2021-2022学年宁夏石嘴山市第三中学高三（下）第三次模拟理综物理试题（解析版）

石嘴山三中2022届高三年级第三次模拟考试

理科综合能力试卷

第I卷（选择题：共126分）

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～14题只有一项符合题目要求，第5～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力

A. 方向向左，大小不变

B. 方向向左，逐渐减小

C. 方向向右，大小不变

D. 方向向右，逐渐减小

【1题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析: A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A和B整体根据牛顿第二定律有，然后隔离B，根据牛顿第二定律有：，大小不变；物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左；故选A．

考点：本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法．

【名师点睛】1、整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）．

整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法．

2、隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力．

隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用．在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法．

2. 为了更形象地描述氢原子能级和氢原子轨道的关系，作出如图所示的能级轨道图，处于n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光a，处于n=3能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光b，则以下说法正确的是（　　）

A. a光的波长比b光的波长长

B. 辐射出b光时，电子的动能和电势能都会变大

C. 一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁可释放6种频率的光

D. a光照射逸出功为2.14eV的金属时，光电子的最大初动能为0.41eV

【2题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．处于n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光a，有

处于n=3能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光b，有

所以a光的频率将大于b光的频率，由于光的频率越大其波长越小，则a光的波长比b光的波长小，所以A错误；

B．辐射出b光时，电子的动能变大，电势能减小，总能量减小，所以B错误；

C．一群处于n=4能级的氢原子自发跃迁可释放种频率的光，一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁最多可释放3种频率的光，所以C错误；

D． a光照射逸出功为2.14eV的金属时，根据光电效应方程有

联立解得

所以D正确；

故选D。

3. 在抗击新型冠状病毒肺炎疫情的特殊时期，许多快递公司推出“无接触配送”服务。某快递小哥想到了用无人机配送快递的办法，某次配送质量为2kg的快递，在无人机飞行过程中，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 快递的初速度为3 m/s

B. 2s末快递的速度大小为6 m/s

C. 快递做曲线运动所受的合外力为3 N

D. 快递在0-2s内的位移大小为 8m

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据图像可得，在x方向的初速度 ，加速度为

y方向做匀速运动，速度为

A．快递的初速度为

A错误；

B．2s末快递在x方向的速度 ，2s末快递的速度大小

B错误；

C．快递做曲线运动所受的合外力

C正确；

D．快递在0-2s内在x方向的位移

在y方向的位移

快递在0-2s内的位移大小

D错误。

故选C。

4. 图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（　　）

A. 1 Ω B. 5 Ω C. 6 Ω D. 8 Ω

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】输电电压的有效值为（即原线圈电压的有效值）

根据理想变压器电压规律可知副线圈电压有效值为

灯泡正常工作，根据欧姆定律可知分压为，则通过灯泡的电流，即副线圈部分的干路电流为

根据串联分压规律可知，和、构成的并联电路部分的分压为

通过的电流为

通过、的电流为

、的分压为

解得滑动变阻器的阻值为

A正确，BCD错误。

故选A。

5. 如图，在直角三角形ACD区域的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，∠A=，∠C=，E是CD边的中点，此时E点的磁感应强度大小为B，若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度（　　）

A. 大小仍为B,方向垂直于AC向上

B. 大小为B，方向垂直于AC向下

C. 大小为B，方向垂直于AC向上

D. 大小为B，方向垂直于AC向下

【5题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】根据对称性C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E点产生的磁感应强度

由几何关系可知

AE=CE=DE

所以若仅将D处的导线平移至A处在E处产生的磁感应强度仍为B0，如图所示

仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度为

方向垂直于AC向下。

A．大小仍B,方向垂直于AC向上　　与上述结论不相符，故A错误；

B．大小为B，方向垂直于AC向下　　与上述结论相符，故B正确；

C．大小为B，方向垂直于AC向上 　　与上述结论不相符，故C错误；

D．大小为B，方向垂直于AC向下　　与上述结论不相符，故D错误；

故选B。

6. 2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。“天和核心舱”在距地面高度为的轨道做匀速圆周运动，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是（　　）

A. 地球的质量

B. “天和核心舱”的线速度为

C. “天和核心舱”运行的周期为

D. “天和核心舱”的线速度大于第一宇宙速度（）

【6题答案】

【答案】AB

【解析】

【详解】A．忽略地球自转，设地球表面有一质量为m的物体，由重力等于万有引力得

解得地球质量

故A正确；

B．“天和核心舱”在距地面高度为的轨道做匀速圆周运动，设其质量为m1，由万有引力提供向心力得

解得“天和核心舱”的线速度

再将

代入得

故B正确；

C．由

得“天和核心舱”运行的周期

故C错误；

D．“天和核心舱”的线速度

故D错误。

故选AB。

7. 如图所示为波轮式洗衣机的工作原理示意图，当甩衣桶在电机的带动下高速旋转时，衣服紧贴在甩衣桶器壁上，从而迅速将水甩出。衣服（带水，可视为质点）质量为m，衣服和器壁的动摩擦因数约为，甩衣桶的半径为r，洗衣机的外桶的半径为R，当角速度达到时，衣服上的水恰好被甩出，假设滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 衣服（带水）做匀变速曲线运动

B. 电动机的角速度至少为时，衣服才掉不下来

C. 当时，水滴下落高度打到外筒上

D. 当时，水滴下落高度打到外筒上

【7题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A．衣服（带水）做变速曲线运动，因为其向心加速度也是变化的，A错误；

B．竖直方向，根据平衡条件有

由于弹力提供向心力，由牛顿第二定律有

联立解得

B正确；

CD．当时，水滴打到外筒上，则水滴下落高度为h，根据平抛运动规律有

联立解得

C错误，D正确。

故选BD。

8. 如图，正方形导线框静置在光滑水平桌面上，其边恰好与匀强磁场的左边界重合，磁场方向垂直桌面向下，磁场左右边界的距离大于导线框的边长。时刻开始，在中点施加一水平向右的拉力，使导线框向右做匀加速直线运动，直到边离开磁场。规定沿的方向为感应电流的正方向，用表示感应电流，用表示、两点间的电势差，用、表示拉力的大小和拉力的功率，则下列相关的关系图像中可能正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【8题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由法拉第电磁感应定律结合欧姆定律得电流大小与时间的关系为

ab边与cd边都在磁场中时，没有感应电流产生，由楞次定律可知，当ab边进入磁场时，电流方向为adcba即电流方向为负方向，离开磁场时，电流方向为abcda即电流方向为正方向，A错误；

B．当只有ab边进入磁场这段时间内，由右手定则知ab两点电势差为正值，结合法拉第电磁感应定律可知大小随时间变化为

同理导线框全部进入磁场这段时间内，ab两点间的电势差为正值，大小随时间变化为

当ab边从磁场中出来到到整个导线框从磁场中出来这段时间内ab两点电势差为正值，大小随时间变化为

故这三段时间中，与时间关系图像经过原点的倾斜的直线，第二段时间斜率最大，第三段时间的初始电势差小于第二阶段的末状态电势差，可能小于第一阶段的末状态电势差，B正确；

C．由牛顿第二定律得

又

电流随时间变化规律为

解得

但在这段时间内，有

拉力与0时刻拉力相等，图中所示此段时间内拉力大于0时刻的拉力，C错误；

D．拉力的功率为

故P与t关系图像为抛物线，但在这段时间内，

P与t关系图像为经过原点的一条倾斜的直线，D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷（非选择题：共174分）

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须做答。第13题～第16题为选考题，考生根据要求做答。

（一）必考题（11题，共129分）

9. 为验证做匀速圆周运动物体的向心加速度与其角速度、轨道半径间的定量关系：，某同学设计了如图所示的实验装置。其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小钢球对其压力的大小，端固定一宽度为的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。

实验步骤：

①测出挡光片与转轴的距离为；

②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为；

③使凹槽绕转轴匀速转动；

④记录下此时压力传感器示数和挡光时间。

（1）小钢球转动角速度________（用表示）；

（2）若忽略小钢球所受摩擦，则要测量小钢球加速度，还需要测出__________，若该物理量用字母表示，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为_________________________（用表示）。

【9题答案】

【答案】    ①.     ②. 小刚球的质量    ③.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]挡光片的线速度

小刚球和挡光片同轴，则小钢球转动的角速度

（2）[2]根据牛顿第二定律，要求出加速度还得需要测量小刚球的质量

[3]根据

即

又

则

即

10. 多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图（a）所示为多用电表的电路原理图，其中电流表有0.6A、3A两个挡位，电压表有3V、15V两个挡位，欧姆表有两个挡位。

（1）S为选择开关，通过旋动开关S，表笔B可以分别与触点1、2、3、4、5、6接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。

①图（a）中A是____（填“红”或“黑”）表笔；

②当S接通触点____（填“1、2、3、4、5、6”）时，对应多用电表0.6A挡；

③若电表内电源电动势E1＜E2，选择开关S接触点3时，测量倍率比S接触点4时____（填“大”小”或“相等”）；

（2）某实验小组用该多用电表电压挡测量电源的电动势和内阻。除多用电表外还有以下器材：待测电源E，定值电阻R0＝2.0Ω，电阻箱R一只。实物连接图如（b）图所示，改变电阻箱阻值R，测得电压表的示数U并记录多组数据后，得到对应的图像如图（c）所示，则电源电动势E=____V，内阻r=____Ω。（结果均保留两位有效数字）

【10题答案】

【答案】    ①. 红    ②. 2    ③. 小    ④. 2.9    ⑤. 1.3

【解析】

【详解】（1）①[1]图（a）中表笔B接3，4接线柱时，由于A接的是电源的负极，根据电流从红表笔流入，黑表笔流出，可知A是红表笔；

②[2]当S接通触点1、2时，电表内部中没有电源，由于表头和电阻并联，故改装成了电流表，接1时左边的电阻为分流电阻，即一个电阻为分流电阻；接2时两个电阻串联后为分流电阻，所以接1时量程较大，接2时量程较小，即接2时对应多用电表为电流0.6A挡；

③[3]选择开关S接触点3，4时，电表内部有电源，多用电表为欧姆表，而中值电阻

倍率越大时，当红黑表笔短接，表头满偏时，同样的中值电阻，只有电动势E大，才能使倍率越大，所以由图（a）可知，若电表内电源电动势E1＜E2，选择开关S接触点3时，测量倍率比S接触点4时小；

（2）[4][5]由图（b）1图知，多用电表此时为电压表，测量电阻箱两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得

可得

结合图（c）可得

可得

，

11. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限存在垂直于坐标平面向外的半圆形匀强磁场，磁场半径为R，边界与x轴重合。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，自y轴正半轴上y＝R处的P点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝R处的Q点进入磁场，并恰好能从磁场的圆弧边界射出。不计粒子重力。求：

（1）匀强电场的电场强度大小E；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小B和粒子在磁场中运动的时间。

【11题答案】

【答案】（1） ；（2），

【解析】

【分析】

【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有：

v0t1＝R

at12＝yP＝R

其中

a＝

解得

（2）粒子在Q点时沿y轴负方向的分速度

vy＝at1＝v0

所以粒子在磁场中做圆周运动的速度大小

因粒子恰好能从圆弧边界射出磁场，所以粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径

r＝R

粒子在磁场中做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，则有

qvB＝m

解得

粒子在磁场中运动半周，则运动时间

解得

12. 如图，倾角为θ的倾斜轨道与水平轨道交于Q点，在倾斜轨道上高h=5m处由静止释放滑块A，此后A与静止在水平轨道上P处的滑块B发生弹性碰撞（碰撞时间不计）。已知A、B的质量之比为mA：mB=1：4，B与轨道间的动摩擦因数为μ，A与轨道间无摩擦，重力加速度大小为g=10m/s2（A、B均可视为质点，水平轨道足够长，A过Q点时速度大小不变、方向变为与轨道平行。）

（1）第一次碰撞后瞬间，求A与B的速度大小vA和vB；

（2）求B在水平轨道上通过的总路程s；

（3）当P、Q的距离为时，在B的速度减为零之前，A与B能发生第二次碰撞，试确定与之间满足的关系。

【12题答案】

【答案】（1）-6m/s，4m/s；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）第一次碰撞前的过程中A的机械能守恒，有

解得

第一次碰撞过程中，以向左方向为正方向，由动量守恒，机械能守恒有

解得

负号表示方向向右

（2）由（1）中结果可知，A与B还会发生多次碰撞，直到速度均减为零。因A在运动过程中及A与B在碰撞过程中均无机械能损失，故机械能的损失均由B克服水平轨道摩擦力做功造成，由能量守恒定律有

解得

（3）设第一次碰撞至B的速度减为零经历的时间为t，A与B在时间t内发生的位移分别为、，对B，由动量定理有

解得

由运动学规律有

可得

对A，设其在倾斜轨道、水平轨道上运动的时间分别为、在倾斜轨道上，由牛顿第二定律有

由运动学规律有

解得

由题意可得

即

解得

[物理——选修3-3]

13. 我国古代历法中的“二十四节气”反映了古人的智慧，有人还将其写成了一首节气歌：春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连，秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。下列与节气有关的物理现象，解释正确的是（　　）

A. 夏天气温比春天高，则夏天大气中分子的热运动速率全部比春天大

B. 夏天气温比春天高，忽略分子间作用力，则一定质量的大气的内能在夏天比春天大

C. 夏天感觉比冬天闷热是因为夏天同温度下大气的绝对湿度比冬天的大

D. 秋天夜晚温度降低，大气的饱和汽压减小，水蒸气容易在草上形成露水

E. 冬天里，一定质量的冰融化为同温度水的过程中，分子势能增加

【13题答案】

【答案】BDE

【解析】

【详解】A．温度是分子平均动能的标志，但温度高不能说明每个分子的速率都更大，故A错误；

B．忽略分子间作用力，气体内能只有总动能，温度越高，分子平均动能越大，一定质量的大气的内能越大，故B正确；

C．夏天感觉比冬天闷热是因为夏天同温度下的大气的相对湿度比冬天的大，故C错误；

D．饱和汽压与温度有关，温度越低，饱和汽压越小，则水蒸气容易在草上形成露水，故D正确；

E．一定质量的冰融化为同温度水的过程中，分子动能不变，此过程要吸收热量，内能增加，则分子势能增加，故E正确。

故选BDE。

14. 如图，一个质量为m的T型活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞体积可忽略不计，距气缸底部ho处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）。初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离气缸底部为1.5h0，两边水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ，大气压强为p0，气缸横截面积为S，活塞竖直部分高为1.2h0，重力加速度为g，求：

（i）通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；

（ii）从开始至两水银面恰好相平过程中，若气体放出的热量为Q，求气体内能的变化。

【14题答案】

【答案】（i）；（ii）

【解析】

【分析】

【详解】（i）初态时，对活塞受力分析，可求气体压强

体积V1＝1.5h0S， 温度T1=T0

要使两边水银面相平，则气缸内气体的压强

p2=p0，

则此时活塞下端一定与气缸底接触，气体体积

V2=1.2h0S

设此时温度为T2，由理想气体状态方程有

得

（ii）从开始至活塞竖直部分恰与气缸底接触，气体压强不变，外界对气体做功

 (

由热力学第一定律得：

[物理—选修3-4]

15. 由红光和蓝光组成的复色光以相同的入射角射到介质I和II的界面MN，折射后分为a、b两束光。下列说法正确的是（　　）

A. a为红光，b为蓝光

B. a为蓝光，b为红光

C. 在介质II中传播相同距离，b光所用时间短

D. 增大复色光的入射角，b光先发生全反射

E. 用同一双缝干涉仪做实验，a光条纹间距较小

【15题答案】

【答案】BCE

【解析】

【分析】

【详解】AB．由图可知a光的偏折成度大，则a光的折射率大，a为蓝光，b为红光，选项A错误，B正确；

C．a光的折射率大，根据可知a光在介质中的传播速度小，在介质II中传播相同距离所用时间长，b光所用时间短，选项C正确；

D．a光的折射率大，根据可知a光的临界角小，增大复色光的入射角，a光先达到临界角，先发生全反射，选项D错误；

E．a光的折射率大，波长小，根据可知用同一双缝干涉仪做实验，a光条纹间距较小，选项E正确。

故选BCE。

16. 一列沿x轴传播的简谐波在t0时刻的波形如图中实线所示，t0+0.2s时刻的波形如图中虚线所示。

（1）若波沿x轴正方向传播，求振源振动的最大周期；

（2）若波速为17.5m/s，求波的传播方向。

【16题答案】

【答案】（1）s；（2）沿x轴正方向传

【解析】

【分析】

【详解】（1）若波沿x轴正方向传播，设波速为v，在Δt=0.2s内传播距离为Δx1，周期为T，波长为λ=2.0m，则有

Δx1=(nλ+1.5）m=(2n+1.5）m（n=0，1，2，3，……）

又

Δx1=vΔt

解得

（n=0，1，2，3，……）

当n=0时，周期最大，设为Tm，则

s

（2）若波速v=17.5 m/s，设Δt=0.2s内传播距离为Δx2，则有

Δx2=vΔt=3.5m=λ+

所以波沿x轴正方向传播。