2021年高三第二次模拟考试(6月) 理综物理

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2021年高三第二次模拟考试（6月）理综物理
本试卷分第I卷和第II卷两部分，共12页。

满分240分。

考试用时150分钟。

考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

答题前，考生务必将自己的姓名、座号、准考证号、县区和科类填写在试卷和答题卡规定的位置。

不能使用计算器。

第I卷（必做，共87分）
注意事项：
1．第1卷共20小题，共87分。

2．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。

如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

不涂在答题卡上，只答在试卷上不得分。

可能用到的相对原子质量：Na:23 0：16 Sn：119
二、选择题（本题包括7小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有
的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）14．如图所示，力F垂直作用在矩形物体B上，矩形物体A靠在倾斜的墙面上，物体A、B接触，均保持静止。

现增大外力F，两物体仍然静止，则下列说法中正确的是
A．A物体受5个力
B．墙面对A的摩擦力增大
C．B对A的摩擦力不变
D．B物体受4个力
【答案】ACD
对B物体单独分析，受到重力、外力F、物体A的弹力，将各力沿垂直于墙面和平行于墙面分解，由物体A静止，处于平衡状态，可知物体A对物体B有平行墙面向上的静摩擦力的作用，大小为沿平行墙面方向的分力，故D正确；当F增大时，平行墙面方向上的力不变，静摩擦力仍等于沿平行墙面方向的分力，由作用力与反作用力的关系可知B对A的摩擦力不变，C正确；同理，对A、B整体分析可知，整体受到重力、外力F、墙面的弹力N，墙面的静摩擦力（大小等于整体重力沿平行墙面方向的分力），当F增大时，墙面对A的摩擦力不变，B 错误；综上分析可知A物体受重力、墙面的弹力和摩擦力，B物体的弹力和摩擦力共5个力的作用，A正确。

本题选ACD.
15．一小物体以初速度沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为，物块与斜面间的动摩擦因数。

若取初速度的方向为正方向，下图中表示物块的速度v、加速度a、动能及所受摩擦力随时间变化的图线可能正确的是
【答案】BD
分析物块的运动情况：物块沿足够长的固定斜面上滑，做匀减速运动，当运动到最高点时，最大静摩擦力为f m=μmgcosθ，重力的下滑分力为mgsinθ，由于μ＞tanθ，则最大静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，物块将停在最高点．由以上分析可知，物块不能从最高点下滑，故A错误．物块上滑过程中，加速度为a==-g（sinθ+μcosθ），保持不变；到了最高点，物块保持静止状态，加速度a=0，故B正确．上滑过程中物块的动能E k=mv2=m(v0+at)2，E k与t呈非线性关系，图象应是曲线，故C错误．物块上滑过程中，物块受到的滑动摩擦力为F f=-μmgcosθ，保持不变；停在最高点时，物块受到静摩擦力为F f=mgsinθ，小于前者，故D 正确．故选BD。

16．如图所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上。

现对小球施加一个方向水平向右的恒力F，使小球从静止开始运动，则小球在向右运动的整个过程中A．小球的加速度一直增大
B．弹力对小球一直做负功
C．小球的动能最大时，弹力与恒力F大小相等
D．弹簧的弹性势能最大时，小球的动能为零
【答案】BCD
刚开始时，拉力F大于弹簧的弹力，加速度方向向右，由F=kx可知弹簧的弹力逐渐增大，据牛顿第二定律知，小球向右的加速度逐渐减小，故小球向右做加速度减小的加速运动；当弹力跟F相等时，加速度减小到零，此时速度达到最大值；而后弹簧的弹力大于拉力，加速度方向向左，与速度反向，速度逐渐减小，直至为0，此时弹簧的弹性势能达到最大；小球在向右运动的整个过程中，弹簧的弹力方向与运动方向相反，故弹力对小球一直做负功。

故本题选BCD．
17．为了探测火星及其周围的空间环境，我国已经开始研制火星探测器“萤火一号”。

假设探测器在火星表面高度分别为和的圆轨道上运动时，周期分别为和。

若火星可视为质量分
布均匀的球体。

忽略火星的自转影响，万有引力常量为G 。

仅利用以上数据，可以计算出
A．火星的密度和火星表面的重力加速度
B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力
C．火星的半径和“萤火一号”的质量
D．火星表面的重力加速度和两个圆轨道处的重力加速度
【答案】AD
由于万有引力提供探测器做圆周运动的向心力，则有：
，，联立可求得火星的质量和火星的半径
2
2
321
1
2
2
3
1
()
1()
T
h h
T
R
T
T
-
=
-
，根据密度公式得：火星的密度；
由以上分析知道，“萤火一号”的质量在计算过程中消去了，不能求出“萤火一号”的质量；由于不知道“萤火一号”的质量，所以不能求出火星对“萤火一号”的引力；对于在火星表面的物体有，可得火星表面的重力加速度g=，同理可知两个圆轨道处的重力加速度。

本题选AD。

18．如图所示，图中两组曲线中实线代表电场线（方向未画出）、虚线a、
b、c代表等势面，已知a与b、b与c之间的电势差相等，b等势线
的电势为零，虚线AB是一个电荷量为q=的粒子仅在电场力作用下
的运动轨迹，若带电粒子过a、c等势线时的动能分别为和，则下列
说法正确的是
A．相邻等势线间的电势差为10 V
B．a等势线的电势为5 V，c等势线的电势为一5V
C．带电粒子一定是从A点运动到B点
D．带电粒子运动到b等势线时电场力的方向一定是沿电场线的切线方向斜向下
【答案】BD
仅在电场力作用下，正粒子由a运动至c，动能增大，据动能定理可知电场力做正功，故正粒子顺着电场线的方向运动，电场线的方向指向密集处，所以带电粒子运动到b等势线时电场力的方向一定是沿电场线的切线方向斜向下，D正确；据动能定理可得，解得10V，由于b 等势线的电势为0，沿电场线的方向电势降低，则a等势线的电势为5 V，c等势线的电势为-5V，B正确A错误；由题意无法确定粒子的运动方向，可以从A点运动到B点，也可以从B点运动到A点，C错误。

本题选BD。

19．如图为一火灾报警系统．其中为定值电阻，R为热敏电
阻，其阻值随温度的升高而减小，理想变压器原、副线圈匝
数比为5:1，副线圈输出电压如图所示，则下列说法正确的是
A．原线圈输入电压有效值为
B．副线圈输出电压瞬时值表达式
C．R处出现火情时原线圈电流增大
D．R处出现火情时电阻的电功率增大
【答案】CD
由b图可知副线圈电压最大值U m=44V，则副线圈电压的有效值为44V，根据原副线圈的电压跟匝数成正比可知原线圈输入电压有效值为220V，故A错误；由b图可知副线圈电压最大值U m=44V，周期T<0.02s，ω=>100π，所以副线圈输出电压瞬时值表达式u44cos（100πt）V，
故B错误；R处出现火情时电阻变小，则副线圈电流变大，原副线圈的电流跟匝数成反比，线圈匝数比不变，所以原线圈电流增大，故C正确；根据P=I2R，可知电阻R0的电功率增大，故D正确．故选CD。

20．如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜
着与水平面成夹角。

在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计
其他电阻．导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，
ab上升的最大高度为H;若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab上
升的最大高度为h.在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直，且初
速度都相等。

关于上述情景，下列说法正确的是
A．两次上升的最大高度相比较为H<h
B．有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功
C．有磁场时，电阻R产生的焦耳热为
D．有磁场时，ab上升过程的最小加速度为
【答案】CD
根据能量守恒得，无磁场时，动能全部转化为重力势能，即；有磁场时，动能一部分转化为重力势能，还有一部分转化为整个回路的内能，初动能相同，即，则有磁场时的重力势能小于无磁场时的重力势能，所以h＜H，有磁场时，电阻R产生的焦耳热为，故A错误C正确。

据动能定理可知合力做的功等于物体动能的变化，有磁场时导体棒所受合力的功等于无磁场时合力的功，均等于，故B错误．有磁场时，导体棒上升时受重力、支持力、沿斜面向下的安培力，所以所受的合力大于mgsinθ，根据牛顿第二定律，知加速度a大于gsinθ．所以ab上升过程的最小加速度为gsinθ，故D正确．故选CD．
II卷（必做129分十选做24分，共l53分）
注意事项：
1．第II卷共有18道题。

其中21～30题为必做部分，31-3 8题为选做部分。

2．第II卷所有题目的答案，考生须用0.5毫米的黑色签字笔答在答题卡规定的区域内，在试卷上答题无效。

3．选做部分考生必须从中选择1道物理题、1道化学题和1道生物题作答。

答题前，考生务必将所选题号用2B铅笔涂黑，答完题后，再次确认所选题号。

【必做部分】
21．（13分）
(l)如图所示，是某同学验证动能定理的实验装置．
其步骤如下：
a．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带．合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑．
b．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m及小车质量M
c．取下细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图（中间部分未画出）所示，O为打下的第一点．已知打点计时器的打点频率为f，重力加速度为g．
①步骤c中小车所受的合外力为_________.
②为验证从O-C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，O→C间距离为，则C点的速度为_______．需要验证的关系式为:____________________________________.
（用所测物理量的符号表示）
(2)发光二极管在生产和生活中得到了广泛的应用如图所示是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“+”号的一端接高电势，带“一”号的一端接低电势，某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流，的数据如下表所示．
①实验室提供的器材如下：
A．电压表（量程O～3V，内阻约10 k）
B．电压表(量程O～15 V，内阻约25 k)
C．电流表（量程O～50mA，内阻约50）
D．电流表（量程0～0.6 A，内阻约1）
E．滑动变阻器（阻值范围0～10，允许最大电流3A）
F．电源（电动势6V，内阻不计）
G．开关，导线
该同学做实验时，电压表选用的是______，电流表选用的是_____．（填选项字母）
②请在图（甲）中以笔画线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整．
③在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片应置于最_____ 端；（填“左”或“右’’）
④根据表中数据，在图（乙）所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线．
⑤由I-U图线可知：二极管的电阻值随工作电压的增大而_____（填“不变”、“增大”或“减小”）
⑥若此发光二极管的最佳工作电流为10mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不
计的电池组相连，还需串联一个阻值R=______的电阻，才能使它工作在最佳状
态．（结果保留三位有效数字）
【答案】
（1）①小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去的拉力；故答案为：mg．
②匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故v C= = ，动能增量为：,合力的功为：mgx1. 需要验证的关系式为mgx1。

（2）①根据实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据的范围可知：电压变化的最大值为
2.8V，所以电压表选A；电流表变化的最大值为30mA，所以电流表选C；
②电压电流要从0测起，所以滑动变阻器应该用分压式；二极管的电阻更接近电流表的内阻，电流表应该用外接法．实物图的连接如答案图．
③根据题意可知当开关S闭合前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑动变阻器的滑片应置于最左端。

④根据表中数据，在图上描出各点，用光滑的曲线连接起来．如答案图．
⑤图线的斜率表示电阻的倒数，故随电压的增大，电阻减小。

⑥根据U-I图线，可知当二极管的工作电压为1.9V时，工作电流约为10mA，串联电阻上分到电压应为1.1V，故应串联的电阻为：R=110Ω。

22．（1 5分）如图所示，有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块，从光滑平台上的A 点以=2m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板，已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为R=0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角，不计空气阻力，g取．求：
(1)A、B两点之间的高度差h：
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；
(3)要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？【答案】见解析
23．（18分）如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，其边界AB、CD间的宽度为d，在左边界的Q点处有一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子沿与左边界成角的方向射入磁场，粒子重力不计。

(1)求带电粒子能从AB边界飞出的最大速度。

(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示的匀强电场运动恰不碰到负极板，最终从磁场边界AB边飞出，求电场两极板间的电压。

(3)在第(2)问中，若电场两板间的距离为d，CD距正极板也为d，求粒子从开始至AB边飞出时的运动时间。

【答案】见解析
【选做部分】
共8道题，考生必须从中选择l道物理题、1道化学题和l道生物题在答题卡规定的区域作答。

36．（8分）【物理—选修3-3】
(1)下列说法正确的是_______________。

（填入选项前的字母代号）
A．分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a、b间作用力为零时，a的动能一定最大B．水的体积很难被压缩，这是分子间斥力的宏观表现
C．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
D．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
(2)如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B左面汽缸的容积为，A、B之间的容积为0.1开始时活塞在B处，缸内气体的压强为0.9（为大气压强），现缓慢加热汽缸内气体，求：
①在开始加热至活塞刚离开B处时的过程中，从微观上分析缸内气体压强的变化情况；
②从开始加热至活塞刚离开B处时吸收的热量为，活塞从B处至A处吸收的热量为，求整个过程中气体内能的增量。

【答案】见解析
（1）分子间同时存在引力和斥力的作用，分子间距较大时，分子力表现为引力，分子间距较小时，分子力表现为斥力，分子a从远处趋近固定不动的分子b，引力做正功，当a、b间作用力为零时，a的动能达到最大，A正确；水分子间的距离很小，其体积很难被压缩，这是分子间斥力的宏观表现，B正确；温度是分子平均动能的量度，温度高的物体分子平均动能一定大，但其内能还跟物体的质量和体积有关，故C正确；气体的压强跟温度和体积有关，D错误。

37．（8分）【物理—选修3-4】
(1)如图所示是一列简谐横波在t=0时的波形图，若波的传播
速度为2m/s,P点向上振动，则下列说法中正确的是( )
A．波向右传播
B．再经过△t=0.4s质点P向右移动0.8m
C．再经过△t=0.4s质点P仍在平衡位置，它通过的路程为
0.2m
D．再经过任意时间质点Q和P的振动情况总是相同的
(2)一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成.现有一束光线如图所示平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。

已知入射光线与桌面的距离为.求出射角。

【答案】见解析
（1）AD 根据P点的振动方向向上得，波向右传播，故A正确．波向前传播时，介质质点不随波向前迁移，故B错误．该横波的周期T==0.2s，△t=0.4s=2T，则质点P仍在平衡位置，通过的路程S=8A=8×5cm=40cm=0.4m，故C错误．质点Q和P平衡位置相距一个波长，步调总是一致，振动情况总是相同的，故D正确．故选AD 。

38．（8分）【物理一物理3-5】
(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是________，（填入选项前的字母代号）
A．衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，则该元素的半衰期为3.8天
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
(2)如图所示，光滑水平面上有A、B两个物块，其质量分别为，现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近，此过程外力做功108J（弹簧仍处于弹性限度范围内），然后同时释放，弹簧开始逐渐变长。

试求当弹簧刚好恢复原长时，A和B物块速度的大小。

【答案】见解析
（1）衰变反应发生在原子核内部，原子核由质子和中子组成，发生β衰变的实质是一个中子变为质子并释放一个电子，故A错误；放射性元素的半衰期是由元素本身决定的，不随外界条件的改变而变化，故C错误；结合能越小表示原子核中的核子结合得越不牢固，D错误；根据半衰期公式：n=可得：，所以有，t=3T=11.4天，解得T=3.8天，即半衰期为3.8天，B 正确．本题选B。

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