1、甘肃省岷县第一中学2021届高三物理第二次模拟考试试题本试卷分为第卷(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)1下列说法正确的是()A几百万度的高温足以改变原子核衰变的半衰期B14 7N42He17 8O11H，此方程为核聚变反应方程C卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核是由质子和中子组成的D235 92U10n144 56Ba8936Kr310n，其中铀(U)的比结合能比钡(Ba)的要小2.如图所示，一个内壁光滑、导热良好的汽缸悬挂在天花板上，轻质活
2、塞上方封闭着理想气体，若用向下的力F缓慢将活塞向下拉动一小段距离，则()A缸内气体的温度可能降低B缸内气体分子的平均动能会减小C缸内气体会吸热D若拉力F对活塞做的功为W，则缸内气体的内能减少了W3高分专项被誉为“天眼”工程，是国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年)确定的16个重大科技专项之一，与之一起进入专项名单的还有人们耳熟能详的载人航天、探月工程、大飞机等项目。截止到2018年6月，我国已经成功发射六颗高分卫星，其中“高分6号”是一颗地球低轨道精准农业观测卫星，“高分4号”是一颗地球高轨道遥感成像卫星，下列关于两颗卫星的说法正确的是()A“高分6号”的运行线速度小于“高分4
3、号”B“高分6号”的运行加速度小于“高分4号”C“高分6号”的运行角速度小于“高分4号”D两颗卫星的加速度都小于地球表面的重力加速度4.如图所示，重量为G的光滑足球，用由若干条轻质丝线组成的网兜兜住，通过悬绳悬挂于光滑墙的A点，悬绳与丝线结于B点，悬绳与墙面间的夹角为，下列说法正确的是()A悬绳拉力的大小为GcosB墙壁对足球的支持力为GsinC将丝线和悬绳的结点由B点上移到C点，悬绳的拉力增大D将丝线和悬绳的结点由B点上移到C点，墙壁对足球的支持力不变5如图所示为远距离输电的示意图，发电机组发出的电首先经过升压变压器(T1)升压后再向远距离输电，到达用电区后，首先在一次高压变电站(T2)降压
4、，在更接近用户地点再由二次变电站(T3)降压后，一部分电能送到大量用电的工业用户(工厂)，另一部分经过低压变电站(T4)降到220 V/380 V，送给其他用户。假设变压器都是理想变压器，只考虑远距离输电线电阻，其他电阻不计，下列说法正确的是()AT1的输出电压和T2的输入电压相等B增加“其他用户”负载，T2的输出电压减小C增加“其他用户”负载，T3的输出电压不变D增加“工业用户”负载，T4的输出电压不变二、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)6一透明球体置于空气中，MN是一条
5、穿过圆心的直线，平行单色光a、b，平行于MN射向球体且到MN的距离相等，经透明球体折射后交于MN下方的P点，如图所示。则下列说法正确的是()Aa的光子能量较大Ba、b经过同一双缝干涉装置，b的条纹间距小Ca、b从某种介质射向空气发生全反射，a的临界角较小Da、b照射某种金属表面都能发生光电效应，b照射产生的光电子最大初动能较大7.如图所示为等量正电荷形成的电场，MN是两个正电荷连线的中垂线，O为垂足，a、b是距离O很近的两点，一个带负电的粒子(重力不计)只在电场力的作用下以一定速度沿MN直线进入电场顺次经过a、O、b点，在粒子从a到b的过程中，下列说法正确的是()A粒子在O点的电势能为零B粒子
6、在O点的动量最小C粒子的电势能先减小后增大D粒子的加速度先减小后增大8一列简谐波沿x轴正向传播，在坐标轴原点O处的质点其振动的表达式为y30sint(cm)，某时刻刚好传到N点，介质中还有M、P点，所在位置如图所示，再经4.5 s，下列说法正确的是()AP点第一次到达波峰位置 BN点处在正向最大的位移处CM点处在负向位移且向下振动 DM点处在正向位移且向下振动第卷非选择题(共60分)三、填空实验题(本题共1小题，共12分)9(12分)(1)在“研究匀变速直线运动”的实验中根据要求打出了一段纸带来研究其运动情况，如图所示。设O为计数的起始点，各计数点之间的时间间隔为0.1 s，则打计数点2时物体
7、的瞬时速度为_m/s，物体的加速度为_m/s2，计数点1与起始点O的距离s为_cm。(2)在“电表的改装”的实验中，需要精确测量电流表表头G1(10 mA内阻约100 )的电阻，实验室提供的器材如下：电流表：G2(4 mA内阻为rg50 )定值电阻：R1200 滑动变阻器：R2(0200 )，R3(010 )干电池E1.5 V，内阻未知，单刀单掷开关K，导线若干。要求在实验的测量当中，电路能耗较少则滑动变阻器应选择_。请在方框内画出该实验的原理图。若在实验中得到电流表G1的读数为I1，电流表G2的读数为I2，则电流表G1的电阻计算式为r1_(请用题干中所给相关字母表示)。四、计算题(本题共3小
8、题，共48分)10(14分)滑板运动惊险刺激受到很多年轻人的喜爱，一个滑板运动员从一个平台上的A点，以v016 m/s的速度冲向一个圆形轨道，在圆轨道的B点沿切线滑入轨道，CD是圆的一条直径，D为最高点，C为最低点，OB与OC的夹角为37，圆轨道半径R5 m，人与滑板车的总质量为m60 kg，滑到轨道最高点D时对轨道的压力等于他们的重力，重力加速度取10 m/s2，sin370.6，cos370.8。求：(1)人与滑板车滑到轨道最高点D时的速度；(2)圆轨道对滑板车摩擦力做的功。11(16分)如图所示，AB是竖直放置的平行板电容器，A板带负电，B板带正电。B板中央有一个小孔，右侧有一个以直角三
9、角形为边界的匀强磁场，bac30，斜边acl，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，磁场的边界ab平行于AB板，d为ab边的中点且恰好与B板上的小孔相对。P为A板附近正对小孔的一点，现将一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)在P点由静止释放。(1)若A、B两板间的电压为U0，求粒子到达d点的速度大小；(2)若使粒子从b点射出磁场，求A、B两板间电压的大小；(3)若使粒子从ac边射出磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间。12(18分)如图所示，相距为l的平行光滑导轨ABCD和MNPQ两侧倾斜、中间水平，且电阻不计，在导轨的两端分别连有电阻R1和R2，左侧倾角为，在ABNM区域内存在垂直斜面
10、向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，水平部分虚线ef和gi之间的矩形区域内，有竖直向上垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度也为B0。一质量为m、长度也为l的金属导体棒，从距水平轨道h高处由静止释放，滑到底端时的速度为v0，穿过efig区域磁场后速度变为v0。已知导轨和金属棒始终接触良好，倾斜部分轨道和水平部分用光滑圆弧相连，导体棒的电阻和R1、R2的阻值均为r。求：(1)导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中电阻R1上产生的热量；(2)虚线ef和gi之间的距离；(3)导体棒最终停在什么位置。物理答案1D命题立意本题考查半衰期、重核裂变反应、原子核人工转变、物理学史。解析半衰期与外界温度、压强等
11、因素无关，A错误；14 7N42He17 8O11H不是核聚变是人工转变，B错误；卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子的核式结构，关于中子的猜想不是根据粒子散射实验提出的，C错误；重核裂变生成中等质量的核，中等质量的核比结合能最大，最稳定，D正确。故选D。误区警示几百万度的高温可以使轻核聚变，与半衰期无关。卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，根据质量数比电荷数大猜想原子核内有中子。2C命题立意本题考查热力学第一定律、理想气体的状态方程。解析缓慢向下拉动活塞，缸内气体对外做功，温度会降低，由于导热良好的汽缸会吸热，温度始终与外界相同，分子平均动能不变，气体内能不变，A、B错误，C正确；若拉力
12、F对活塞做的功为W，则缸内气体吸收的热量QW，内能不变，D错误。故选C。名师指导改变内能的两种方式是做功和热传递，UWQ，体积膨胀对外做功消耗内能，吸热使内能增加，“缓慢、导热良好”说明有足够的时间吸收热量补充做功消耗的内能，内能、温度保持不变。3D命题立意本题考查卫星做匀速圆周运动、向心力公式、万有引力定律。解析地球对卫星的万有引力提供了卫星做匀速圆周运动的向心力，mmam2r，解得v，加速a，“高分6号”的轨道半径小于“高分4号”，所以“高分6号”的运行线速度大于“高分4号”，A错误；“高分6号”的运行加速度大于“高分4号”，B错误；“高分6号”的运行角速度大于“高分4号”，C错误；两颗卫
13、星的轨道半径均大于地球半径，则两颗卫星的加速度均小于地球表面的重力加速度，D正确。故选D。4C命题立意本题考查力的合成与分解、共点力的平衡。解析足球受重力、拉力和支持力，据平衡条件得悬绳对球的拉力T，支持力NGtan，A、B错误；将丝线和悬绳的结点由B点上移到C点，角增大，cos减小，悬绳的拉力增大，tan增大，墙壁对足球的支持力增大，C正确，D错误。故选C。误区警示不要误认为是把重力正交分解，错选AB，要根据力的作用效果进行合成或分解。5B命题立意本题考查变压器规律、远距离输电。解析T1的副线圈、输电线电阻、T2的原线圈组成一个闭合回路，输电线有电阻，T1的输出电压等于输电线两端的电压U损与
14、T2的输入电压之和，A错误；增加“其他用户”负载，T4的输出电流增大，输电线上的电流增大，输电线两端的电压U损增大，T2的输入电压减小，输出电压减小，T3的输出电压减小，B正确，C错误；增加“工业用户”负载，工业用户电流增加，输电电流增大，输电线两端的电压增大，T2的输入电压减小，输出电压减小，T3与T4的输出电压都减小，D错误。故选B。名师指导其他用户和工业用户增加都会使消耗的电功率增加，输电功率增加，输电线中的电流增大，输电线两端的电压增大，用户用电器两端的电压减小。6AC命题立意本题考查光的折射率、双缝干涉条纹的间距、全反射、光电效应、折射率与频率波长的关系、波速与折射率的关系。解析作出
15、光路图、法线，由几何知识知a、b两束单色光进入透明球体时的入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，由n知a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大，波长短。据Eh(为光的频率)知a光的光子能量较大，A正确；据双缝干涉条纹的间距x知波长长的b光的条纹间距大，B错误；由sinC知折射率大的a光临界角较小，C正确；据光电效应方程EkhW0知a、b照射某种金属表面都能发生光电效应，频率小的b光照射产生的光电子最大初动能较小，D错误。故选AC。误区警示不要根据交点P在直线MN下方就认为a光的折射角大。圆心O与入射点、出射点的连线为法线，入射点与出射点的连线为光在透明球体中的折射光线，作光路图可知a
16、光的折射角小。7CD命题立意本题考查等量正电荷的电场线、等势面、电势能、电场力做功、牛顿第二定律。解析负电荷所受电场力的方向沿电场线的反方向，从a到O点过程中，电场力做正功，电势能转化为动能，电势能减小，从O到b点过程中，电场力做负功，动能转化为电势能，电势能增加，即粒子在O点的电势能最小，但并不一定为零，粒子在O点的速度最大，动量最大，A、B错误，C正确；由电场线的疏密变化知从a到b的过程中，场强先减小再增大，粒子所受电场力先减小再增大，所以加速度先减小后增大，D正确。故选CD。8AD命题立意本题考查横波的图象、波长频率和波速的关系、振动方程、同侧法。解析由质点的振动表达式y30sint(c
17、m)知 rad/s，故周期T2 s，由图知波长4 m，波速v m/s2 m/s，当1 m处的波峰到达P点时，P点第一次成为波峰，所用时间 t s4.5 s，即再经4.5 s，P点第一次到达波峰位置，A正确；因为t4.5 s(2)T，由同侧法知图示时刻质点N正通过平衡位置向下运动，再经4.5s，N点处在负向最大位移处，B错误；由同侧法知图示时刻M点正向上运动，则再经4.5 s，即再经过(2)周期，M点处在正向位移且向下振动，C错误，D正确。故选AD。9(1)0.7533命题立意本题考查探究匀变速直线运动的实验数据处理。解析做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。打计数
18、点2时物体的瞬时速度v2 m/s0.75 m/s；由匀变速直线运动的推论xaT2得物体的加速度a m/s23 m/s2；由匀变速直线运动的推论知0.09 mssat2，解得s0.03 m3 cm。(2)R2电路图如图所示命题立意本题考查测量电流表的内阻的实验原理、仪器选择、电路设计。解析实验要求电路消耗的电能较少，所以变阻器采用限流接法，待测电流表内阻约为100 ，电源电动势1.5 V，滑动变阻器若选变阻器R3，回路最小电流约14 mA，会烧毁电流表，滑动变阻器应选择R2，有较大的调节范围，也不会烧坏电流表。滑动变阻器采用限流接法，已知内阻的电流表G2与定值电阻R1串联测电压，电路图如答图所示
19、。并联电路电流与电阻成反比，电流表G1的内阻r1。10(1)10 m/s(2)3 600 J命题立意本题考查平抛运动、竖直面内圆周运动、动能定理。解题思路(1)在D点据牛顿第三定律知轨道对人和车的弹力，据牛顿第二定律求在最高点D的速度。(2)人和车做平抛运动，由速度的分解求到达B点的速度，对人和车由B到D过程，据动能定理求摩擦力做功。解(1)到D点时：FNmgm，FNmg，vD10 m/s。(2)到达B点时：vB20 m/s。由B到D的过程中运用动能定理mgR(1cos37)Wfmv2Dmv2B，Wf3 600 J。11(1) (2)(3)命题立意本题考查动能定理、带电粒子在匀强电场中的运动、
20、带电粒子在匀强磁场中的运动。解题思路(1)对粒子由A到B过程据动能定理求速度大小。(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，因为从b点射出磁场，由几何关系求半径，据洛伦兹力提供向心力、动能定理列方程求电压。(3)粒子从ac边射出磁场，若在磁场中运动的时间最长，轨迹应该与ac相切，据几何关系求粒子运动轨迹的圆心角，据周期公式求最长时间。解(1)qU0mv2，v 。(2)粒子从b点射出磁场的情况下：由几何关系得粒子的运动半径rl，在磁场中洛伦兹力提供向心力，即qv1Bm，qUmv21，U。(3)粒子在磁场中运动时间最长的射出点e应该是运动轨迹与ac边的切点，如图所示，T，tT，t。12(1)(mghmv2
21、0)(2)(3)导体棒最终停在水平磁场的正中间命题立意本题考查闭合电路的欧姆定律、导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化。解题思路(1)导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中，据能量守恒定律知导体棒的重力势能转化为导体棒的动能和回路的内能，据焦耳定律和串并联电路求电阻R1上产生的热量。(2)导体棒穿过虚线ef和gi之间磁场的过程，由动量定理和电流定义式求出电荷量，再据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、磁通量定义式、电流定义式导出电荷量与磁通量的关系式，最后联立求出虚线ef和gi之间的距离。(3)由动量定理和电荷量与磁通量变化量的关系列方程，求导体棒在磁场区经过的路程，确定导体棒最终停在什么位置。解(1)设此过程整个装置产生的热量为Q，R1产生的热量为Q1，mghQmv20，Q1(mghmv20)。(2)设ef和gi之间的距离为x，穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量为q1，根据动量定理可得B0ILtp，B0lq1mmv0，其中B0lx，Rr，x。(3)设导体棒在磁场区经过的路程为s，通过导体的电荷量为q2，B0lq20mv0，得sx。所以导体棒最终停在水平磁场的正中间。
