2021年江苏省新高考物理三模试卷(含答案解析)

2021年江苏省新高考物理三模试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.真空中一个静止的铀原子核卷8。经一次a衰变后变成一个新核社核羽47九，衰变方程为

lrUTh+iHe,若能8（/的半衰期为t,下列说法正确的是（）

A.铀核免8U的中子数比社核$4?7i多2个

B.发生核反应后，产生的至47Tl由高能级向低能级跃迁，会释放a射线

C.衰变前的8[/核的质量等于衰变后锯47Tl核的质量与a粒子的质量之和

D.经过2t的时间，20个$8（/核中有15个已经发生了衰变

2.某种材料的圆柱形金属导体两端加上电压U后，通过电流为/,导体中的自由电子的移动速率为V。

则

A.U与电流大小无关；B.U与U成正比；

C.导体上电功率与U成正比；D.电流在导体上做功大于焦耳热。

3.如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道/,然后在/~1

Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道口，贝女）（

A.该卫星的发射速度必定大于11.2km/s

B.卫星在椭圆轨道/上的运行周期大于在轨道n上运行的周期

C.在轨道/上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度

D.卫星在Q点通过加速实现由轨道/进入轨道n

4.如图甲所示，。是单摆的平衡位置，8、C是摆球所能达到的最远位置，以向右摆动为正方向，

此单摆的振动图象如图乙所示，则（）

A.单摆的振幅是16cm

B.单摆的摆长约为1m

C.摆球经过。点时，速度最大，加速度为零

D.P点时刻摆球正在OC间向正方向摆动

5.如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的S极上方固定一根长直导@

线，导线中通有方向垂直纸面向外（即与条形磁铁垂直）的电流，当电流变三二mK

大时，磁铁仍静止，则该过程中磁铁受到桌面的支持力N和摩擦力/将（）

A.N减小，f向右变小B.N减小，f向右变大

C.N增大,f向左变小D.N增大，/向左变大

6.根据德布罗意理论，电子也具有波粒二象性，其波长4其中/I为普朗克常量，p为电子的动

量。在某次实验时用高压加速电子束，然后垂直射到双缝上，在双缝后的光屏上得到了干涉条

纹，但条纹间距很小。下面的方法中一定能使条纹间距变大的是（）

A.降低加速电子的电压，同时减小双缝间的距离

B.降低加速电子的电压，同时加大双缝间的距离

C.减小双缝间的距离，同时使光屏靠近双缝

D.加大双缝间的距离，同时使光屏靠近双缝

7.如图所示，一束光线从折射率为1.2的透明介质内射向空气，在界面上的入射角为45。，在下面

四个光路图中，正确的是（）

8.在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电流强度取决于入射光

的（）

A.频率B.波长C.照射时间D.光照强度

9.艳原子钟是精确的计时仪器。图1中钠原子从。点以lOOm/s的初速度在真空中做平抛运动，到

达竖直平面所用时间为口；图2中艳原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返

回P点，整个过程所用时间为t2。。点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2m。重力加速度

取g=10=/s2；则今为（）

M•Q

N

图1图2

A.100：1B.1：100C.1：200D.200：1

10.某空间区域有竖直方向的电场（图1中只画出了一条电场线），一个质

量为m、电荷量为q的带正电的小球，在电场中从4点由静止开始沿

电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中物体的机械能E与

物体位移x关系的图象如图2所示，由此可以判断（）

A.物体所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上

B.物体所处的电场为匀强电场，场强方向向下

C.物体可能先做加速运动，后做匀速运动

D.物体一定做加速运动，且加速度不断减小

二、实睑题（本大题共1小题，共15.0分）

11.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验中，实验室备有下列实验器

A.电压表（量程0〜3匕内阻约为15k0）

B.电流表（量程0〜34,内阻约为0.20）

C.电流表(量程0〜0.64,内阻约为10)

。.变阻器&(0〜1000,0.6/)

E.电池组E(电压为3U)

E待测金属丝(阻值约为5。)

G开关S,导线若干，游标卡尺，螺旋测微器等

(1)为减小实验误差，电流表应选用(填仪器前的字母代号)。

(2)甲乙两位同学分别画出了两个电路图，如图1甲、乙所示。为减小实验误差，本实验选用(

填“甲”或“乙”)图比较合适，用该电路测量电阻值测量结果会(填“偏大”“偏小”

或“不变”)。

(3)用一20分度的游标卡尺测量该电阻丝长度时游标与主尺的相对位置如图2甲，则该电阻丝长度L为

______mmo

(4)实验中用螺旋测微器测量金属丝的直径，使用时发现所用螺旋测微器存在零误差。测微螺杆与测

砧直接接触时读数如图2丙所示，测量金属丝直径时如图2丁所示，则金属丝的实际直径

d=mm；

(5)如果实验中测得金属丝的电阻值为R,用游标卡尺测出的金属丝长度为3用螺旋测微器测出的金

属丝的直径为d,则其电阻率p=o(用R、d、L等符号表示)

三、计算题(本大题共4小题，共45.0分)

12.如图所示，两根光滑平行金属导轨间距L=0.3m,左端用R=0.20电阻连凹_____：

XxxTXX

接，导轨电阻不计，导轨上停放着质量nt=0.1kg,电阻r=0.1。的金属xxxx

杆，匀强磁场B=OST,现金属由静止开始向右做a=0.57n/s2匀加速运产二'1」

动.则:

(1)从开始运动后第2s末，MN两点的电势差是多少？

(2)第2s末外力的瞬时功率多大？

13.一定质量的理想气体由状态4经状态B变为状态C,其中4TB过程为等压变化，B-C过程为等

容变化。已知/=0.363,TA=TC=300K,Te=400K。

①求气体在状态B时的体积；

②说明B-C过程压强变化的微观原因。

③设A-B过程气体吸收热量为Qi，B-C过程气体放出热量为＜?2,求A-B过程中气体对外所做的

功。

14.如图所示，光滑;圆弧的半径为R，有一质量为m的物体自4点由静止开始下滑到B点，然后沿粗

糙的水平面前进距离s到达C点停止，求：

(1)物体到达B点时的速率如；

(2)物体与水平面间的动摩擦因数〃.

15.如图所示，在宽度为L的有界区域内，同时存在相互垂直的匀强磁场B和匀强电场E,电场的方

向竖直向上，磁场的方向垂直纸面向外。一束带电粒子在。点以速度垂直电场和磁场的方向

射入时，恰不改变运动方向从P点射出。如果撤去电场，带电粒子将从a点射出；如果撤去磁场，

带电粒子将从b点射出。已知a点到P点的距离为巳，不计粒子的重力，求：

2

(1)b点到P点的距离？

(2)粒子由。点运动到a点的时间与由。点运动到b点的时间之比？

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、铀核克8(7的中子数为238-92=146,针核器4Th的中子数为234—90=144,所以

铀核器2的中子数比钮:核$47Tl多2个，故4正确；

B、发生核反应后，产生的铭47Tl由高能级向低能级跃迁，会释放y射线，故B错误；

C、该核反应放出能量，出现质量亏损，所以衰变前卷8(/核的质量大于衰变后锯47Vl核的质量与戊粒

子的质量之和，故C错误；

。、半衰期是对大量原子核的一个统计规律，对少量的原子核不适用，故。错误。

故选：Ao

根据中子数等与质量数减去电荷数可求解；发生核反应后，产生的箫47Tl由高能级向低能级跃迁，会

释放y射线；核反应放出能量，出现质量亏损；半衰期是对大量原子核的一个统计规律。

本题考查了能级跃迁、衰变及原子核的相关问题。考查知识点全面，重点突出，充分考查了学生掌

握知识与应用知识的能力。

2.答案：B

解析：试题分析：电流的微观表达式为：/=neSu；故V与/成正比；故A错误；根据欧姆定律，电

流/='5ocu；故UocU；故8正确；电功率P=&，与电压的平方成正比，故C错误；金属导体

盛<

是纯电阻电路，电流在导体上做功等于焦耳热，故。错误；

考点：本题考查电流的微观表达式、欧姆定律、电功率。

3.答案：D

解析：解：/、11.2km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度，而地球同步卫星仍然绕地球运动，所以

该卫星的发射速度必定小于1L2km/s.故A错误.

3

B、根据开普勒第三定律吃=忆知卫星轨道的半长轴越大，运行周期越大，则卫星在椭圆轨道/上

的运行周期小于在轨道n上运行的周期.故B错误.

C、在轨道/上，P点是近地点，Q点是远地点，则卫星在P点的速度大于在Q点的速度.故C错误.

。、从椭圆轨道I到同步轨道n,卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所

需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力.故。正确.

故选：。

本题地球同步卫星的特点和第二宇宙速度的含义分析答题.当万有引力刚好提供卫星所需的向心力

时，卫星正好可以做匀速圆周运动.若是供大于需，则卫星做逐渐靠近圆心的运动；若是供小于需，

则卫星做逐渐远离圆心的运动.

本题要求同学们理解第二宇宙速度的意义，掌握开普勒定律.卫星变轨也就是近心运动或离心运动，

根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定.

4.答案：B

解析：解：4振幅是物体离开平衡位置的最大距离，由图乙知，单摆的振幅为8cm,故A错误；

B、由图乙知，单摆的周期T=2s,根据单摆周期公式7=2兀£得：l^lm,故B正确；

C、摆球经过。点时，速度最大，但此时摆球所受的重力和绳子拉力的合力提供向心力，由牛顿第二

定律知，此时摆球的加速度不为零，故c错误；

x-t图像的斜率表示速度，由图乙知，P点时刻摆球沿负方向运动，此时摆球的位移为正，即摆

球位于0C间，所以P点时刻摆球正在0C间向负方向运动，故。错误。

故选：Bo

从振动图像上可以得出单摆的周期和振幅以及振动方向；结合周期公式可求摆长

本题主要考查单摆的振动图像及其周期公式等，注意单摆的振动是摆角很小时近似看成简谐运动，

并不是合外力提供回复力，要知道沿半径方向需要向心力。

5.答案：D

解析：解：画出电流位置的磁场方向，如图所示：

根据左手定则，安培力方向如图所示：

―尸

srV-gMp

根据牛顿第三定律，电流对磁场的作用力向右下方，根据平衡条件，通电后，磁铁受到桌面的支持

力N和摩擦力/均变大，其中/的方向向左，故ABC错误，。正确；

故选：D。

电流位于磁场中，受安培力作用，先画出磁场方向，再结合左手定则判断安培力方向，然后根据牛

顿第三定律得到电流通过磁场对磁体的作用力方向，最后根据平衡条件进行分析.

本题考查安培力，关键是结合左手定则和平衡条件进行分析，基础题目.

6.答案：A

解析：解：AB,降低加速电子的电压，则电子的速度减小，动量减小，根据德布罗意波长公式；

知波长;I变大，

再根据条纹间距公式Ax=5%可知同时减小双缝间的距离，条纹间距变大，故A正确，B错误；

C根据条纹间距公式可知减小双缝间的距离，同时使光屏靠近双缝，则条纹间距的变化无法

判断，故c错误；

D根据条纹间距公式=可知加大双缝间的距离，同时使光屏靠近双缝，则条纹间距变小，故。

错误。

故选：Ao

根据双缝干涉条纹的间距公式4%=判断如何增大干涉条纹的间距。

解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式以及德布罗意波长公式。

7.答案：D

解析：解：设玻璃的临界角为C.由sinC一=白，则得sinC—>涯，则C>45。。

711.262

由图光线从玻璃射入空气时入射角为/=45°<C,所以光线将在玻璃与空气的界面上发生折射和反

射，折射角大于入射角，故ABC错误。正确。

故选：0。

根据折射率，由临界角公式smc=L求出临界角的范围，判断光线从玻璃射向空气时能否发生全

n

反射。若能射入空气，折射角将大于入射角，同时有反射。

当光从光密介质进入光疏介质时，要考虑能否发生全反射，判断的依据是根据入射角与临界角的大

小关系。

8.答案：D

解析：解：4、由爱因斯坦光电效应方程a=/w-%,入射光频率大小决定光电子的最大初动能，

故A错误；

B、因波长和频率间满足同样由爱因斯坦光电效应方程知，Ek=^-W0,波长大小影响光电

AA

子最大初动能，故B错误；

C、光电效应时间短于10-9s,不存在累积性，故C错误；

。、当入射光频率一定，增大光照强度，单位时间到达金属表面的光子数增多，对应产生的光电子

数增多，故光电流强度随入射光强度增大而增大，故。正确.

故选：D。

频率和波长决定了光子的能量，在光电效应中决定光电子的最大初动能；光电效应不存在时间累积

性，改变光照时间不会改变光电效应中的物理量。

作答光电效应问题需掌握以下四条规律：①任何金属都有截止频率，当入射光频率大于截止频率时

发生光电效应②光电子最大初动能随入射光频率增大而增大③当入射光频率一定，光电流强度随入

射光强度增大而增大④光电效应时间短于10-9s.

9.答案:C

解析：解：

由题意可知，。点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2机，设d=0.2zn,图1中葩原子做平抛运

动，平抛运动的初速度为=100m/s,水平方向：d=Votv代入数据解得：h=0.002s,图2中钠

原子做竖直上抛运动，上升时间与下降时间相等，为果由匀变速直线运动的位移-时间公式得：d=

需昌）2,代入数据解得：t=0.4s,则?=鬻=白，故C正确，48。错误。

，N2U.44UU

本题考查了运动学公式的应用，根据题意分析清楚艳原子的运动过程是解题的前提与关键，应用运

动学公式即可解题；解题时要注意，竖直上抛运动上升过程与下降过程运动时间相等，上升过程与

下降过程的运动时间都等于总运动时间的一半，这是本题的易错点。图1中葩原子做平抛运动，图2中

葩原子做竖直上抛运动，应用运动学公式求出运动时间之比。

10.答案：A

解析：解：力、物体的机械能先减小，后保持不变，故电场力先做负功，后不做功，故电场强度方向

向上，再根据机械能的变化关系可知，电场力做功越来越小，故电场强度不断减小，故A正确，B

错误；

C、根据牛顿第二定律可知，物体受重力与电场力，且电场力越来越小，故加速度越来越大，故C

错误，。错误；

故选：A

从图象中能找出电场力的做功情况，根据电场力的做功情况判断出受力，继而判断出电场，在利用

牛顿第二定律求的加速度

本题主要考查了电场力做功与与物体机械能的变化关系，明确电场力做正功，电势能增加，电场力

做负功，电场力减小即可

11.答案：C甲偏小101.550.510—

4L

解析：解：(1)由于电源的电动势为3V,被测电阻约为5。，电路中的最大电流约为

I=—=-A=0.64,

&5

为减小实验误差，故电流表应选用C；

(2)由题意可知，由于电压表内阻远远大于待测电阻阻值，为减小实验误差，应采用电流表外接法，

即本实验选用甲图比较合适，电压表测量值为电阻的真实电压，但由于电压表的分流作用，电流表

测量值偏大，所以用该电路测量电阻值测量结果会偏小。

(3)20分度的游标卡尺精确度为：0.05mm,根据读数规则，可读出该电阻丝长度L为

L=101mm+11X0.05mm=101.55mm,

(4)通过甲图，螺旋测微器精确度为0.01mm,由读数规则可读出，螺旋测微器的零误差为

£=2.0x0.01mm=0.020mm,

通过乙图，测量金属丝直径时读数为

d2—0.5mm+3.0x0.01mm—0.530mm,

则该金属丝的实际直径

d=d2—(11=0.530mm-0.020mm=0.510mm；

(5)由电阻定律可知

LL

”np「净，

可得

nd2R

故答案为：(1)C(2)甲，偏小(3)101.55(4)0.510(5)誓

(1)根据电路最大电流选择电流表。

(2)根据电表内阻与待测电阻阻值间的关系确定电流表接法，然后选择实验电路图。

(3)游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是

螺旋测微器的示数，实际直径要减掉零误差读数。

(4)根据电阻定律求出电阻率的表达式。

本题考查了实验器材与实验电路的选择、螺旋测微器读数与求电阻率表达式问题。要掌握实验器材

的选择原则；要掌握常用器材的使用方法与读数方法，螺旋测微器存在零误差时要注意减去。

12.答案：解：(1)设某时刻棒的速度为，由电磁感应定律得：

E=BLv；

由欧姆定律得：

UR=^E

v=at

联立解得：UMN=UR=0.1V；

（2）电路中电流为：/=~

对棒由牛顿第二定律得：

F—BIL=ma

P=Fv

解得：第2s外力的瞬时功率P=0.125VT.

答：（1）从开始运动后第2s末，MN两点的电势差是0.1V；

（2）第2s末外力的瞬时功率为0.125W.

解析：（1）由导体切割磁感线公式可求得感应电动势；再由欧姆定律可求得MN两点的电势差；

（2）由欧姆定律求得电流，再由牛顿第二定律可求得拉力；由功率公式即可求得功率.

本题考查导体棒切割磁感线及欧姆定律牛顿第二定律等内容；属于力电综合性题目，要注意正确受

力分析，并能根据闭合电路欧姆定律进行研究.

13.答案：解：①设气体在状态B时的体积为力,

由盖吕萨克定律得?=善

代入数据得力=，•,以=翳x0.3=0.4m3

②微观原因：气体体积不变，分子密集程度不变，温度变化（降低），气体分子平均动能变化（减小），

导致气体压强变化（减小）。

③因为。=Tc,故A-B增加的内能与B-C减少的内能相同，而4-B过程气体对外做正功，B-C

过程气体不做功，由热力学第一定律可知Qi大于Q2。

答：①气体在状态B时的体积为0.4瓶3。

②气体分子数密度不变，气体温度降低，分子平均动能减小，器壁单位面积受到的压力减小，气体

压强减小。

③Qi

解析：①求出气体的状态参量，然后又概率萨克定律求出气体的体积。

②应用分子动理论分析答题。

③应用热力学第一定律分析答题。

本题考查了求气体的体积、解释气体压强的变化原因、比较热量多少，分析清楚气体状态变化过程,

应用盖吕萨克定律、分子动理论、热力学第一定律即可正