山西省長治市大黃莊中學(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15分．每小題只有一個選項符合題意1.圖中畫出了氫原子的4個能級，并注明了相應(yīng)的能量E。氫原子從n=4能級躍遷到n=2能級時輻射出光子甲，從n=3能級躍遷到n=1能級時輻射出光子乙，則下列說法中正確的是

A．在與物質(zhì)相互作用時甲光的粒子性比乙光的粒子性要顯著B．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)做圓周運動，下列說

法中正確的有A.小球通過最高點的最小速度為B.小球通過最高點的最小速度為0C.小球在水平線ab以下管道中運動時，外側(cè)管壁對小球一定有作用力D.小球在水平線ab以上管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對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，下列說法中正確的是

A、豎直分速度與水平分速度大小相等

B、瞬時速度的大小為C、運動時間為

D、運動位移的大小為參考答案：BCD4.（多選題）“空間站”是科學(xué)家進(jìn)行天文探測和科學(xué)試驗的特殊而又重要的場所。假設(shè)“空間站”正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上運行，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，且運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。下列說法正確的有(

)A．“空間站”運行的加速度大于同步衛(wèi)星運行的加速度B．“空間站”運行的速度等于同步衛(wèi)星運行速度的倍C．站在地球赤道上的人觀察到“空間站”向東運動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諧橫波在t=0時刻的波形曲線如圖所示，其波速為10m／s，該時刻波恰好傳播到x=6m的位置。介質(zhì)中有a、b兩質(zhì)點，下列說法中正確的是

（

）A．時刻，b質(zhì)點的運動方向向上B．時刻，b質(zhì)點的速度大于a質(zhì)點的速度C．時刻，b質(zhì)點的加速度大于a質(zhì)點的加速度D．時刻，處的質(zhì)點位于波谷參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.一小球在桌面上做勻加速直線運動，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光，記錄下小球運動過程中在每次曝光時的位置，并將小球的位置編號，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)兩次曝光的時間間隔均為1s，則利用該照片可求出：小球運動的加速度約為________m/s2.位置4對應(yīng)的速度為________m/s，能求出4的具體位置嗎？________.求解方法是：____________________(不要求計算，但要說明過程)．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．本題易錯點在于位移的計算，難點在于勻變速直線運動的瞬時速度的求解方法的選擇，利用一段時間的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的推論是最簡單的．7.如圖所示，物理興趣小組用如圖測物塊A與桌面間動摩擦因數(shù)μ，按圖連接好裝置，托住A，繩恰繃直．由P點靜止釋放，B落地后不反彈，最終m停在Q點．測出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)動的動能，測量值____真實值．（選填偏大、不變、偏?。﹨⒖即鸢福海黄蟆究键c】探究影響摩擦力的大小的因素．【分析】在B下落過程中，對整體受力分析，根據(jù)動能定理求得落地的速度，B落地后，對A受力分析，根據(jù)動能定理，即可求得摩擦因數(shù)；由于在運動過程中有空氣阻力，即可判斷【解答】解：在B落地瞬間前，在整個過程中根據(jù)動能定理可知B落地后，對A有動能定理可知聯(lián)立解得μ=由于在下落過程中沒有考慮空氣阻力，故測量值比真實值偏大故答案為：；偏大8.一定質(zhì)量的理想氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下時體積為V0，分別經(jīng)過如下兩個不同的過程使體積都增大到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為40cm，總電阻為3Ω，在與勻強(qiáng)磁場垂直的平面中以v=6m/s的恒定速度通過有理想邊界的寬為30cm的勻強(qiáng)磁場區(qū)，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，線圈在通過磁場區(qū)域的全過程中，有電磁感應(yīng)時產(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動動能和勢能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運動的平均動能與分子間勢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直導(dǎo)線1和2，通有大小相等、方向相反的電流，a、b兩點與兩導(dǎo)線共面，a點在兩導(dǎo)線的中間與兩導(dǎo)線的距離均為r，b點在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r?，F(xiàn)測得a點磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，則去掉導(dǎo)線1后，b點的磁感應(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，邊長為L=0.2m的正方形線框abcd處在勻強(qiáng)磁場中，線框的匝數(shù)為N=100匝，總電阻R=1Ω，磁場方向與線框平面的夾角θ=30°，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時間變化的規(guī)律B=0.02+0.005t（T），則線框中感應(yīng)電流的方向為

，t=16s時，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)行實驗時得到的某金屬的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請根據(jù)上表的數(shù)據(jù)在答題紙對應(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、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計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）請根據(jù)題電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中的實驗器材連接成實驗電路．（2）若電壓表V2的讀數(shù)為U0，則I=

．（3）實驗一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，調(diào)節(jié)滑動變阻器，通過測量得到該電池的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______mA，電動勢為

V．（4）實驗二：減小實驗一中光的強(qiáng)度，重復(fù)實驗，測得U﹣I曲線b，如圖．當(dāng)滑動變阻器的電阻為某值時，若實驗一中的路端電壓為1.5V．則實驗二中外電路消耗的電功率為mW（計算結(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圖為一條不過原點的直線，由曲線a可知電池內(nèi)阻不是常數(shù)；當(dāng)U=0時的電流為短路電流、約為295μA=0.295mA；當(dāng)電流I=0時路端電壓等于電源電動勢E、約為2.67V；（4）實驗一中的路端電壓為U1=1.5V時電路中電流為I1=0.21mA，連接a中點（0.21mA、1.5V）和坐標(biāo)原點，此直線為此時對應(yīng)滑動變阻器阻值的外電路電阻（定值電阻）的U﹣I圖，和圖線b的交點為實驗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】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)的交點為短路電流；圖象與縱坐標(biāo)的交點為電源的電動勢；（4）由于外電阻為線性元件，故可由實驗一做出其伏安特性曲線，圖象與b的交點為實驗二中的狀態(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)“用單擺測定重力加速度”的實驗探究該問題．他用最小分度為毫米的米尺測得擺線的長度為92.00cm，用游標(biāo)為10分度的卡尺測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一個小角度由靜止釋放，使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，當(dāng)擺動穩(wěn)定后，在擺球通過平衡位置時啟動秒表，并數(shù)下“1”，直到擺球第30次同向通過平衡位置時按停秒表，秒表讀數(shù)為56s，則單擺的周期為

s，該實驗測得當(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：用單擺測定重力加速度解：主尺讀數(shù)為20mm．10分度的游標(biāo)卡尺每一分度表示的長度為0.1mm，游標(biāo)尺第2條刻度線與主尺對齊，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次全振動所用的時間t=56.0s，單擺的周期T==s=1.93s．單擺的擺長l=擺線的長度+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、計算題：本題共3小題，共計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)存在著兩個大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場，其中x軸上方的電場方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在電場左邊界上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。從某時刻起A點到C點間的粒子，依次以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場。若從A點射入的粒子，恰好從y軸上的A′（0，l0）沿x軸正方向射出電場，其軌跡如圖所示。不計粒子的重力及它們間的相互作用。

（1）求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E：

（2）若帶電粒子通過電場后都能沿x軸正方向運動，請推測帶電粒子在AC間的初始位置到C點的距離。

（3）若以直線x=2l0上的某點為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場，使沿x軸正方向射出電場的粒子，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，都能通過直線x=2l0與圓形磁場邊界的一個交點處，而便于被收集，求磁場區(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B1，在0≤x≤2L區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2＝2.0T，磁場方向均垂直于紙面向里。一邊長為L＝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B1的磁感應(yīng)強(qiáng)度在t＝0.5s的時間內(nèi)由2T均勻減小至0，求線框在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的電熱為多少？(2)撤去磁場B1，讓線框從靜止開始以加速度a＝0.4m/s2沿x軸正方向做勻加速直線運動，求線框剛好全部出磁場前瞬間的發(fā)熱功率。(3)在(2)的條件下，取線框中逆時針方向的電流為正方向，試在圖2給出的坐標(biāo)紙上作出線框中的電流I隨運動時間t的關(guān)系圖線。(不要求寫出計算過程，但要求寫出圖線端點的坐標(biāo)值，可用根式表示)參考答案：(1)線框中產(chǎn)生的電動勢為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前瞬間的速度為

v＝此時線框產(chǎn)生的電動勢為E＝B2Lv

此時線框產(chǎn)生的電流為I＝

此時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，沿水平面做勻速運動，若將拉力方向改為與水平面成370角斜向下