2021届高考物理模拟预热卷（全国Ⅲ卷）

2021届高考物理模拟预热卷（全国Ⅲ卷）

一、单项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.2020年3月15日中国散裂中子源（Chinese Spallation Neutron Source，简称CSNS）利用中子成像技术帮助中国科学技术大学进行了考古方面的研究。散裂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，CSNS是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是（   ）

A.粒子轰击，生成，并产生了中子

B.经过4次衰变，2次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个

C.放射性射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗

D.核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度

2.如图所示,在竖直平面内固定一直杆,将轻环套在杆上.不计质量的滑轮用轻绳悬挂在天花板上,另一轻绳通过滑轮系在环上,不计所有摩擦.现向左缓慢拉绳,当轻环静止时,与手相连的轻绳水平,若杆与地面间的夹角为θ,则轻绳与天花板间的夹角为(   )

A. B.θ C. D.

3.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行.初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以地面为参考系）如图乙所示，已知当地重力加速度为g，则下列判断正确的是(   )

A.在时间与时间内小物块加速度大小相等，方向相反

B.滑动摩擦力始终对小物块做负功

C.小物块与传送带之间的动摩擦因数为

D.小物块向左运动的最远距离为

4.如图，为振荡电路中电容器极板上所带电量随时间变化的图象，下面判断正确的是(   )

A．时刻，振荡电路中的电流最大

B．时刻，电容器两极板间电势差最大

C．时刻电感线圈三中磁场的磁感应强度正在减小

D．从到过程中，磁场能逐渐转化为电场能

5.两行星和各有一颗卫星和卫星的圆轨道接近各自的行星表面如果两行星质量之比,两行星半径之比,则两个卫星周期之比为(   )

A.1:4 B.4:1 C.1:2 D.2:1

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。

6.如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板分别与电池两极相连，板接地。开始时开关闭合，发现在距两板距离相等的点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是（   ）

A.液滴将加速向下运动     

B.液滴将保持不动  

C.点电势升高，液滴在点时电势能减少      

D.点电势升高，液滴在点时电势能增大

7.如图所示，一个边长为的正六边形的区域内有匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。在点处的粒子源发出大量质量为电荷量为的同种粒子，粒子的速度大小不同，方向始终沿方向。不计粒子间的相互作用力及重力，下列说法正确的是(   )

A．速度小于的粒子在磁场中运动的时间一定相同

B．速度大于的粒子一定打在边上

C．经过点的粒子在磁场中运动的时间为

D．垂直打在边上的粒子在磁场中运动的时间为

8.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示；产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是(   )

A.时穿过线框的磁通量最小

B.该线圈转动的角速度大小为

C.该交变电动势的瞬时值表达式为

D.线框平面与中性面的夹角为45°时，电动势瞬时值为22 V

三、非选择题：本题共6小题，共62分，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作答。第13题~第14题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共47分）

9.在“探究求合力的方法”实验中，橡皮条一端固定于点。

(1)如图所示，同时使用两只弹簧测力计通过细绳套将橡皮条的另一端拉至点，分别记录两个拉力的大小和方向，其中一只弹簧测力计的示数如图所示，则其示数为________。

(2)关于本实验，下列说法正确的是________。

A.细绳套尽可能短一些

B.橡皮条的伸长量越大越好

C.拉两个细绳套时，两拉力夹角越大越好

D.拉细绳套时，拉力应尽量与木板平行

(3)某同学通过多次实验得出：力的合成遵循平行四边形定则，图为根据其中一次实验数据画出的两个力的图示，请利用平行四边形定则在图中作出这两个力的合力，根据图示可以确定合力大小为________。

10.某实验小组为了测量出电池组的电动势E和内阻r，用下列器材组装了一个实验电路，设计完成后发现还可用该电路研究电源路端电压和小灯泡电压随电流的变化规律。

A.电压表（量程、内阻很大）

B.电压表（量程、内阻很大）

C.电流表A（量程、内阻很小）

D.滑动变阻器（最大阻值、额定电流）

E.小灯泡（）

F.电池组（电动势E、内阻r）

G.开关一只，导线若干，实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表的示数大，则电压表的示数减小.

（1）请将设计的实验电路图在图甲虚线方框中补充完整.

（2）某次实验时，调整滑动变阻器滑动片到适当位置，测得三个电表指针位置如图乙所示，则电流表读数_____A，电压表读数_____V，电压表的读数_____V.

（3）多次实验，得到两电压表读数U与电流表对应读数I.实验小组把測量数据画在图像中，描绘出了两条图线.

①根据图丙可以算出电源的电动势_____V.内阻_____Ω（计算结果保留2位有效数字）.

②图丙中电路处于Q状态时，滑动变阻器的阻值应为_____Ω，此时小灯泡的实际功率为_____W.

11.如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v—t图像如图乙所示，取g=10m/s2。求：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；

（2）t=6s时物体的速度；

（3）物体返回出发点的速度大小。

12.如图所示，间距为L两根平行长直金属导轨MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端接有阻值为R的电阻，一根长为L、电阻为3R的直导体棒ab垂直放在两导轨上。整个装置处于方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。ab由静止释放后沿导轨运动，下滑位移大小为s时到达cd位置并开始以最大速度vm做匀速运动。ab在运动过程中与导轨接触良好，导轨电阻及一切摩擦均不计，重力加速度大小为g。求：

（1）ab棒的质量m；

（2）从ab棒由静止释放到开始匀速运动的整个过程中电阻R产生的热量Q；

（3）从ab棒由静止释放到开始匀速运动整个过程所经历的时间t。

(二)选考题：共15分，在所给的2道题中任选一题作答。如果多答，则按所做的第一题计分。

13.【物理——选修3-3】

(1)下列说法正确的是(   )

A.液体中的扩散现象是由分子间作用力造成的
B.理想气体吸收热量时,温度和内能都可能保持不变
C.当两分子间距从分子力为0（分子间引力与斥力大小相等,且均不为0）处减小时,其分子间的作用力表现为斥力
D.液体的饱和汽压不仅与液体的温度有关,而且还与液体的表面积有关
E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的

(2)如图所示，左端封闭右端开口、内径相同的形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，已知大气压强现将下端阀门打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门，左管水银面下降的高度。

(ⅰ)求右管水银面下降的高度；

(ⅱ)若再将右端封闭，同时对左管缓慢加热，并保持右管内气体的温度不变，使右管的水银面回到最初高度，求此时左管内气体的压强。

14.（物理——选修3－4）

（1）光从介质射向介质，如果要在介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是(   )

A．是光密介质，是光疏介质

B．光在介质中的速度必须大于在介质中的速度

C．光的入射角必须大于或等于临界角

D．必须是单色光

（2）如图，直角三角形为一棱镜的横截面，。一束光线平行于底边射到边上并进入棱镜，然后垂直于边射出。

（ⅰ）求棱镜的折射率；

（ⅱ）保持边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到边上恰好有光线射出。求此时边上入射角的正弦。

答案以及解析

1.答案：D

解析：A、α粒子轰击，生成的核反应方程为：，产生了质子，故A错误；

B、根据质量数和电荷数守恒，产生的新核的质量数为：238-4×4=222，电荷数为：92-4×2+2×1=86，则新核的中子数为：222-86=136，原来的原子核的中子数为：238-92=146；146-136=10，故B错误；

C、放射性β射线其实质是高速电子流；放射性γ射线可用于医学的放射治疗；故C错误；

D、核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，故D正确。

2.答案：C

解析：当轻环静止时,轻绳对轻环的拉力与杆对轻环的弹力等大、反向、共线,所以轻绳垂直于杆,由几何关系可知，轻绳与竖直方向间的夹角是θ;对滑轮进行受力分析,如图所示,由于滑轮的质量不计,则轻绳对滑轮的拉力与轻绳上拉力的合力大小相等、方向相反,所以轻绳的方向一定在轻绳间夹角的角平分线上,由几何关系得轻绳与天花板间的夹角，C正确.

3.答案：C

解析：由题图乙知，时间内与时间内图线的斜率相等，故小物块的加速度大小相等、方向相同，A错误；由题图乙知，小物块的速度先减小后增大，由动能定理知，滑动摩擦力先对小物块做负功后做正功，B错误；由题图乙知，小物块的加速度大小为，由牛顿第二定律得，解得，C正确；当小物块的速度为零时向左运动的距离最远，最远距离为，D错误.

4.答案：C

解析：A.在时刻，电路中的最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小，故A错误；

B.在到时刻电路中的不断减小,说明电容器在不断放电,在时刻，电容器C电量刚好为零，则两极板间电势差最小，故B错误；

C.在到时刻电路中的q不断增加,说明电容器在不断充电,磁场能减小,电场能增加,则时刻电感线圈中磁场的磁感应强度正在减小，故C正确；

D.从到过程中，电场能逐渐转化为磁场能，故D错误；

故选：C。

5.答案：A

解析：质量为m的卫星绕质量为M的行星做匀速圆周运动的向心力由行星对卫星的万有引力提供，即：，解得卫星的周期：；则两个卫星周期之比为：，故A正确，BCD错误。

6.答案：AB

解析：A、B、液滴受力平衡，故电场力向上，可知液滴带负电；电容器因断开开关后电量保持不变，板下移时，两板间的距离增大，则由可知，场强不变；则粒子受到的电场力不变，故液滴继续保持静止，故A错误、B正确.C、D、下极板接地，则点的电势等于与之间的电势差，因不变，增大，故液滴处的电势增大；因液滴带负电，故其电势能将减小，故C正确、D错误。

7.答案：ACD

解析：本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动知识，目的是考查学生的分析综合能力。粒子恰好经过b点时运动半径，由可知，速度，则速度小于的粒子均从ab边离开磁场，运动时间均为，选项A正确；粒子恰好经过c点时运动半径，运动时间，速度，则速度大于的粒子一定打在ad边上，选项B错误C正确粒子垂直打在cl边上时，运动时间，选项D正确。

8.答案：CD

解析：由题图乙知，时，电动势为0，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；该线圈转动的角速度，选项B错误；该交变电动势的瞬时值表达式为，选项C正确；该线圈平面与中性面夹角为45°时，电动势瞬时值为，选项D正确.

9.答案：(1)2.6

(2)D

(3)如图所示:

解析：(1)分度值为0.2，故读数为

(2)细绳套尽可能长一些，减小力的方向的误差，故A错误；橡皮条的伸长量不是越大越好，方便作图即可，故B错误；两条细绳的夹角不是越大越好，以方便作平行四边形为宜，故C错误；拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤平行贴近木板，使得结点所受的几个力在同一平面内，故D正确。

(3)根据平行四边形定则画图：

根据图象可知，合力大小为

10.答案：（1）如图所示

（2）0.26；2.8；2.45±0.02

（3）①3.6；2.0；②0；0.9

解析：（1）伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，其示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；电压表测灯泡两端电压，其示数随滑动变阻器接入电路电阻的增大面减小。所以，设计电路图如图所示。

（2）由图示电流表可知，电流表量程为0.6A，其分度值为0.02A，示数为0.26A；电压表的量程为6V，分度值为0.2V，其示数为2.8V；电压表的量程为3V，分度值为0.1V，其示数为2.15V.

（3）由图示电源U-I图线可知电源内阻;当回路电流I=0.1A时，路端电压U=3.4V，则电源的电动势E=U+Ir=（3.4+0.1×2）V=3.6V.

②电路处于Q状态时，两电压表示数相等，即滑动变阻器接入电路的阻值为零，由图示图像可知，灯泡电压为3.0V，电流为0.3A.灯泡实际功率：P=UI=3.0×0.3=0.9W.

11.答案：(1)设力作用时物体的加速度为，对物体进行受力分析，

由牛顿第二定律有：

撤去力后,设物体的加速度为，

由牛顿第二定律有：

由图象可得;

代入解得：；

故斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，拉力大小为；

(2)末物体速度减为零，之后物体下滑做匀加速直线运动，

根据牛顿第二定律,有：

解得：

由速度时间公式,得到再过,有：

故物体末速度大小为.

(3)速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移,故：前的位移为：；

下降过程,根据位移时间关系公式,有：,解得；

故返回出发点的速度为：

12.答案：(1)在匀速运动过程中受力平衡:

切割磁感线产生的感应电动势

根据闭合电路欧姆定律，有

得的质量

 (2)根据能量守恒定律，有

根据焦耳定律，有

得电阳产生的热量

(3)从静止释放开始,选沿斜面向下为正方向。

根据动量定律，有:

因为：

所以得：

而通过回路的总电荷量，，，得

即：

13.答案：(1)BCE

(2)(ⅰ)左管水银面下降过程，封闭气体做等温变化，初态压强为，
末态？，
则有
解得
设平衡时左管水银面比右管水银面高，有
解得
所以右管水银面下降的高度为：
(ⅱ)要使右管水银面回到原来高度，右侧水银面要上升，即左管水银面要下降，
则右管水银面比左管的高
右管水银面上升过程右管内封闭气体做等温变化，则
解得
此时左管内封闭气体的压强

解析：(1)A、扩散现象是分子无规则运动的表现,不是分子间作用力造成的,故A错误。
B、理想气体吸收热量时,同时对外做功,根据热力学第一定律可知,内能可能不变,温度可能不变,故B正确。
C、当两分子间距从分子力为0处减小时,分子引力和分子斥力均增大,但斥力增大的快,其分子间的作用力表现为斥力,故C正确。
D、液体的饱和汽压与液体表面积无关,故D错误。
E、根据热力学第二定律分析,一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的,故E正确。
故选:BCE。

14.答案：（1）AC

（2）（ⅰ）光路图及相关量如图所示。

光束在边上折射，由折射定律得①,式中n是棱镜的折射率。由几何关系可知②,由几何关系和反射定律得③,联立①②③式，并代入得④.

（ⅱ）设改变后的入射角为，折射角为，由折射定律得

⑤,依题意，光束在边上的入射角为全反射的临界角θ，且

⑥,由几何关系得⑦,

由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为.