1、内蒙古宁城蒙古族中学2021届高三物理上学期模拟考试试题（二）本试卷分为第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，共100分，考试用时60分钟。第卷选择题(共40分) 一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)12019年被称为5G元年，这一年全球很多国家开通了5G网络。5G网络使用的无线电波是通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在0.33.0 GHz间的4G特高频段网络拥有更大的带宽和更快的传输速率。下列说法正确的是()A4G信号是横波，5G信号是纵波B4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象C5G信号比4G信号波
2、长更长，相同时间传递的信息量更大D5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站22020年3月15日中国散列中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是()A粒子轰击14 7N，生成17 8O并产生了中子B238 92U经过4次衰变，2次衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个C射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度3.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可利用白光照
3、射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。以下说法正确的是()A在玻璃球中照射到N点的光比照射到M点的光传播速度大B照射到P、Q两点的颜色分别为紫、红C若增大实线白光的入射角，则照射到M点的光先消失D若照射到M、N两点的光分别照射同一光电管且都能发生光电效应，则照射到N的光遏止电压高4我国已掌握“高速半弹道跳跃式再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图虚线为地球大气层边界，返回器与服务舱分离后，从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳出”，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹
4、最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。则返回器()A在d点处于超重状态B从a点到e点速度越来越小C在d点时的加速度大小为D在d点时的线速度小于地球第一宇宙速度5.如图所示，竖直固定一半径为R0.5 m表面粗糙的四分之一圆弧轨道，其圆心O与A点等高。一质量m1 kg的小物块在不另外施力的情况下，能以速度v0 m/s沿轨道自A点匀速率运动到B点，圆弧AP与圆弧PB长度相等，重力加速度g10 m/s2。下列说法不正确的是()A在从A到B的过程中合力对小物块做功为零B小物块经过P点时，重力的瞬时功率为5 WC小物块在AP段和PB段产生的内能相等D运动到B点时，小物块对圆弧轨道的
5、压力大小为11 N二、不定项选择题(本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分)6.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波t1 s时刻波形图，该时刻M点开始振动，再过1.5 s，N点开始振动。下列判断正确的是()A这列波的传播速度为6 m/sB质点M、N相位相差Ct0.5 s时刻，x5.0 m处质点在波谷Dt2.7 s时刻，质点M、N与各自平衡位置间的距离相等7.如图所示，一带电的粒子以一定的初速度进入某点电荷产生的电场中，沿图中弯曲的虚线轨迹先后经过电场中的a、b两点，其中a点的场强大小为Ea，
6、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，粒子只受电场力的作用，下列说法中正确的是()A粒子带正电Ba点的电势低于b点电势C从a到b，系统的电势能减小D粒子在a点的加速度大于在b点的加速度8.单匝矩形导线框abcd与匀强磁场垂直，线框电阻不计，线框绕与cd边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为n1n2。开关S断开时，额定功率为P的灯泡L1正常发光，电流表示数为I，电流表内阻不计，下列说法正确的是()A线框中产生的电流为正弦式交变电流B线框从图中位置转过时，感应电动势瞬时值为C灯泡L1的额定电压等于D如果闭合开关S，则电流表示数变大第卷
7、非选择题(共60分)三、填空实验题(本题共1小题，共12分)9.(12分)(1)“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。保持温度不变，封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器刻度读出。某次实验中，数据表格内第2次第8次压强没有记录，但其他操作规范。次数123456789压强p/kPa100.1p7179.9体积V/cm3181716151413121110根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是_。A128.5 kPa B138.4 kPa C149.9 kPa D163.7 kPa若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体
8、积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为_。从理论上讲p图象可能接近下列哪个图？_(2)有一电压表V1，其量程为3 V，内阻约为3 000 ，现要准确测量该电压表的内阻，提供的实验器材有：A电源E：电动势约15 V，内阻不计；B电流表A1：量程1 A，内阻r12 ；C电压表V2：量程2 V，内阻r22 000 ；D定值电阻R1：阻值20 ；E定值电阻R2：阻值3 ；F滑动变阻器R0：最大阻值10 ，额定电流1 A；开关S，导线若干。提供的实验器材中，应选用的电表是_、定值电阻是_。(均填器材前的字母)请你设计一个测量电压表V1的实验电路图，画在虚线框内(要求：滑动变阻器要便于调节)。用I表示电流
9、表A1的示数、U1表示电压表V1的示数，U2表示电压表V2的示数，写出计算电压表V1内阻的表达式RV1_。四、计算题(本题共3小题，共48分)10(14分)如图所示，CDE为光滑的轨道，其中ED段是水平的，CD段是竖直平面内的半圆，与ED相切于D点，且半径R0.5 m。质量m0.2 kg的小球B静止在水平轨道上，另一质量M0.2 kg的小球A前端装有一轻质弹簧，以速度v0向左运动并与小球B发生相互作用。小球A、B均可视为质点，若小球B与弹簧分离后滑上半圆轨道，并恰好能过最高点C，弹簧始终在弹性限度内，取重力加速度g10 m/s2，求：(1)小球B与弹簧分离时的速度vB多大；(2)小球A的速度v
10、0多大；(3)弹簧最大的弹性势能Ep是多少？11(16分)如图所示，间距为l的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为，导轨光滑且电阻忽略不计。磁感应强度均为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2。两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直。(设重力加速度为g)(1)若导体棒a进入第2个磁场区域时，导体棒b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求导体棒b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能Ek；(2)若导体棒a进入第2个磁场区域时，导体棒b恰好离开第1个磁场区域；此后导体棒a离开第2个磁场区域时，导体棒b又恰好进入第2个磁场区域，且导体棒a、
11、b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相等。求导体棒a穿过第2个磁场区域过程中，通过导体棒a的电量q；(3)对于第(2)问所述的运动情况，求导体棒a穿出第k个磁场区域时的速度v的大小。12(18分)在现代科学实验室中，经常用磁场来控制带电粒子的运动。某仪器的内部结构简化如图：足够长的条形匀强磁场、宽度均为L，边界水平，相距也为L，磁场方向相反且垂直于纸面，区紧密相邻的足够长匀强电场，方向竖直向下，宽度为d，场强E。一质量为m，电量为q的粒子(重力不计)以速度v0平行于纸面从电场上边界水平射入电场，并由A点射入磁场区(图中未标出A点)。不计空气阻力。(1)当B1B0时，粒子从区下边界射出时
12、速度方向与边界夹角为60，求B0的大小及粒子在区运动的时间t；(2)若B2B1B0，求粒子从区射出时速度方向相对射入区时速度方向的侧移量h；(3)若B1B0，且区的宽度可变，为使粒子经区恰能返回A点，求区的宽度最小值Lx和B2的大小。物理答案1D命题立意本题考查电磁波的性质、衍射、干涉。解析4G和5G信号都是电磁波，电场强度方向、磁感应强度方向、传播方向三者相互垂直，所以电磁波为横波，A错误；4G和5G信号的频率不同，不能发生干涉现象，B错误；5G信号比4G信号频率高，比4G信号波长短，故相同时间传递的信息量更大，C错误；4G信号比5G信号的频率低，波长长，所以4G信号更容易发生明显的衍射现象
13、，5G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，D正确。故选D。2B命题立意本题考查衰变、衰变、射线、核反应堆、质量数守恒、电荷数守恒。解析由质量数守恒和电荷数守恒知产生一个质子11H，A错误；一次衰变，质量数减少4，电荷数减少2，则中子数减少2，一次衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，所以中子数减少1，所以经过4次衰变，2次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少10，B正确；射线是电磁波，不是中子，C错误；核电站可通过镉棒控制中子数目来控制核反应的速度，慢化剂是用来使中子减速的，D错误。故选B。3A命题立意本题考查光的折射定律、光电效应、折射率与频率波长的关系、折射率与传
14、播速度的关系、全反射。解析由n知红光的传播速度比紫光大；白光通过玻璃球后发生色散，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，经玻璃球折射后红光的偏折角度最大，紫光的偏折角度最小，所以光带两端分别是红光和紫光。由光路图知M、Q点为紫光，N、P点为红光，B错误；由n知红光的传播速度比紫光大，A正确；若照射到M、N两点的光分别照射同一光电管且都发生光电效应，则照射到M点的光为高频率的紫光，据eUCEkmhW知照射到M点的光遏止电压高，D错误；若增大白光的入射角，根据光路可逆知一定有光束从玻璃球出射，不会发生全反射现象，不会有光消失，C错误。故选A。4D命题立意本题考查牛顿运动定律、超重和失重、万有引力定律
15、、向心力公式、第一宇宙速度、功能关系、机械能守恒定律。解析在d点处的加速度方向指向地心，应处于失重状态，A错误；由a到c过程克服空气阻力做功，动能减小，由c到e过程中只有万有引力做功，机械能守恒，a、c、e点时速度大小应该满足vavcve，B错误；在d点时合力等于万有引力，ma，加速度a，C错误；在d点时万有引力大于所需的向心力，做近心运动，速度大小vEpb，电势能减小，C正确；RaRb，据Ek知a点的场强小于b点的场强，因为qEma，所以粒子在a点的加速度小于在b点的加速度，D错误。故选AC。名师指导在曲线运动中电场力指向轨迹凹侧且与场强方向在同一直线上。负点电荷周围各点的场强指向负点电荷。
16、点电荷的等势面是以点电荷为球心的同心球面。8ABD命题立意本题考查正弦式电流的四值、变压器规律。解析线框从中性面开始绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的是正弦式交变电流，A正确；感应电动势的瞬时值表达式为esint，当转动时，esin，B正确；原线圈两端的电压的有效值为U1，据得副线圈两端的电压的有效值U2，灯泡正常发光，所以额定电压为，C错误；S闭合，副线圈电阻变小，输出电流I2变大，输入电流I1I2也变大，即电流表示数变大，D正确。故选ABD。误区警示注意分清交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值，电流表、电压表的示数都是有效值，所有用电器的额定电压也是有效值。还需记住输入电压决定输出电
17、压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率。9(1)CV0VD命题立意本题考查探究温度不变时一定质量气体压强与体积的关系实验原理、数据处理、误差分析。解析据玻意耳定律知一定质量理想气体，压强与体积成反比。由第1次和第9次数据得它们的压强与体积乘积约为1 800，也正好近似相等，实验第7次的压强p7 kPa150 kPa，C正确，ABD错误。故填C。在软管内气体体积V0不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V0V，压强为p0，末状态的体积为V0V，压强为p，由玻意耳定律得p0(V0V)p(V0V)，解得pp0，当式中的V趋向于零时，有：pp0，即该曲线的渐近线方程是：pp0，D正确，ABC错
18、误。故选D。名师指导V趋向于零时压强趋向于p0，在p图象中是趋向于无限大，压强趋向于p0；该实验为了保证气体的温度不发生变化，应注意两点，一是不能用手握住注射器的前端，二是推拉活塞时要缓慢。(2)CD命题立意本题考查测量电压表内阻的实验原理、仪器选择、电路设计。解析待测电压表的电压量程为3 V，最大电流I A1 mA，电流表的量程1 A无法测1 mA的小电流。通过电压表V2的电流为1 mA，可以用来测待测电压表的电流，故选电压表V2。选用R2，电流会超过1 A，烧毁变阻器或电源，为保护电源和变阻器，定值电阻应选阻值大的R1。由于滑动变阻器的全电阻远小于待测电压表内阻，所以变阻器应采用分压式接法
19、；因为待测电压表的额定电流I A1 mA，电压表V2的额定电流I2 A1 mA，所以应将两电压表串联使用，电路图如答图所示。据欧姆定律和串联规律得，解得RV1r2。名师指导若待测电阻是电压表，应通过其额定电压与求出的额定电流大小来选择电压表和电流表；注意电表的“反常规”接法，即电压表可以与电压表串联或电流表可以与电流表并联；当变阻器的全电阻远小于待测电阻时，变阻器应采用分压式接法。10(1)5 m/s(2)5 m/s(3)1.25 J命题立意本题考查竖直面内圆周运动、动量守恒定律、机械能守恒定律。解题思路(1)据小球B恰好能过最高点C分析临界条件，由牛顿第二定律、向心力公式求小球通过C点时的速
20、度，对从D到C过程据机械能守恒定律求小球B与弹簧分离时的速度。(2)对A、B系统据动量守恒定律与机械能守恒定律求小球A的速度v0。(3)先分析弹簧弹性势能最大时刻A、B速度情况，再据动量守恒定律与机械能守恒定律求弹簧的最大弹性势能。解(1)设小球B过C点时速度为vC，由题干知小球恰好能通过最高点，故在最高点由牛顿第二定律得：mgm，从B点到C点由动能定理得：mg2Rmv2Cmv2B，解得vB5 m/s。(2)A、B碰撞是弹性碰撞，由动量守恒得：Mv0MvAmvB，由机械能守恒得：Mv20Mv2Amv2B，解得v05 m/s。(3)当两者速度相同时弹簧有最大弹性势能Ep，设共同速度为v，Mv0(
21、Mm)v，EpMv20(Mm)v2，解得Ep1.25 J。11(1)mgd1sin(2)(3)sin命题立意本题考查电磁感应中的能量问题、电磁感应中的力学问题、牛顿第二定律、动量定理。解题思路(1)对a进入第2个磁场区域、b以与a同样的速度进入第1个磁场区域两个时刻，据动生电动势公式分析a、b的感应电动势大小和方向，确定有没有感应电流产生，两棒是否受安培力，机械能是否守恒，最后求Ek。(2)据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、电荷量的计算公式求电荷量。(3)由于导体棒做加速度逐渐减小的减速运动，其加速度是变化的，可以化分为许许多多的小过程由动量定理求解，如在极短的时间内安培力可以认为不变，
22、也可用牛顿第二定律列方程，然后根据数学知识求解。解(1)a和b不受安培力的作用，由机械能守恒知Ekmgd1sin。(2)根据法拉第电磁感应定律有E，根据闭合电路欧姆定律有I，又qIt，Bld1，解得通过a棒的电量q。(3)设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为v1，刚离开无磁场区域时的速度为v2，在无磁场区域，mgsinma，v2v1at，d2t。有磁场区域，对a棒mgsintBIltmv1mv2，解得v1sin，由题意知，vv1sin。12(1)(2)2L(3)L命题立意本题考查带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动。解题思路(1)粒子在电场中做类平抛运动，由动能定理求粒子进入磁
23、场时的速度，由三角函数求粒子进入磁场时的速度与水平方向的夹角，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何知识求半径和圆心角，据洛伦兹力提供向心力列方程求磁感应强度，最后由粒子周期公式和圆心角求运动时间。(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，据R分析粒子的轨道半径，作出粒子运动轨迹，由几何知识求侧移量h。(3)作出粒子运动轨迹，由几何知识求的宽度最小值Lx，据洛伦兹力提供向心力求B2的大小。解(1)如图甲所示，设粒子射入磁场区的速度大小为v，在电场中运动时，由动能定理得qEdmv2mv20，解得v2v0，速度与水平方向的夹角为，cos，则60。在磁场区中做圆周运动的半径为R1，由牛顿第二定律得qvB0，由几何知识得L2R1cos60，联立代入数据得B0。设粒子在磁场区中做圆周运动的周期为T，运动的时间为t，T，t，t。(2)设粒子在磁场区做圆周运动的半径为R2，R2R1，轨迹如图乙所示，由几何知识可得hLsin30Lsin30，可得h2L。(3)如图丙所示，为使粒子经区恰能返回射入区的A位置，应满足Ltan30R2cos30，则LxR2(1sin30)L，解得LxL，有qvB2，联立解得B2。