四川省成都市2021届新高考第三次模拟物理试题含解析

四川省成都市2021届新高考第三次模拟物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学知识，推动物理学的发展．下列说法符合事实的是（）
A．英国物理学家卢瑟福第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
B．法拉第最早在实验中观察到电流的磁效应现象，从而揭开了电磁学的序幕
C．爱因斯坦给出了光电效应方程，成功的解释了光电效应现象
D．法国学者库仑最先提出了电场概念，并通过实验得出了库仑定律
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项A错误；奥斯特最早在实验中观察到电流的磁效应现象，从而揭开了电磁学的序幕，选项B错误；爱因斯坦给出了光电效应方程，成功的解释了光电效应现象，选项C正确；法拉第最先提出了电场概念，库伦通过实验得出了库仑定律，选项D 错误；故选C.
2．石拱桥是中国传统的桥梁四大基本形式之一。

假设某拱形桥为圆的一部分，半径为R。

一辆质量为m 的汽车以速度v匀速通过该桥，图中Q为拱形桥的最高点，圆弧PQS所对的圆心角为90︒，,P S关于QO 对称，汽车运动过程中所受阻力恒定，重力加速度为g。

下列说法正确的是（）
mg︒
A．汽车运动到P点时对桥面的压力大于cos45
B．汽车运动到Q点时牵引力大于阻力
C．汽车运动到Q点时，桥面对汽车的支持力等于汽车重力
D．汽车从P点运动到S点过程中，其牵引力一定一直减小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
mg︒，由于汽车在竖直面内做匀速圆周运动，A．汽车运动到P点时，重力垂直于桥面的分力等于cos45
沿半径方向有向心加速度，所以汽车对桥面的压力小于cos 45mg ︒
，故A 错误；
B ．汽车在竖直面内做匀速圆周运动，运动到Q 点（圆弧最高点）时牵引力等于阻力，故B 错误；
C ．由于汽车在竖直面内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车运动到Q 点时，桥面对汽车的支持力小于汽车重力，故C 错误；
D ．汽车从P 点运动到Q 点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直减小，设汽车与Q 之间圆弧所对圆心角为θ，其牵引力 sin F mg f θ=+
一直减小，汽车从Q 点运动到S 点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直增大，其牵引力
sin F f mg θ=-
一直减小，所以汽车从P 点运动到S 点过程中其牵引力一定一直减小，故D 正确。

故选D 。

3．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是( )
A ．它的运行速度为7.9km/s
B ．已知它的质量为1.42t ，若将它的质量增为2.84t ，其同步轨道半径变为原来的2倍
C ．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播
D ．它距地面的高度约是地球半径的5倍，所以它的向心加速度约是地面处的重力加速度的
136 【答案】D
【解析】
同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关，A 错误；7.9 km/s 是人造卫星的最小发射速度，同时也是卫星的最大环绕速度，卫星的轨道半径越大，其线速度越小．同步卫星距地面很高，故其运行速度小于
7.9 km/s ，B 错误；同步卫星只能在赤道的正上方，C 错误；由2n Mm G ma r
=可得，同步卫星的加速度()
2221136366n M M M a G G G g r R R ====，D 正确． 【点睛】同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．
4．如下图所示，ab 间接入sin100πtV 的交流电源，理想变压器的原副线圈匝数比为2︰1，R t 为热敏电阻，且在此时的环境温度下R t =2Ω(温度升高时其电阻减小)，忽略保险丝L 的电阻，电路中电表均为理想电表，电路正常工作，则
A ．电压表的示数为2V
B ．保险丝的熔断电流不小于25A
C ．原副线圈交流电压的频率之比为2︰1
D ．若环境温度升高，电压表示数减小，电流表示数减小，输入功率不变
【答案】B
【解析】
【分析】
根据变压器初次级的匝数比求解次级电压有效值即为电压表读数；熔断电流是指有效值；变压器不改变交流电的频率；环境温度升高，则热敏电阻阻值减小，根据次级电压不变进行动态分析.
【详解】
ab 端输入电压的有效值为200V ，由于理想变压器的原副线圈匝数比为2︰1，可知次级电压有效值为100V ，即电压表的示数为100V ，选项A 错误；次级电流有效值为22100502
t U I A A R === ，则初级电流有效值2121
25n I I A n ==，则保险丝的熔断电流不小于25A ， 选项B 正确；变压器不改变交流电压的频率，原副线圈的交流电压的频率之比为1︰1，选项C 错误；若环境温度升高，R t 电阻减小，但是由于次级电压不变，则电压表示数不变，电流表示数变大，次级功率变大，则变压器的输入功率变大，选项D 错误；故选B.
【点睛】
要知道有效值的物理意义，知道电表的读数都是有效值；要知道变压器的原副线圈的电压比等于匝数比，并会计算；要会分析电路的动态变化，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况．
5．2018年12月8日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将嫦娥四号发射；2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面软着陆。

如图，嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球，到达近月轨道上P 点时的速度为v 0，经过短暂“太空刹车”，进入近月轨道绕月球运动。

已知月球半径为R ，嫦娥四号的质量为m ，在近月轨道上运行周期为T ，引力常量为G ，不计嫦娥四号的质量变化，下列说法正确的是（ ）
A ．嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等
B ．月球的平均密度ρ=23 GT
π C ．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为
24mR T π D ．“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为22
20212m R mv T
π- 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．嫦娥四号在椭圆轨道上P 点时要刹车，机械能减小，则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大，选项A 错误；
B ．由于
222()Mm G m R R T
π= 3
=43
M R ρπ 解得 23 =GT πρ
选项B 正确；
C ．嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为
2222(24)m M g m mR G m R R T T
ππ=== 选项C 错误；
D ．根据动能定理，“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为
22
2222200021111212()22222R m R W mv mv mv m mv T T
ππ=-=-=- 选项D 错误。

故选B 。

6．关于静电场中的电场线，下列说法错误的是（ ）
A ．电场线能够形象描述电场的强弱和方向
B．沿电场线的方向电势有可能升高
C．电场线总是垂直等势面指向电势降低的方向
D．沿电场线方向移动一正电荷，其电势能一定减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．电场线疏密描述电场的强弱，电场线密的地方，电场强度大，疏的地方电场强度弱，而电场线上每一点的切线方向表示电场的方向，故A正确，不符题意；
B．沿着电场线电势逐渐降低，电势降低最快的方向是场强的方向，故B错误，符合题意；
C．沿着电场线电势逐渐降低，故电场线总是垂直等势面，且指向电势降低最快的方向，故C正确，不符题意；
D．沿电场线方向移动一正电荷，电场力一定做正功，由功能关系可知正电荷的电势能一定减小，故D正确，不符题意。

本题选错误的，故选B。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是
A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅
C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去
D．电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线
E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同
【答案】ACE
【解析】
【详解】
A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，选项A正确；
B．弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅，选项B错误；
C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，选项C正确；
D．波长越大的衍射能量越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线，选项D错误；
E ．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同，选项E 正确；
故选ACE.
8．图甲为一简谐横波在t=0.20s 时的波形图，P 是平衡位置在x=3m 处的质点，Q 是平衡位置在x=4m 处的质点；图乙为质点Q 的振动图像，不正确的是（ ）
A ．这列波沿x 轴负方向传播
B ．当此列波遇到尺寸超过8m 的障碍物时不能发生衍射现象
C ．从t=0.20s 到t=0.30s ，P 通过的路程为10cm
D ．从t=0.30s 到t=0.35s ，P 的动能逐渐增加
E.在t=0.35s 时，P 的加速度方向与y 轴正方向相同
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A ．由乙图读出，在t=0.20s 时Q 点的速度方向沿y 轴负方向，由波形的平移法判断可知该波沿x 轴负方向的传播，A 不符合题意；
B ．机械波都能发生衍射，只是明不明显，B 符合题意；
C ．从t=0.20s 到t=0.30s ，经过：
4
T t ∆= 由于P 位置不特殊，故无法看出其具体路程，C 符合题意；
D ．从t=0.30s 到t=0.35s ，P 点从关于平衡位置的对称点运动到波谷，速度逐渐减小，故动能逐渐减小，D 符合题意；
E ．在t=0.35s 时，质点P 运动到波谷，故加速度沿y 轴正方向，E 不符合题意。

故选BCD 。

9．关于气体的性质及热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A ．气体压强本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B ．气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大
C ．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大
D ．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性
E.外界对气体做正功，气体的内能一定增加
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A．气体压强是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用，所以其本质上就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，所以A正确；
B．物体的温度越高，分子的平均动能就越大。

分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小，所以B错误；
C．根据理想气体状态方程
pV
C
T
=
可知，一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，所以C正确；
D．气体的扩散现象说明涉及热现象的宏观过程具有方向性，所以D正确；
E．外界对气体做功
W>
由于不知道气体是吸热还是放热，根据热力学第一定律
U W Q
∆=+
无法确定气体的内能增加还是减小，故E错误。

故选ACD。

10．如图所示，在范围足够大、磁感应强度为B的垂直纸面向里的水平匀强磁场内，固定着倾角θ=30°的足够长绝缘斜面，一个质量为m、电荷量为+q的带电小物块置于斜面的顶端处静止状态，现增加一水平
向左的场强E=3mg
q
的匀强电场。

设滑动时小物块的电荷量不变，从加入电场开始计时，小物块的摩擦
力f大小与时间t、加速度大小a与时间t的关系图像可能正确的是（）
A．B．C．D．
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
加电场后，滑块受到水平向左的电场力，大小为F 电=3mg ，和竖直向下的重力合成可得合力为F=2mg ，方向沿斜面向下；此时斜面受到的正压力为零，滑块受摩擦力为0；
滑块沿斜面做加速运动，则受到垂直斜面向下的洛伦兹力，随速度的增加，洛伦兹力变大，则滑块对斜面的正压力变大，摩擦力逐渐变大；根据2mg-f=ma 可知，加速度逐渐减小，当2mg=f 时，加速度a=0，滑块做匀速运动，则图像BD 正确，AC 错误。

故选BD 。

11．如图甲所示，两平行虚线间存在磁感应强度大小0.05T B =、方向与纸面垂直的匀强磁场，一正方形
导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行。

已知导线框一直向右做匀速直线运动，速度大小为1m/s ，cd 边进入磁场时开始计时，导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。

下列说法正确的是（ ）
A ．导线框的边长为0.2m
B ．匀强磁场的宽度为0.6m
C ．磁感应强度的方向垂直纸面向外
D ．在t=0.2s 至t=0.4s 这段时间内，c 、d 间电势差为零
【答案】AC
【解析】
【详解】
A ．根据法拉第电磁感应定律和图象可知，感应电动势
0.01V E BLv ==
故导线框的边长
0.2 m E L Bv
== 故A 正确；
B ．导线框的cd 边从进入磁场到离开磁场的时间为0.4s ，故磁场的宽度
s=vt=0.4m
故B 错误；
C ．根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C 正确；
D ．在t=0.2s 至t=0.4s 这段时间内，ab 边和cd 边均切割磁感线，产生了感应电动势，c 、d 间有电势差，故D 错误。

故选AC 。

12．如图是倾角θ=37°的光滑绝缘斜面在纸面内的截面图。

一长为L 、质量为m 的导体棒垂直纸面放在斜面上，现给导体棒通人电流强度为I ，并在垂直于导体棒的平面内加匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，
已知当地重力加速度为g ，sin37°
=0.6，cos37°=0.8.则以下说法正确的是（ ）
A ．所加磁场方向与x 轴正方向的夹角α的范围应为90233α︒︒<„
B ．所加磁场方向与x 轴正方向的夹角α的范围应为0143α︒︒<„
C ．所加磁场的磁感应强度的最小值为
35mg IL
D ．所加磁场的磁感应强度的最小值为45mg IL 【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．根据共点力平衡知，安培力的方向在垂直斜面向下与竖直向上的这两个方向之间，根据左手定则知，所加磁场方向与x 轴正方向的夹角θ的范围应为0143θ︒≤<︒，故A 错误，B 正确。

CD ．当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力最小，根据矢量三角形定则有
sin 37A F mg BIL =︒=
则磁感应强度的最小值
35mg B IL
= 故C 正确，D 错误。

故选BC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、图乙、图丙所示的实验装置做实验。

甲小组测小车匀变速运动的加速度，乙小组探究小车的加速度与合外力的关系，丙小组探究小车的速度和合外力做的功的关系
总质量用M表示（图乙中M为小车与力传感器的总质量，图丙中M为小车和与小车固连的小滑轮的总质量），钩码总质量用m表示，重力加速度为g，试回答下列问题：
（1）甲、乙、丙三组实验不需要平衡小车与长木板之间的摩擦力的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。

?的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。

（2）甲、乙、丙三组实验需要满足M m
（3）若三组同学分别用各自的实验装置做探究小车的加速度和合外力的关系实验，各组同学的操作均完全正确，甲、乙、丙三组同学作出的a-F图线如图丁所示（乙组同学所用F为力传感器示数，丙组同学所用F为弹簧测力计示数），则乙组实验对应的图线是________（填“A”“B”或“C”。

）
【答案】甲都不需要 B
【解析】
【详解】
（1）[1]．甲小组测小车匀变速运动的加速度，不需要平衡摩擦力；乙和丙实验小组都需要平衡摩擦力；故选甲；
（2）[2]．甲小组测小车匀变速运动的加速度，不需要满足M≫m；乙和丙小组绳子的拉力可以由力传感器和弹簧测力计直接得到，所以两组不需要满足M≫m；即三个小组都不需要满足M≫m；
（3）[3]．甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≫m，随着m的增大，不满足M≫m时，图象出现弯曲，所以甲组对应的是C；根据装置可知，乙图中小车受到的拉力等于传感器的读数，丙图中受到的拉力等于弹簧测力计读数的2倍，当F相等时，丙组的加速度大，所以乙组对应B，丙组对应A；14．按如图甲所示电路，某实验小组将一电流表改装成能测量电阻的欧姆表，改装用的实验器材如下：
A．待改装电流表一个：量程为0〜3mA，内电阻为100Ω，其表盘如图乙所示
B．干电池一节：电动势E=1.5V，内电阻r＝0.5Ω
C 电阻箱R ：阻值范围0〜999.9Ω
请根据改装的欧姆表的情况，回答下列问题：
（1）测量电阻前，先进行欧姆调零，将电阻箱R 调至最大，将红、黑两表笔直接接触，调节电阻箱R 使
电流表指针指到表头的______刻度，此位置应该是欧姆表盘所示电阻的______（填“最大值”或“最小值”）
（2）欧姆表调零后，将红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，若电流表的示数为1.0 mA ，则待测电阻的阻值x R =______Ω
（3）如果换一个电动势大的电源，其他器材不变，则改装欧姆表的倍率______（填“变大”或“变小”）.
【答案】3mA 最小值 1000 变大
【解析】
【详解】
(1)[1][2]将红、黑两表笔短接是欧姆调零，电流表的最大刻度3mA 对应待测电阻的最小值，即对应欧姆表的电阻零刻度
(2)[3]欧姆表调零后，其内阻
31.5500310
g E R I -==Ω=Ω⨯内 电流表示数为 1.0mA I =，则
x E I R R =+内
解得
1000x R =Ω
(3)[4]当电动势变大后，由
g I R E =内，x x
E I R R =+内 可知，内阻变大，相同电流时，测量的电阻变大，所以倍率变大。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图甲所示，A 车原来临时停在一水平路面上，B 车在后面匀速向A 车靠近，A 车司机发现后启动A 车，以A 车司机发现B 车为计时起点(t=0)，A 、B 两车的v －t 图象如图乙所示．已知B 车在第1s 内与A 车的距离缩短了x 1=12m.
(1)求B 车运动的速度v B 和A 车的加速度a 的大小；
(2)若A 、B 两车不会相撞，则A 车司机发现B 车时(t=0)两车的距离x 0应满足什么条件？
【答案】 (1)12m/s ，3m/s 2 (2)x 0>36m
【解析】
【详解】
(1)在11s t =时A 车刚启动，两车间缩短的距离：
1B 1x v t =
代入数据解得B 车的速度：B 12m/s v =
A 车的加速度：
B 2
1
v a t t =- 将25s t =和其余数据代入解得A 车的加速度大小：23m/s a =
(2)两车的速度达到相等时，两车的距离达到最小，对应于v t -图像的25s t =时刻，此时两车已发生的相对位移为梯形的面积，则：
B 121()2
x v t t =+ 解得36m x =，因此，若A 、B 两车不会相撞，则两车的距离0x 应满足条件：036m x >
16．如图所示，ABC 等边三棱镜，P 、Q 分别为AB 边、AC 边的中点，BC 面镀有一层银，构成一个反射面，一单色光以垂直于BC 面的方向从P 点射入，经折射、反射，刚好照射在AC 边的中点Q ，求
①棱镜对光的折射率；
②使入射光线绕P 点在纸面内沿顺时针转动，当光线再次照射到Q 点时，入射光线转过的角度．
3；②120°．
【解析】
【详解】
①画出光路图，根据对称性及光路可逆结合几何关系可知，光在AB 面的入射角i ＝60°，折射角r ＝30°，
根据折射定律有sin 3sin i n r
== ②当光线再次照射到Q 点时，光路如图乙所示，由几何关系可知，折射角θ＝30°，根据折射定律有sin 3sin αθ
= 解得：α＝60°，因此入射光转过的角度为i+α＝120°
17．如图所示，带正电的A 球固定在足够大的光滑绝缘斜面上，斜面的倾角α=37°，其带电量Q= ×10﹣5C ；质量m=0.1kg 、带电量q=+1×10﹣7C 的B 球在离A 球L=0.1m 处由静止释放，两球均可视为点电荷．（静电力恒量k=9×109N•m 2/C 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）A 球在B 球释放处产生的电场强度大小和方向；
（2）B 球的速度最大时两球间的距离；
（3）若B 球运动的最大速度为v=4m/s ，求B 球从开始运动到最大速度的过程中电势能怎么变？变化量是多少？
【答案】（1）2.4×
107N/C ，方向沿斜面向上 （2）0.2m （3）0.86J 【解析】
【分析】
（1）根据点电荷场强公式E=kQ/r 2 求A 球在B 球释放处产生的电场强度大小和方向；
（2）当静电力等于重力沿斜面向下的分力时B 球的速度最大，根据库仑定律和平衡条件求两球间的距离；
（3）B 球减小的电势能等于它动能和重力势能的增加量，根据功能关系求解．
【详解】
（1）A 球在B 球释放处产生的电场强度大小
=2.4×107N/C ；
方向沿斜面向上．
（2）当静电力等于重力沿斜面向下的分力时B 球的速度最大，
即：F=k =mgsinα 解得 r=0.2m ；
（3）由于r＞L，可知，两球相互远离，则B球从开始运动到最大速度的过程中电场力做正功，电势能变小；
根据功能关系可知：B球减小的电势能等于它动能和重力势能的增加量，所以B球电势能变化量为：
△E p=[mv2+mg（r-L）sinα]
解得，△E p=0.86J。