2021届广东省惠州市高三下学期物理第一次模拟试卷含答案

 高三下学期物理第一次模拟试卷

一、单项选择题

1.真空中一个静止的铀原子核 经一次α衰变后变成一个新核钍核，衰变方程为 ，假设 的半衰期为t，以下说法正确的选项是〔   〕           

A.铀核 的中子数比钍核 多2个
B.发生核反响后，产生的 由高能级向低能级跃迁，会释放α射线
C.衰变前 核的质量等于衰变后 核的质量与α粒子的质量之和
D.经过2t的时间，20个 核中有10个已经发生了衰变

2.如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为10cm，图乙挂包的宽度约为20cm，在挂包质量一定的条件下，为了使悬挂时挂包带受力最小，以下措施正确的选项是〔   〕 

3.天问一号于2021年2月10日实施火星捕获，将于2021年5月择机实施降轨软着陆火星外表。设天问一号距火星外表高度约为火星半径的n倍，其环绕周期为T，引力常量为G，那么火星的密度为〔   〕           

A.
B.
C.
D.

4.“盘州—贵阳〞的某次高铁列车由两组对接而成，列车出发启动阶段做匀加速运动，每组提供的动力均为F，受到的阻力均为车重的k倍。沿运行方向前一组车及乘客的总质量为m，后一组车及乘客的总质量为m2。假设m1>m2  ， 那么对接处〔如图〕的作用力是〔   〕 

A.推力，大小为
B.推力，大小为
C.拉力，大小为
D.拉力，大小为

5.如下列图，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点〔正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形〕，所有棱长都为a，现在A、B两点分别固定电荷量为＋q和－q的两个点电荷，静电力常量为k，以下说法正确的选项是〔   〕 

B.C点的场强大小为

D.将一正电荷从C点移动到D点，其电势能减小

6.如下列图是某示波管的示意图，如果水平放置的偏转电极上加一个电压，那么电子束将偏转，每单位偏转电极电压引起的偏转距离叫做示波管的灵敏度。下面这些措施中对提高示波管的灵敏度有用的是〔   〕 

7.图为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧 运动，〔 是线圈中心〕，那么〔   〕 

A.从X到O,电流由E经G流向F，先增大再减小
B.从X到O,电流由F经G流向E，先减小再增大
C.从O到Y,电流由F经G流向E，先减小再增大
D.从O到Y,电流由E经G流向F，先增大再减小

二、多项选择题

8.如下列图，交流发电机通过电阻不计的导线为右侧电路供电，变压器为理想变压器。以下说法正确的选项是〔   〕 

A.如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，那么V1示数增大、A1示数增大
B.如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，那么V1示数减小、A1示数减小
C.如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，那么V2示数减小、A2示数减小
D.如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，那么V2示数增大、A2示数增大

9.在冬奥会短道速滑男子5000米接力赛中，“接棒〞的运发动甲提前站在“交棒〞的运发动乙前面，并且开始向前滑行。待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运发动与冰面间的摩擦力，那么〔   〕 

B.甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反

D.甲、乙组成的系统机械能不守恒

10.在竖直立于地面上、劲度系数为k的轻弹簧上端放置一质量为m的物块，取物块静止时弹簧上端为坐标原点O、竖直向下为正方向建立x轴，如图甲所示。取O点的重力势能为零，在物块上施加一竖直向下的力F，测得物块与弹簧组成的系统的机械能E与位移x的关系如图乙所示〔弹簧始终在弹性限度内〕，图线与纵轴的交点为〔0，E1〕，除x1~x2之间的图线为曲线外，其余局部均为直线。那么在物块位移从0到x3的过程中，以下判断正确的选项是〔   〕 

A. E1=                                                           B. 力F做的功为W=E0-E1
C. 在x2位置时物块的加速度最大                             D. 在0~x3的过程中，力F先不变、再减小、后为零

三、实验题

11.一同学用   测量重力加速度。先拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，再利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如下列图。 

〔1〕以下主要操作步骤的正确顺序是________；〔填写各步骤前的序号〕 

①把刻度尺竖直固定在墙上

②翻开   摄像功能，开始摄像

③   固定在三角架上，调整好   镜头的位置

④捏住小球，从刻度尺旁静止释放

〔2〕停止摄像，从视频中选取了三幅连续相邻的分帧图片甲、乙、丙，相邻两帧之间的时间间隔为0.02s，刻度尺的分度值是1mm。分帧图片甲、乙、丙图中小球上边缘的刻度值分别为4.88cm、7.50cm、10.50cm，由此测得图乙中小球下落速度约为________m/s，重力加速度为________m/s2；〔计算结果均保存两位有效数字〕 

〔3〕在某次实验中，释放时手不小心给了小球一个向下的初速度，那么________〔选填“仍能〞或“不能〞〕用〔2〕问中的方法测出重力加速度。   

12.某同学改装和校准电流表的电路图如下列图，图中虚线框内是电流表的改装电路。 

〔1〕毫安表表头的内阻为 100Ω，满偏电流为为1mA，假设改装成电表量程为10mA。电阻箱接入电路的电阻R2＝________Ω。结果保存一位小数〕   

〔2〕假设某表头内阻未知，该同学打算在不测量表头内阻情况下对电表进行改装。被改装的毫安表表盘格数和标准电流表 A表盘格数相同，但毫安表量程为 100mA，标准电流表量程为 0.6A。在操作中他把 R2设置为某一数值，R0为保护电阻，闭合电键 S之前，滑动变阻器 R1的滑片位置应位于________〔填“ P〞 或“ Q〞 〕端。   

〔3〕闭合电键 S后，该同学改变滑动变阻器 R1滑片位置，逐步增大标准电流表和被改装毫安表示数，假设标准电流表示数先到达“ 满偏〞 ，此时他停止调节滑动变阻器 R1  ， 改调整电阻箱 R2  ， 应________〔填“ 调大〞 或“ 调小〞 〕R2  ， 直到毫安表也到达“ 满偏〞 。他此时固定好电阻箱阻值，把毫安表表盘示数进行更改，改装完毕。   

〔4〕假设在〔3〕调整中某次标准电流表示数为 0.40A，毫安表示数为 80.0mA，电阻箱 R2示数为 38.0Ω，那么该毫安表表头内阻为________Ω。   

四、解答题

13.城市高层建筑越来越多，高空坠物事件时有发生。假设某公路边的高楼距地面高H=47m，往外凸起的阳台上的花盆因受扰动而掉落，掉落过程可看做自由落体运动。阳台下方有一辆长L1=8m、高h=2m的货车，以v0=9m/s的速度匀速直行，要经过阳台的正下方，花盆刚开始下落时货车车头距花盆的水平距离为L2=24m〔示意图如下列图，花盆可视为质点，重力加速度g=10m/s2〕 

〔1〕假设司机没有发现花盆掉落，货车保持速度v0匀速直行，请计算说明货车是否被花盆砸到；   

〔2〕假设司机发现花盆掉落，司机的反响时间Δt=ls，采取匀加速直线运动的方式来避险，那么货车至少以多大的加速度才能防止被花盆砸到。   

14.如下列图，x轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，坐标原点处有一正离子源，单位时间在xOy平面内发射n0个速率为υ的离子，分布在y轴两侧各为θ的范围内．在x轴上放置长度为L的离子收集板，其右端点距坐标原点的距离为2L，当磁感应强度为B0时，沿y轴正方向入射的离子，恰好打在收集板的右端点．整个装置处于真空中，不计重力，不考虑离子间的碰撞，忽略离子间的相互作用． 

〔1〕求离子的比荷 ；   

〔2〕假设发射的离子被收集板全部收集，求θ的最大值；   

〔3〕假设离子到达x轴时沿x轴均匀分布．当θ=370  ， 磁感应强度在B0 ≤B≤ 3B0的区间取不同值时，求单位时间内收集板收集到的离子数n与磁感应强度B之间的关系〔不计离子在磁场中运动的时间〕   

15..某登山运发动在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了，而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0×105Pa(常温下的大气压强值)，当内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运发动携带的温度计的读数是 -21℃，表内气体体积的变化可忽略不计。   

〔1〕.通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的？   

〔2〕.当时外界的大气压强为多少？   

16.在长方体透明均匀介质内有一圆柱形空气泡，圆形半径为R，一束平行于 边的单色细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后从B点射入介质，如下列图为该装置的截面图，A点的入射角为30°，该单色光的偏向角为30°〔B点出射光线与A点大射光线的夹角〕。 

〔1〕求介质的折射率；   

〔2〕长方体的长边较长，从B点射出的光线打到 上的E点〔未画出〕，请判断从E点是否有光线射出，并说明理由。   

五、填空题

17.气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置。如下列图，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气〔可视为理想气体〕，气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，翻开阀门K，A中的气体进入B中，最终到达平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，平衡后气体的内能________，压强________〔均填“增大〞“减小〞或“不变〞〕。 

18.广东有丰富的水产资源，渔业兴旺。一渔船用频率为f、在水中波长为 的超声波〔一种机械波〕来探测远处鱼群的方位，测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为t，那么该超声波的波速大小为________，鱼群与渔船之间的距离为________〔忽略船和鱼群的运动〕。   

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A．由核反响方程前后质量数和电荷数守恒可知，铀核 的中子数比钍核 多2个，A符合题意；

B．发生核反响后，产生的 由高能级向低能级跃迁时，发射的是γ射线，B不符合题意；

C． 核的衰变过程，存在质量亏损，衰变后 核的质量与α粒子的质量之和小于衰变前 核的质量，C不符合题意；

D．半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，D不符合题意。

故答案为：A。

 
【分析】利用质量数和电荷数的大小可以求出原子核的中子数，利用中子数可以比较两个原子核的中子数大小；发生核反响后，当原子发生能级跃迁时发射的是光子不是a射线；衰变过程释放能量其质量发生亏损；半衰期只对大量原子核有统计意义。

2.【解析】【解答】设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得

解得背包带的拉力

在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，那么cosθ最大，由于相邻挂钩之间的距离为10cm，图乙中斜挎包的宽度约为20cm，故使背包带跨过三个挂钩时 ， ，此时挂时背包带受力最小。

故答案为：C。

 
【分析】利用平衡方程结合拉力最小可以判别角度的大小，利用角度的大小可以判别挂包带所挂挂钩的个数。

3.【解析】【解答】当卫星环绕地球做半径为r的圆周运动时，万有引力提供向心力，有

又地球的质量为

轨道半径为

联立可得

故答案为：C。

 
【分析】利用引力提供向心力可以求出火星的质量；结合轨道半径的大小可以求出火星的密度。

4.【解析】【解答】根据牛顿第二定律，对两组车 2F-k〔m1+m2〕g=〔m1+m2〕a

设对接处的作用力为拉力，对后一组 F+F12-km2g=m2a

整理得

说明对接处的作用力为推力，大小为 。

故答案为： B 。

 
【分析】以两组车为对象，根据牛顿第二定律可以求出加速度的表达式，结合后一组车的牛顿第二定律可以求出对接处作用力的大小及方向。

5.【解析】【解答】AC．由题意知，+q、−q是两个等量异种点电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等；C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等；AC不符合题意；

B．两个电荷在C点产生的场强大小

方向的夹角为120°，那么C点的合场强，如图

B符合题意；

D．由题，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，将一正电荷从C点移动到D点，电场力不做功，其电势能不变，D不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】利用等量异种点电荷电场线的分布可以比较电场强度和电势的大小；利用场强的叠加结合点电荷的场强公式可以求出合场强的大小；利用电势的大小结合电性可以判别电势能的变化。

6.【解析】【解答】设加速电压为U1  ， 那么

设偏转电压为U2  ， 那么

联立得

每单位偏转电极电压引起的偏转距离

故答案为：D。

 
【分析】利用粒子的加速运动可以导出对应的动能定理表达式；结合粒子在电场中做类平抛运动可以求出偏转位移的表达式，利用表达式可以判别提升灵敏度的方法。

7.【解析】【解答】AB．在磁极绕转轴从X到O匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈中产生瞬时针方向的感应电流，电流由F经G流向E，又导线切割磁感线产生感应电动势E感＝BLV，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、那么电流先增大再减小，AB均错；

CD．在磁极绕转轴从O到Y匀速转动，穿过线圈平面的磁通量向上减小，根据楞次定律可知线圈中产生逆时针方向的感应电流，电流由E经G流向F，又导线切割磁感线产生感应电动势E感＝BLV，导线处的磁感应强度先增后减可知感应电动势先增加后减小、那么电流先增大再减小，C不符合题意、D符合题意．

故答案为：D

 
【分析】利用动生电动势的表达式结合磁感应强度的变化可以判别感应电动势的大小变化；利用磁通量的方向结合磁通量的变化和楞次定律可以判别感应电流的方向。

二、多项选择题

8.【解析】【解答】AB．根据功率相等可知：

变阻箱电阻增大，那么电流A1变小，导致副线圈上的电压 变小，匝数之比不变，所以V1示数减小，A不符合题意，B符合题意；

CD．根据交流发电机瞬时电压表达式

可知，当频率增大时，电压的最大值、有效值均变大，那么V1示数增大，由变压器原、副线圈两端电压之比等于匝数比可知，副线圈两端电压增大即V2示数增大，由欧姆定律可知，A2示数增大，C不符合题意，D符合题意。

故答案为：BD。

 
【分析】由于输入功率等于输出功率，利用原线圈的总功率结合电功率的表达式可以判别电阻箱的阻值变大时其输入电压变小那么其输出电压和输入电流都变小；利用功率的表达式结合频率的变化可以判别电压和电流的大小变化。

9.【解析】【解答】A．因为冲量是矢量，甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反，故冲量大小相等方向相反，A不符合题意；

B．两人组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律可知，系统动量变化量为零，那么甲、乙的动量变化一定大小相等且方向相反，B符合题意；

C．甲、乙间的作用力大小相等，不知道甲、乙的质量关系，不能求出甲乙动能变化关系，无法判断做功多少，也不能判断出二者动能的变化量，C不符合题意；

D．在乙推甲的过程中，乙的肌肉对系统做了功，甲和乙组成的系统机械能不守恒， D符合题意。

故答案为：BD。

 
【分析】由于甲乙两者相互作用力方向相反所以冲量方向不同大小相等；由于冲量相等所以动量变化量大小相等方向相反；由于甲乙质量位置所以不能判别动能的变化量大小；由于乙对甲做功所以系统机械能不守恒。

10.【解析】【解答】A．施加力F之前物块平衡时mg＝kx0

此时重力势能和动能均为零，物块压缩弹簧时弹力从零均匀增大到kx0  ， 那么

A选项错误；

B．力F做的功等于系统机械能的增加量，即W＝E0－E1

B选项正确；

C．过x2位置后图线平行于x轴，说明系统机械能不变，力F为零，弹力大于重力，之后物块继续压缩弹簧，弹力向上增大，加速度增大，C选项错误；

D．在0~x1之间机械能随x均匀增大，由功能关系ΔE＝Fx

可知力F不变，同理可判断在x1~x2之间力F减小，x2~x3之间机械能不变，说明只有重力和弹簧弹力做功，力F为零，D选项正确。

故答案为：BD。

 
【分析】施加力F之前物块平衡， 取O点的重力势能为零，开始重力势能和动能均为零，系统的机械能只有弹簧的弹性势能。外力F做的功即为机械能的增加量。过x2位置后图线平行于x轴，机械能不变，说明力F消失，只有重力和弹力，此后弹簧继续下降，弹力增大，当弹簧下降到最低点时，弹力最大，此时的加速度最大。力F对物块做的功等于系统机械能的增加量，图像的斜率表示力F的大小。

三、实验题

11.【解析】【解答】(1)应先把刻度尺竖直固定在墙上，再把   固定在三角架上，调整好   镜头的位置，然后翻开   摄像功能，开始摄像，接着捏住小球，从刻度尺旁静止释放，得到物体自由下落的视频，故正确的顺序应是①③②④。

(2)图乙中小球下落速度约为

重力加速度为

(3)数据处理时只是截取中间的几张分帧图片，是否有初速度不影响结果，故仍能用〔2〕问中的方法测出重力加速度。

【分析】〔1〕实验应该先固定刻度尺；再固定   ；先翻开摄像功能在开始记录物体自由下落的视频；
〔2〕利用平均速度公式可以求出瞬时速度的大小；利用逐差法可以求出重力加速度的大小；
〔3〕小球是否有初速度的大小，对小球下落的加速度大小没有影响。

12.【解析】【解答】〔1〕当表头满偏电流为 ，所以分流电阻分得的电流为 ，根据并联特点

可计算 。

〔2〕为保证电表平安，滑片应调到 端。

〔3〕毫安表没有到达满偏，说明分流电阻太小，应调大。

〔4〕[根据题意

【分析】〔1〕利用满偏电流的大小可以求出电阻箱分得电流的大小，结合并联电路的欧姆定律可以求出电阻箱的阻值；
〔2〕为了保证电表的平安，其滑片应该打在P端使分压等于0；
〔3〕毫安表没有到达满偏那么是分流电阻太小所以要调大电阻；
〔4〕利用欧姆定律结合并联电路的电流特点可以求出毫安表的内阻大小。

四、解答题

13.【解析】【分析】〔1〕花盆做自由落体运动，利用下落的位移公式可以求出运动的时间，结合汽车匀速运动的位移公式可以判别汽车运动的时间，利用时间的比照可以判别货车会被砸到；
〔2〕司机在反响时间内做匀速直线运动，利用位移公式可以求出在反响时间内运动的位移，接着做匀减速直线运动，利用匀减速的位移公式可以求出减速的加速度大小。

14.【解析】【分析】〔1〕利用牛顿第二定律可以求出比荷的大小；
〔2〕利用几何关系可以求出角度的最大值；
〔3〕利用运动轨迹结合几何关系和牛顿第二定律可以求出粒子数和磁感应强度的关系。

15.【解析】【分析】〔1〕表内气体发生等容变化，利用理想气体的状态方程可以求出手表内气体的压强大小；
〔2〕表内气体的压强和压强差，利用两者可以求出外界大气压强的大小。

16.【解析】【分析】〔1〕画出光线经过圆柱形空气泡折射的光线，利用几何关系可以求出入射角的大小，利用入射角和折射角的大小可以求出折射率的大小；
〔2〕折射率的大小，利用全发射定律可以求出临界角的大小，再结合在E点处的入射角大小可以判别从E点处没有光线射出。

五、填空题

17.【解析】【解答】座舱A中气体进入处于真空状态的气闸舱B，气体并没有对外做功，即 ，由热力学第一定律 ，且此过程中系统与外界没有热交换，那么 ， ，那么气体内能不变，即气体温度不变；气体体积变大，温度不变，根据玻意耳定律知压强减小。
【分析】气体从座舱A进入真空B中，气体没有对外做功和吸放热所以其内能保持不变，那么气体温度不变，当气体体积变大那么其压强变小。

18.【解析】【解答】该超声波的传播速度大小

鱼群与渔船之间的距离

 
【分析】超声波的波长和频率，两者结合可以求出波速的大小，结合传播的时间可以求出传播距离的大小。