山西省長(zhǎng)治市大黃莊中學(xué)2021年高三物理模擬試題含解析

山西省長(zhǎng)治市大黃莊中學(xué)2021年高三物理模擬試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.圖中畫(huà)出了氫原子的4個(gè)能級(jí)，并注明了相應(yīng)的能量E。氫原子從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射出光子甲，從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)輻射出光子乙，則下列說(shuō)法中正確的是

A．在與物質(zhì)相互作用時(shí)甲光的粒子性比乙光的粒子性要顯著B(niǎo)．用乙光照射某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則

用甲光照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C．當(dāng)它們從水中射入空氣中時(shí)乙光的臨界角大D．在水中甲光的光速比乙光光速大參考答案：D2.9如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)

法中正確的有A.小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為B.小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為0C.小球在水平線ab以下管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力D.小球在水平線ab以上管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球可能有作用力參考答案：BCD3.物體以v0的速度水平拋出，當(dāng)其豎直分位移與水平分位移大小相等時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是

A、豎直分速度與水平分速度大小相等

B、瞬時(shí)速度的大小為C、運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

D、運(yùn)動(dòng)位移的大小為參考答案：BCD4.（多選題）“空間站”是科學(xué)家進(jìn)行天文探測(cè)和科學(xué)試驗(yàn)的特殊而又重要的場(chǎng)所。假設(shè)“空間站”正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上運(yùn)行，其離地球表面的高度為同步衛(wèi)星離地球表面高度的十分之一，且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。下列說(shuō)法正確的有(

)A．“空間站”運(yùn)行的加速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)行的加速度B．“空間站”運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的倍C．站在地球赤道上的人觀察到“空間站”向東運(yùn)動(dòng)D．在“空間站”工作的宇航員因不受重力而在艙中懸浮或靜止參考答案：AC5.（單選）沿軸正方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形曲線如圖所示，其波速為10m／s，該時(shí)刻波恰好傳播到x=6m的位置。介質(zhì)中有a、b兩質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法中正確的是

（

）A．時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向上B．時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)的速度大于a質(zhì)點(diǎn)的速度C．時(shí)刻，b質(zhì)點(diǎn)的加速度大于a質(zhì)點(diǎn)的加速度D．時(shí)刻，處的質(zhì)點(diǎn)位于波谷參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.一小球在桌面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在每次曝光時(shí)的位置，并將小球的位置編號(hào)，得到的照片如圖所示．由于底片保管不當(dāng)，其中位置4處被污損．若已知攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為1s，則利用該照片可求出：小球運(yùn)動(dòng)的加速度約為_(kāi)_______m/s2.位置4對(duì)應(yīng)的速度為_(kāi)_______m/s，能求出4的具體位置嗎？________.求解方法是：____________________(不要求計(jì)算，但要說(shuō)明過(guò)程)．參考答案：3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)9×10－2能利用(x５－x4)－(x4－x３)＝aT2可以求出位置4的具體位置(其他方法合理均可)

對(duì)于勻變速規(guī)律的考察是很靈活的，學(xué)生要善于在新情境中抽象出物理模型．本題易錯(cuò)點(diǎn)在于位移的計(jì)算，難點(diǎn)在于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度的求解方法的選擇，利用一段時(shí)間的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度的推論是最簡(jiǎn)單的．7.如圖所示，物理興趣小組用如圖測(cè)物塊A與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ，按圖連接好裝置，托住A，繩恰繃直．由P點(diǎn)靜止釋放，B落地后不反彈，最終m停在Q點(diǎn)．測(cè)出B下落高度h，和PQ間距離s．已知A．B質(zhì)量均為m，則μ=

，若考慮定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，測(cè)量值____真實(shí)值．（選填偏大、不變、偏小）參考答案：；偏大【考點(diǎn)】探究影響摩擦力的大小的因素．【分析】在B下落過(guò)程中，對(duì)整體受力分析，根據(jù)動(dòng)能定理求得落地的速度，B落地后，對(duì)A受力分析，根據(jù)動(dòng)能定理，即可求得摩擦因數(shù)；由于在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有空氣阻力，即可判斷【解答】解：在B落地瞬間前，在整個(gè)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理可知B落地后，對(duì)A有動(dòng)能定理可知聯(lián)立解得μ=由于在下落過(guò)程中沒(méi)有考慮空氣阻力，故測(cè)量值比真實(shí)值偏大故答案為：；偏大8.一定質(zhì)量的理想氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下時(shí)體積為V0，分別經(jīng)過(guò)如下兩個(gè)不同的過(guò)程使體積都增大到2V0：①等溫膨脹變?yōu)?V0，再等容升壓使其恢復(fù)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，總共吸收的熱量為Q1，內(nèi)能的變化為；②等壓膨脹到2V0，吸收的熱量為Q2，內(nèi)能的變化為．則Q1

Q2，

。（填“大于”、“等于”、“小于”）參考答案：小于

等于

9.一正方形線圈邊長(zhǎng)為40cm，總電阻為3Ω，在與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通過(guò)有理想邊界的寬為30cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，線圈在通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的全過(guò)程中，有電磁感應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=___________A，所產(chǎn)生的熱量Q=___________J。參考答案：0.4，0.04810.（單選）氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢(shì)能分別取決于氣體的()A.溫度與體積

B．體積和壓強(qiáng)

C.溫度和壓強(qiáng)

D．壓強(qiáng)和溫度參考答案：A11.如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根互相平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面，a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r，b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r?，F(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，則去掉導(dǎo)線1后，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

，方向

。參考答案：答案：，垂直兩導(dǎo)線所在平面向外解析：根據(jù)安培定則可知，1、2兩導(dǎo)線在a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同，都為。而2導(dǎo)線在a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，故去掉導(dǎo)線1后，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直兩導(dǎo)線所在平面向外。12.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.2m的正方形線框abcd處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框的匝數(shù)為N=100匝，總電阻R=1Ω，磁場(chǎng)方向與線框平面的夾角θ=30°，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律B=0.02+0.005t（T），則線框中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/p>

，t=16s時(shí)，ab邊所受安培力的大小為

N。參考答案：

adcba

；

0.02

N。13.下表是按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的某金屬的UC和v的的幾組數(shù)據(jù)。(UC是遏制電壓)UC/V0.5410.6370.7140.8090.878v/l014Hz5.6445.8886.0986.3036.501請(qǐng)根據(jù)上表的數(shù)據(jù)在答題紙對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)中作出UC-v圖象；從圖象中可知這種金屬的截止頻率為

；已知e=1.6010-19C，用給出的數(shù)據(jù)結(jié)合圖象算出普朗克常量為

。參考答案：三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件．某同學(xué)用左所示電路探究硅光電池的路端電壓U與總電流I的關(guān)系．圖中R0為已知定值電阻，電壓表視為理想電壓表．（1）請(qǐng)根據(jù)題電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．（2）若電壓表V2的讀數(shù)為U0，則I=

．（3）實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，通過(guò)測(cè)量得到該電池的U﹣I曲線a，如圖．由此可知電池內(nèi)阻

（填“是”或“不是”）常數(shù)，短路電流為_(kāi)_____mA，電動(dòng)勢(shì)為

V．（4）實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U﹣I曲線b，如圖．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)，若實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為1.5V．則實(shí)驗(yàn)二中外電路消耗的電功率為mW（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．參考答案：解：（1）由原理圖可得出電路的連接方式，則按實(shí)物圖的連接方法將各元件相連即可，注意導(dǎo)線不能交叉，導(dǎo)線要接在接線柱上；如下圖所示；（2）由歐姆定律可知，流過(guò)R0的電流I=；（3）路端電壓U=E﹣Ir，若r為常數(shù)、則U﹣I圖為一條不過(guò)原點(diǎn)的直線，由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當(dāng)U=0時(shí)的電流為短路電流、約為295μA=0.295mA；當(dāng)電流I=0時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)E、約為2.67V；（4）實(shí)驗(yàn)一中的路端電壓為U1=1.5V時(shí)電路中電流為I1=0.21mA，連接a中點(diǎn)（0.21mA、1.5V）和坐標(biāo)原點(diǎn)，此直線為此時(shí)對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻）的U﹣I圖，和圖線b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的路端電壓和電路電流，如右圖，電流和電壓分別為I=97μA、U=0.7V，則外電路消耗功率為P=UI=0.068mW．故答案為：（1）如上圖（2）（3）不是，0.295（0.293﹣0.297），2.67（2.64﹣2.70），（4）0.065（0.060﹣0.070）【考點(diǎn)】描繪小電珠的伏安特性曲線．【分析】（1）已知原理圖，則由原理圖先連接R與電源，再將電壓表依次并入；（2）R0為定值電阻，故由歐姆定律可求得電路中的電流；（3）由圖象及公式可知圖象的斜率表示電池內(nèi)阻，由內(nèi)阻的斜率變化可知是否為常數(shù)；圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)為短路電流；圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)；（4）由于外電阻為線性元件，故可由實(shí)驗(yàn)一做出其伏安特性曲線，圖象與b的交點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)二中的狀態(tài)，讀出電流和電壓可求得電功率．15.（填空）據(jù)某一科普雜志介紹，在含有某些金屬礦物的礦區(qū)，其重力加速度稍有偏大，幾位同學(xué)“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)探究該問(wèn)題．他用最小分度為毫米的米尺測(cè)得擺線的長(zhǎng)度為92.00cm，用游標(biāo)為10分度的卡尺測(cè)得擺球的直徑如圖所示，擺球的直徑為

cm．他把擺球從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)小角度由靜止釋放，使單擺在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)穩(wěn)定后，在擺球通過(guò)平衡位置時(shí)啟動(dòng)秒表，并數(shù)下“1”，直到擺球第30次同向通過(guò)平衡位置時(shí)按停秒表，秒表讀數(shù)為56s，則單擺的周期為

s，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/p>

m/s2．（以上結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）參考答案：2.02，1.93，9.85考點(diǎn)：用單擺測(cè)定重力加速度解：主尺讀數(shù)為20mm．10分度的游標(biāo)卡尺每一分度表示的長(zhǎng)度為0.1mm，游標(biāo)尺第2條刻度線與主尺對(duì)齊，則游標(biāo)尺讀數(shù)為0.2mm，擺球的直徑為20mm+0.2mm=20.2mm=2.02cm．由秒表讀出單擺做30次全振動(dòng)所用的時(shí)間t=56.0s，單擺的周期T==s=1.93s．單擺的擺長(zhǎng)l=擺線的長(zhǎng)度+擺球的半徑=800.0mm+10.1mm=810.1mm．由單擺的周期公式T=2π得，重力加速度g=，代入解得，g==9.85m/s2故答案為：2.02，1.93，9.85四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在直線x=-2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個(gè)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中x軸上方的電場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場(chǎng)方向沿y軸正方向。在電場(chǎng)左邊界上A（-2l0，-l0）到C（-2l0，0）區(qū)域內(nèi)的某些位置，分布著電荷量+q．質(zhì)量為m的粒子。從某時(shí)刻起A點(diǎn)到C點(diǎn)間的粒子，依次以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng)。若從A點(diǎn)射入的粒子，恰好從y軸上的A′（0，l0）沿x軸正方向射出電場(chǎng)，其軌跡如圖所示。不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用。

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E：

（2）若帶電粒子通過(guò)電場(chǎng)后都能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)推測(cè)帶電粒子在AC間的初始位置到C點(diǎn)的距離。

（3）若以直線x=2l0上的某點(diǎn)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使沿x軸正方向射出電場(chǎng)的粒子，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，都能通過(guò)直線x=2l0與圓形磁場(chǎng)邊界的一個(gè)交點(diǎn)處，而便于被收集，求磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑及相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。參考答案：見(jiàn)解析17.如圖1所示，在坐標(biāo)系xOy中，在－L≤x<0區(qū)域存在強(qiáng)弱可變化的磁場(chǎng)B1，在0≤x≤2L區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2＝2.0T，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.2m、總電阻為R＝0.8Ω的正方形線框靜止于xOy平面內(nèi)，線框的一邊與y軸重合。(1)若磁場(chǎng)B1的磁感應(yīng)強(qiáng)度在t＝0.5s的時(shí)間內(nèi)由2T均勻減小至0，求線框在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱為多少？(2)撤去磁場(chǎng)B1，讓線框從靜止開(kāi)始以加速度a＝0.4m/s2沿x軸正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求線框剛好全部出磁場(chǎng)前瞬間的發(fā)熱功率。(3)在(2)的條件下，取線框中逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎较颍囋趫D2給出的坐標(biāo)紙上作出線框中的電流I隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的關(guān)系圖線。(不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，但要求寫(xiě)出圖線端點(diǎn)的坐標(biāo)值，可用根式表示)參考答案：(1)線框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E＝·L2＝0.16V

線框中產(chǎn)生的電流為I＝E/R＝0.2A

產(chǎn)生的電熱為Q＝I2Rt＝0.016J(2)線框剛好全部出磁場(chǎng)前瞬間的速度為

v＝此時(shí)線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E＝B2Lv

此時(shí)線框產(chǎn)生的電流為I＝

此時(shí)線框受到的安培力為F＝B2IL

發(fā)熱功率為P＝Fv

由以上各式得P＝＝0.096W

(3)如右圖：18.質(zhì)量1Kg物體，在5N的水平拉力作用下，沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng)，若將拉力方向改為與水平面成370角斜向下