宁夏2021届高三物理下学期第一次模拟试题（Word版附答案）

2021 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试试题卷-物理部分 14．某种金属逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频率 v 的关系如图所示，其中ν0 为极限频 率。下列说法正确的是 A．逸出功随入射光频率增大而减小 B．图中直线的斜率 k 等于普朗克常量 h C．最大初动能 Ekm 与入射光强度成正比 D．最大初动能 Ekm 与入射光频率成正比 15．雨雪天气时路面湿滑，汽车在紧急刹车时的刹车距离会明 显增加。如图所示为驾驶员驾驶同一辆汽车在两种路面紧 急刹车时的v t 图象，驾驶员的反应时间为 1s。下列说法 正确的是 A．从 0t  到停下，汽车在湿滑路面的平均速度大于在干 燥路面的平均速度 B．从 1t  s 到停下，汽车在湿滑路面的平均速度大于在干燥路面的平均速度 C．从 1st  到停下，汽车在湿滑路面的加速度是在干燥路面的加速度的 0.75 倍 D．从 0t  到停下，汽车在湿滑路面的行驶距离比在干燥路面的行驶距离多 12m 16．我国的电动自行车保有量很大，《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准已经正式实 施，新标准全面提升了电动自行车的安全性能，最高车速调整为 25 km/h，整车质量(含电 池)不超过 55 kg，蓄电池标称电压不超过 48 V．假定一个成人在平直公路上以最高车速 骑行时，受到的阻力约为总重力的 0．03 倍，电动自行车电能转化效率为 50%，则电动 自行车电动机的正常工作时电流最接近下列那个值 A．0.1 A B．1 A C．10 A D．100 A 17．2020 年 7 月 23 日 12 时 41 分，长征五号遥四运载火箭托举 着中国首次火星探测任务“天 问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。“天问一号”探测器靠近火星时需要通 过变轨过程逐渐靠近火星，轨道Ⅰ是贴近火星表面 的圆轨道，其轨道半径为 R,在此轨道上的运行周期为 T。 轨道Ⅱ和轨道Ⅲ为椭圆轨道，已知引力常量为 G，则下列 说法正确的是 A．“天问一号”的发射速度必须大于第三宇宙速度 B．“天问一号”在轨道Ⅱ上的机械能小于在轨道Ⅰ上的机械能 C．“天问一号”在 P 点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要推进器在 P 点向后喷气 a 30o Ea Eb 60o b D．若已知 P、Q 两点间的距离为 L，则“天问一号”在轨道 II 上的周期为 TR L 2 3 )2 （ 18．如图所示，一带正电的粒子以某一初速度进入某点电荷 Q 产生的电场中，沿图中弯曲的 虚线先后经过电场中的 a、b 两点，其中 a 点的场强大小为 Ea，方向与 ab 连线成 30°角； b 点的场强大小为 Eb，方向与 ab 连线成 60°角。 若粒子只受电场力的作用，下列说法正确的是 A．粒子在 a 点电势能小于在 b 点的电势能 B．电场中 a 点电势低于 b 点电势 C．a 点与 b 点连线中点的场强大小为 Eb D．粒子在 b 点的加速度等于在 a 点加速度的 3 倍 19．如图所示，AB 是固定在空中的光滑水平横杆，一质量为 M 的物块穿在杆 AB 上，物块通 过细线悬吊着一质量为 m 的小球．现用沿杆的恒力 F 拉物块使物块、小球一起（保持相 对静止）向右运动，细线与竖直方向夹角为θ，则以下说法正确的是 A．杆对物块的支持力为 gmM )(  B．细线上的拉力为 sin mg C． tan)(MF gm D．物块和小球的加速度为 sing 20．如图所示，粗细均匀的边长为 L 的正方形金属线框 abcd 自宽度也为 L 的水平有界匀强磁 场上方自由释放，ab 边刚进入磁场时线框恰能匀速下落。已知线框在下落过程中始终保 持竖直且 ab 边始终水平，以沿 abcd 的方向为电流的正方向，则线框通过匀强磁场过程中 的电流强度 I、ab 边的电势差 Uab 随时间 t 的变化关系可能正确的是 21．如图所示，小球 A 质量为 m，系在细线的一端，线的另一端固定在 O 点，O 点到光滑水 平面的距离为 h．物块 B 和 C 的质量分别是 5m 和 3m，B 与 C 用轻弹簧拴接，置于光滑 的水平面上，且 B 物块位于 O 点正下方．现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放， 运动到最低点时与物块 B 发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升到最高点时到水平面的距 离为 16 h ．小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为 g，则 A．碰撞后小球 A 反弹的速度大小为 2 4 gh B．碰撞过程 B 物块受到的冲量大小 2m gh C．碰后轻弹簧获得的最大弹性势能 15 128 mgh D．小球 C 的最大速度大小为 1 215 gh 三、非选择题：共 174 分。第 22～32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33～38 题 为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题（共 129 分） 22．（6 分） 某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装 置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连 接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力 （图中未画出）。 (1)该实验中小车所受的合力________（填“等于”或“不等于”）力传感器的示数，该实验 ________（填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量； (2)通过实验可以获得以下测量数据：小车、传感器和挡光板的总质量 M，挡光板的宽度 d，光电门 1 和 2 的中心距离为 s．若某次实验过程中测得力传感器的读数为 F，小车通过光 电门 1 和 2 的挡光时间分别为 t1、t2（小车通过光电门 2 后，砝码盘才落地），已知重力加速度 为 g，则该实验要验证的表达式是 F=________。 23．(9 分) 实际电流表有内阻，测量电流表 G1 的内阻 r1 采用如图甲所示的电路。可供选择的器材如 下： ①待测电流表 G1：量程为 0－5 mA，内阻约为 300 Ω ②电流表 G2：量程为 0－10 mA，内阻约为 40 Ω ③定值电阻 R1：阻值为 10 Ω ④定值电阻 R2：阻值为 200 Ω ⑤滑动变阻器 R3：阻值范围为 0－1000 Ω ⑥滑动变阻器 R4：阻值范围为 0－20 Ω ⑦干电池 E：电动势约为 1.5 V，内阻很小 ⑧电键 S 及导线若干 (1)定值电阻 R0 应选________，滑动变阻器 R 应选________。(在空格内填写序号) (2)实验步骤如下： ①按电路图连接电路(为电路安全，先将滑动变阻器滑片 P 调到左端) ②闭合电键 S，移动滑片 P 至某一位置，记录 G1 和 G2 的读数，分别记为 I1 和 I2； ③多次移动滑动触头，记录各次 G1 和 G2 的读数 I1 和 I2； ④以 I1 为纵坐标，I2 为横坐标，作出相应图线，如图乙所示。 ⑤根据 I1－I2 图线的斜率 k 及定值电阻 R0，得到待测电流表 G1 的内阻表达式为 r1＝________。(用 k、R0 表示) (3)用 G1 表改装成如图丙的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量 程的挡位。1、2 两个挡位为电流表挡位，量程分别为 300 mA 和 100 mA。 关于此多用表，下列说法正确的是________ A．当转换开关 S 旋到位置 4 时，是电阻挡 B．当转换开关 S 旋到位置 6 时，是电压挡 C．转换开关 S 旋到 5 的量程比旋到 6 的量程大 D．A 表笔为红表笔，B 表笔为黑表笔 24．（12 分） “电磁炮”是利用电磁力対弹体加速的新型武器，具有速度快，效率高等特点，最新记录电 磁炮炮弹发射速度已经达到 2km/s－3km/s．如图是电磁炮光滑加速轨道示意图，轨道宽度 L=0.2m,轨道的电阻不计，已知某型号“电磁炮”弹体总质量 m=0.2 kg,其中弹体在轨道间的电阻 R=0.4 Ω;可控电源的内阻 r=0.6 Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射,在某次 试验发射时,电源为加速弹体提供的电流是 I=2×103A，轨道磁场的磁感应强度 B=1×102T,方向 垂直轨道平面向外，不计空气阻力。求: (1)弹体从静止加速到 2km/s,轨道至少要多长? (2)弹体从静止加速到 2km/s 过程中,该系统消耗的总能量 是多少？ 25．（20 分） 如图所示,xOy 平面内的第二、三象限存在着沿 y 轴负 方向的匀强电场;第一、四象限内有以坐标原点 O 为圆心、 半径为 L 的半圆形区域,区域内存在着垂直坐标平面向里的 匀强磁场。一质量为 m、带电量为 q 的带电粒子自坐标为 )2 3,( L 的 M 点射出,射出时的速度大小为 v0,方向沿 x 轴正 方向,经过一段时间恰好在坐标原点 O 进入 y 轴右侧的匀强磁场,再经过一段时间后又与 x 轴平 行沿 x 轴正方向离开匀强磁场,不计带电粒子重力。 求: (1)此带电粒子到达坐标原点 O 时的速度大小; (2)此带电粒子自 M 点射出至离开磁场时的时间间隔; (3)要使此粒子进入磁场后,不再自圆弧边界离开磁场,可以仅通过改变磁场的磁感应强度大 小来实现,计算改变后的磁感应强度大小需满足的条件。 33．[物理——选修 3-3]（15 分） (1)(5 分)如图所示，一定质量的理想气体经历 A→B 的等压过程和 B→C 的绝热过程（气 体与外界无热交换），则下列说法正确的是_________。（填正确答案的标号。选对 1 个得 2 分， 选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每错选 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．A→B 过程中，外界对气体做功 B．A→B 过程中，气体分子的平均动能变大 C．A→B 过程中，气体从外界吸收热量 D．B→C 过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞 的分子数减少 E．B→C 过程中，单位体积内气体分子数增多 (2)(10 分)如图为打气筒给足球充气的示意图。先上提活塞,阀 门 B 关闭,阀门 A 打开,外界大气进入气筒内;再下压活塞,阀门 A 关 闭，阀门 B 打开,气筒内气体全部进入足球,完成一次打气。如此重 复多次，即可给足球充足气。外界大气压强 P0=1.0×105 Pa,环境 温度 t0=17°C ,气筒的体积 V0=1.0×10-4 m3。初始时,足球内气体压 强 p=0.60×105Pa, 足球的体积 V=5.0×10-3 m3(始终保持不变) , 忽略连接部件的体积,气体可视为理想气体。求 (1)不考虑气筒和足球内气体温度的变化,打气一次后,足球内气体的压强为多大? (2)打气过程中,气筒内气体温度与环境温度保持一致,球内气体温度最终升高至 t=27°C。为 使足球内气体的压强不低于 Pn =1.1 ×105 Pa ,求打气的次数 n 至少为多少? 34．[物理——选修 3–4]（15 分） (1)(5 分)如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波 t=1s 时刻波形图，该时刻 M 点开始 振动，再过 1.5s，N 点开始振动。 下列判断正确的是______（填正确答 案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个 得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．波的传播速度 4m/s B．质点 M 的振动方程 0.5sin(2 )2y t   C．质点 M、N 相位差是 D． 0.5st  时刻， 1.0mx  处质点在波峰 E． 2.5st  时刻，质点 M、N 与各自平衡位置的距离相等 （2）（10 分）如图所示，AOB 为折射率 3n  的扇形玻璃砖截面，一束单色光照射到 AO 面上的C 点，在C 点折射后的光线平行于OB 。已知C 点是 AO 的中点， D 点是 BO 延长线 上一点， 60AOD  °。 ①求入射光在 C 点的入射角； ②通过计算判断光射到 AB 弧能否从 AB 弧射出。 2021 届高三第一次模拟考试物理试题答案 题目 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 B C C D C AC BD AC 22.（（1）等于 不需要 （2） 23.(1)④，⑥ (2)⑤ 0 )1( Rk k (3)ABD 24【解析】(1)由安培力公式 F=IBL=4×104 N 解法一:由动能定理 Fx= mv2 弹体从静止加速到 2 km/s,代入数值得 x=10 m 解法二 :由牛顿第二定律 F=ma 得加速度 a=4×105 m/s2 由 v2- =2asv=4 km/s 代入数值得 x=10 m (2)根据 F=ma,v=at 知发射弹体用时 t= =1×10-2 s 发射弹体过程产生的焦耳热 Q=I2(R+r)t=4×104 J 弹体的动能 Ek= mv2=4×105 J 系统消耗的总能量 E=Ek+Q=4.4×105 J 25【解析】(1)粒子自 M 点到坐标原点 O,沿 x 轴方向 L=v0t1 沿 y 轴方向 L= a 到达 O 点时 vy=at1,得 vy= v0 粒子在 O 点的速度大小 v= =2v0 (2)粒子运动轨迹如图所示由 tanα= = 得在 O 点时速度与 y 轴负方向成α=30°角, 由几何知识得,粒子在磁场中运动的半径也为 L,粒子在磁场中的 运动时间 t2= = 自 M 点射出至离开磁场时的时间间隔 t=t1+t2= + (3)要使此粒子进入磁场后,不再自圆弧边界离开磁场,粒子做圆 周运动的半径 r< 又 qvB= 得 B> 3-3 （1）（5 分）BCD (2) (i)打气前后气体温度不变，对气筒内的气体，设压缩后在球内占据的体积为 。由玻意耳 定律 对足球内的气体，压缩后在球内占据的体积为 。由玻意耳定律 解得 Pa (ii)设打气次数为 n 次，相当于第一次将压强为 p0，体积为 nV0，温度为 T0=290K 的气体与足 球内原有气体一起压缩成体积为 V，温度为 T=300K 的气体。由理想气体状态方程 解得 n=23.2 次 所以，打气次数至少为 24 次。 3-4 （1）ACE------（5 分） （2）（10 分）①光在介质中传播的光路图如图所示： 设入射光在 C 点的入射角为 i，折射角为 r，由于在 C 点折射后的光线平行于 OB，所以 ∠OCP=∠AOD=60°，r=30°，根据折射定律有： 代入数据解得：i=60°； ②在 C 点折射后的光线射到 AB 弧上 P 点，连接 O、P，OP 是法线，过 O 点做 CP 的垂线交 CP 于 Q，则折射光线在 AB 弧的入射角为 i1，玻璃砖临界角为 C，扇形半径为 L，则： ， 根据几何知识有∠COQ=30°，LOQ＝LOC•cos∠COQ= 根据 可得： ， 则：i1＜C，所以光射到 AB 弧能从 AB 弧射出。