吉林省延边朝鲜族自治州2021届第三次新高考模拟考试物理试卷含解析

吉林省延边朝鲜族自治州2021届第三次新高考模拟考试物理试卷
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．关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A ．气体的体积是所有气体分子的体积之和
B ．气体的压强是由气体分子重力产生的
C ．气体压强不变时，气体的分子平均动能可能变大
D ．气体膨胀时，气体的内能一定减小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．气体的体积是气体分子所能充满的整个空间，不是所有气体分子的体积之和，故A 错误；
B ．大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，与气体重力无关，故B 错误；
C ．气体压强不变时，体积增大，气体温度升高，则分子的平均动能增大，故C 正确；
D ．气体膨胀时，气体对外做功，由热力学第一定律U W Q ∆=+可知，气体对外做功同时可能吸收更多的热量，内能可以增加，故D 错误。

故选C 。

2．分别用频率为ν和2ν的甲、乙两种单色光照射某金属，逸出光电子的最大初动能之比为1∶3，已知普朗克常量为h ，真空中光速为c ，电子电量为e 。

下列说法正确的是（ ）
A ．用频率为2ν的单色光照射该金属，单位时间内逸出的光电子数目一定较多
B ．用频率为14ν的单色光照射该金属不能发生光电效应
C ．甲、乙两种单色光照射该金属，对应光电流的遏止电压相同
D ．该金属的逸出功为
14
h ν 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．单位时间内逸出的光电子数目与光的强度有关，由于光的强度关系未知，故A 错误；
BD ．光子能量分别为 1=E h ν和2=2E h ν
根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为E h W ν=-，逸出光电子的最大初动能之比为
1：3，联立解得
01=2
W h ν 用频率为4
ν的单色光照射该金属不能发生光电效应，故B 正确，D 错误； C ．两种光的频率不同，光电子的最大初动能不同，由动能定理可知，题目对应的遏止电压是不同的，故C 错误。

故选B 。

3．如图所示，三条竖直虚线为匀强电场的等势线，实线为一电子仅在电场力的作用下从a 点运动到b 点的轨迹，下列说法正确的是（ ）
A ．a 点的电势低于b 点的电势
B ．电子在a 点的动能小于其在b 点的动能
C ．从a 点到b 点的过程中，电子的动量变化量方向水平向左
D ．从a 点到b 点的过程中，电子速度变化得越来越慢
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．实线是等势面，由于电场线与等势面垂直，电子所受电场力方向水平向左，则电场线方向水平向右，则a 点的电势高于b 点的电势，故A 错误；
B ．电子所受的电场力方向水平向左，电场力做负功，动能减小，电势能增加，则电子在a 点的电势能小于其在b 点的电势能，故B 错误；
C ．从a 点到b 点的过程中，根据动量定理I p =∆可知电子的动量变化量方向与合外力方向相同，所以电子的动量变化量方向水平向左，故C 正确；
D ．从a 点到b 点的过程中，根据牛顿第二定律可知电子运动的加速度不变，所以电子速度变化不变，故D 错误；
故选C 。

4．某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置如图所示，用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上，恰好能传送过去是合格的最低标准。

假设皮带传送带的长度为10m 、运行速度是8m/s ，工件刚被
A ．工件与皮带间动摩擦因数不大于0.32才为合格
B ．工件被传送过去的最长时间是2s
C ．若工件不被传送过去，返回的时间与正向运动的时间相等
D ．若工件不被传送过去，返回到出发点的速度为10m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．工件恰好传到右端，有
2002v gL μ-=-
代入数据解得
0.5μ=
工件与皮带间动摩擦因数不大于0.5才为合格，此时用时 02s v t g
μ== 故A 错误B 正确；
CD ． 若工件不被传送过去，当反向运动时，最大速度与传送带共速，由于传送带的速度小于工件的初速度，根据匀变速运动速度时间关系可知，返回的时间与正向运动的时间不相等，故CD 错误。

故选B 。

5．如图所示，定滑轮通过细绳OO ' 连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接带电小球A 、B ，其质量分别为m 1 、 m 2 （ m 1 ≠ m 2 ）。

调节两小球的位置使二者处于静止状态，此时OA 、OB 段绳长分别为l 1、l 2 ，与竖直方向的夹角分别为α、β 。

已知细绳绝缘且不可伸长， 不计滑轮大小和摩擦。

则下列说法正确的是（ ）
A ．α ≠ β
B ．l 1∶l 2 = m 2∶ m 1
C ．若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段变长
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A. 因滑轮两边绳子的拉力相等，可知α = β，选项A 错误；
B 画出两球的受力图，由三角形关系可知
111m g T OC
l = 222
m g T OC l = 其中T 1=T 2则
1221
l m l m = 选项B 正确；
CD. 由关系式1221
l m l m =可知，l 1和l 2的大小由两球的质量关系决定，与两球电量关系无关，则若仅增大 B 球的电荷量，系统再次静止，则 OB 段不变，选项CD 错误。

故选B 。

6．如图所示空间中存在沿水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为0B ，将长度为2L 的通电直导线由中点O 处弯成折线，夹角为60°，现在导线中通有恒定电流I 。

如果在空间另外施加一磁感应强度大小为0B 的匀强磁场，且使导线MO 、NO 所受的安培力相等，则下列说法正确的是（ ）
B ．磁场方向竖直向上，MO 受到的安培力的大小为02B IL
C ．磁场方向竖直向下，MO 受到的安培力的大小为02B IL
D ．磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角，MO 0B IL 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．当所加磁场的方向斜向左下方与水平方向成60°角时，NO 受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为
0B IL ，MO 0B IL ，A 错误；
B ．当所加磁场方向竖直向上时，NO 0B IL ，MO 受到的安培力垂直纸面向里，大小为0B IL ，B 错误；
C ．当所加磁场方向竖直向下时，NO 受到安培力垂直纸面向里，大小为
012B IL ，MO 受到的安培力垂直纸面向外，大小为0B IL ，C 错误；
D ．当所加磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角时，NO 受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为当
0B IL ，MO 0B IL ，D 正确。

故选D 。

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．下列说法正确的是（ ）
A ．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
B ．一定量的理想气体压强不变，体积减小，气体分子对容器壁在单位时间内单位面积上碰撞次数增多
C ．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
D ．液晶具有液体的流动性，但不具有单晶体的光学各向异性
E.一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的
【答案】ABC
【解析】
【详解】
A ．当分子力表现为引力时，增大分子减的距离，需要克服分子力做功，所以分子势能随分子间距离的增
大而增大，故A 正确；
B ．一定量的理想气体保持压强不变，气体体积减小，气体分子的密集程度增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数增多，故B 正确；
C ．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，故C 正确；
D ．液晶既具有液体的流动性，又具有单晶体的光学各向异性的特点，故D 错误；
E ．根据热力学第二定律可知，一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，都是不可逆，故E 错误； 故选ABC 。

8．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1m 、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图（a ）所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于0t =时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b ）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 ．磁感应强度的大小为0.5 T
B ．导线框运动速度的大小为0.5m/s
C ．磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D ．在0.4s t =至0.6s t =这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N
【答案】BC
【解析】
【详解】
由E –t 图象可知，线框经过0.2 s 全部进入磁场，则速度0.1m/s=0.5m/s 0.2
L v t ==，选项B 正确；E=0.01 V ，根据E=BLv 可知，B=0.2 T ，选项A 错误；线框进磁场过程中，感应为电流顺时针，根据右手定则可知，原磁场的磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C 正确；在t=0.4 s 至t=0.6 s 这段时间内，导线框中的感应电流0.01A 2A 0.005
E I R ===，所受的安培力大小为F=BIL=0.04 N ，选项D 错误． 9．如图是一定质量的理想气体的p －V 图，气体状态从A→B→C→D→A 完成一次循环，
A→B(图中实线)和C→D 为等温过程，温度分别为T 1和T 2.下列判断正确的是( )
A ．T 1>T 2
B ．C→D 过程放出的热量等于外界对气体做的功
C ．若气体状态沿图中虚线由A→B ，则气体的温度先降低后升高
D ．从微观角度讲B→C 过程压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的
E.若B→C 过程放热200 J ，D→A 过程吸热300 J ，则D→A 过程气体对外界做功100 J
【答案】ABE
【解析】
由图示图象可知，D→A 过程为等压过程，气体体积变大，由盖吕萨克定律可知，气体温度升高，即A 点的温度高于D 点的温度，则12T T >，故A 正确；C→D 过程是等温变化，气体内能不变，0U ∆=，气体体积减小，外界对气体做功，0W >，由热力学第一定律得0Q U W W =∆-=-<，气体放出热量，由以上分析可知，C→D 过程放出的热量等于外界对气体做的，故B 正确；若气体状态沿图中虚线由A→B ，则气体的温度先升高后降低，故C 错误；从B→C 过程，气体体积不变，压强减小，由查理定律可知，气体的温度T 降低，分子的平均动能减小，由于气体体积不变，分子数密度不变，单位时间内撞击器壁的分子数不变，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力变小，气体压强减小，故D 错误；由热力学第一定
律可知，若B→C 过程放热200J ，D→A 过程吸热300J ，则D→A 过程气体对外界做功100J ，故E 正确；
10．如图所示，一长的水平传送带以
的恒定速率沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面，一质量的物块以的速率沿直线向左滑上传送带，经过一段时
间后物块离开了传送带，已知物块与传送带间的动摩擦因数
，重力加速度g 取，则以下判断正确的是（ ）
A ．经过
后物块从传送带的左端离开传送带 B ．经过后物块从传送带的右端离开传送带
C ．在t 时间内传送带对物块做的功为-4J
D ．在t 时间内由于物块与传送带间摩擦而产生的热量为16J
AB．当物块滑上传送带后，受到传送带向右的摩擦力，根据牛顿第二定律有
代入数据可得物块加速度大小a=1m/s2，方向向右，设物块速度减为零的时间为t1，则有
代入数据解得t1=1s；物块向左运动的位移有
代入数据解得
故物块没有从传送带左端离开；当物块速度减为0后向右加速，根据运动的对称性可知再经过1s从右端离开传送带，离开时速度为1m/s，在传送带上运动的时间为
t=2t1=2s
故A错误，B正确；
C．在t=2s时间内，物块速度大小不变，即动能没有改变，根据动能定理可知传送带对物块做的功为0，故C错误；
D．由前面分析可知物块在传送带上向左运动时，传送带的位移为
当物块在传送带上向右运动时，时间相同传送带的位移也等于x1，故整个过程传送带与物块间的相对位移为
在t时间内由于物块与传送带间摩擦而产生的热量为
故D正确。

故选BD。

11．一栋大楼的电梯运行高度为104m，测试人员测试电梯的运行情况。

某次测试时让电梯从地面直达最
2m/s。

电梯中的测试人员的质量为75kg，重力高处，电梯运行的速度不超过4m/s，加速度大小不超过2
加速度g取2
10m/s。

若电梯以最短时间运行，下列说法正确的是（）
A．最短时间为28s B．最短时间为24s
C．测试人员的脚部承受的最大压力为750N D．测试人员的脚部承受的最大压力为900N
电梯运行时间最短，则电梯运动的过程如下：以最大加速度a 做初速度为0的加速运动至最大速度v ，再以速度v 匀速运动，最后以最大加速度a 做减速运动至静止。

加速和减速过程有对称性。

AB ．匀加速过程与匀减速过程，均有
142s 2
===v t a 通过的位移
22
144m 222
===⨯x v a 匀速过程有
2110421042496m =-=-⨯=x x
又有
2296m 24s 4m/s
x t v === 总时间为
12228s t t t =+=
故A 正确，B 错误；
CD ．在加速上升过程测试人员脚部承受的压力最大，有
N F mg ma -=
则
N ()75(102)N 900N F m g a =+=⨯+=
故C 错误，D 正确。

故选AD 。

12．下列说法正确的是（ ）
A ．只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B ．第二类永动机不能制成是因为它违反了能量守恒定律
C ．一定质量的理想气体经历缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能减小
D ．1kg 的0℃的冰比1kg 的0℃的水的内能小些
E.干湿泡温度计的干泡与湿泡的示数差越大，相对湿度越小
【答案】CDE
【解析】
【详解】
A ．摩尔体积除以阿伏伽德罗常数算出的是气体分子占据的空间，气体分子间的空隙很大，所以气体分子占据的空间不等于气体分子的体积，故A 错误；
B ．第二类永动机不能制成是因为它违反了热力学第二定律，即自发的热现象具有方向性，故B 错误；
C ．因气体绝热膨胀，故气体对外做功，没有热交换，由热力学第一定律可知，气体内能减小，故C 正确；
D ．1kg 的0C ︒的冰熔化成1kg 的0C ︒的水的内能时，要吸收热量，则知1kg 的0C ︒的冰比1kg 的0C ︒的水的内能小些，故D 正确；
E ．干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大，说明湿泡的蒸发非常快，空气的相对湿度越小，故E 正确。

故选CDE 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．测量玩具遥控汽车的额定功率实验，简要步骤如下：
A ．测出小车质量为0.6kg 。

B ．在小车尾部系一条长纸带，让纸带穿过电源频率为50Hz 的打点计时器。

C ．使小车以额定功率沿水平面加速到最大速度，继续运行一段时间后关闭小车发动机，让其在水平面上滑行直到停止。

D ．取下纸带进行研究。

测得的数据如图所示。

回答下列问题：
(1)由纸带知遥控汽车的最大速度为____________，汽车滑行时的加速度为____________；
(2)汽车滑行时的阻力为____________；其额定功率为____________。

【答案】1.00m/s －1.73m/s 1.04N 1.04W
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]．汽车的最大速度为
2123 4.01 4.00 3.9910m/s=1.00m/s 360.02
m x x x v T -++++==⨯⨯ 纸带上最后6段对应汽车做关闭发动机做减速运动，加速度为
()()7894562
9x x x x x x a T ++-++= ()()2223.25 2.97 2.60 4.00 3.81 3.52-++-++
(2)[3][4]．根据牛顿第二定律得
f=ma=0.6×（-1.73）N≈-1.04N
当汽车匀速运动时，牵引力与阻力大小相等，即有F=f
则汽车的额定功率为
P=Fv m =fv m =1.04×1W=1.04W
14．在“测定金属电阻率”的实验中，需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，其结果如图甲所示，其读数为______mm ；
测量电阻时，先用多用电表粗测金属丝的电阻阻值约为5Ω，再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻，实验室能够提供的实验器材有：
A ．电流表G ，量程为0~300μA ，内阻100g R =Ω
B ．电流表A 1，量程为0~0.6A ，内阻10.1r =Ω
C ．电流表A 2，量程为0~3A ，内阻20.02r =Ω
D ．电阻箱1R ，阻值范围0~999.9Ω
E.电阻箱2R ，阻值范围0~9999.9Ω
F.滑动变阻器3R ，最大阻值为10Ω
G .电源3V E =，内阻约为0.5r =Ω
H.开关一只，导线若干
回答下列问题：
（2）正确选择实验器材，电流表应选择________和__________，电阻箱应选_______；（填写元器件前的字母代号）
（3）画出电阻测量的实验电路图_______；
（4）使用正确电路，分别测量多组实验数据，并记录在如图乙G I I -坐标系中，将2R 调节到9900Ω，根据记录的实验数据做出金属丝的G I I -图线________，并算出金属丝的电阻x R =___________。

（计算结果保留两位有效数字）
【答案】1.601mm A B E
5Ω
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]螺旋测微器读数为
1.5mm 10.10.01mm 1.601mm +⨯=
（2）[2][3][4] 由所给实验器材可知，没有电压表，应该用电流表与电阻箱改装电压表。

因为流过电阻的电流最大约为
30.6A 5
E I R === 则电流表应选择B 。

电源电动势为3V ，改装的电压表量程应为3V ，应选用电流表A 与电阻箱改装成电压表
电阻箱的阻值
9900Ω
V g g U
R R I =-= 电阻箱应选E 。

（3）[5]待测电阻阻值约为5Ω ，电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻为10kΩ，电流表应采用外接法，滑动变阻器最大阻值为10Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示
（4）[6][7]根据坐标系内描出的点作出图像如图所示
由图示图像可知，金属丝的电阻
()6210010(1009900)50.2
G g x I R R U R I I -+⨯⨯+====Ω 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，两个平行光滑金属导轨AB 、CD 固定在水平地面上，其间距L=0.5m ，左端接有阻值R=3Ω的定值电阻。

一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上，金属 杆的质量m=0.2kg,电阻r=2Ω，整
个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T 的匀强磁场中，t=0肘刻，在MN 上加 一与金属杆垂直，
方向水平向右的外力F ，金属杆由静止开始 以a=2m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动，
2s 末撤去外力F ，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。

（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：
(1)1s 末外力F 的大小；
(2)撤去外力F 后的过程中，电阻R 上产生的焦耳热。

【答案】（1）2N （2）0.96J
【解析】
【详解】
（1）t=1s 时刻，金属杆MN 的速度大小为 v 1=at 1=2×
1=2m/s 金属杆MN 产生的感应电动势为 E=BLv 1
金属杆MN 中的电流大小 E I R r =+ 金属杆MN 受到的安培力大小 F 安=BIL
联立得 221B L v F R r
安=+ 根据牛顿第二定律得 F-F 安=ma
联立解得 F=2N
（2）t=2s 时刻，金属杆MN 的速度大小为 v 2=at 2=2×
2=4m/s 撤去外力F 后的过程中，根据能量守恒定律得知电路中产生的总焦耳热 Q=
12mv 22=12×0.2×42=1.6J 电阻R 上产生的焦耳热 Q R =R R r +Q=332
+×1.6J=0.96J 16．如图，在xOy 平面直角坐标系中，第一象限有一垂直于xOy 平面向里的匀强磁场，第二象限有一平行于x 轴向右的匀强电场。

一重力可忽略不计的带电粒子，质量为m ，带电荷量为q ，该粒子从横轴上x=－d 处以大小为v 0的速度平行于y 轴正方向射入匀强电场，从纵轴上y=2d 处射出匀强电场。

(1)求电场强度的大小；
(2)已知磁感应强度大小0mv B qd
=，求带电粒子从x 轴射出磁场时的坐标。

【答案】 (1)202mv E qd
＝；(2)（2d ，0）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在第一象限内，y 方向匀速直线运动，x 方向匀加速运动，则
2d=v 0t
212d at ＝ 根据牛顿第二定律有
qE=ma
解得
202mv E qd
＝ (2)粒子出电场时
v x =at=v 0
22002x v v v v +＝＝
令v 与y 轴正方向的夹角为α
tan 1x v v α＝
＝ α=45° 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
2
v qvB m r
＝ r ＝2d
如图
根据几何知识可知带电粒子射出磁场时
x=2d
所以带电粒子从x 轴射出磁场时的坐标为（2d ，0）。

17．在地面上方足够高的地方，存在一个高度d ＝0.5m 的“相互作用区域”(下图中画有虚线的部分)．一个小圆环A 套在一根均匀直杆B 上，A 和B 的质量均为m ，若它们之间发生相对滑动时，会产生F f ＝0.5mg 的摩擦力。

开始时A 处于B 的最下端，B 竖直放置，A 距“相互作用区域”的高度h ＝0.8m ，让A 和B 一
起从静止开始下落，只要A 处于“相互作用区域”就会受到竖直向上、大小F ＝3mg 的恒力作用，而“相互作用区域”对处于其中的杆B 不产生作用力。

杆B 在下落过程中始终保持竖直，且杆的长度能够保证圆环A 与杆不会分离。

不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.求：
(1)杆B 的最下端刚进人“相互作用区域”时的速度大小；
(2)圆环A 通过“相互作用区域”所用的时间；
(3)为保证圆环A 在空中运动过程中始终与杆不会分离，杆的最小长度。

【答案】 (1)4.0m/s(2)0.2s(3)1.2m
【解析】
【详解】
(1)设A 和B 共同静止下落至“相互作用区域”的速度为v 1，则21v ＝2gh ，代入数据得
v 1＝4.0m/s
(2)A 在“相互作用区域”运动时，A 受到重力mg 、滑动摩擦力F f 和竖上向上的恒力F 作用，设加速度大小为a A ，运动时间为t ，根据牛顿第二定律有
mg ＋F f －F ＝ma A
代入数据得
a A ＝－15m/s 2 由位移公式有2112
A d v t a t =+，代入数据解得 t ＝0.2s ，t′＝0.33s(不符题意，舍去)
(3)设B 在“相互作用区域”运动的加速度为a B ，A 刚离开“相互作用区域”时，圆环A 和直杆B 的速度分别为v A 和v B ，则：
mg －F f ＝ma B ，v B ＝v 1＋a B t ，v A ＝v 1＋a A t
代入数据解得
v A ＝1m/s ，v B ＝5m/s
此过程二者相对滑动的距离
21112
B s v t a t d =+- 代入数据解得
s 1＝0.4m
设A 离开“相互作用区域”后二者相对滑动过程的时间为t′，A 的加速度为'A a ，则 'f A mg F a m
+= A A B B v a t v a t '''＋＝＋
二者相对滑动的距离
''2'''2211()22
B B A A s v t a t v t a t =+-+ 代入数据解得
20.4s 0.8m t s '＝，＝
则杆的最小长度
12 1.2m s s s ＝＋＝。