2021届宁夏石嘴山三中高考物理一模试卷(含答案解析)

2021届宁夏石嘴山三中高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共6小题，共36.0分）

1.月球公转周期是某卫星绕地球公转周期的12倍，月球转动半径与该卫星转动半径之比为（）

A.V144：1B.1：V144C.12：1D.1：12

2.氢原子的能级如图，一群氢原子处于n=3的能级，向较低能级跃迁的过程中，辐射的光子（

nE/eV

________0

3_______________-1.51

2一3.4

1_______________-13.6

A.频率最多有2种B.频率最多有3种

C.能量最大为11.09eUD.能量最大为1O.2W

3.如图所示是两个电源的路端电压和电流关系图，内阻分别为ri、r2,若Uf

将一定值电阻R分别接到两电源上，电路上电流分别为12,则

A.r1=r2,电流人=12

B.T]>7*2，电流<%

C.勺<r2,电流A>12

D.r1>r2,电流与的大小不确定

4.关于弹力和摩擦力，下面几种说法中正确的是（）

A.摩擦力的方向总与物体运动的方向相反

B.有摩擦力一定就有弹力

C.弹力的大小总是与物体的重力成正比

D.同一接触面外弹力和摩擦力的方向一定不垂直

5.两个点电荷Qi、（22固定于%轴上，Qz位于坐标原点。处，M、N是支轴上

的两点.将一在%轴上的带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近飞一西

的过程中，试探电荷的电势能Ep随位置x变化的关系如图所示，则下

列判断正确的是（）

A.M点电势为零，N点电场强度为零

B.”点电场强度为零，N点电势为零

C.Q1带负电，（?2带正电，且Q2电荷量的绝对值较大

D.Qi带正电，Q2带负电，且Qi电荷量的绝对值较小

6.一台电动机，额定电压为100V,电阻为10.正常工作时，通过的电流为54则电动机的输入

功率为（）

A.500WB.25WC.1000WD.475W

二、多选题（本大题共4小题，共21.0分）

7.雨伞半径R,高出地面八,雨伞以角速度3旋转，雨滴从伞边缘飞出，则以下说法正确的是（）

A.雨滴沿飞出点的半径方向飞出，做平抛运动

B.雨滴沿飞出点的切线方向飞出，做平抛运动

C.雨滴落地后在地面形成半径为r=RJ1+等

D.雨滴落地后形成半径为r=RJ1+等的圆

8.如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同

XXXX

的正、负离子（不计重力），从点。以相同的速度先后射入磁场中，入射方向二,4

与边界成q角，则正、负离子在磁场中（）

A.运动时间相同

B.运动轨迹的半径相同

C.重新回到边界时速度的大小和方向相同

D.重新回到边界的位置与。点距离相等

9.下列说法正确的是（）

A.饱和汽压与温度和体积都有关

B.绝对湿度的单位是Pa,相对湿度没有单位

C.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快

D.气体做等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少

E.饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等

10.如图为一简谐横波在某时刻的波形图象，周期为7.若此时简谐波上质点P正处于加速运动过程中,

则下列说法中正确的是（）

A.波形图象反映的是波的传播过程中，某时刻各个质点相对于各自的平衡位置的位移情况

B.此时质点Q和质点M的速度正在增大

C.此时质点N正处于加速运动过程中

D.波正在沿x轴正方向传播

E.从此时算起再经过5,质点P和质点N回到各自平衡位置

O

三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）

11.某可见光在真空中波速为c,在水中波长为;I,频率为/,则该光在真空中的波长为，水

对该光的折射率为.若用该光在空气中进行双缝干涉实验，双缝间距为d,屏到双缝的距

离为L,则屏上相邻两暗条纹间的距离为.

四、实验题（本大题共2小题，共16.0分）

12.用斜面、小车、砂桶、祛码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验，如图1是实验中一

条打点的纸带，相邻记数点的时间间隔为7,且间距S1，S2,S3,…，S6已量出。

图1

图2

（1）请写出两种计算加速度的方法。

方法1::

方法2：。

（2）如图24甲同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验中存在的问题是o

（3）乙、丙同学用同一装置实验，画出了各自得到的a-F图线如图2B所示，试判断说明两个同学做

实验时哪一个物理量取值不同？;并比较其大小。

13.某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机，其额定电压5V,额定电流0.54线圈绕阻小

于10.已知当电动机两端电压小于时，电动机不会发生转动.为了研究其在一定电压范围内，

输出功率与输入电压的关系.请你帮助该小组完成该项工作.已知学校实验室提供的器材有：

直流电源E,电压6U,内阻不计；

小直流电动机M；

电压表匕，量程。〜0.6U,内阻约3k0；

电压表彩，量程0〜6U,内阻约15k。；

电流表量程。〜0.6A,内阻约10；

电流表人2，量程0〜34,内阻约0.50；

滑动变阻器R,0〜100,24

电键S一只，导线若干.

①首先要比较精确测量电动机的线圈绕阻兀根据合理的电路进行测量时，要控制电动机不转动，调

节滑动变阻器，使电压表和电流表有合适的示数，电压表应该选.若电压表的示数为0.1V,

电流表的示数为0.24则内阻r=这个结果比真实值偏（选填“大”或

“小”）.

②在图1方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图.（标明所选器材的符号

）

③当电压表的示数为4.5V时，电流表示数如图2所示，此时电动机的输出功率是IV.

五、计算题（本大题共3小题，共41.0分）

14.如图所示的电路中，两平行金属板水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V,

内电阻r=10,电阻R=92闭合开关S,待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速

度%=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=2x质量为m=2xlO—kg,

不考虑空气阻力.那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达4板？此时电源的

输出功率是多大？(取g=10m/s2)

15.如图甲所示，一长为，=1m的轻绳，一端穿在过。点的水平转轴上，另一端固定一质量为m=

0.2kg的小球，整个装置绕。点在竖直面内转动.给系统输入能量，使小球通过最高点的速度不

断加快，通过测量作出小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与小球在最高点动能取的关系如

图乙所示，重力加速度g取10m/s2,不考虑摩擦和空气阻力.

(1)若要小球能做完整的圆周运动，对小球过最高点的速度有何要求？(用题中给出的字母表示)

(2)请根据题目及图象中的条件，求出图乙中b点所示状态小球的动能.

(3)当小球达到图乙中b点所示状态时，立刻停止能量输入之后的运动过程中，在绳中拉力达到

最大值的位置时轻绳绷断，求绷断瞬间绳中拉力的大小.

16.总体积为7n?的汽缸内部用一个绝热光滑的活塞分割成两部分，左端为

4右端为8,活塞不动即两侧压强相等，初始气温均为27。，现对4部分

气体加热至温度升高到127。，B部分气体温度保持不变.

(i)4气体的体积变为多少；

(ii)B气体在该过程中是放热还是吸热.

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：月球和卫星均绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，等与r,解得转动

r2T2

半径：r=3叵,月球公转周期是某卫星绕地球公转周期的12倍，则月球转动半径与该卫星转动

\47T2

半径之比为VI石：1，故A正确，BCO错误。

故选：Ao

根据万有引力提供向心力，得到轨道半径与周期的关系，根据题干信息确定轨道半径之比。

此题考查了人造卫星的相关计算，已知周期关系求解半径之比，可以用万有引力提供向心力，也可

以用开普勒第三定律。

2.答案：B

解析：解：4B、根据废=3知，辐射的光子频率最多3种.故A错误，8正确.

CD,由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，为-1.51W-（-13.6W）=12.09e匕故CD

错误.

故选：B.

根据数学组合公式鬣求出辐射光子频率的种数，能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，

能级差越大，辐射的光子频率越大.

解决本题的关键知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，即Em-En=hv.

3.答案：B

解析：试题分析：由路端电压和电流关系图可知：这两个电源的电动势相等，电源2的内阻小一些，

若将一定值电阻R分别接到两电源上，由闭合电路欧姆定律¥=—更一可知。大一些的。所以选项3

正确。

考点：路端电压和电流关系图象，闭合电路欧姆定律等

4.答案:B

解析：解：4、摩擦力的方向总与物体相对运动的方向相反，有时与运动方向相同，故A错误；

8、由于摩擦力的产生条件之一就是接触面间有挤压，故存在摩擦力的接触面间一定存在弹力，故B

正确；

C、弹力的大小不一定总是与物体的重力成正比，比如按在竖直墙壁上的物体，弹力与重力无关，故

C错误；

。、弹力垂直于接触面，而摩擦力沿接触面，故二者方向垂直，故。错误；

故选：B。

弹力产生的条件：相互接触、有弹性形变；

摩擦力产生的条件：接触面粗糙、相互接触挤压、有相对运动或相对运动趋势.摩擦力的方向总与

物体相对运动的方向相反.

解决本题的关键掌握弹力和摩擦力的产生条件，知道有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力.

5.答案：A

解析：

由图读出电势能Ep,由9=宗，分析电势.Ep-x图象的斜率答=心即斜率大小等于电场力大小.由

F=qE,分析场强.根据正电荷在电势高处电势能大，分析电势变化，确定场强的方向，由N点场

强为零，判断两电荷的电性和电量的大小.

本题一要抓住Ep图象的斜率空=qE分析场强的变化.二要根据正电荷在电势高处电势能大，

分析电势的变化，确定电荷的电性.

AB,由图知，M点电势能Ep=O,由9=最，知M点的电势为零.斑-X图象的斜率粤=F=qE,

则知N点场强为零.故A正确，B错误.

CD,根据正电荷在电势高处电势能大，可知，带正电的试探电荷从远处移近Q2的过程中，电势能减

小，电势先降低后升高，说明Qi带负电，＜?2带正电，N点场强为零，由2=上/知，＜?2电荷量较小.故

C、。错误.

故选：A.

6.答案：A

解析：本题考查的知识点是电功率的计算，题型为单项选择题。

根据电功率的计算公式，有7=U1=100X5W=500lVo

故选A。

7.答案：BD

解析：解：48.雨点甩出后沿飞出点的切线方向飞出，做平抛运动，故A错误；3正确；

CD雨滴飞出后落在地面上形成的图形的俯视图如图所示,

R

雨滴飞出后竖直方向有：h=\gt2,t=后,

水平方向初速度为雨伞边缘的线速度，所以x=vot=

所以雨滴落地后在地面形成的圆的半径为r=y/x2+R2=R，故C错误，。正确;

故选：BD。

物体做平抛运动，我们可以把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落

体运动来求解，两个方向上运动的时间相同。

明确平抛运动的水平方向和竖直方向的运动特征，有一定的立体空间思维；

8.答案：BCD

解析：

正负离子的质量与电量相同，进入同一磁场做匀速圆周运动的周期相同，根据偏向角的大小分析运

动时间的长短.由牛顿第二定律研究轨道半径.根据圆的对称性，分析离子重新回到边界时速度方

向关系和与。点距离。

带电粒子垂直射入单边界的匀强磁场中，可分两类模型分析：一为同方向射入的不同粒子；二为同

种粒子以相同的速率沿不同方向射入。

解：作出正、负粒子在磁场中偏转的运动轨迹，如图所示：

XXXXXX

A.粒子在磁场中运动周期为7=*，则知两个离子圆周运动的周期相等，根据左手定则分析可知,

正离子逆时针偏转，负离子顺时针偏转，重新回到边界时正离子的速度偏转角为2兀-2。，轨迹的圆

心角也为2兀一2仇运动时间£=『7；同理，负离子运动时间1=§7,显然时间不等，故4错

误；

B.根据牛顿第二定律得：qvB=得:「=等，由题意可知q、入B大小均相同，则r相同，故B

正确；

C正负离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到

边界时速度大小与方向相同，故C正确；

。.根据几何知识得知重新回到边界的位置与。点距离S=2rsin0,八。相同，则S相同，故。正确。

故选BCD。

9.答案：BDE

解析：解：4、饱和汽压与温度有关，与体积无关，则A错误

B、绝对湿度及压强表示其单位是Pa,相对湿度没有单位，则B正确

C、空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，则C错误

。、气体做等温膨胀，分子密度变小，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少，

则D正确

E、饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等，则E正确

故选：BDE.

饱和汽压与温度有关，与体积无关；绝对湿度及压强表示其单位是Pa,相对湿度没有单位；空气相

对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢；

气体做等温膨胀，分子密度变小，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少；饱和

汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等。

解决本题要明饱和汽压的大小取决于物质的本性和温度，与体积无关，知道绝对湿度与相对湿度的

定义。

io.答案：ACE

解析：解：力、波形图表现的是某一时刻各质点相对于各自的平衡位置的位移情况，故A正确；

。、质点P正处于加速运动过程，故质点P向下振动，那么，波向左传播，故。错误；

BC、根据波向左传播，质点Q向上振动，速度减小；质点N向上振动，速度增大，故8错误，C正确；

E、质点P、N向平衡位置振动，由质点到平衡位置间的位移大小为2鱼cm=江4可得：质点还需;7

28

回到平衡位置，故E正确;

故选：ACE.

根据质点P速度变化得到运动方向，从而得到波的传播方向；根据波的传播方向即可得到振动方向,

从而得到速度变化；由位移和振幅的关系得到回到平衡位置的时间。

机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和

波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。

答案..—

1]1.口乐.广1/'df

解析：解：可见光在真空中波速为c,频率为/,则光在真空中的波长为4'=:；

因单色光在水中的波长为;I,

由几=£，解得：n=百

设将整个装置放在水中后相邻两条亮条纹间的距离为△X'.

据题有：

联立解得=

故答案为:7,3舁

J人/CLj

光从空气进入水后频率不变，根据波速公式口=〃和n=£求解将整个装置放在水中后光的波长.

根据双缝干涉实验条纹间距公式△%=列式即可求解.

解决本题的关键掌握公式。=a7和n=%以及双缝干涉条纹间距公式：△X=，4,要明确光从一种

介质进入另一种介质时频率不变，同时注意分清光在水中的波长与空气中波长不同.

12.答案：=S，+Ss+S：\f-S3平均速度等于时间中点的瞬时速度，做u—t图象，由直线的斜率求加

速度没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够小车及车上的祛码总质量不同方

解析：解：(1)方法一：应用匀变速直线运动的推论△x=at2可以求出加速度,

由△冗=可知,S4T1+SS-S2+SLS3S4+S5+S6-S]T2-S3

Q/加速度:9T2-9T2

方法二：根据平均速度等于时间中点的瞬时速度求出B、C、。、E、F点的速度，作出〃-t图象，根

据图象的斜率表示加速度求加速度；

(2)从a-F图象可知，当力尸为某一值时，写出的加速度仍为零说明，实验前没有平衡摩擦力或平衡

摩擦力不够；

(3)根牛顿第二定律可知：a=",a-尸图象的斜率倒数表示小车的质量,

两图象斜率不同，则两小车质量不同，由图示图象可知，丙的斜率小，则丙小车的质量大于小车乙

的质量，即：M乙〈M丙。

故答案为：(1)方法一：a=产叁；方法二：平均速度等于时间中点的瞬时速度，做u-t图

象，由直线的斜率求加速度；

(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；(3)小车及车上的祛码总质量不同；M,<M两。

(1)根据匀变速直线运动推论A%=。产可以求出加速度；也可以作出u-t图象，根据图象的斜率表

示加速度求解；

(2)根据a-9图象结合牛顿第二定律可知，当F为某一值时小车的加速度仍为零，说明实验前没有平

衡摩擦力或平衡摩擦力不够充分；

(3)应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式，根据图示图象分析答题。

本题考查了实验数据处理，知道实验原理是解题的前提，应用匀变速直线运动的推论与牛顿第二定

律即可解题。

13.答案：匕；0.5；小；1.72

解析：解：①根据电动机两端电压小于IV时电动机不发生转动可知电压表应选择匕；

根据电阻定义可知电动机内阻为r="羔O=0.5/2；

由于电动机内阻很小满足华>软，电流表应用外接法测量，根据欧姆定律可知电动机内阻的真实值

KXKA

应为=/，显然测量值比真实值偏小；

②根据电动机的额定电压与额定电流大小可知电压表应选择丹，电流表应选择&;

为使电压和电流调节范围较大，变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示：

③由于电流表每小格读数为0.024应进行估读，电流表读数为/=0.404此时电动机的输出

功率为「出=U/—/2r

代入数据解得P出=172勿；

故答案为：①匕，0.5；②如图；③1.72

本题①根据电动机不转时的电压来选择电压表量程；题②首先根据电动机的额定电压与额定电流选

择电压表与电流表量程以及电流表应用外接法，再根据变阻器阻值较小可知变阻器应采用分压式接

法；题③首先根据电流表每小格读数确定怎样估读，再根据电动机的输出功率公式即可求解.

应明确：①应根据电路的实际需要来选择电表量程；②当待测电阻阻值较小满足言＞£时，电流表

应用外接法，满足记〈方时，电流表应用内接法；③当实验要求有较大的调节范围或变阻器的阻值

较小时，变阻器应采用分压式接法.

14.答案：解：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到4板时速度为零。

设两板间电压为UAB

由动能定理得

1,

-mgd-qUAB=0--mv^

解得：UAB=4V；

滑动变阻器两端电压

U滑—UAB—4V

设通过滑动变阻器电流为/,由欧姆定律得

E-U滑24―4

I=-------=———=2A

/?+r1+9

滑动变阻器接入电路的电阻

U滑4

岁=7=/=20

即滑动变阻器接入电路的阻值为20时，小球恰能到达4板。

(2)电源的输出功率

P，l，=/2(R+R融=22x(4+9)W=521V

故电源的输出功率是52匹。

答：(1)当滑动变阻器接入电路的阻值为20,小球恰能达到4板；

(2)小球达到4板时，电源的输出功率是52小。

解析：(1)小球恰好运动到4板，根据动能定理列式求解两板间的电压；然后根据欧姆定律求解滑动

变阻器的电阻值；

(2)已求出电流，则对外电路分析，根据电功率表达式求解电源的输出功率。

本题关键是分析清楚电路结构和运动情况后，根据动能定理、欧姆定律联立列式求解。要注意明确

输出功率可以根据总功率与内功率的差值，也可以根据P=直接求出外电阻上的功率。