2021年福建省龙岩市永定区高考物理三模试卷

2021年福建省龙岩市永定区高考物理三模试卷

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

1.（4分）我国2021年4月29日在海南文昌用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站“天

和核心舱”送入离地高约450km的预定圆轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开，后

续的天舟货运飞船、神舟载人飞船以及“问天”、“巡天”实验舱也将相继与核心舱对接,

下列说法正确的是（）

A.火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气推动空气，空气推动火箭上升

B.空间站在轨运行的速率可能大于7.9km/s

C.飞船要和在轨的“核心舱”对接，通常是将飞船发射到较低的轨道上，然后使飞船加

速实现对接

D.未来在空间站中工作的航天员因为不受地球引力，所以处于完全失重状态

2.（4分）据称，中国第三艘航空母舰正在建造当中，新航母很可能将配备电磁弹射系统，

执行更远距离的任务。一种电磁弹射系统原理可简化为如图所示，当固定螺线管线圈突

然通过直流电流时（）

A.若将电池正负极对调后，金属环不能被弹射出去

B.若将金属环置于线圈的右侧，金属环不能被弹射出去

C.合上开关S的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流

D.合上开关S的瞬间，金属环有扩大的趋势

3.（4分）如图所示，我国自行研制的第五代隐形战机“歼-20”以速度vo水平向右匀速

飞行,到达目标地时，将质量为M的导弹自由释放1的燃气，则喷气后导弹的速率为（）

MVQ+mv[MVQ-mv]

M-mM-m

CDMv。4mV1

'M'M

4.（4分）如图所示，位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，物块

Q的质量是m,物块P的质量是2m,则F的大小为（）

A.211mgB.311mgC.411mgD.5pmg

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。

5.（6分）景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。

猛推推杆，在此压缩过程中（）

A.温度升高，压强不变

B.温度升高，压强变大

C.对气体做正功，气体内能增加

D.对气体做正功，气体内能减小

6.（6分）降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱。某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过

程包括如下几个环节：首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的

中、低频噪声（比如100Hz~lkHz）,将噪声信号传至降噪电路，降噪电路对环境噪声进

行实时分析、运算等处理工作，通过扬声器向外发出声波来抵消噪声；最后，正确的是

()

的反向声武环境■**

A.抵消声波的频率与噪声的频率应该相同

B.抵消声波的相位与噪声的相位应该相同

C.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能会听到更强的噪声

D.抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等

7.（6分）我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，它通过氢原子能级

跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子能级如图所示，下列说法正确的是（）

n

X£7eV

5•0

4--O.54

3-0.85

-1.51

2

-3.40

1-------------------13.60

A.10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使之发生跃迁

B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子

C.现用光子能量介于10eV~12.9eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，可能被

吸收的光子能量只有3种

D.用n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光照射逸出功为1.85eV的金属不能发生光电效

应

8.（6分）图甲为门式起重机（又叫龙门吊），它可以从列车上将静止的集装箱竖直提升到

一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱竖直方向运动过程中的加速度a随位移x

变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是（）

A.在4m〜6m内，集装箱处于超重状态

B.在x=4m时，集装箱的速度为2m/s

C.在0~4m内，集装箱运动的时间为2匹

D.集装箱上升的最大高度为6m

三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。

9.（4分）跳远原是人类猎取食物和逃避狂兽侵害的一种生活技能，后又成为挑选与训练士

兵的条件和手段。在古希腊奥林匹克运动会中跳远即已作为比赛项目之一。一位同学在

水平面上进行跳远训练,该同学以与水平面成37。、大小为5m/s的速度离开地面腾空（如

图所示），取g=10m/s2,该同学可视为质点。则该同学到达最高点时的速度大小为

m/s,在空中运动的时间为s«（sin37°=0.6）

J1,“.磷

10.（4分）如图所示，用长为L的轻绳，悬挂一质量为m的带电小球，小球便在垂直于磁

场的竖直面内摆动，当小球第一次摆到最低点时，重力加速度为g,忽略空气阻力，小球

（选填“带正电”“不带电”或“带负电”），当小球第二次经过最低点时轻绳拉力等

于。

II.（5分）利用图甲装置可以测量滑块的加速度。气垫导轨上相隔一定距离的两处装有两

个光电传感器1、2,滑块上固定一遮光条，滑块与遮光条的总质量为M,光电传感器会

输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运

动，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。

（I）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码），轻推滑块，计算机屏幕上显示的电压U

随时间t变化的图像如图乙所示（调低或调高）。

（2）用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示，则＜1=mm。

（3）若图乙是正确操作所得图象，则滑块运动的加速度大小a=（用题干已知物

理量和测得物理量的字母符号表示）。

12.（7分）实验室购买了一捆铜导线，某同学想通过实验测定其总阻值Rx。该同学首先用

多用电表粗测阻值约1.7。，再利用图甲所示电路精确测量铜导线的电阻。

&&

图甲图乙

可供使用的器材有：

电流表：量程0.6A,内阻约0.2。

电压表：量程3V,内阻约9kQ

滑动变阻器R”最大阻值5Q

滑动变阻器R2：最大阻值20。

定值电阻Ro=3Q

电源：电动势6V,内阻很小

开关、导线若干

回答下列问题：

（1）实验中滑动变阻器应选（选填“R1”或“R2”）。

（2）闭合开关S前，应将滑片移至（选填“a端”或“b端

（3）调节滑动变阻器，当电流表读数为0.51A,电压表示数如图乙所示Vo

（4）导线Rx的测量值为Q（保留二位有效数值）。

13.（10分）如图中所示的“冰爬犁”是北方儿童在冬天的一种游戏用具。“上坐一人，双

手握铁篙，向后下方用力点冰，小孩从静止开始，连续三次“点冰”后达到最大速度Vm

（未知），之后沿直线匀减速滑行了18m后停下。某同学用v-t图像描述了上述运动过

程，如图乙所示。若每次“点冰”获得的加速度恒定且相等。求：

（1）“冰爬犁”最大速度Vm以及匀减速运动过程的加速度大小；

（2）小孩“点冰”时“冰爬犁”加速度的大小。

14.（12分）动车车厢与货物车厢之间对接，其原理可简化为一维碰撞模型。如图所示，两

车厢质量均为mo向右运动，另一车厢以速度2Vo向左运动并与左车厢碰撞后成为一体，

由于碰撞时间极短，可认为碰后瞬间货物的速度仍为vo。经过一段时间后，车厢和货物

停止运动。已知货物在车厢地板上滑动的相对位移为L,不计车厢与铁轨间的摩擦

（1）两车厢碰撞后瞬间，车厢速度的大小和方向；

（2）货物与车厢地板间的动摩擦因数；

（3）车厢在碰撞后运动的位移大小。

]E7“ILTJIr二_

15.（18分）在研究带电微观粒子的过程中，常采用电场或磁场对带电粒子的作用来实现对

它们运动情况的控制，通过对它们运动情况的分析，来研究带电粒子的组成。以下讨论

中，空气阻力及带电粒子所受重力均可忽略不计。

（1）如图甲所示，在xOy平面内的x<0的范围有沿x轴正方向，电场强度为E的匀强

电场

①现有一带正电的粒子1从x轴上的M点由静止释放，最后通过N点，已知MO及ON

的距离均为1,求带电粒子1的比荷（即电荷与质量之比）；

②若另有一带正电的粒子2从x轴上的M点由静止释放，最后从N点的右侧飞过，请分

析说明粒子2的比荷比粒子1的比荷大还是小。

（2）在保持（1）问中磁场不变的条件下，将匀强电场扩大到整个空间，该粒子的运动

轨迹大致如图乙所示，其中轨迹距y轴的最大距离为s

甲乙

2021年福建省龙岩市永定区高考物理三模试卷

参考答案与试题解析

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

1.（4分）我国2021年4月29日在海南文昌用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站“天

和核心舱”送入离地高约450km的预定圆轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开，后

续的天舟货运飞船、神舟载人飞船以及“问天”、“巡天”实验舱也将相继与核心舱对接,

下列说法正确的是（）

A.火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气推动空气，空气推动火箭上升

B.空间站在轨运行的速率可能大于7.9km/s

C.飞船要和在轨的“核心舱”对接，通常是将飞船发射到较低的轨道上，然后使飞船加

速实现对接

D.未来在空间站中工作的航天员因为不受地球引力，所以处于完全失重状态

【解答】解：A、火箭发射升空的过程中，燃气给火箭反作用力，故A错误；

B、第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球表面做匀速圆周运动时的运行速度，故B错误；

C、根据卫星对接原理可知，获得较大的角速度，在适当位置加速做离心运动，故C正

确；

D、在空间站中工作的宇航员受到地球引力作用，故D错误。

故选：C。

2.（4分）据称，中国第三艘航空母舰正在建造当中，新航母很可能将配备电磁弹射系统，

执行更远距离的任务。一种电磁弹射系统原理可简化为如图所示，当固定螺线管线圈突

然通过直流电流时（）

A.若将电池正负极对调后，金属环不能被弹射出去

B.若将金属环置于线圈的右侧，金属环不能被弹射出去

C.合上开关S的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流

D.合上开关S的瞬间，金属环有扩大的趋势

【解答】解：A、根据“来拒去留”，环都会受到向左的力的作用，故A错误；

B、若金属环放在线圈右侧，环将向右运动；

C、线圈中电流为左侧流入，在闭合开关的过程中，则由楞次定律可知，故C正确;

D、根据楞次定律“增缩减扩”可知，金属环被向左弹射的瞬间，故D错误.

故选：Co

3.（4分）如图所示，我国自行研制的第五代隐形战机“歼-20”以速度vo水平向右匀速

匕行,到达目标地时，将质量为M的导弹自由释放1的燃气，则喷气后导弹的速率为（）

MVQ+mv]HvQ-mv!

A.--------------D.---------------------------

M-mM-m

C仙尸丫1

'M

【解答】解：以导弹飞行的方向为正方向，导弹被飞机释放后导弹喷出燃气前后瞬间

Mvo=（M-m）v-mvi,

解得：v=——----L故BCD错i天。

故选：Ao

4.（4分）如图所示，位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，物块

Q的质量是m,物块P的质量是2m,则F的大小为（）

A.211mgB.3HmgC.4|imgD.5Hmg

【解答】解：对Q物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为T

木块Q与P间的滑动摩擦力f=Umg…①

根据共点力平衡条件T=f…②

对木块P受力分析，P受拉力F,

地面对P体向左的摩擦力f',根据共点力平衡条件，

有F=f+f'+T…③

地面对P物体向左的摩擦力

f'=|i（3m）g…④

由①〜④式可以解得：

F=5pmg.故D正确，A、Bo

故选：D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。

5.（6分）景颇族的祖先发明的点火器如图所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。

猛推推杆，在此压缩过程中（）

A.温度升高，压强不变

B.温度升高，压强变大

C.对气体做正功，气体内能增加

D.对气体做正功，气体内能减小

【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，由公式U=W+Q知，Q=0,所以内能增力口,

气体体积减小，故AD错误。

故选：BCo

6.（6分）降噪耳机越来越受到年轻人的喜爱。某型号降噪耳机工作原理如图所示，降噪过

程包括如下几个环节：首先，由安置于耳机内的微型麦克风采集耳朵能听到的环境中的

中、低频噪声（比如100Hz~lkHz）,将噪声信号传至降噪电路，降噪电路对环境噪声进

行实时分析、运算等处理工作，通过扬声器向外发出声波来抵消噪声；最后，正确的是

()

的反向声武环境■**

A.抵消声波的频率与噪声的频率应该相同

B.抵消声波的相位与噪声的相位应该相同

C.如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，则耳机使用者可能会听到更强的噪声

D.抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等

【解答】解：频率相同的波发生干涉，如果声波频率相同，则可以相互抵消；B错误；

C、如果降噪电路处理信息的速度大幅度变慢，通过扬声器可能会向外发出与噪声相位相

同，则耳机使用者可能会听到更强的噪声；

D、声波是靠介质传播的，故D正确。

故选：ACD。

7.（6分）我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，它通过氢原子能级

跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子能级如图所示，下列说法正确的是（）

n州

A

5

4

举

3

27

1-------------------13.60

A.10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使之发生跃迁

B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子

C.现用光子能量介于10eV~12.9eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，可能被

吸收的光子能量只有3种

D.用n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光照射逸出功为1.85eV的金属不能发生光电效

应

【解答】解：A、使基态氢原子发生跃迁的最小光子能量为Emin--3.4eV-(-13.7)

eV=10.2eV,

而10eV<10.2eV,根据能级跃迁理论可知，故A错误;

B、大量处于n=7能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射cj=3,故B正确;

C、对于处于基态的氢原子

若吸收-3.40eV-(-13.6eV)=10.20eV的光子，能跃迁到n=5能级;

若吸收-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV的光子，能跃迁到n=6能级;

若吸收-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV的光子,能跃迁到n=3能级;

若吸收-0.54eV-(-13.6eV)=13.06eV的光子，能跃迁到n=8能级;

可知用光子能量介于10~12.9eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中

可能被吸收的光子能量只有10.20eV,故C正确；

D、n=3能级跃迁到n=4能级辐射的光子能量E=E3-E2=-4.51eV-(-3.4eV)=

6.89eV,其能量大于金属的逸出功1.85eV,故D错误。

故选：BCo

8.(6分)图甲为门式起重机(又叫龙门吊)，它可以从列车上将静止的集装箱竖直提升到

一定高度。若选竖直向上为正方向，测得集装箱竖直方向运动过程中的加速度a随位移x

变化的规律如图乙所示。下列判断正确的是()

甲乙

A.在4m~6m内，集装箱处于超重状态

B.在x=4m时，集装箱的速度为2m/s

C.在0~4m内，集装箱运动的时间为2gs

D.集装箱上升的最大高度为6m

【解答】解：

A、在4m~6m内，加速度向上。故A正确；

B、集装箱离开列车时的速度为零

3ax=v2

代入数据，可得：

v=2,\[^m/s

故B错误；

C、根据速度公式：

v=at

代入数据，可得：

t=2亚s

故C正确；

D、x=7m时，但是仍然具有向上的速度。故D错误。

故选：AC。

三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。

9.（4分）跳远原是人类猎取食物和逃避狂兽侵害的一种生活技能，后又成为挑选与训练士

兵的条件和手段。在古希腊奥林匹克运动会中跳远即已作为比赛项目之一。一位同学在

水平面上进行跳远训练,该同学以与水平面成37。、大小为5m/s的速度离开地面腾空（如

图所示），取g=10m/s2,该同学可视为质点。则该同学到达最高点时的速度大小为一

m/s,在空中运动的时间为0.6s。（sin37°=0.6）

【解答】解：已知该同学离开地面时的速度v=5m/s,将其在水平方向和竖直方向分解。

Vx

该同学到达最高点时竖直方向的分速度为0,水平方向的分速度为vx=vcos37°=8X

0.8m/s=3m/s；

该同学在竖直方向做上抛运动，故在空中运动的时间为t=*切包_=

gg

2X6XQ.6S=56SO

10

故答案为：4；7.6。

10.（4分）如图所示，用长为L的轻绳，悬挂一质量为m的带电小球，小球便在垂直于磁

场的竖直面内摆动，当小球第一次摆到最低点时，重力加速度为g,忽略空气阻力，小球

带负电（选填“带正电”“不带电”或“带负电”），当小球第二次经过最低点时轻绳拉

力等于6mg。

XXXX

【解答】解：当球第一次摆到最低点时，轻绳的拉力恰好为零。根据左手定则,

2

小球第一次经过最低点是，轻绳拉力为零J

L

小球第二次经过最低点时，速度大小不变

受力分析如图：

XX簟Xg

XXTXX

Xox

X'帝

F|6]=F-F洛-mg

即：F-qvB-mg

联立解得：F=6mg,

故答案为：带负电，6mgo

11.（5分）利用图甲装置可以测量滑块的加速度。气垫导轨上相隔一定距离的两处装有两

个光电传感器1、2,滑块上固定一遮光条，滑块与遮光条的总质量为M,光电传感器会

输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运

动，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像。

（I）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码），轻推滑块，计算机屏幕上显示的电压U

随时间t变化的图像如图乙所示调低（调低或调高）。

（2）用游标卡尺测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示，则（1=9.50mm。

d_d

（3）若图乙是正确操作所得图象，则滑块运动的加速度大小a=_J?.）（用题干

t

已知物理量和测得物理量的字母符号表示）。

【解答】解：（1）因为t2<ti,所以滑块过传感器4的速度小于过传感器2的速度，所以

滑块做加速运动

（2）20分度的游标卡尺精度为0.05mm,游标卡尺的主尺读数为7min,d=9mm+0.50mm

=6.50mmo

（3）在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度，故通过光电门1的速度为为

根据速度-时间公式可得：V5=vi+at,解得

t

d_d

t

故答案为：（1）调低；（2）9.50.5^—L

t

12.（7分）实验室购买了一捆铜导线，某同学想通过实验测定其总阻值Rx。该同学首先用

多用电表粗测阻值约1.7C,再利用图甲所示电路精确测量铜导线的电阻。

图甲图乙

可供使用的器材有:

电流表：量程0.6A,内阻约0.2C

电压表：量程3V,内阻约9kC

滑动变阻器Ri：最大阻值5C

滑动变阻器R2：最大阻值20。

定值电阻Ro=3C

电源：电动势6V,内阻很小

开关、导线若干

回答下列问题：

(1)实验中滑动变阻器应选R2(选填“Ri”或“R2”)。

(2)闭合开关S前，应将滑片移至a端(选填“a端”或“b端”)。

(3)调节滑动变阻器，当电流表读数为0.51A,电压表示数如图乙所示2.30V。

(4)导线Rx的测量值为1.5H(保留二位有效数值)。

【解答】解：(1)由图中所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为使导线两端电

压与通过导线的电流变化量较大，滑动变阻器应选择最大阻值较大的R2O

(2)滑动变阻器采用限流接法，为保护电路。

(3)电压表量程是3V,由图乙所示表盘可知，示数为8.30V。

(4)由图甲所示电路图，根据欧姆定律得：RX+RO=U=&MQ

I8.51

代入数据解得，导线电阻Rx21.5Q

故答案为：(1)R7；(2)a端；(3)2.30。

13.(10分)如图甲所示的“冰爬犁”是北方儿童在冬天的一种游戏用具。“上坐一人，双

手握铁篙，向后下方用力点冰，小孩从静止开始，连续三次“点冰”后达到最大速度Vm

(未知)，之后沿直线匀减速滑行了18m后停下。某同学用v-t图像描述了上述运动过

程，如图乙所示。若每次“点冰”获得的加速度恒定且相等。求：

(1)“冰爬犁”最大速度Vm以及匀减速运动过程的加速度大小;

(2)小孩“点冰”时“冰爬犁”加速度的大小。

【解答】解：(1)在7〜13s内，“冰爬犁”做匀减速直线运动

19

s卞a]t[‘Vm=ait,

代入数据：s=18m,t3=13s-7s=6s,解得匀减速过程加速度大小为a2=InVs?,最大速

度vm=2m/s

(2)由v-t图像可知，在0〜7s内8=3S,匀减速总时间为t3=7s,有：vm=a2t2-a3t3

代入数据解得加速过程的加速度大小为a.』m/s2

答：(1)“冰爬犁”最大速度vm为6m/s,匀减速运动过程的加速度大小为8m/s2；

(2)小孩“点冰”时“冰爬犁”加速度的大小为也m/s6。

3

14.(12分)动车车厢与货物车厢之间对接，其原理可简化为一维碰撞模型。如图所示，两

车厢质量均为mo向右运动，另一车厢以速度2Vo向左运动并与左车厢碰撞后成为一体，

由于碰撞时间极短，可认为碰后瞬间货物的速度仍为vo。经过一段时间后，车厢和货物

停止运动.已知货物在车厢地板上滑动的相对位移为L,不计车厢与铁轨间的摩擦

(1)两车厢碰撞后瞬间，车厢速度的大小和方向：

(2)货物与车厢地板间的动摩擦因数：

(3)车厢在碰撞后运动的位移大小。

%2。

【解答】解：(1)以向右为正方向，两车厢碰撞过程动量守恒0-m-2v5=2mv共

解得：„„=1,即碰后瞬间车厢速度大小为上丫.。

V共8Vo7Vo

(2)车厢碰撞后直至最后都停止运动的过程，由能量守恒定律得：

166

-mV2-X2mI/-V

3+O2X2O

8

O

得

解3V

13

4gL

(3)车厢碰撞后直至最后停止运动的过程，对车厢上X2mdvn)2=」mgx

45。

解得车厢碰撞后运动的位移大小为：

3

答：(1)两车厢碰撞后瞬间，车厢速度的大小为工ye；

8%

32

v

(2)货物与车厢地板间的动摩擦因数为8

4gL

(3)车厢在碰撞后运动的位移大小为旦L。

3

15.