吉林省长春市2021届第三次新高考模拟考试物理试卷含解析

吉林省长春市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．下列说法中正确的是（ ）

A ．千克（kg ）、开尔文（K ）和伏特（V ）均为国际单位制中的基本单位

B ．阴极射线是由电子组成，电子来源于中子的衰变

C ．在光电效应的实验中，若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加

D ．α射线来源于原子核内部，是由氦原子组成

【答案】C

【解析】

【详解】

A ．开尔文、千克均为国际单位制中基本单位，伏特不是国际单位制中基本单位，故A 错误；

B ．阴极射线是由电子组成，电子来源于核外电子，故B 错误；

C ．遏止电压 0=k C E h W U e e

ν-= 则若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加，故C 正确；

D ．α射线来源于原子核内部，由两个质子和两个中子组成，故D 错误。 故选C 。

2．如图所示物块A 和B 的质量分别为4m 和m ，开始A 、B 均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F ＝6mg 作用下，动滑轮竖直向上运动．已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动中，物块A 和B 的加速度分别为

A ．a A ＝

12

g ，a B ＝5g B ．a A ＝a B ＝15g C ．a A ＝14g ，a B ＝3g D ．a A ＝0，a B ＝2g

【答案】D

【解析】

【详解】 在竖直向上拉力F ＝6mg 时，此时A 、B 受的拉力分别为3mg 、3mg ，对A 因为3mg ＜4mg ，故物体A 静

止，加速度为0；对物体B

3mg －mg ＝ma B

解得

a B ＝2g

故选D 。

3．氢原子的能级示意图如图所示，锌的逸出功是3.34eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（ ）

A ．大量氢原子从高能级向3n =能级跃迁时发出的光可以使锌发生光电效应

B ．大量氢原子从3n =能级向低能级跃迁时，最多发出两种不同频率的光

C ．大量氢原子从3n =能级向低能级跃迁时，用其发出的光照射锌板，有两种光能使锌板发生光电效应

D ．若入射光子的能量为1.6eV ，不能使3n =能级的氢原子电离

【答案】C

【解析】

【详解】

A ．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光，其光子的能量值最大为1.51eV ，小于3.34eV ，不能使锌发生光电效应，故A 错误。

B ．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，故B 错误。

C ．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为3种，其中有2种大于3.34ev 能使锌板发生光电效应，故C 正确。

D ．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去。若入射光子的能量为1.6eV ，能使n=3能级的氢原子电离，故D 错误。

故选C 。

4．电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q ，核外电子带电量大小为e ，其引力势能P kqe E r

=-，式中k 为静电力常量，r 为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从1r 减小到2r ，普朗克常量为h ，那么，该原子释放的光子的频率υ为（ ）

A ．2111kqe h r r υ??=- ???

B ．21112kqe h r r υ??=- ???

C ．12113kqe h r r υ??=- ??

? D ．21113kqe h r r υ??=- ???

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

电子在r 轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力

2

2kqe v m r r

= 所以电子的动能为

2122K kqe E mv r

== 所以原子和电子的总能为 2K P kqe E E E r =+=-

再由能量关系得

1221112kqe E h E E r r ν??==-=

- ???

即 21112kqe h r r ν??=- ???

故选B 。

5．甲、乙两汽车在同一平直公路上做直线运动，其速度时间（v －t ）图像分别如图中a 、b 两条图线所示，其中a 图线是直线，b 图线是抛物线的一部分，两车在t 1时刻并排行驶。下列关于两车的运动情况，判断正确的是（ ）

A ．甲车做负方向的匀速运动

B ．乙车的速度先减小后增大

C ．乙车的加速度先减小后增大

D ．在t 2时刻两车也可能并排行驶

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

A．甲车向正方向做匀减速运动，选项A错误；

B．由图像可知，乙车的速度先增大后减小，选项B错误；

C．图像的斜率等于加速度，可知乙车的加速度先减小后增大，选项C正确；

D．因t1到t2时间内乙的位移大于甲的位移，可知在t2时刻两车不可能并排行驶，选项D错误。

故选C。

,S S，产生两列周期均为T、振动方向相同、振幅均为A的相干波，实线、虚线6．位于水面上的波源12

分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，a、b、c、d、e是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于d处，下列说法正确的是（）

A．b点的振动加强，c点的振动减弱

B．一段时间后，小树叶被水波推至b处

C．a、e两点在某时间内也会振动

S突然停止振动，之后的2T内，b点通过的路程为16A

D．若波源

2

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．b点是波峰和波峰叠加的点，c点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，故A错误；

B．机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，故B错误；

C．a、e都是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故这两点均静止不动，故C错误；

S突然停止振动，由图像可知，在之后2T内，质点b仍是振动加强点，振幅为2A，完成两D．若波源

2

次全振动，通过的路程为16A，故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．近年来，我国的高速铁路网建设取得巨大成就，高铁技术正走出国门。在一次高铁技术测试中，机车由静止开始做直线运动，测试段内机车速度的二次方v2与对应位移x的关系图象如图所示。在该测试段

内，下列说法正确的是（ ）

A ．机车的加速度越来越大

B ．机车的加速度越来越小

C ．机车的平均速度大于02v

D ．机车的平均速度小于02

v 【答案】BC

【解析】

【详解】 AB ．如图所示，在该测试段内，随着机车位移的增大，在相等位移x ?上，速度的二次方的差值逐渐减小，由2()2v a x ?=?可知，机车的加速度逐渐减小，故A 错误，B 正确；

CD ．由于机车做加速度减小的变加速直线运动，故在该测试段内机车的平均速度大于

02

v ，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

8．一个长方体金属导体的棱长如图所示，将该长方体导体放在匀强磁场中，并使前侧面与磁场垂直，已知磁感应强度为B 。导体的左右两侧面外接电源，产生由左向右的稳定电流时，测得导体的上、下表面间的电势差为U 。则下列说法正确的是（ ）

A ．上、下两表面比较，上表面电势高

B ．上、下两表面比较，下表面电势高

C ．导体中自由电子定向移动的速率为

U dB D ．导体中自由电子定向移动的速率为U hB

【答案】BD

【解析】

【详解】 A B ．电流向右，则金属导体中的自由电子定向向左移动，由左手定则知洛伦兹力向上，则上表面累积负电荷，其电势低，选项B 正确，A 错误。

CD ．稳定状态时，电子做匀速直线运动，受力平衡，有

eE evB =

又有 U E h

= 解得 U v hB =

选项C 错误，D 正确；

故选BD.

9．一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B ，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B ＝0.5 T ，导体棒ab 、cd 长度均为0.2 m ，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N ，现用力向上拉动导体棒ab ，使之匀速上升(导体棒ab 、cd 与导轨接触良好)，此时cd 静止不动，则ab 上升时，下列说法正确的是( )

A ．ab 受到的拉力大小为2 N

B ．ab 向上运动的速度为2 m/s

C ．在2 s 内，拉力做功，有0.4 J 的机械能转化为电能

D ．在2 s 内，拉力做功为0.6 J

【答案】BC

【解析】

【详解】

A. 导体棒ab 匀速上升，受力平衡，cd 棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得ab 棒受到的推力：

20.2N F mg ==

故A 错误；

B. 对cd 棒，受到向下的重力mg 和向上的安培力F 安，由平衡条件得：

F 安BIL mg ==

2BLv I R

= 联立解得： 2222220.10.1m/s 2m/s 0.50.2mgR v B L ??=

==?

故B 正确；

C. 在2s 内，电路产生的电能：

2220.50.222J 0.4(J 2220).)(1

E BLv Q t t R R ??===?=? 则在2s 内，拉力做功，有0.4J 的机械能转化为电能，故C 正确；

D. 在2s 内拉力做的功为：

0.222J 0.8J W Fvt ==??=

故D 错误。

10．如图所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在传播方向上有M 、N 两点（N 点图中未画出），4.0m OM =，9.0m ON =。M 点开始振动后，又经1.1s 的时间恰好第三次到达波谷。则下列说法正确的是（ ）

A ．周期为0.55s

B ．波速为1.0m/s

C ．从图示时刻开始再经1.8s 的时间，M 点的运动路程为28cm

D ．从图示时刻开始再经2.2s 的时间，N 点第四次到达波峰

E.能够与该波发生干涉的简谐横波频率一定为2.5Hz

【答案】CDE

【解析】

【详解】

A ．由图可知，波长

4m λ=

振幅

2cm A =

各质点开始振动的方向为y +方向。M 点振动开始后，又经过1.1s 恰好第三次到达波谷，则有

31.1s 24T ??=+ ???

则

0.4s T =

所以A 错误；

B ．则波速为

4m 10m/s 0.4s v T λ=== 所以B 错误；

C ．从图示时刻开始，波传播至M 点需时间

1 4.0m 0.4s 10m/s

OM t v === 之后的

11.8s 0.4s 32T ??-=+ ??

? 则M 振动路程为

34228cm A A ?+=

所以M 点的运动路程为28cm ，C 正确；

D ．从图示时刻开始，波传播至N 点需时间

29.0cm 0.9s 10m/s

ON t v === 之后的

12.2s 0.9s 34T ??-=+ ??

? 则N 点第四次到达波峰，D 正确；

E ．波的频率为

1 2.5Hz f T

== 则其相干波的频率为2.5Hz ，E 正确。

故选CDE 。

11．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A 、B ，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动.已知A 球细线1L 跟竖直方向的夹角为30o ，B 球细线2L 跟竖直方向的夹角为60o ，下列说法正确的是( )

A ．细线1L 和细线2L 3 1

B ．小球A 和B 的向心力大小之比为1：3

C ．小球A 和B 的角速度大小之比为1：1

D ．小球A 和B 的线速度大小之比为13

【答案】BC

【解析】

A 项：两球在水平面内做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由：T A cos30°=mg ，T

B cos60°=mg ，则023cos30A mg mg T ==，T B =2mg ，所以:3:31:3A B T T ==，故A 错误； B 项：小球A 做圆周运动的向心力F nA =mgtan30°=3mg ，小球B 做圆周运动的向心力F nB =mgtan60°=3mg ，可知小球A 、B 的向心力之比为1：3，故B 正确；

C 、

D 项：根据mgtanθ=m?htanθ?ω2=2

tan v m h θ 得，角速度g h

ω=，线速度tan v gh θ=可知角速度之比为1：1，线速度大小之比为1：3，故C 正确，D 错误．

点晴：小球在水平面内做圆周运动，抓住竖直方向上的合力为零，求出两细线的拉力大小之比．根据合力提供向心力求出向心力大小之比，结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式，从而得出线速度和角速度之比．

12．如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O 点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量7610q C -=?，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O 的电势为零．当小球以2m ／s 的速率绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零．在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势?随纵坐标y 的变化关系如图乙所示，重力加速度210/g m s =.则下列判断正确的是

A ．匀强电场的场强大小为63.210/V m ?

B ．小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4J

C ．小球做顺时针方向的匀速圆周运动

D ．小球所受的洛伦兹力的大小为3N

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

A、据题意和乙图可知，

6

6

210

V510V

0.4

U

E

d

?

===?，故A错误；

B、据题意可知，小球所受的电场力等于重力，洛伦兹力提供向心力，所以小球重力势能增加最多，电势能减少最多，大小为：2qφ=2×6×10﹣7×2ⅹ106J=2.4J，故B正确；

C、以上分析可知，洛伦兹力提供向心力，据左手定则可知，小球做逆时针运动，故C错误；

D、以上可知：mg=Eq，

2

mv

f qvB

r

==，联立以上解得：f=3N，故D正确．

故选BD

【点睛】

本题感觉较难，但读懂题意，把小球的受力情况和特点挖掘出来，此题就会迎刃而解；还需注意利用乙图求场强，能量守恒求电势能的减小．

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分

13．热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度变化的关系如图甲所示。

（1）由图甲可知，在较低温度范围内，相对金属热电阻而言，该热敏电阻对温度变化的响应更________（选填“敏感”或“不敏感”）。

（2）某同学利用上述热敏电阻制作了一个简易的温控装置，实验原理如图乙所示。现欲实现衔铁在某温度时（此时热敏电阻的阻值为0R）被吸合，下列操作步骤正确的顺序是_______。（填写各步骤前的序号）

a.将热敏电阻接入电路

b.观察到继电器的衔铁被吸合

c.断开开关，将电阻箱从电路中移除

d.合上开关，调节滑动变阻器的阻值

e.断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至0R

（3）若热敏电阻的阻值t R与温度t的关系如下表所示，

t/℃30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0

/

t

RΩ199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1

当通过继电器的电流超过20mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。已知继电器的电阻