新疆阿勒泰第二高级中学2021-2022学年高三第三次测评物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

请考生注意：

1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答

案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。

2.答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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.心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压

S会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）

与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈。则（）

心电仪听筒扬声器

A.保持滑动变阻器滑片尸不动，当口变小时，扬声器的功率变大

B.保持滑动变阻器滑片产不动，当S变小时，原线圈电流L变小

C.若保持S不变，将滑动变阻器滑片尸向右滑，扬声器获得的功率增大

D.若保持G不变，将滑动变阻器滑片尸向右滑，副线圈的电流心增大

2.1905年爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。下列给出的与

光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（）

A.图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电

B.图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强

度有关

C.图丙中,若电子电荷量用,表示'巧、丹、H已知,由'图像可求得普朗克常量的表达式为〃=方

D.图丁中，由光电子最大初动能/与入射光频率丫的关系图像可知，该金属的逸出功为E或〃%

3.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev,那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征，认识

正确的是（）

£/eV

0

-0.54

-0.85

-1.51

-3.4

-13.6

A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应

B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光

C.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

D.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

4.靠近地面运行的近地卫星的加速度大小为由，地球同步轨道上的卫星的加速度大小为〃2,赤道上随地球一同运转

（相对地面静止）的物体的加速度大小为的，则（）

A.«1=«3>«2B.41>。2>。3C.D.«3>«2>«1

5.在一场足球比赛中，质量为0.4kg的足球以15m/s的速率飞向球门，被守门员扑出后足球的速率变为20m/s,方向

和原来的运动方向相反，在守门员将球扑出的过程中足球所受合外力的冲量为（）

A.2kg-m/s,方向与足球原来的运动方向相同

B.2kg-m/s,方向与足球原来的运动方向相反

C.14kg-m/s,方向与足球原来的运动方向相同

D.14kgm/s,方向与足球原来的运动方向相反

6.如图，一小孩在河水清澈的河面上以lm/s的速度游泳，f=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，"3s时他

4

恰好看不到小石块了，河水的折射率〃=§,下列说法正确的是（）

0

A.3s后，小孩会再次看到河底的石块

B.前3s内，小孩看到的石块越来越明亮

C.这条河的深度为"m

D.U0时小孩看到的石块深度为生且m

3

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

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.物体的摄氏温度变化了1℃,其热力学温度变化了1K

B.气体放出热量时，其分子的平均动能一定减小

C.气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱

D.如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关

E.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）向外界释放热量，而外界对其做功

8.如图所示为“感知向心力”实验示意图，细绳一端拴着一个小砂桶，用手在空中抡动细绳另一端，使小砂桶在水平面

内做圆周运动，体会绳子拉力的大小，则下列说法正确的是（）

A.细绳所提供的力就是向心力

B.只增大砂桶的线速度，则细绳上拉力将会增大

C.只增大旋转角速度，则细绳上拉力将会增大

D.突然放开绳子，小砂桶将做直线运动

9.如图所示，内壁光滑半径大小为R的圆轨道竖直固定在水平桌面上，一个质量为机的小球恰好能通过轨道最高点

在轨道内做圆周运动。取桌面为重力势能的参考面，不计空气阻力，重力加速度为g。则小球在运动过程中其机械能E、

动能々、向心力耳］、速度的平方广，它们的大小分别随距桌面高度人的变化图像正确的是

5mg

10.如图1所示，质量机=lkg的滑块在水平面上做匀减速直线运动，在对滑块施加一水平方向拉力F和不对滑块施加

水平拉力尸的两种情况下，滑块运动的y-x图像如图2所示，下列判断正确的是（）

图1

A.水平拉力大小一定等于1N

B.滑块所受的摩擦力大小可能等于2N

C.滑块受水平拉力时的图像可能是“。

D.滑块不受水平拉力时的图像一定是a

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.（6分）研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电传感器。

（1）一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用交流电源的频率是50Hz,打点计时器在小车拖动的

纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。

①打点计时器的打点周期是s»

②图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、1、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。根据图

中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为m/s,小车做匀加速直线运动的加速度大

小为m/s1

（1）另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与

一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条，将滑块由静止释放，先

后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015s,通过第二个光电的时间为

0.010s,遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.150s。则滑块的加速度大小为m/s1,

若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比（选填“偏大”、"偏小”或“相同

12.（12分）某同学研究小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：

小灯泡L（额定电压3.8V,额定电流0.32A）,

电压表（量程3V,内阻为39）,

电流表A（量程0.6人,内阻约0.58,

定值电阻&（阻值为IkC）,

滑动变阻器R（阻值（）〜1（）。），

电源E（电动势5V,内阻很小）

开关S,导线若干.

（1）实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，请将图甲电路补画完整.

0——@)

E

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图所示，由曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻将

A.逐渐增大B.逐渐减小

C.先增大后不变D.先减小后不变

(3)若用多用表直接测量该小灯泡的电阻，正确操作后多用表指针如图所示，则小灯泡的电阻是Q.

(4)用另一电源综(电动势4V,内阻10Q)和题中所给的小灯泡L、滑动变阻器R连接成如图所示的电路，闭合开

关S,调节滑动变阻器R的阻值.在R的变化范围内，电源的最大输出功率为W,此时小灯泡的功率为W,

滑动变阻器R接入电路的电阻为Q.

HrL

-----i~

R

E。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.(10分)如图所示，在xoy平面内，有一线状电子源沿x正方向发射速度均为y的电子，形成宽为2R、在y轴

方向均匀分布且关于x轴对称的电子流.电子流沿+x方向射入一个半径为K、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁

场方向垂直xoy平面向里.在磁场区域的正下方d处，有一长为2d的金属板关于y轴对称放置，用于接收电子，

电子质量为，〃，电量为e,不计电子重力及它们间的相互作用.

(1)若正对0点射入的电子恰好从P点射出磁场，求磁感应强度大小B；

(2)在第(1)问的情况下，求电子从进入磁场到打在板上的时间Z：

(3)若所有电子都能从尸点射出磁场，MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大？

14.（16分）一半径为R的玻璃板球，。点是半球的球心，虚线00'表示光轴（过球心0与半球底面垂直的直线）。

已知玻璃的折射率为0,现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表

面反射后的光线，已知sin15。=历史），求：

4

（1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

D

（2）距光轴-的入射光线经球面折射后与光轴的交点到0点的距离。

2

15.（12分）二十世纪初，卢瑟福进行a粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。

⑴如图1所示，有两个c粒子均以速度v射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分

别画出两个。粒子此后的运动轨迹示意图；

（2）如图2所示，一个a粒子以速度P射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原

子的作用，可将a粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明a

粒子与金原子核作用后速度的大小和方向；

（3）实验发现，绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数a粒子发生了大角度偏转（超过

90。）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设：

①将a粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；

②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；

③各层原子核前后不互相遮蔽；

④大角度偏转是a粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L,金原子直径为。，大角度偏转的

a粒子数占总a粒子的比例为/?,且

。.请估算金原子核的直径d；

瓦上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径d的估算产生影响。已知金箔的厚度约IO,”?，金原子

直径约l(T°m，金原子核直径约10*m。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。

04t子.游立子

……■金原子核........•金原子核

图I图2

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、B

【解析】

AB.保持滑动变阻器滑片尸不动，当S变小时，根据变压器原副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压。2减小，则

扬声器的功率变小；次级电流减小，则初级电流人也减小，选项A错误，B正确；

CD.若保持5不变，则次级电压S不变，将滑动变阻器滑片尸向右滑，则R电阻变大，次级电流上减小，则扬声

器获得的功率减小，选项CD错误。

故选B。

2、D

【解析】

A.图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器也带正电，选项A错误；

B.图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，但是遏止电压和光

的强度无关，选项B错误；

C.根据=出功，则由〃，一丫图像可得

k,=-h=--5!—

eV,+v2

解得

彩+匕

选项c错误；

D.图丁中，根据纥W逸出功，由光电子最大初动能与与入射光频率u的关系图像可知，该金属的逸出功为E或

6%,选项D正确o

故选D。

3、D

【解析】

A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV,照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错

误；

B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据C；=3可知，能放出3种不同频率的光，故B错误；

C、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV,不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV才能

跃迁，故C错误；

D、氢原子从高能级向"=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大=-L51+13.6=12.09eV,因锌的逸出功是

3.34ev,锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV,故D正确；

故选D.

4、B

【解析】

题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体3、绕地球表面附近做圆周运动的近地卫星1、地

球同步卫星2；物体3与卫星1转动半径相同，物体3与同步卫星2转动周期相同，从而即可求解.

【详解】

地球上的物体3自转和同步卫星2的周期相等为24h,则角速度相等，即32=03,而加速度由环「4，得四＞的；同步

卫星2和近地卫星1都靠万有引力提供向心力而公转，根据"丝="也，得。=”，知轨道半径越大，角速度越

rr

小，向心加速度越小，则综上B正确；故选B.

【点睛】

本题关键要将赤道上自转物体3、地球同步卫星2、近地卫星1分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个

物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化.

5、D

【解析】

设球飞向球门的方向为正方向，被守门员扑出后足球的速度为

M=-20m/s

则由动量定理可得

I=mv'-mv=-0.4x20-0.4x15kg•m/s=-14kg•m/s

负号说明合外力冲量的方向与足球原来的运动方向相反，故A、B、C错误，D正确；

故选D。

6、C

【解析】

A.t=3s时他恰好看不到小石块了，说明在此位置从小石块射到水面的光发生了全反射，则3s后的位置从小石块射到

水面的光仍发生全反射，则小孩仍不会看到河底的石块，选项A错误；

B.前3s内，从小石子上射向水面的光折射光线逐渐减弱，反射光逐渐增强，可知小孩看到的石块越来越暗，选项B

错误；

C.由于

・「13

sinC=—=—

n4

则

3

tan37——十

V7

可知水深

h=―^―=—|-m=\/7m

tanC3

选项C正确;

D.U0时小孩看到的石块深度为

h

li=—=-----m

n4

选项D错误。

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7、ACE

【解析】

A.由热力学温度与摄氏温度的关系：T=f+273,可知摄氏温度变化1C,热力学温度变化1K,故A正确；

B.气体放出热量时，若外界对气体做功，则气体的温度也可能升高，其分子的平均动能增加，选项B错误；

C.无论是气体，液体还是固体，其分子间都存在间距，但气体的间距最大，由于分子间存在较大的间距，气体分子

间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动，所以气体能充满整个空间，c正确；

D.气体的内能除分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关。对于气体分子间作用力可以忽略时，气体

的内能只由温度和质量决定。分子越多，总的能量越大，所以D错误；

E.不计分子势能时，气体温度降低，则内能减小，向外界释放热量；薄塑料瓶变扁，气体体积减小，外界对其做功,

故E正确。

故选ACE«

8、BC

【解析】

A.小砂桶的向心力是由小砂桶的重力和绳的拉力的合力提供的，选项A错误；

B.如果小砂桶的线速度增大，则小砂桶的向心力会增大，绳的拉力与竖直方向的夹角。会增大，绳的拉力

K=反

cos。

故绳的拉力会随着。的增大而增大，选项B正确；

C.角速度增大，同样会导致绳与竖直方向的夹角。增大，同理选项C正确；

D.突然放开绳子，小砂桶仍受重力作用，会从切线方向平抛出去，选项D错误。

故选BC»

9、CD

【解析】

根据竖直平面内小球做圆周运动的临界条件，结合机械能守恒定律分析即可解题。

【详解】

AB.小球通过轨道最高点时恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点：,”g=—则在最高点小球的动能：

用=gmv高2=gmgR（最小动能），在最高点小球的重力势能：Ep=2mgR,运动的过程中小球的动能与重力势能

的和不变，机械能守恒，即：E=/gR,故AB错误；

CD.小球从最高点到最低点，由动能定理得：=v^=5gR,则有在距桌面高度处有：

-mgh=mv2--mv^,化简得：v2=5gR-2gh,

2

耳句=形2=-2gh）,故C、D正确。

KK

【点睛】

本题主要考查了竖直圆周运动的综合应用，属于中等题型。

10、ABC

【解析】

由题图2可知，«图线对应滑块运动的加速度大小为

«,=—=^-m/s2=lm/s2

12x2x18

h图线对应滑块运动的加速度大小为

2

V36

m/s2-2m/s2

a，~=丁2x2^9

若滑块受到的拉力与v方向相同，则

于一F=ma]

解得

/=2N

E=1N

若滑块受到的拉力与y方向相反，则

f+F=ma2

f=呷

解得

/=1N

F=1N

则滑块受水平拉力时的图像可能是“，也可能是b。选项ABC正确，D错误。

故选ABC,

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11,0.010.531.44.0偏小

【解析】

(1)"]交流电源的频率是50Hz,则打点计时器的打点周期是

T=—=0.02s

f

⑴由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔为0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的

速度等于该过程中的平均速度，可以求出打计数点3点时小车的瞬时速度大小

13.80-3.20仆2/八。/

v,=----------------x10m/s=0.53m/s

32x0.1

⑶根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT'可以求出加速度的大小

玉4/3_(13.80—7.80)_(7.80—3.20)

ci=xlO2m/s2=1.4m/s2

,20.12

(1)［5］遮光条通过第一个光电门的速度为

0.030,一，

V,=-------m/s=2.0m/s

10.015

遮光条通过第二个光电门的速度为

0.030,^，、,

v,=-------m/s=3.0m/s

20.010

则滑块的加速度大小为

j-v3-2

fl=ii=m/s24.0m/s2

t0.25

［6］由实验原理可知，运动时间为遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，遮光条开始遮住第

一个光电门的速度小于匕，遮光条开始遮住第二个光电门的速度小匕，由于遮光条做匀加速运动，则速度变化量减小,

所以测量值与真实值相比偏小。

12、A1.50.40.283

E

【解析】

(1)口］因本实验需要电流从零开始调节，因此应采用滑动变阻器分压接法；因灯泡内阻与电流表内阻接近，故应采用电

流表外接法；另外为了扩大电压表量程，应用力和电压表串联，故原理图如图所示

E

(2)[2]/-。图象中图象的斜率表示电阻的倒数，由图可知，图象的斜率随电压的增大而减小，故说明电阻随电流的增

大而增大；其原因是灯丝的电阻率随着电流的增大而增大；

A.与分析相符,故A正确;

B.与分析不符，故B错误;

C.与分析不符，故C错误;

D.与分析不符，故D错误;

(3)[3]灯泡正常工作时的电阻为：

TJQQ

—Q=11.8Q

I0.32

则多用电表可以选择欧姆挡的XI挡；由图示多用电表可知，其示数为1.5。；

(4)[4]当电源内阻等于外电路电阻时，电源的输出功率最大，电源的最大输出功率为:

£242

=——=-------W=0.4W

4r4x10

⑸此时小灯泡的电流为:

E

/=—=0.2A

2r

由图可知，此时灯泡电压为:

U=L4V

此时小灯泡的功率为:

P=L7=1.4XO.2W=0.28W

⑹此时小灯泡的电阻为:

凡告=7。

滑动变阻器R接入电路的电阻为:

R=r—RL=3c

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

mvrcRd

⑶⑴蕨⑵五十：⑶¥

【解析】

(1)可求得电子旋转的轨道半径是r=H,根据公式

mv