入功率变大
C. RT温度升高时，灯L变亮 D. RT温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L亮度不变
5.如下列图，白色传送带A、B两端距离L＝14m，以速度v0＝8m/s逆时针匀速转动，并且传送带与水平面的夹角为θ＝37°，现将一质量为m＝2kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数μ＝0.25，取g＝10m/s2 ， sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，那么以下表达正确的选项是〔 〕
B. 煤块运动到B端时重力的瞬时功率为120W
C. 煤块从A端运动到B端在传送带上留下的黑色痕迹为4m
D. 煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为8J
二、多项选择题
6.如下列图，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球 视为点电荷 ，b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点 图中未画出 时速度为零．那么小球a〔 〕
A. 从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力一直增大
B. 从N到Q的过程中，速率先增大后减小，最大速率的位置在P点
C. 从P到Q的过程中，动能减少量大于电势能增加量
D. 从N到Q的过程中，电势能先增加后减小
7.如下列图，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，A的质量为5m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面，关于此过程，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 斜面倾角α＝37° B. C刚离开地面时，B的加速度为0
C. A获得最大速度为 D. A、B两小球组成的系统机械能守恒
8.如下列图，在光滑水平面上有宽度为d的匀强磁场区域，边界线MN平行于PQ线，磁场方向垂直平面向下，磁感应强度大小为B，边长为L〔L＜d〕的正方形金属线框，电阻为R，质量为m，在水平向右的恒力F作用下，从距离MN为d/2处由静止开始运动，线框右边到MN时速度与到PQ时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN平行，那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 线框进入磁场过程中做加速运动
B. 线框的右边刚进入磁场时所受安培力的大小为
C. 线框在进入磁场的过程中速度的最小值为
D. 线框右边从MN到PQ运动的过程中，线框中产生的焦耳热为Fd
9.以下说法正确的选项是 〔 〕
A. 气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大
B. 分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，但斥力变化更快
C. 附着层内分子间距离小于液体内局部子间距离时，液体与固体间表现为浸润
D. 阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离
E. 由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
10.x=0处的质点在t=0时刻从静止开始做简谐振动，带动周围的质点振动，在x轴上形成一列向x正方向传播的简谐横波。如图甲为x=0处的质点的振动图像，如图乙为该简谐波在t0=0.03s时刻的一局部波形图。质点P的平衡位置在x=1.75m处，质点Q的平衡位置在x=2m。以下说法正确的选项是( )
A. 质点Q的起振方向向上
B. 从t0
C. 从t0时刻算起，质点P比质点Q的先到达最低点
D. 从t0时刻起经过0.025s，质点P通过的路程小于1m
E. 从t0时刻起经过0.01s质点Q将运动到x=3m处
三、实验题
11.某实验小组设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，如下列图小车质量M＝250g，砝码盘的质量记为m0 ， 所使用的打点计时器交流电频率f＝50Hz．其实验步骤是：
a．按图中所示安装好实验装置；
b．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；
c．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
d．先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
e．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量，重复2～4步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度。答复以下问题：
〔1〕按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________〔填“是〞或“否〞〕
〔2〕实验中打出的其中一条纸带如下列图，由该纸带可求得小车的加速度a＝________m/s2 ． 〔保存二位有效数字〕
〔3〕某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，
他根据表中的数据画出a﹣F图象〔如图〕。造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是________。
12.为了测某电源的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：
电阻箱R，定值电阻Rn，两个电流表A1、A2 ， 电键S1 ， 单刀双掷开关S2 ， 待测电源，导线假设干．实验小组成员设计如图甲所示的电路图．
〔1〕闭合电键S1 ， 断开单刀双掷开关S2 ， 调节电阻箱的阻值为R1 ， 读出电流表A2的示数I0；将单刀双掷开关S2合向1，调节电阻箱的阻值，使电流表A2的示数仍为I0 ， 此时电阻箱阻值为R2 ， 那么电流表A1的阻值RA1＝________．
〔2〕将单刀双掷开关S2合向2，屡次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A1的示数I，实验小组成员打算用图象分析I与R的关系，以电阻箱电阻R为横轴，为了使图象是直线，那么纵轴y应取_____．
2
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〔3〕假设测得电流表A1的内阻为1Ω，定值电阻R0＝2Ω，根据〔2〕选取的y轴，作出y﹣R图象如图乙所示，那么电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω．
〔4〕按照本实验方案测出的电源内阻值________．〔选填“偏大〞、“偏小〞或“等于真实值〞〕
四、解答题
13.如下列图，空间充满了磁感应强度为B的匀强磁场其方向垂直纸面向里．在平面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L的刚性等边三角形框架△DEF，DE边中点S处有一带正电的粒子，电量为q，质量为m，现给粒子一个垂直于DE边向下的速度，假设粒子每一次与三角形框架的碰撞时速度方向垂直于被碰的边，且碰撞均为弹性碰撞，当速度的大小取某些特殊数值时可使由S点发出的粒子最终又回到S点．求：
〔1〕假设粒子只与三角形框架碰撞两次就回到S点，粒子的速度大小．
〔2〕假设S点不在DE边的中点，而是距D点的距离DS＝L/4，仍然使粒子能回到S点，求满足条件的粒子的速度大小．
14.如下列图，BCD是光滑绝缘的半圆形轨道，位于竖直平面内，直径BD竖直轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，质量为m的不带电的滑块b静止在B点整个轨道处在水平向左的匀强电场中场强大小为E．质量为m、带正电的小滑块a置于水平轨道上，电荷量为 ，滑块a与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度为g．现将滑块a从水平轨道上距离B点12R的A点由静止释放，运动到B点与滑块b碰撞，碰撞时间极短且电量不变，碰后两滑块粘在一起运动，a、b滑块均视为质点．求：
〔1〕滑块a、b碰撞后的速度大小．
〔2〕滑块在圆形轨道上最大速度的大小，以及在最大速度位置处滑块对轨道作用力的大小．
〔3〕滑块第一次落地点到B点的距离．
15.如下列图，粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，竖直放置。管中有两段水银柱a、b，长分别为5cm、10cm，两水银液柱上外表相平，大气压强为75cmHg，温度为27℃，a水银柱上面管中封闭的A段气体长为15cm，U形管水平局部长为10cm，两水银柱间封闭的B段气体的长为20cm，给B段气体缓慢加热，使两水银柱下外表相平，求此时：

(i)A段气体的压强；
(ii)B段气体的温度为多少?
16.如下列图，ABC等边三棱镜，P、Q分别为AB边、AC边的中点，BC面镀有一层银，构成一个反射面，一单色光以垂直于BC面的方向从P点射入，经折射、反射，刚好照射在AC边的中点Q，求
①棱镜对光的折射率；
②使入射光线绕P点在纸面内沿顺时针转动，当光线再次照射到Q点时，入射光线转过的角度．
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】A、大量氢原子从n＝4的能级跃迁能产生 种不同频率的光，A不符合题意；
B、其中能让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子，即为从n＝2到从n＝1，从n＝3到从n＝1，从n＝4到从n＝1，从n＝4到从n＝2，B符合题意；
C、光电子来自于金属板中的自由电子，C不符合题意。
D、氢原子从n＝4的能级向n＝1发生跃迁，发射光子能量最大，当照射钠光管放出能量为E＝13.6﹣0.85﹣2.29＝10.46eV，而氢原子从n＝1的能级跃n＝3的能级，需要吸收能量为E′＝13.6﹣1.51＝12.09eV，因10.46eV<12.09eV，不能实现跃迁。D不符合题意；
故答案为：B

【分析】利用排列组合可以求出光的种数；利用能级差的能量可以判别可以发生光电效应的光子数；光电子飞出来的电阻是来自于核外自由电子；利用光电子的能量结合跃迁的能量可以判别不能实现跃迁。
2.【解析】【解答】在物块缓慢向上移动的过程中，小圆环A处于三力平衡状态，根据平衡条件知mg与N的合力与T等大反向共线，作出mg与N的合力，如图，由三角形相似得： ①
A、F＝T，由①可得： ，AB变小，BO不变，那么F变小；A不符合题意；
BCD、由①可得： ，AO、BO都不变，那么N不变，方向始终背离圆心；D符合题意，BC不符合题意；
故答案为：D

【分析】利用圆环的平衡条件结合相似三角形知识可以判别F、N的方向及大小变化。
3.【解析】【解答】A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得： ，解得： ，那么： ，即：T比＝T太 ， A符合题意；
B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得： ，解得： ， ，B不符合题意；
C、万有引力： ,代入数据计算解得 ，C不符合题意；
D、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得： ，动能： ，代入数据计算解得动能之比为 D不符合题意；
故答案为：A

【分析】利用牛顿第二定律几何半径和质量之比可以求出周期的大小；利用引力提供向心力可以求出加速度、引力大小、和动能之比。
4.【解析】【解答】P向左滑动时，电阻变大，次级电流减小，根据P=IU可知，因变压器输出电压不变，故变压器的输出功率减小，变压器输入功率减小，AB不符合题意；RT温度升高时，RT电阻减小，次级电阻减小，电流变大，变阻器两端电压变大，电灯两端电压变小，故灯L变暗，C不符合题意；RT温度升高时, 热敏电阻阻值减小，只有适当向右滑动P ,才能使灯L分压不变,从而保持灯的亮度不变，D符合题意；
故答案为：D.

【分析】输入电压决定输出电压所以与负载电阻大小无关；利用滑动变阻器的阻值变化可以判别输出电流和功率的变化；利用热敏电阻的变化结合欧姆定律可以判别灯泡的电流变化。
5.【解析】【解答】煤块放在传送带后受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，一定先向下做匀加速直线运动。
A、设经过时间t1 ， 煤块的速度与传送带相同，匀加速运动的加速度大小为a1 ， 那么根据牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcsθ＝ma1 ， 可得 a1＝g〔sinθ+μcsθ〕＝8m/s2 ， 由 v0＝a1t1得 t1＝1s，此过程通过的位移大小为 x1＝ t1＝4m＜L。由于mgsinθ＞μmgcsθ．故煤块速度大小等于传送带速度大小后，继续匀加速向下运动，受到的滑动摩擦力沿斜面向上。设煤块接着做匀加速运动的加速度为a2 ， 运动的时间为t2 ， 那么 mgsinθ﹣μmgcsθ＝ma2 ， 可得 由 ，代入数据得：t2＝1s。故煤块从A到B的运动时间是t＝t1+t2＝2s。A不符合题意。
B、煤块从A端运动到B端时速度 v＝v0+a2t2＝12m/s，此时重力的瞬时功率为 P＝mgvsinθ＝144W，B不符合题意。
C、由于两个过程煤块与传送带间的相对位移大小〔v0t1﹣x1〕＞[〔L﹣x1〕﹣v0t2]，所以煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹长度为 S＝v0t1﹣x1＝4m。C符合题意。
D、煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为 Q＝μmgcsθ{〔v0t1﹣x1〕+[〔L﹣x1〕﹣v0t2]}，代入数据解得：Q＝24J，D不符合题意。
故答案为：C

【分析】利用牛顿第二定律结合位移公式和速度公式可以求出煤块运动的时间；利用瞬时速度和重力的大小可以求出重力的瞬时功率；利用位移公式可以求出拖痕的大小；利用摩擦力做功可以求出产生的热量。
二、多项选择题
6.【解析】【解答】A、当电荷a在N点时，受竖直向下的重力和水平向右的电场力，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q的过程中，电场力和重力之间的夹角〔不是钝角〕一直减小，且电场力逐渐增大，所以重力与电场力的合力一直增大，A符合题意；
B、在N点是，电场力与重力的合力与该点的切线方向之间的夹角是锐角，所以在开始向下运动的过程中，合力做正功，速率增大；在P时，速度的方向是水平向左的，与合力之间的夹角为钝角，所以在此之间，合力已经开始做负功了，所以有段时间速率减小，从N到P的过程中，速率先增大后减小，速率最大点应该在NP间某点，B不符合题意；
C、从P到Q的过程中，电场力做负功，重力也做负功，动能的减少量等于电势能和重力势能的增加量之和，即动能减少量大于电势能增加量，C符合题意；
D、从N到Q的过程中 点除外 ，电场力的方向与速度的方向始终成钝角，电场力做负功，电势能始终增加，D不符合题意；
故答案为：AC.
【分析】分析库仑力及重力的合力，根据功的公式明确合力做功情况；再根据重力做功和电场力做功的特点与势能的关系分析电势能的变化.
7.【解析】【解答】AB、A的速度最大时，A所受的合力为零，此时绳的拉力T＝5mgsinα．此时C恰好离开地面，故弹簧的拉力为mg，对B受力分析可得绳对B的拉力为 T＝2mg，可得 sinα＝0.4，α≠37°．A不符合题意。
B、物体C刚离开地面时，B的合外力为0，加速度为0，B符合题意。
C、初始时系统静止，且线上无拉力，对B有 kx1＝mg．C刚好离开地面时，有kx2＝mg，可知x1＝x2 ， 那么从释放至C刚离开地面的过程中，弹簧弹性势能变化量为零，此过程中，A、B、C组成的系统机械能守恒，即5mg〔x1+x2〕sinα＝mg〔x1+x2〕+ 〔5m+m〕vAm2以上方程联立可解得：A获得最大速度为 ，C符合题意。
D、从释放A到C刚离开地面的过程中，根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，但是A、B两小球组成的系统机械能不守恒，D不符合题意。
故答案为：BC

【分析】利用平衡方程可以求出斜面倾角的大小；利用B的速度到达最大可以判别加速度等于0；利用机械能守恒定律可以求出最大的速度；利用弹簧弹力做功可以判别系统机械能不守恒。
8.【解析】【解答】A、线框右边到MN时速度与到PQ时速度大小相等，线框完全进入磁场过程不受安培力作用，线框完全进入磁场后做加速运动，由此可知，线框进入磁场过程做减速运动，故A不符合题意；
B、线框进入磁场前过程，由动能定理得： ，解得： ，线框受到的安培力： ，故B符合题意；
C、线框完全进入磁场时速度最小，从线框完全进入磁场到右边到达PQ过程，对线框，由动能定理得： 解得： ，故C不符合题意；
D、线框右边到达MN、PQ时速度相等，线框动能不变，该过程线框产生的焦耳热：Q＝Fd，故D符合题意；
故答案为：BD

【分析】利用速度相同可以判别线圈进入磁场时做减速运动；利用动能定理结合安培力公式可以求出安培力的大小；利用动能定理可以求出线圈完全进入磁场的速度大小；利用功能关系可以求出焦耳热的大小。
9.【解析】【解答】A、温度是分子平均动能的标志，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，A不符合题意；
B、根据分子力的特点可知，分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小，随距离减小而增大，但斥力变化更快，B符合题意；
C、附着层内分子间距离小于液体内局部子间距离时，附着层内分子间作用表现为斥力，附着层有扩展趋势，液体与固体间表现为浸润，C符合题意；
D、知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出气体的摩尔体积，然后求出每个气体分子占据的空间大小，从而能求出气体分子间的平均距离，D符合题意；
E、做功与热传递都可以改变物体的内能，但同时做功和热传递，根据热力学第一定律可知，不一定会改变内能，故E不符合题意。
故答案为：BCD

【分析】温度的大小决定分子平均动能的大小，不代表每一个分子动能的大小；假设外界对物体做功，同时物体放热的话有可能内能保持不变。
10.【解析】【解答】A、由图甲可知，在 时刻振源质点是向y轴负方向振动，其余质点重复振源质点的运动情况，故质点Q起振的方向仍为y轴负方向，故答案为：项A不符合题意；
B、由图甲可知周期为 ，由图乙可知波长为 ，
那么波速为：
那么由图乙可知当P再次处于平衡位置时，时间为：
经过周期的整数倍之后，质点P再次处于平衡位置，即经过 还处于平衡位置， B符合题意；
C、由于波沿 轴正方向传播，可知从t0时刻算起，质点P比质点Q的先到达最低点， C符合题意；
D、由题可知： ，假设质点P在最高点、最低点或平衡位置，那么通过的路程为： ，但此时质点P不在特殊位置，故其路程小于 ， D符合题意；
E、波传播的是能量或者说是波的形状，但是质点不随着波迁移， E不符合题意。
故答案为：BCD
【分析】由图读出波长 和周期T，由波长与周期可求出波传播的速度，根据质点的位置分析其运动情况，注意质点不随着波迁移；
三、实验题
11.【解析】【解答】〔1〕当物体小车匀速下滑时有：mgsinθ＝f+〔m+m0〕g，当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力mgsinθ和摩擦力f不变，因此其合外力为〔m+m0〕g，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。〔2〕在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即△x＝aT2 ， 根据逐差法可知，加速度： 〔3〕由图象可知，当外力为零时，物体有加速度，说明小车所受合力大于砝码的重力，可能是计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力；
【分析】〔1〕利用平衡条件可以求出合外力的大小所以不需要满足质量要求；
〔2〕利用逐差法可以求出加速度的大小；
〔3〕利用坐标可以判别没有外力时有加速度的产生进而判别其合力计算没有计入砝码盘的重力。
12.【解析】【解答】〔1〕由题意可知，电路电流保持不变，由闭合电路欧姆定律可知，电路总电阻不变，那么电流表内阻等于两种情况下电阻箱阻值之差，即：RA1＝R2﹣R1；〔2〕根据题意与图示电路图可知，电源电动势： ，整理得： ，为得到直线图线，应作 图象，C符合题意ABD不符合题意．〔3〕由 图线可知： ， ，解得，电源电动势：E＝3V，电源内阻：r＝0.9Ω；〔4〕实验测出了电流表A1的内阻，由〔2〕〔3〕可知，电源内阻的测量值等于真实值．
【分析】〔1〕利用总电阻不变结合电阻的变化可以求出电流表的电阻的大小；
〔2〕利用闭合电路的欧姆定律可以判别电流和电阻的关系；
〔3〕利用图像斜率可以求出电动势和内阻的大小；
〔4〕利用电表没有干扰可以判别电源内阻的测量值等于真实值。
四、解答题
13.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律结合轨道半径的大小可以求出速度的大小；
〔2〕利用几何关系可以求出轨道半径，结合牛顿第二定律可以求出粒子的速度大小。
14.【解析】【分析】〔1〕利用动能定理结合动量守恒定律可以求出速度的大小；
〔2〕利用动能定理结合牛顿第二定律可以求出最大速度及滑块对轨道作用力的大小；
〔3〕利用动能定理结合平抛的位移公式可以求出落地点到B点的距离。
15.【解析】【分析】〔1〕利用液面压强和大气压强的关系的关系可以求出两个液体的压强大小；
〔2〕利用气体的状态方程可以求出B段气体最后的温度大小。

16.【解析】【分析】〔1〕利用入射角和折射角的大小结合折射定律可以求出折射率的大小；
〔2〕利用几何关系结合折射定律可以求出入射光线转过的角度。次数
1
2
3
4
5
砝码盘中砝码的重力F/N
小车的加速度a〔m/s2〕