太原市 2021 年高三年级模拟考试（一）
理科综合能力测试 物理
（考试时间：2021 年 3 月 26 日 上午 9:00-11:30)
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考试编号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，
写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Ca 40 Fe 56 Ni 59
二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18 题只有一
项符合题目要求，第 19~21 题有多项符合题目要求。全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，
有选错的得 0 分。
14.一种称为“毛细管流变 SANS”的装置，它利用中子流的散射来探测分子的结构，从而能够促
进更多纳米级的新发现。下列有关中子的说法正确的是
A.核反应方程 中，生成物 X 的中子数为 128
B.铀 235 吸收慢中子裂变成中等质量原子核的过程中，核子的平均质量变大
C.一个中子可转化成一个质子和一个电子，同时释放出能量
D.在辐射防护中，可以用电磁场来加速、减速以及束缚中子
15.如图所示，轻质、不可伸长的细钢丝绳两端分别固定在竖直杆 P、Q 上的 a、b 两点，a 点
比 b 点低。脚着粗糙杂技靴的演员在走钢丝表演时，可以在细绳的中点以及杆 P、Q 的中间位
置保持平衡状态，则演员
A.在 P、Q 中间位置时，左右两侧绳子张力的值相等
B.在 P、Q 中间位置时，左侧绳子张力的值小于右侧绳子张力的值
C.在细绳的中点时，左右两侧绳子张力的值相等
D.在细绳的中点时，左侧绳子张力的值大于右侧绳子张力的值
16.如图所示，报废的近地卫星离轨时，从卫星中释放一根导体缆绳，缆绳
的下端连接有空心导体。缆绳以轨道速度 v 在地磁场 B 中运动，使得缆绳
中产生感应电流。电荷向缆绳两端聚集，同时两端与电离层中的离子中和，
使得电流持续。由于感应电流在地磁场中受到安培力的拖动，从而能加快
废弃卫星离轨。设缆绳中电流处处相等，那么
A.缆绳中电流的方向由卫星流向空心导体
B.相同长度的缆绳受到安培力的大小相等
C.缆绳受到安培力的方向与卫星速度方向间的夹角大于 90°
D.由于安培力做负功，故在卫星降轨的过程中，其动能一定减小
17.如图所示，xOy 直角坐标系中，虚线是中心在 0 点的一个椭圆，P1、P2、P3、P4 为椭圆轨道
与坐标轴的交点，Q 是位于一焦点上的负点电荷。当带正电的点电荷 q,仅在电场力的作用
下绕 Q 在椭圆轨道上沿逆时针方向运动时，下列说法中正确的是
A.从 P1 到 P2 的过程中，q 的电势能一直减小
B.从 P2 到 P3 与从 P3 到 P4 的过程中，电场力对 q 做的功相同
C.从 P3 到 P4 的时间大于从 P4 到 P1 的时间
D.当 q 到达 P4 点时，若加一垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场，q 可能做直线运动
18.如图所示，半径为 R 的光滑半圆形轨道固定在水平面上，截面竖直、直径 POQ 水平。一质
量为 m 的小球自 P 点上方高度 处由静止开始下落，恰好从 P 点无碰撞地进人轨道。取水平
面为零重力势能面，则小球第一次重力势能与动能相等时重力的功率为
A. B. C. D.
19.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10:1,b 是原线圈的中心抽头，电流表为理
想交流电表，灯泡 L 的额定功率为 22W 且电阻不变。在原线圈 c、d 两端加上如图乙所示的
交变电压，当 S 与 b 连接时，灯泡 L 恰好正常发光。列说法正确的是
A.当 S 与 b 连接且在 0.01s 时，电流表的示数为 0
B.当 S 与 a 连接后，通过 L 的电流方向每秒改变 50 次
C.当 S 与 a 连接后，原线圈的输入功率为 5.5W
D.当 S 与 a 连接且在 0.018 时，电流表的示数为 0.25A
20.如图所示，水平地面上有三个靠在一起的箱子 A、B 和 C,质量分别为 m、2m 和 3m,与地面
的动摩擦因数均为μ.擅长堆、搬箱子的机器人——Handle,用大小为 F 的水平外力推动 A,设 B
和 C 间相互作用力的大小与 A 和 B 间相互作用力的大小之比为 k,下列说法正确的是
A.若μ≠0,则 k= B.若μ≠0,则 k= C.若μ=0,则 k= D.若μ=0,则 k=
21.如图所示，ac 是圆 0 的一条水平直径，bd 是竖直方向的另外一条直径，e 点是圆上的点，
,该圆处于方向与圆面平行的匀强电场中。将带正电量为 q、质量为 m 的粒子从圆心
0 点以相同的动能 E0 射出，射出方向不同时，粒子可以经过圆周上的所有点。在这些点中，
经过 c 点时粒子的动能最小且为 。已知圆的半径为 R,重力加速
度的大小为 g,匀强电场的场强 E ，那么
A.e 点的电势一定高于 O 点的电势
B.粒子经过 b 点和 d 点时的动能一定相同
C.粒子经过 e 点时的动能为
D.粒子经过 ab 中点时的动能为
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。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（129 分）
22.(5 分）在用如图的装置研究滑块在钩码牵引下的运动，从而测量重力加速度的实验中，已
知滑块的质量为 M、钩码的质量为 m,挡光条的宽度为 d.回答下列问题：（用测得量和已知量
的符号表示）
（1)调整导轨水平、细绳与导轨平行后给气垫导轨充气，待稳定后释放滑块。测得挡光条通
过光电门的时间为 t,则滑块通过光电门时速度的大小为 ；
（2)从导轨标尺读出滑块释放点与光电门的间距为 x,则滑块加速度的大小为＿；
（3)可知当地重力加速度的大小为 g= 。
23.(10 分）用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电
极，这样就组成了一个电池。将两个相同的电池串联起来为红色的 LED 供电时，LED 会发光。
为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：（计算结果保留三位有效数字）
（1)将电池组按图 a 所示接入电路，图中电流表的量程为 10mA、内阻为 100Ω;
（2)闭合开关，调节电阻箱的值，发现当 R=100Ω时，电流表的示数 I 如图 b 所示，则 I=
mA;
（3)反复调节电阻箱的值，读出多组电流表的示数 I(算出 的值）和对应电阻箱的阻值 R 并描
在图 c 中。将（2)中的数据描在图 c 中，连同已描出的点绘出 -R 图线；
（4)由图 c 可知，该电池组的电动势为 V,内电阻为 Ω;
（5)已知红色 LED 的伏安特性如图 d 所示，当用该电池组直接为此 LED 供电时，LED 的功
率为 mW.
24.(12 分）轮胎滑雪，就是坐在特制的充气胎上沿雪道滑下来，简单、安全、没
有技术含量，但又能体会惊险、刺激的感觉。如图，倾角为 30°的雪坡与水平雪
道平滑连接，一小孩坐着轮胎从距坡底 50m 的一点由静止沿雪坡滑下，经 5.0s
滑到坡底时与静止的无人轮胎发生碰撞，碰后两轮胎连在一起向前滑行。已知小
孩和轮胎的总质量为 40kg,无人轮胎的质量为 10kg,两轮胎与雪道间的动摩擦因数
均相同，不考虑空气阻力，取 g=10m/s2.求：
（1)轮胎与雪道间的动摩擦因数；
（2)两轮胎碰撞后共同滑行的距离。
25.(20 分）如图，在 xOy 坐标系的第一象限内，直线 的上方有垂直纸面向
外的有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B.在 P(0, )点有一粒子源，能以不同速率沿与 y 轴
正方向成 60°角发射质量为 m、电荷量为 q(q>0)的相同粒子。这些粒子经磁场后都沿－y 方向
通过 x 轴，且速度最大的粒子通过 x 轴上的 M 点，速度最小的粒子通过 x 轴上的 N 点。已知
速度最大的粒子通过 x 轴前一直在磁场内运动， ,不计粒子的重力，求：
（1)粒子最大速度的值与 k 的值；
（2)粒子从 P 点到穿过 x 轴经历的最长时间；
（3)有界磁场的最小面积。
（二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作
答。
如果多做，则每学科按所做的第一题计分。
33.【物理－选修 3-3】（15 分）
（1)(5 分）关于容器内理想气体的压强，下列说法正确的是 。（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.等于分子作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小
B.等于单位时间内，分子作用在器壁单位面积上的平均作用力的大小
C.等于单位时间内，分子作用在器壁单位面积上的平均冲量的大小（
D.若温度不变，单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数越多，压强越大
E.分子的平均动能增大时，压强一定增大
（2)(10 分）篮球在器材室被打人温度为 7℃的空气后，球内压强为 1.50 atm.比赛过程中，篮
球内气体的温度升高为 37℃.比赛中，篮球被刺出一小孔开始漏气，换下置于馆内稳定后温度
为 17℃,压强为 p0=1.00 atm.将空气看成理想气体，认为整个过程中篮球的容积不变，求：
ǐ.温度升高至 37℃时球内气体的压强；
ii.篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值。
34.【物理－选修 3-4】（15 分）
（1)(5 分）一质点沿 x 轴做简谐运动，其运动学方程为 x= .t=0 时，质点
的位移为－10cm;t=0.5s 时，质点的位移为 cm.则质点振动的初相值为 ，最大
周期值为 。
（2)(10 分）光导纤维是传光的细圆玻璃丝，每根纤维分内外两层。一束光由光纤端面从空气
射向内层材料，经内、外层材料的分界面发生多次全反射后呈锯齿形的路线可以无损地传到
另一端。如图为一根光纤的截面图，左端面与两种材料的界面垂直，当光从端面的圆心 O 入
射后，在从光纤的一端传到另一端的过程中光线不从内壁漏掉时，入射角的最大值为θ1.已知
内层和外层材料的折射率分别为 n1 和 n2(n1>n2),光在真空（空气）中的传播速度为 c.求：
i.sinθ1 的值；
ii.若光纤的长度为 l,光以θ1 射入后在光纤中传播的时间。
微信/支付宝扫码支付