辽宁省大连市2021届新高考物理仿真第三次备考试题含解析

辽宁省大连市2021届新高考物理仿真第三次备考试题
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．已知光速为 3 × 108 m/s 电子的质量为 9.1 × 10−31 kg ，中子的质量为1.67 ×10−27 kg ，质子的质量为1.67 × 10−27 kg 。

氢原子能级示意图如图所示。

静止氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时，氢原子的反冲速度是多少？（ ）
A ．4.07 m/s
B ．0.407 m/s
C ．407 m/s
D ．40.7 m/s
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 氢原子从n =4 跃迁到 n =1 时放出光子的能量为
41(0.85)(13.6)12.75eV E E E =-=---=
光子的动量
h
p λ=
光子的能量
hc
E λ
= 可得 E p c =
根据动量守恒定律可知
H H p m v =
可得
18279
31012.75 1.610m/s 4.07m/s 1.67 10
H H H p E v m cm --⨯⨯====⨯⨯⨯ 故选A 。

2．如图所示，把一块不带电的锌板接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，验电器的金属箔片张开，则下列说法中正确的是（ ）
A ．紫外线的波长比可见光长
B ．验电器的金属箔片带正电
C ．从锌板逸出电子的动能都相等
D ．若改用红外灯照射，验电器的金属箔片一定张开
【答案】B
【解析】
【详解】
A ．根据电磁波谱内容可知，紫外线的频率大于可见光，根据：
c f λ=
则紫外线波长小于可见光，A 错误；
B ．发生光电效应时，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电，B 正确；
C ．根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为：
km 0E h W ν=-
但不是所有电子的动能等于最大初动能，C 错误；
D ．根据光电效应产生条件，当红外灯照射，则红外线频率小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔不一定张开，D 错误。

故选B 。

3．如图，倾角为45α=︒的斜面ABC 固定在水平面上，质量为m 的小球从顶点A 先后以初速度0v 和02v 向左水平抛出，分别落在斜面上的1P 、2P 点，经历的时间分别为1t 、2t ；A 点与1P 、1P 与2P 之间的距离分别为1l 和2l ，不计空气阻力影响。

下列说法正确的是（ ）
A ．12:1:1t t =
B ．12:1:2l l =
C ．两球刚落到斜面上时的速度比为1∶4
D ．两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为1∶1
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．平抛运动落在斜面上时，竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定
2012tan gt y x v t
α=＝ 解得
02tan v t g
α= 可知时间与初速度成正比，所以12:1:2t t =，故A 错误；
B ．落点到A 点的距离
2002cos cos c s t o an v t v x l g αααα
=== 可知距离与初速度的平方成正比，所以12:1:4l l =，故B 错误；
CD ．设速度与水平方向的夹角为θ，有
00
tan 2tan y
v gt v v θα=== 则知小球落在斜面上时速度方向相同，所以两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角相同，夹角正切值的比为1∶1，
则落到斜面上时的速度为
0cos v v θ
= 则可知刚落到斜面上时的速度与初速度成正比，所以两球刚落到斜面上时的速度比为1∶2，故C 错误，D 正确。

故选D 。

4．可调式理想变压器示意图如图所示，原线圈的输入电压为U 1，副线圈输出电压为U 2，R 为电阻。

将原线圈输入端滑动触头P 向下移动时。

下列结论中正确的是（ ）
A．输出电压U2增大B．流过R的电流减小C．原线圈输入电流减小D．原线圈输入功率不变【答案】A
【解析】
【详解】
P向下移动时，原线圈的匝数减小，根据
2
21
1
n
U U
n
，可知副线圈电压增大，则副线圈电流增大，流过R
的电流增大，输出功率增大，则输入功率也增大，原线圈电压不变，则原线圈输入电流增大，故A正确、BCD错误。

5．将一小球从高处水平抛出，最初1 s内小球动能E k随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，g
取10 m/s1．根据图象信息，不能确定的物理量是()
A．小球的质量
B ．小球的初速度
C．最初1 s内重力对小球做功的平均功率
D．小球抛出时的高度
【答案】D
【解析】
试题分析：小球被抛出后做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，1s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式即可解题．
解：A、B、设小球的初速度为v0，则1s末的速度为：v 1==，
根据图象可知：小球的初动能为：E K0=mv01=5J，
1s末的动能为：E K1=mv11=30J，
解得：m=0.115kg ，v0=4m/s，故A、B错误．
C、最初1s内重力对小球做功的瞬时功率为：
P=mgv y=mg•gt=0.115×101×1W=15W，则1s末小球重力的瞬时功率能确定．故C错误．
D、根据已知条件只能求出1s内竖直方向下落的高度为：
h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球抛出时的高度，则D不能确定．故D正确．
故选D．
【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能表达式的直接应用，要求同学们能根据图象读出有效信息．
6．如图所示，空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场，在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m的金属棒ab悬挂在天花板的C、D两处，通电后导体棒静止时金属丝与磁场方向平行。

已知磁场的磁感应强度大小为B，接人电路的金属棒长度为l，重力加速度为g，以下关于导体棒中电流的方向和大小正确的是（）
A．由b到a，
tan
mg
Bl
θ
B．由a到b，
mg
Bl
C．由a到b，
sin
mg
Bl
θ
D．由b到a，
sin
mg
Bl
θ
【答案】C
【解析】
【分析】
对导体棒进行受力分析，根据左手定则分析导体棒中的电流方向，根据三角形定则分析求解安培力的大小，从而根据F BIL
=求解导体棒的电流大小。

【详解】
导体棒静止，则其受力如图所示：
根据左手定则可知，导体棒的电流方向为由a到b，根据平衡条件可知安培力的大小为：
sin
F BIL mgθ
==
所以感应电流的大小为：
sin
mg
I
Bl θ
=
故ABD错误C正确。

故选C。

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．a 、b 两物体沿同一直线运动，运动的位置一时间（x t ）图像如图所示。

分析图像可知（ ）
A ．1t 时刻两物体的运动方向相同
B ．21~t t 时间内的某时刻两物体的速度相等
C ．21~t t 时间内a 、b 两物体运动的路程不等
D ．2t 时刻b 物体从后面追上a 物体
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A ．图像的切线斜率表示速度，1t 时刻a 的速度为正、b 的速度为负，运动方向相反，选项A 错误；
B ．如图所示，21~t t 时间内有一点N ，在这一点b 图像的斜率与a 图像的斜率相等，即二者速度相等（临界点），选项B 正确。

C ．1t 时刻和2t 时刻，二者位置坐标均相等，则21~t t 时间内两物体位移相等。

但该过程中，a 始终正向运动，b 先负向、后正向运动，则二者运动的路程不等，选项C 正确。

D ．2t 时刻两物体在同一位置，之前一段时间二者速度方向相同，且b 的速度大于a 的速度，则b 从后面追上a 。

选项D 正确；
故选BCD.
8．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m 、m 、3m 、2m 的四个木块A 、B 、C 、D ，木块A 、B 用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C 、D 与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

若用水平拉力F 拉木块B ，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g ，则需要满足的条件是（ ）
A ．木块A 、C 间的摩擦力与木块
B 、D 间的摩擦力大小之比为3：2
B ．木块
C 、
D 与水平面间的动摩擦因数最大为4μ C ．轻绳拉力F T 最大为mg μ
D ．水平拉力F 最大为
73
mg μ 【答案】BC
【解析】
【详解】 A ．设左侧A 与C 之间的摩擦力大小为F f1，右侧B 与D 之间摩擦力大小为F f2设木块C 、D 与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，木块C 、D 均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则
F f1=4μ'mg ，F f2=3μ'mg
得
F f1与F f2之比为4：3，故A 错误；
B ．对A 、
C 整体分析知，轻绳上的拉力大小
F T =4μ'mg
A 刚要滑动时，静摩擦力达到最大值
F T =μmg
联立两式得木块C 、D 与水平面间的动摩擦因数最大为4
μ，故B 正确； CD ．对B 、D 整体分析，水平拉力F 最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以
7(7)4
mg F mg μμ'== (4)T
F mg mg μμ'== 故C 正确，D 错误。

故选BC 。

9．在某空间建立如图所示的平面直角坐标系，该空间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场和沿某个方向的匀强电场（图中均未画出）。

一质量为m ，带电荷量为q +的粒子（不计重力）从坐标原点O 以初速度v 沿x 轴正方向射入该空间，粒子恰好能做匀速直线运动。

下列说法正确的是（ ）
A ．匀强电场的电场强度大小为vB
B ．电场强度方向沿y 轴负方向
C ．若磁场的方向沿x 轴负方向，粒子也能做匀速直线运动
D ．若只改变磁场的方向，粒子不可能做匀变速直线运动
【答案】AD
【解析】
【详解】
AB ．粒子恰好能沿x 轴正向做匀速直线运动，可知受电场力和洛伦兹力平衡，因洛伦兹力沿y 轴负向，可知电场力沿y 轴正向，且
qE=qvB
则
E=Bv
且方向沿y 轴正方向，选项A 正确，B 错误；
C ．若磁场的方向沿x 轴负方向，则粒子不受洛伦兹力作用，粒子只在沿y 轴正方向的电场力作用下不可能做匀速直线运动，选项C 错误；
D ．若只改变磁场的方向，则洛伦兹力与电场力不再平衡，则粒子将做变速曲线运动，不可能做匀变速直线运动，选项D 正确；
故选AD.
10．如图，竖直放置的光滑圆弧型轨道，O 为圆心，AOB 为沿水平方向的直径，AB=2R 。

在A 点以初速度v 0沿AB 方向平抛一小球a ，若v 0不同，则小球a 平抛运动轨迹也不同．则关于小球在空中的运动，下列说法中正确的是
A ．v 0越大，小球a 位移越大
B ．v 0越大，小球a 空中运动时间越长
C ．若v 02gR a 动能增加量最大
D ．若v 02
gR a 末动能最大 【答案】AC
【解析】
【详解】
A ．平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，初速度越大，则在空中运动的水平位移越大，末位置离A 点越远，则位移越大，故A 正确；
B ．平抛运动的时间由高度决定，与水平初速度无关，初速度大时，与半圆接触时下落的距离不一定比速度小时下落的距离大，所以时间不一定长，故B 错误；
C ．平抛运动只有重力做功，根据动能定理可知，重力做功越多，动能变化越大，则小球落到C 点时，重力做功最多，动能变化最大，则运动时间为：
t =水平初速度为：
0R v t == 故C 正确；
D ．根据动能定理可知，末动能为：
0K K E E mgh =+
当0v =D 错误； 故选AC 。

11．下列说法正确的是___________
A ．温度高的物体分子平均动能和内能一定大
B ．液晶既具有液体的流动性又像某些晶体具有各向异性
C ．一定质量的理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
D ．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间分子平均动能一定相同
【答案】BCE
【解析】
【分析】
本题考查热学相关知识。

【详解】
A.温度是分子的平均动能的标志，而物体的内能不仅与温度有关，还有物体的物质的量、体积、物态有关，故A 错误；
B.液晶是一种比较特殊的物态，它既具有液体的流动性又向某些晶体具有各向异性，故B 正确；
C.根据理想气体状态方程PV C T
=，P 不变，V 增大，温度T 增大，分子的平均动能增大，分子势能可以忽略不计，内能一定增加，故C 正确；
D.空气的相对湿度定义为水的实际气压与同温度下饱和蒸气压之比，故D 错误；
E.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间必定处于热平衡，温度相同，分子平均动能一定相同，故E 正确。

故选BCE 。

12．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，其输入端通过灯泡L 1与输出电压有效值恒定的
交流电源u＝U m sin（ωt）（V）相连，副线圈电路中接有灯泡L2和最大阻值为R的滑动变阻器，已知两个灯泡的额定电压均为U，且两者规格完全相同，电压表为理想电表，导线电阻不计。

开始时滑动变阻器的滑片P位于最下端，调节滑动变阻器的滑片可使两个小灯泡同时正常发光（忽略灯丝电阻变化），下列说法正确的是（）
A．在R的滑片P向上滑动的过程中，电源的输出功率将会变大
B．在R的滑片P向上滑动的过程中，L1的亮度会变暗
C．若小灯泡L2突然烧坏，电压表示数会减小
D．交流电源的最大值为
m 32
U U
=
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．在R的滑片P向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出功率变大，根据输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率变大，电源的输出功率变大，故A正确；
B．在R的滑片P向上滑动的过程中，副线圈电阻减小，则副线圈的输出电流变大，根据变流比可知，原线圈的输入电流变大，流过灯泡L1的电流变大，亮度会变亮，故B错误；
C．若小灯泡L2突然烧坏，副线圈电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流减小，根据变流比可知，原线圈输入电流减小，流过灯泡L1的电流变小，灯泡L1两端电压变小，则原线圈输入电压变大，根据变压比可知，副线圈输出电压变大，电压表示数会增大，故C错误；
D．两小灯泡正常发光，则副线圈输出电压为U，根据变压比可知，原线圈输入电压
1 22
n
U U U
n
'==
则交流电源的有效值
U有效=U'+U=3U
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，交流电源的最大值为
m 32
U U
=
故D正确。

故选AD。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学用图示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”，实验的主要步骤如下：
A．将贴有白纸的木板竖直放置，弹簧测力计A挂于固定在木板上的P点，下端用细线挂一重物M。

B．弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，细线均与木板平行。

C．记录O点的位置、两个弹簧测力计的读数1F和2F。

D．测量重物M的重力G，记录OM绳的方向。

E.选择合适的标度，用刻度尺做出测力计拉力1F和2F的图示，并用平行四边形定则求出合力F。

F.按同一标度，做出重物M重力G的图示，并比较F与G，得出结论。

(1)在上述步骤中，有重要遗漏的步骤是________（请填写步骤前的序号），遗漏的内容是________。

(2)某同学认为在实验过程中必须注意以下几项，其中正确的是（____）
A．OA、OB两根绳必须等长
B．OA、OB两根绳的夹角应该等于120
C．OA、OB两根绳要长一点，标记同一细绳方向的两个点要远一点
D．改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点O静止在原位置
(3)本实验采用的科学方法是（____）
A．微元法B．等效替代法C．理想实验法D．科学推理法
【答案】C 没有记录1F和2F的方向 C B
【解析】
【详解】
(1)[1][2]本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，两个分力和一个合力应该具有相同的效果。

所以实验时，步骤C:除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示，即遗漏的内容是没有记录F1和F2的方向。

(2)[3]A．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。

故A错误;
B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不需要两绳夹角要为120°，故B错误;
C．为了让效果相同，改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点O静止在原位置，故C正确; 故选C。

(3)[4]本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，故ACD
错误，B 正确。

故选B 。

14．某实验小组用DIS 来研究物体加速度与质量的关系，实验装置如图甲所示。

其中小车和位移传感器的总质量为M ，所挂钩码总质量为m ，小车和定滑轮之间的绳子与轨道平面平行，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g 。

(1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子中的拉力大小T F =__________（用题中所给已知物理量符号来表示）；当小车的总质量M 和所挂钩码的质量m 之间满足__________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；
(2)保持钩码的质量不变，改变小车的质量，某同学根据实验数据画出1a M
-
图线，如图乙所示，可知细线的拉力为__________N （保留两位有效数字）。

【答案】
Mmg M m + M m >> 0.20 【解析】
【详解】
(1)[1]平衡摩擦力后： T mg F ma -=
T F Ma =
解得：
T M F mg M m
=⋅+； [2]当小车和位移传感器的总质量M 和所挂钩码的质量m 之间满足M m >>时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；
(2)由牛顿第二定律知：
1a F M
=
⋅ 则1a M -的图线的斜率是合外力，即绳子拉力F ，则：
2.0N 0.20N 10F ==。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图，液槽中水的折射率223
n =，M 是可绕轴转动的平面镜。

光线从液槽的侧壁水平射入水中，若要求经平面镜反射后的光线能从水面射出，求：平面镜应与水平所成夹角α的取值范围。

【答案】1575αo o ＜＜
【解析】
【分析】
【详解】
设光线在水中反生全反射的临界角为C ，则
13sin 2
23C n =
== 也即
C=60° 若光在右侧发生全反射时，作出光路如图1，则由几何光系可知
1290C α+=o
若光在左侧发生全反射时，作出光路如图2，则由几何光系可知：
()
229090C o o α-+= 12ααα＜＜
解得
1575αo o ＜＜
16．一定质量的理想气体，状态从A→B→C 的变化过程可用如图所示的p －V 图线描述，气体在状态A
时温度为T A =300K ，试求：
(1)气体在状态B 时的温度T B 和状态C 时的温度T C ；
(2)若气体在B→C 过程中气体内能减少了200J ，则在B→C 过程吸收或放出的热量是多少？
【答案】 (1)1200K ；600K ；(2)1000J
【解析】
【分析】
【详解】
(1)A 到B 过程中由查理定律有A B A B
P P T T =代入数据得： 1200K B T =
B 到
C 过程中由盖吕萨克定律有C B B C
V V T T =得 600K C T =
(2)B 到C 过程中外界对气体做功为
W p V =∆
得
800J W =
由热力学第一定律有U W Q ∆=+，内能减少200J 即
∆U=－200J
得
1000J Q =-
则放热1000J 。

17．空间存在一边界为MN 、方向与纸面垂直、大小随时间变化的磁场，磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图甲所示，方向向里为正。

用单位长度电阻值为R 0的硬质导线制作一个半径为r 的圆环，将该圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上，如图乙所示。

(1)判断圆环中感应电流的方向；
(2)求出感应电动势的大小；
(3)求出0~t 1的时间内电路中通过的电量。

【答案】（1）顺时针，（2）
2002B r t π，（3）0100
4B rt t R 。

【解析】
【详解】 (1)根据楞次定律可知，圆环中的感应电流始终沿顺时针方向；
(2)根据法拉第电磁感应定律，圆环中的感应电动势
2
20000
122B B r E r t t t ππ∆Φ===∆ (3)圆环的电阻：
R=2πrR 0
圆环中通过的电量：
q=It 1
而：
E I R
= 解得：2
0001
1111000
224B r t B rt E q I t t t R rR t R ππ====。