1、江苏省2021年新高考模拟预测卷物理试卷（三）一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的pV图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A一直保持不变 B一直增大C先减小后增大 D先增大后减小2.如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面
2、的高度。以下说法正确的是()A玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B玻璃管被液体包住之后，出射光消失C玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变3.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其减速运动的加速度为g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A重力势能增加了mgh B机械能损失了mgh C动能损失了mgh D克服摩擦力做功mgh4.氢原子能级如图，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是（）A.氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB
3、.用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C.一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射，能使氢原子从n2跃迁到n3的能级5.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设两种系统中三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是(
4、)A直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为 B直线三星系统中星体做圆周运动的周期为2 C三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2 D三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为 6.电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动，改变电容。则()A电介质插入极板间越深，电容器电容越小B当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩D当传感器由静止突然向右加速时，电路中有逆时针方向的电流7.如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B，支架的两
5、直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O点在竖直平面内无摩擦转动，开始时OA处于水平位置，由静止释放后()AA球的最大速度为2BA球的速度最大时，两小球的总重力势能最大CA球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为30DA、B两球的最大速度之比vAvB21A2VA1RSL2L1B8.图中B为理想变压器，接在原线圈上的交变电压有效值保持不变。灯泡L1和L2完全相同（阻值恒定不变），R是一个定值电阻，电压表、表流表都为理想电表。开始时开关S是闭合的。当S断开后，下列说法正确的是（ ）A电压表的示数变大 B电流表A1的示数变大C电流表A2的示数变大 D灯泡L1的亮度变亮9.表面光滑、半径为R的半球
6、固定在水平地面上，球心O的正上方O处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所示。两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L12.4R和L22.5R，则这两个小球的质量之比为，小球与半球之间的压力之比为，则以下说法正确的是()A. B. C.1 D.10.如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为半圆形，ab为沿水平方向的直径，在a点分别以初速度v0(已知)、2v0、3v0沿ab方向抛出三个石子并击中坑壁，且以v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以v0和3v0抛出的石子做平抛运动的时间分别为t1和t3，击中坑壁瞬间的速度分别为v1和v3，则()A不可以求
7、出t1和t3B只能求出t1和t3的比值C可以求出v1和v3D不能求出v1和v3，但能求出它们的比值11.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是()A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电二、非选择题:共5题，共56分。其中第13题第16题解答时请
8、写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12.用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R116 。 (1)闭合开关S时，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查发现存在断路故障，则该故障可能在_(填“ab”“bc”或“cd”)两点间。(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数U1、U2，如下表所示。请根据表中数据在图乙中作出U2U1图象。U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68(3)由图象可知，电源电动势E_ V，
9、内阻r_ 。(结果均保留2位有效数字)(4)实验中，产生系统误差的主要原因是_。13. P、Q是一列简谐横波中的两个质点，它们的平衡位置相距30 m，各自的振动图象如图中的实线和虚线所示，且P、Q之间的距离小于一个波长，求：(1)若P比Q离波源近，该波的波长；(2)若Q比P离波源近，该波的速度.14.如图所示，半径分别为R和r(Rr)的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自圆轨道的最高点，求： (1)两小球的质量比；(2)若mambm，要求a、b都能通过各自的最高点，弹簧释放前至
10、少具有多少弹性势能15.如图所示，一“U型槽”滑块，由两个光滑内表面的圆孤形槽、和粗糙水平面组合而成，质量，置于光滑的水平面上，其左端有一固定挡板，另一质量的物块从点正上方距离水平面的高度处自由下落，恰好从相切进入槽内，通过部分进入圆弧槽。已知“U型槽”圆弧的半径，水平轨道部分BC长，物块与“U型槽”水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度。(1)求物块第一次经过点对“圆弧型槽”的压力；(2)求物块从“型槽”点分离后能到达的距离水平面的最大高度；(3)当“U型槽”的速度最大时，求物块的速度，最终物块的运动达到稳定状态，求物块在部分运动的总路程。16.在平面坐标系第、象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场
11、，在第象限内有M、N两个竖直平行金属板，板间的电压为U，在第象限内有沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（不计粒子重力）从靠近M板的S点由静止开始做加速运动，从y轴上y=-l处的A点垂直于y轴射入电场，从x=2l的C点离开电场，经磁场后再次到达x轴时刚好从坐标原点O处经过。求：(1)粒子运动到A点的速度大小；(2)电场强度E和磁感应强度B的大小；(3)带正电粒子从A运动到O经历的时间。参考答案1.如图所示是一定质量的某种气体状态变化的pV图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是()A一直保持不变 B一直增大C先减小后增大 D先增大后减小答案D
12、解析由题图可知，pAVApBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上由于离原点越远的等温线温度越高，如图所示，所以从状态A到状态B，气体温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小2.如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)。当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度。以下说法正确的是()A玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B玻璃管被液体包住之后，出射光消失C玻璃
13、管被液体包住之后，出射光强度减弱D玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变解析：选C玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管之外是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线从玻璃管中射出。当玻璃管被透明液体包住之后，液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，光线不再发生全反射，有一部分光线进入液体，反射光的强度会减弱，故C正确。3.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其减速运动的加速度为g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A重力势能增加了mgh B机械能损失了mgh C动能损失了mgh D克服摩擦力做功mgh【答案】B【解析】加速度ag，解得摩
14、擦力Ffmg；物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故选项A错误；机械能损失了Ffxmg2hmgh，故选项B正确；动能损失量为克服合外力做功的大小EkF合外力xmg2hmgh，故选项C错误；克服摩擦力做功，故选项D错误。4.氢原子能级如图，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是（）A.氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级C.一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射，能使氢原子从n2跃迁到n3的能
15、级解析根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n2能级跃迁到n1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此选项A错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知选项BD错误；一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以选项C正确。答案C5.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设两种系统中三个星体的质量
16、均为m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是()A直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为 B直线三星系统中星体做圆周运动的周期为2 C三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2 D三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为 答案D解析在直线三星系统中，星体做圆周运动的向心力由其他两星对它的万有引力的合力提供，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有GGm，解得v，A项错误；由周期T知，直线三星系统中星体做圆周运动的周期为T4 ，B项错误；同理，对三角形三星系统中做圆周运动的星体，有2Gcos 30m2，解得 ，C项错误；由2Gcos 30ma得a，D项正
17、确。6.电容式加速度传感器的原理如图所示，质量块左、右侧连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动，改变电容。则()A电介质插入极板间越深，电容器电容越小B当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流C若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会压缩D当传感器由静止突然向右加速时，电路中有逆时针方向的电流解析：选C由C知，电介质插入越深，r越大，即C越大，A错；当传感器以恒定加速度运动时，电介质相对电容器静止，电容不变，电路中没有电流，B错；传感器向右匀速运动，突然减速时，质量块由于惯性相对传感器向右运动，弹簧压缩变短，C错；传感器由静止突然向右加速时，电介质相对电容
18、器向左运动，r增大，C增大，电源电动势不变，由C知，Q增大，上极板电荷量增大，即电路中有顺时针方向的电流，D对。7.如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为2L和L，支架可绕固定轴O点在竖直平面内无摩擦转动，开始时OA处于水平位置，由静止释放后()AA球的最大速度为2BA球的速度最大时，两小球的总重力势能最大CA球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为30DA、B两球的最大速度之比vAvB21【解析】选D支架和两小球组成的系统在转动过程中机械能守恒。A的重力势能减少，A、B的动能和B的重力势能增加。A、B角速度相等，A的线速度总是B的线
19、速度的2倍。A球速度最大时是系统动能最大时，即两球的总重力势能最小。设OA转过角时A球速度最大，如图所示，则有m(2v)22mv2mg2Lsin 2mgL(1cos )，即3v22gL(sin cos 1)，由数学知识可知45时，速度最大，即vAm ，vBm，选项D正确。8.A2VA1RSL2L1B图中B为理想变压器，接在原线圈上的交变电压有效值保持不变。灯泡L1和L2完全相同（阻值恒定不变），R是一个定值电阻，电压表、表流表都为理想电表。开始时开关S是闭合的。当S断开后，下列说法正确的是（ ）A电压表的示数变大 B电流表A1的示数变大C电流表A2的示数变大 D灯泡L1的亮度变亮答案：D9.表
20、面光滑、半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O处有一无摩擦定滑轮，轻质细绳两端各系一个可视为质点的小球挂在定滑轮上，如图所示。两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为L12.4R和L22.5R，则这两个小球的质量之比为，小球与半球之间的压力之比为，则以下说法正确的是()A. B. C.1 D.解析：选B先以左侧小球为研究对象，分析受力情况：重力m1g、绳子的拉力T和半球的支持力N1，作出受力示意图。由平衡条件得知，拉力T和支持力N1的合力与重力m1g大小相等、方向相反。设OOh，根据三角形相似得：，同理，对右侧小球，有：，解得：m1g，来源:学科网ZXXKm2gN1N2由得：m1m2
21、L2L12524，由得：N1N2m1m2L2L12524，故A、C、D错误，B正确。10.10.如图所示，水平地面有一个坑，其竖直截面为半圆形，ab为沿水平方向的直径，在a点分别以初速度v0(已知)、2v0、3v0沿ab方向抛出三个石子并击中坑壁，且以v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等。设以v0和3v0抛出的石子做平抛运动的时间分别为t1和t3，击中坑壁瞬间的速度分别为v1和v3，则()A不可以求出t1和t3B只能求出t1和t3的比值C可以求出v1和v3D不能求出v1和v3，但能求出它们的比值解析：选C做平抛运动的物体在任意时间的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。如图1所
22、示，做平抛运动的物体在任意位置处，设其末速度方向与水平方向的夹角为，位移与水平方向的夹角为，则有tan 2tan 。以v0、2v0抛出的石子做平抛运动的时间相等，说明竖直分位移相等，设分别落在A、B点，如图2所示。以3v0抛出的石子其运动轨迹与AB延长线的交点在b点的正下方。根据几何关系有ABab。对于落在A点的石子，设ab2R，根据几何关系可求得竖直位移与水平位移之比，根据上述推论求竖直分速度与水平分速度之比，从而求出竖直分速度，再合成求出v1，由公式vyat求t1。以3v0抛出的石子落在c点，根据数学知识可写出其轨迹方程和圆方程，再求得c点的坐标，与落在A点的石子下落位移比较，可求得落在c
23、点时的竖直分速度，从而求出v3。由公式vyat求t3。故C正确，A、B、D错误。11.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是()A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同D只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电解析：选C无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，故A错误；当给充电设
24、备通以恒定直流电时，充电设备不会产生交变磁场，即不能正常充电，故B错误；接收线圈中交变电流的频率应与发射线圈中交变电流的频率相同，故C正确；被充电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件与手机电池相连，当有交变磁场时，则产生感应电动势，那么普通手机由于没有金属线圈，所以不能够利用无线充电设备进行充电，故D错误。12.用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻，定值电阻R116 。 (1)闭合开关S时，电压表V1无读数，电压表V2有读数，经检查发现存在断路故障，则该故障可能在_(填“ab”“bc”或“cd”)两点间。(2)排除故障后，闭合开关S，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数U1、U2，如下表所示
25、。请根据表中数据在图乙中作出U2U1图象。U2/V5.04.54.03.53.02.52.0U1/V0.661.001.331.882.002.322.68(3)由图象可知，电源电动势E_ V，内阻r_ 。(结果均保留2位有效数字)(4)实验中，产生系统误差的主要原因是_。解析(1)若ab间断路，V2表无示数。若bc间断路，V1表有示数。若cd间断路，满足题意。(2)所画的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点均匀分居两侧，极个别点相距较远应舍弃。(3)根据闭合电路欧姆定律有EU2(R1r)，得出U2U1E，图线纵截距等于电动势E6.0 V，斜率k1.5，得出r8.0 。(4)由于电压表V1分流
26、，表达式EU2(R1r)中表示干路电流存在系统误差。答案(1)cd(2)见解析图(3)6.0(5.96.1均正确)8.0(7.98.1均正确)(4)电压表V1分流13. P、Q是一列简谐横波中的两个质点，它们的平衡位置相距30 m，各自的振动图象如图中的实线和虚线所示，且P、Q之间的距离小于一个波长，求：(1)若P比Q离波源近，该波的波长；(2)若Q比P离波源近，该波的速度.答案(1)40 m(2)30 m/s解析(1)若P比Q离波源近，波由P传到Q，则PQ间的距离为：x(n)30 m(n0,1,2)因P、Q之间的距离小于一个波长则n取0，则得：40 m(2)若Q比P离波源近，则有：x(n)3
27、0 m(n0,1,2)因P、Q之间的距离小于一个波长，则n取0，则得：120 m又T4 s解得v30 m/s.14.如图所示，半径分别为R和r(Rr)的两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自圆轨道的最高点，求： (1)两小球的质量比；(2)若mambm，要求a、b都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能答案(1) (2)5mgR解析(1)a、b球恰好能通过各自圆轨道的最高点时的速度分别为：vavb由动量守恒定律知：mavambvb由机械能守恒知：mavmava2mag
28、2Rmbvmbvb2mbg2r综上解得 (2)若mambm，由动量守恒定律得vavbv当a球恰好能通过圆轨道的最高点时，E弹最小，E弹(mgRmg2R)25mgR15如图所示，一“U型槽”滑块，由两个光滑内表面的圆孤形槽、和粗糙水平面组合而成，质量，置于光滑的水平面上，其左端有一固定挡板，另一质量的物块从点正上方距离水平面的高度处自由下落，恰好从相切进入槽内，通过部分进入圆弧槽。已知“U型槽”圆弧的半径，水平轨道部分BC长，物块与“U型槽”水平轨道间的动摩擦因数，重力加速度。(1)求物块第一次经过点对“圆弧型槽”的压力；(2)求物块从“型槽”点分离后能到达的距离水平面的最大高度；(3)当“U型
29、槽”的速度最大时，求物块的速度，最终物块的运动达到稳定状态，求物块在部分运动的总路程。【答案】(1)；(2)；(3) ；【解析】(1)物块由静止到第一次过点，槽静止不动，对物块由机械能守恒在点 对槽的压力 (2)物块从点离开“U型槽”时“U型槽”的速度为，对物块和槽组成的系统，由水平方向的动量守恒物块从点到离“U型槽”后的最高点，对物块和槽组成的系统，由能量守恒联立解得(3)当物块从“U型槽”返回时的速度最大时，由水平方向的动量守恒和能量守恒解得方向水平向左最终物块与“U型槽”相对静止，由能量守恒物块在部分运动的总路程16.在平面坐标系第、象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第象限内有M、N
30、两个竖直平行金属板，板间的电压为U，在第象限内有沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子（不计粒子重力）从靠近M板的S点由静止开始做加速运动，从y轴上y=-l处的A点垂直于y轴射入电场，从x=2l的C点离开电场，经磁场后再次到达x轴时刚好从坐标原点O处经过。求：(1)粒子运动到A点的速度大小；(2)电场强度E和磁感应强度B的大小；(3)带正电粒子从A运动到O经历的时间。【答案】(1)；(2)； ；(3)【解析】(1)设粒子运动到A点的速度大小为v0，由动能定理得可得粒子运动到A点的速度大小(2)粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为t1，则2l=v0t1整理得设粒子离开电场时速度大小为v，与y轴夹角为，则设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则整理得 (3)由(2)可知，所以粒子在磁场中运动的时间故tAO=t1+t2解得
