普通高等学校招生全国统一考试高三物理仿真卷(三)(2021年整理)

2018年普通高等学校招生全国统一考试高三物理仿真卷（三）
编辑整理：
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2018年普通高等学校招生全国统一考试高三物理仿真卷(三）
本试卷共32页，38题（含选考题）.全卷满分300分。

考试用时150分钟。

★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。

2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。

答案写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
5、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 V 51
第Ⅰ卷
二、选择题:本题共8小题，每题6分，在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一个选项
符合题目要求。

第19~21题有多选项题目要求。

全部答对的得6分，选对但不全的得3分,有选错的得0分。

14．相隔一定距离的电荷或磁体间的相互作用是怎样发生的？这是一个曾经使人感到困惑、引起猜想且有过长期争论的科学问题。

19世纪以前，不少物理学家支持超距作用的观点.英国的迈克尔·法拉第于1837年提出了电场和磁场的概念，解释了电荷之间以及磁体之间相互作用的传递方式，打破了超距作用的传统观念。

1838年，他用电力线（即电场线）和磁力线(即磁
感线）形象地描述电场和磁场，并解释电和磁的各种现象。

下列对电场和磁场的认识，正确的是
A．法拉第提出的磁场和电场以及电力线和磁力线都是客观存在的
B．在电场中由静止释放的带正电粒子，一定会沿着电场线运动
C．磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向一致
D．通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的
【解析】电场和磁场均是客观存在的特殊物质；电场线和磁感线是人类为了形象地描述电场和磁场而引入的虚拟的线，实际并不存在，故A错误;电荷的运动取决于初速度和力的方向，故电场线不是电荷在电场中的轨迹,只有在点电荷的电场和匀强电场中由静止释放的带正电粒子（只受电场力)，才会沿着电场线运动，故B错误；根据左手定则可知，磁感线上某点的切线方向跟放在该点的通电导线的受力方向垂直，故C错误；根据磁场的性质可知，通电导体与通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的,故D正确。

【答案】D
15．下列说法正确的是
A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式反应
C．光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D。

错误!N＋错误!H→错误!C＋错误!He是α衰变方程
【解析】汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的“枣糕模型”，选项A正确；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，选项B错误;光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率呈线性关系,不成正比，选项C错误；错误!N＋错误!H→错误!C＋错误!He是人工转变,不是α衰变方程,选项D错误.
【答案】A
16．无线网络给人们带来了很多方便。

假设可以采用卫星对所有用户在任何地方提供免费WiFi 服务。

已知地球半径为R，重力加速度为g，提供免费WiFi服务的卫星绕地球做圆周运动，则下列关于该卫星的说法正确的是
A．卫星围绕地球运动的轨道越高，角速度越大
B．卫星围绕地球运动的轨道越高，速度越小
C．若卫星距离地面的高度等于地球半径，则卫星绕地球运动的周期为T＝2π 错误!
D．卫星的轨道可以在地球上任一经线所在的平面内
【解析】由G 错误!＝mrω2
，解得ω＝ 错误!，由此可知，卫星绕地球运动的轨道越高,即轨道半径r 越大，角速度ω越小，A 错误；由G 错误!＝m 错误!，可得v ＝ 错误!，显然卫星绕地球运动的轨道越高，即轨道半径r 越大，速度v 越小，B 正确;由G 错误!＝mr 错误!2,又r ＝2R ,GM ＝gR 2，解得T ＝4π错误!，C 错误；由于地球自转，经线所在的平面不停地变化，而卫星的轨道平面不变,所以卫星的轨道不可能在地球上任一经线所在的平面内，D 错误。

【答案】B
17．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入稳定的正弦交流电源u ＝2202sin 314t (V);副线圈接有电阻R ，并接有理想电压表和理想电流表。

下列结论正确的是
A ．电压表读数为55错误! V
B ．若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍,则电流表的读数减小到原来的一半
C ．若仅将R 的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍
D ．若R 的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍,则输出功率增加到原来的2倍
【解析】因为交流电源u ＝220错误!sin 314t （V ）,电压表的读数为变压器的输出电压的有效值，由错误!＝错误!得，电压表读数为55 V,所以选项A 错误;若副线圈匝数增加，则U 2增大，由I 2＝错误!可知,电流表示数增大，所以选项B 错误；输入电压和匝数比不变，则输出电压不变,当负载电阻R 变大时,I 2＝错误!，电流变小,又P 1＝P 2＝U 2I 2，故输入功率也减小，所以选项C 错误；若副线圈匝数增加到原来的2倍，则U 2增加到原来的2倍，同时R 的阻值也增加到原来
的2倍，故输出功率P 2＝U 22R
变为原来的2倍，所以选项D 正确。

【答案】D
18．如图甲所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上.一质量为m 的小物块从轻弹簧上方且离地高度为h 1的A 点由静止释放，小物块下落过程中的动能E k 随离地高度h 变化的关系如图乙所示，其中h 2~h 1段图线为直线。

已知重力加速度为g ，则以下判断中正确的是
A．当小物块离地高度为h2时，小物块的加速度恰好为零
B．当小物块离地高度为h3时，小物块的动能最大，此时弹簧恰好处于原长状态
C．小物块从离地高度为h2处下落到离地高度为h3处的过程中，弹簧的弹性势能增加了mg （h2－h3)
D．小物块从离地高度为h1处下落到离地高度为h4处的过程中，其减少的重力势能恰好等于弹簧增加的弹性势能
【解析】由题意可知，当小物块离地高度为h2时，小物块刚好开始接触弹簧，此时小物块只受到重力作用，故此时的加速度大小为重力加速度g，A错误；当小物块离地高度为h3时，由题图乙可知小物块的动能达到最大，小物块的速度达到最大，此时有mg＝kΔx,弹簧的压缩量为Δx＝h2－h3，B错误；小物块从离地高度为h2处下落到离地高度为h3处的过程中，重力势能减少了mg(h2－h3）,由能量守恒定律可知，小物块减少的重力势能转化为小物块增加的动能和弹簧增加的弹性势能，即弹簧增加的弹性势能ΔE p＝mg(h2－h3)－(E k2－E k1)，C错误；由题图乙可知，当小物块离地高度为h4时，小物块的动能为零，由能量守恒定律可知，小物块减少的重力势能全部转化为弹簧增加的弹性势能,D正确。

【答案】D
19．如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，将ab棒在导轨上无初速度释放，当ab棒下滑到稳定状态时，速度为v，电阻R上消耗的功率为P。

导轨和导体棒电阻不计.下列判断正确的是
A．导体棒的a端比b端电势低
B．ab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动
C．若磁感应强度增大为原来的2倍,其他条件不变,则ab棒下滑到稳定状态时速度将变为
原来的1 2
D．若换成一根质量为原来2倍的导体棒，其他条件不变，则导体棒下滑到稳定状态时R的功率将变为原来的4倍
【解析】导体棒ab下滑过程中,由右手定则判断感应电流I在导体棒ab中从b到a，电源
内部电流由低电势到高电势,则a端比b端电势高，故A错误;导体棒ab开始下滑后速度增大，感应电动势增大，感应电流增大,安培力增大，如果导轨足够长,当F安＝BIL＝mg sin θ时,达到最大速度，之后做匀速直线运动,速度不再增大，安培力不变，因此ab棒在达到稳定状态前做加速度减小的加速运动，故B正确;稳定时，有mg sin θ·v m＝错误!，得稳定时的速度,即最
大速度为v m＝mgR sin θ
B2L2
，可知磁感应强度增大为原来的2倍，其他条件不变，则ab棒下滑到
稳定状态时速度将变为原来的错误!，故C错误;稳定时，电阻R上消耗的功率P＝mg sin θ·v m ＝错误!,则知换成一根质量为原来2倍的导体棒，其他条件不变，则导体棒下滑到稳定状态时R 的功率将变为原来的4倍,故D正确。

【答案】BD
20．如图所示为一边长为L的正方形abcd，P是bc的中点。

若正方形区域内只存在由d指向a 的匀强电场，则在a点沿ab方向以速度v入射的质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力)恰好从P点射出。

若该区域内只存在垂直纸面向里的匀强磁场，则在a点沿ab方向以速度v入射的同种带电粒子恰好从c点射出。

由此可知
A．匀强电场的电场强度为错误!
B．匀强磁场的磁感应强度为错误!
C．带电粒子在匀强电场中运动的加速度大小等于在匀强磁场中运动的加速度大小
D．带电粒子在匀强电场中运动的时间和在匀强磁场中运动的时间之比为1∶2
【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，有L＝vt，错误!L＝错误!at2，qE＝ma，联立解得E＝错误!,a＝错误!,A错误;带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力，有qvB
＝m v2
r
，由几何关系有r＝L,联立解得B＝
mv
qL
，B正确;粒子在匀强磁场中运动的加速度a′＝错误!
＝错误!＝a,C正确；带电粒子在匀强电场中运动的时间t＝错误!,在匀强磁场中运动的时间t′＝错误!，带电粒子在匀强电场中运动和在匀强磁场中运动的时间之比为错误!＝错误!，D错误.
【答案】BC
21．如图所示，在水平面上放置一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用劲度系数为k的轻弹簧连接一质量为m的小木块，轻弹簧连在斜面顶端，开始系统处于平衡状态。

现使斜面从静止开始
缓慢向左加速,加速度从零开始缓慢增大到某一值，然后保持此值恒定，木块最终稳定在某一
位置(弹簧处在弹性限度内）。

斜面从静止开始向左加速到加速度达到最大值的过程中，下列说
法正确的是
A．木块的重力势能一直减小
B．木块的机械能一直增加
C．木块的加速度大小可能为错误!
D．弹簧的弹性势能一直增加
【解析】由于弹簧的弹力和斜面的支持力的合力对木块始终做正功,木块的机械能一定增
加,B正确。

设弹簧的原长为L0，对木块受力分析，开始木块静止在斜面上,则有mg sin θ＝kx1，
开始时弹簧长度L1＝L0＋x1＝L0＋错误!；向左加速后，在木块离开斜面前，根据牛顿第二定律，mg cos θ－F
＝ma sin θ，kx2－mg sin θ＝ma cos θ；当F N＝0时，加速度a＝错误!,C正确。

N
加速度增大过程，弹簧长度L2＝L0＋x2＝L0＋错误!，可见L2＞L1，随着加速度增大,弹簧变长，
重力势能一直减小；当木块恰好要离开斜面时，弹簧长度L3＝L0＋x3＝L0＋错误!；当木块离开斜
面稳定时,设弹簧与水平方向的夹角为α，α＜θ,有错误!＝kx4，mg＝ma tan α,随着a增大,α
减小，弹簧长度L4＝L0＋x4＝L0＋错误!，所以L3＜L4，D正确.因为h3＝L3sin θ＝L0sin θ＋错误!，h
＝L4sin α＝L0sin α＋错误!，h4＜h3，由于不知末状态木块是否离开斜面，木块的重力势能4
可能一直减小，也可能先减小后增大，A错误。

【答案】BCD
第 II 卷
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。

第22-32题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33—38题为选考题，考生根据要求作答。

（一)必考题（共129分）
22．(6分）
某同学设计了如图所示的装置去验证小球摆动过程中的机械能守恒，实验中小球到达B点
(图中未标出）时恰好与桌面接触但没有弹力，D处的箭头处放一锋利的刀片,细线到达竖直位
置时被割断,小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺.该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h，桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可。

（1）测量A位置到桌面的高度h应从____________开始测（选填“球的下边沿”或“球心”）。

（2)实验中改变h多测几次h和L的数值，利用作图像的方法去验证.该同学取纵轴表示L,则横轴应表示________。

(3）若所作图像的斜率为k，则满足__________________关系即可证明小球下摆过程中机械能守恒。

【解析】由机械能守恒定律有mgh＝1
2
mv2,依据平抛运动规律有H＝错误!gt2,L＝vt，整理后
可得L＝2错误!。

【答案】（1)球的下边沿(2)h（3)k＝2错误!
23．(9分）
在“测定直流电动机的效率"实验中，用如图所示的实物图测定一个额定电压U＝6 V、额定功率为3 W的直流电动机的机械效率。

（1）请根据实物连接图在方框中画出相应的电路图(电动机用错误!表示).
（2)实验中保持电动机两端电压U恒为6 V,重物每次匀速上升的高度h均为1。

5 m,所测物理量及测量结果如下表所示：
(3)在第5次实验中，电动机的输出功率是________；可估算出电动机线圈的电阻为_______ Ω。

(4)从前4次的实验数据可以得出:UI________（填“>”“〈”或“＝")mg错误!。

【解析】（3)在第5次实验中，重物上升的时间为∞,说明电动机不能将重物提起,因此电能全部转化为内能,输出机械能功率为0，根据U＝Ir，解得电动机线圈的电阻为r＝错误!＝2.4 Ω。

（4)从前4次的实验数据中，电动机消耗的电能转换为内能和机械能,所以UI〉mg错误!。

【答案】（1）电路图如图所示
(3）0 2.4 (4）〉
24．(12分）
如图所示，一质量M＝2 kg的带有弧形轨道的平台置于足够长的水平轨道上，弧形轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上静置一小球B。

从弧形轨道上距离水平轨道高h＝0。

3 m处由静止释放一质量m A＝1 kg的小球A，小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰，碰后小球A 被弹回,且恰好追不上平台。

已知所有接触面均光滑，重力加速度为g.求小球B的质量。

（g取10 m/s2）
【解析】设小球A下滑到水平轨道上时的速度大小为v1,平台水平速度大小为v，
由动量守恒定律有0＝m A v1－Mv
由能量守恒定律有m A gh＝错误!m A v12＋错误!Mv2
联立解得v1＝2 m/s,v＝1 m/s
小球A、B碰后运动方向相反，设小球A、B的速度大小分别为v1′和v2。

由于碰后小球A 被弹回，且恰好追不上平台，则此时小球A的速度等于平台的速度，有v1′＝1 m/s 由动量守恒定律得m A v1＝－m A v1′＋m B v2
由能量守恒定律有错误!m A v12＝错误!m A v1′2＋错误!m B v22
联立解得m B＝3 kg.
【答案】3 kg
25．（20分)
如图所示，某空间中有四个方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小相同、半径均为R的圆形匀强磁场区域1、2、3、4。

其中1与4相切，2相切于1和3,3相切于2和4,且第1个磁场区域和第4个磁场区域的竖直方向的直径在一条直线上.一质量为m、带电荷量为－q的粒子,静止置于电势差为U0的带电平行板（竖直放置）形成的电场中(初始位置在负极板附近），经过电场加速后，从第1个磁场的最左端水平进入，并从第3个磁场的最下端竖直穿出.已知tan 22。

5°＝0.4，不计带电粒子的重力。

(1）求带电粒子进入磁场时的速度大小；
(2）试判断:若在第3个磁场的下面也有一电势差为U0的带电平行板（水平放置，其小孔在第3个磁场最下端的正下方)形成的电场,带电粒子能否按原路返回？请说明原因；
（3）求匀强磁场的磁感应强度大小B;
(4）若将该带电粒子自该磁场中的某个位置以某个速度释放后恰好可在四个磁场中做匀速圆周运动,则该粒子的速度大小v′为多少?
【解析】(1）根据动能定理有：qU0＝错误!mv2
解得v＝错误!。

（2）不能按原路返回，因为粒子进入第3个磁场下的电场后，向下减速至速度为零，然后反向加速至速度的大小为v,但进入磁场后，根据左手定则可知,带电粒子受到的洛伦兹力方向向右，粒子向右偏，故不能按原路返回。

(3)设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，如图甲所示，则根据运动的对称性和几何关系可知，粒子在第1个磁场和第3个磁场中各偏转45°，则有：R＝r tan 22。

5°，解得r＝2。

5R
根据洛伦兹力提供向心力得qvB＝错误!
解得B＝错误!错误!.
(4)该带电粒子在四个磁场中做匀速圆周运动，如图乙所示，由几何关系知其轨道半径只能是R,根据洛伦兹力提供向心力得qv′B＝m错误!
解得v′＝错误!错误!.
【答案】(1）错误!(2）见解析（3)错误!错误! (4）错误!错误!
（二）选考题：共45分。

请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。

如果多做，则每科按所做的第一题计分。

33．[物理—-选修3–3］（15分）
(1）（5分)下列说法中正确的是________。

A．气体压强的大小和单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关
B．布朗运动是液体分子的运动，说明液体分子永不停息地做无规则热运动
C．热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功,而不产生其他影响
D．水黾可以停在水面上是因为液体具有表面张力
E．温度升高，物体所有分子的动能都增大
(2）（10分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其p .V图像如图所示。

已知该气体在状态A时的温度为27 ℃，求：
(ⅰ)该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?
（ⅱ）该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？
【解析】(1)气体的压强与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关,故A正确；布朗运动指悬浮在液体中的固体微粒所做的无规则运动,布朗运动反映的是液体分子的无规则运动,故B错误；热力学第二定律的开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功，而不产生其他影响,C正确；因为液体具有表面张力,水黾才能无拘无束地在水面上行走自如，故D正确;温度是分子平均动能的标志，温度升高，并不是物体所有分子的动能都增大,故E错误。

(2)（ⅰ）对一定质量的理想气体由图像可知，A→B为等容变化，
由查理定律得：错误!＝错误!
即代入数据得：T B＝600 K
A→C由理想气体状态方程得：错误!＝错误!
代入数据得：T C＝300 K。

(ⅱ)从A到C气体体积减小，外界对气体做正功，由p。

V图线与横轴所围成的面积可得: W＝错误!＝1 000 J
由于T A＝T C，该气体在状态A和状态C内能相等，有:ΔU＝0
由热力学第一定律有：ΔU＝W＋Q
可得:Q＝－1 000 J，即气体向外界放出热量，传递的热量为1 000 J。

【答案】（1)ACD (2)（ⅰ）600 K 300 K (ⅱ)放热 1 000 J
34．[物理——选修3–4］(15分）
(1）(5分)图(a)为一列简谐横波在t＝0。

10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1。

0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是________。

A．在t＝0。

10 s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C．从t＝0。

10 s到t＝0。

25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m
D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
E．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10 sin 10πt(国际单位）
(2）(10分)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。

在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片的中心与圆形发光面的中心在同一竖直线上。

已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射),求平板玻璃的折射率。

【解析】(1）题图(b）为质点Q的振动图像，则知在t＝0。

10 s时,质点Q正从平衡位置向波谷运动,所以质点Q向y轴负方向运动，故A错误；在t＝0.10 s时，质点Q沿y轴负方向运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动。

由题图（b)读出周期T＝0。

2 s，从t＝0。

10 s到t＝0。

25 s经过的时间为Δt＝0。

15 s＝错误!T,则在t＝0。

25 s时，质点P位于x轴下方，加速度方向与y轴正方向相同，故B正确;由（a)图知波长λ＝8 m，则波速为:v＝错误!＝错误! m/s＝40 m/s，从t＝0.10 s到t＝0.25 s经过的时间为Δt ＝0.15 s，该波沿x轴负方向传播的距离为Δx＝vΔt＝40×0.15 m＝6 m，故C正确；从t＝0.10 s到t＝0。

25 s经过的时间为Δt＝0。

15 s＝错误!T,由于t＝0.10 s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处,所以质点P通过的路程不是3A＝30 cm，故D错误；质点Q简谐运动的
表达式为y＝A sin 2π
T
t＝0。

1sin错误!t m＝0。

10sin 10πt(m)，故E正确。

(2)根据题述，作出光路图如图所示，S点为圆形发光面边缘上一点.在A点光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C。

由sin C＝1
n
和几何知识得：
sin C＝错误!＝错误!
而Δr＝R－r,
解得：n＝错误!.
【答案】(1）BCE （2）错误!。